“費米悖論”和大過濾器假設是什麼，宇宙文明過濾器真的存在嗎？

上世紀50年代有關外星人問題的“費米悖論”出臺後，引起了科學界的廣泛討論，許多科學家爲了解釋費米悖論提出了種種假設，比較著名的有六十年代出現的德雷克方程和卡爾達舍夫文明等級理論等。這些在我過去的文章中都有過多次詳細闡述，今天就不多說了。

所謂大過濾器假設也是爲了解釋費米悖論的一種理論，我們一起來了解一下。

要了解大過濾器假設，就先要了解一下什麼是費米悖論。所謂費米悖論也叫費米佯謬，是著名科學家、1938年諾貝爾物理學獎得主恩利克·費米提出來的，是一個有關外星人、星際旅行的科學悖論。簡單地說就是一個疑問：“外星人在哪兒”？

提出這個疑問是基於人類尋找外星人許多年，一直連根毛也沒找到，而我們的宇宙已經有130多億歲了，從邏輯上說，應該早就孕育發展出了能夠進行星際旅行的文明瞭，爲什麼至今都沒有發現呢？

科學觀測認爲，僅在銀河系就有數千億顆恆星，太陽只是其中一顆普通恆星，並不特殊；同樣地球作爲一顆普通行星，也不特殊。但太陽系還非常年輕，只有50億歲左右，宇宙中肯定存在比太陽老很多的恆星，就有可能存在幾十億年的文明體。

即便光速不可突破，按照常規速度航行，這些文明也足以實現跨星系旅行了，但爲啥一點動靜都沒有呢？這就是一個難以解開的矛盾，成爲世紀難題，被稱爲費米悖論或費米佯謬。

德雷克方程問世後，人們根據這個方程計算宇宙中應該存在的文明數量；文明分級理論問世後，人們又根據這個理論用望遠鏡掃描星空，尋找是否有達到高級文明現象的星球。但迄今爲止還是一無所獲。

由此出現了大致三種說法：一種是宇宙中根本就只有人類文明一個文明出現和存在；一種是宇宙太大，文明很稀有，且很難相互交流，因此文明體之間很難相知相遇；還有一種是文明體都無法長久，這樣不同階段的文明就更難相知相遇。

經歷數十年爭論，就有人提出宇宙大過濾器的假設，來解釋宇宙中文明極其稀有的問題。

所謂大過濾器假設是1990年美國喬治梅森大學助教羅賓·漢森提出來的，這個理論也是爲了解答費米悖論，其主要內容是指文明誕生髮展過程中，可能有一些關鍵環節被嚴重低估，這些環節起了大過濾器的作用，阻止或消滅了大部分文明的誕生和提升。

他認爲，文明誕生和發展至少需要經歷九大關鍵環節：1、需要有合適的行星系統，至少必須在宜居位置和存在有機物；2、演化出可自我複製的大分子，如RNA；3、演化出相對簡單的原核單細胞生命；4、進化出相對複雜的真核單細胞生命；5、進化出有性繁殖的生命；6、進化出多細胞生命；7、進化出腦量較大、能使用工具的動物；8、進化發展出人類這樣的文明；9、發展到宇宙星際殖民化文明。

我的理解是這九大環節每一步都是一次重大升級，而每一個環節如果中斷和遭受挫折，文明就無法誕生或無法走下去。而且這只是最重大的一些關鍵環節，每一個環節還可以分解出許多更細小環節，每一步就很關鍵，可以說文明誕生和發展是步步驚心。

迄今爲止，人類還沒有發現有達到第九步的文明存在。因此許多人認爲是文明發展過程中步步都是陷阱，這些陷阱就像一個個過濾器，對文明發展每一次升級進行了過濾，讓文明隨時夭折而無法走下去。

組成這個大過濾器的分過濾器有：地球環境極其稀有，文明出現的概率極小；文明之間的黑暗森林效應，相互摧毀；自然災害的毀滅，如地質災害和小行星撞擊、恆星爆發等災難；文明科技發展的自我終結，如核戰、生化、人工智能等科技發展，摧毀自己的文明；高級宇宙文明的活動以自然現象呈現，難以發現等等。

漢森會同牛津大學的安德魯·施耐德共同總結一直以來有關文明發展大過濾器的說法，其中似乎只有地球稀有這個過濾器有一定說服力。因爲地球作爲生命的和文明的誕生地實在是太巧合太完美了。

首先，地球正好在太陽宜居帶，還有理想的大氣和地磁保護；其次，誕生不久就與一顆被稱爲“忒伊亞”的行星相撞，從此地軸偏移了23.44度，產生了四季變換，還撞出了一個月球，產生更大潮汐力；而太陽系則遠離銀河系中心，避開了對生命破壞性的輻射源。

這一切耦合和巧遇，都好像是圍繞着生命和文明的孕育而渾然天成，宇宙中如此巧合完美的星球應該是太稀有了。但漢森等科學家認爲其他一些所謂過濾器，並非是過濾掉文明的必然條件。

許多科學家，包括漢森等對於大過濾器假設中的許多所謂過濾器有質疑，時空通訊也有自己的一些思考，綜合起來大致有如下一些方面：

1、文明體和宇宙文明的成因具有多樣性，或許地球環境並非文明出現的唯一途徑。因此並非像地球這樣的巧合和完美才能產生生命和文明，而智慧體的形狀和文明發展方式也可能完全不同於地球生物，可能呈現多種多樣，以我們完全無法預料的方式出現。

2、文明體的滅失並非那麼容易，以地球人類文明爲例，生命起源從簡單的原核細胞到真核細胞的進化花費了10億年，從真核細胞到多細胞動物及腦的出現也花費了10億年，而從普通智力動物到演化出人類僅僅花了幾百萬年。

因此，即便真的發生毀滅文明級別的天災人禍，如核戰、生化事件或瘟疫、地質災難、小行星撞擊、恆星爆發等，雖然有可能將人類文明毀於一旦，但很難讓生命完全滅失，這樣在較短的時間裡，短則數萬年，多則數百萬年，智慧文明就可以重新出現。

3、科技文明發展，如人工智能最終會毀滅人類文明嗎？人工智能的崛起或許真有消滅人類肉體的可能，但我認爲，人類文明不會中斷。因爲人工智能本身就是人類創造的，取得勝利的人工智能必然會將文明繼承和發展下去，這種文明很可能是人類意識和機器的結合體。

4、科幻小說中描述的黑暗森林和猜疑鏈，只是人類現階段思想意識的體現。文明發展到高級狀態時，存在的方式以及對資源的需求已經越來越簡化，如文明體將以非肉體的方式存在，能量和資源的需求也簡化到只需要恆星能源。

因此高級文明體的意識形態是不可能還停留在人類這種你爭我斗的狀態，發生自相殘殺的可能性極小。

綜上所述，這些所謂宇宙文明過濾器似乎很難真實存在，也就是說遠古文明遺留下來的可能性是很大的。

那麼剩下的可能性只有兩種可能了：1、就是相對太廣袤浩渺的宇宙，文明太稀少了，即便高級文明突破了光速限制，也難以相知相遇；2、文明具有多樣性，很難溝通。

在銀河系，恆星與恆星之間的平均距離約爲4光年，每顆恆星就像相隔數千公里的兩枚硬幣，要相互尋找並碰到一起的概率極其渺茫；而銀河系即便有100萬個文明存在，之間平均相隔就有上千光年了，這就有點像相隔在地球兩端的兩隻螞蟻，它們要爬到一起的概率極其接近零。

宇宙文明的稀少程度可能遠遠超乎人類想象，有科學家估計，像銀河系這樣的大星系纔有可能具有一個文明，那麼距離銀河系最近的大星系仙女座星系M31，距離我們爲254萬光年，兩個文明相遇的概率就更趨於零了。

可觀測宇宙中就有數千億乃至數萬億個星系，因此即便一個星系只有一個文明，整個可觀測宇宙也有數千億甚至數萬億個文明，看起來文明的數量很多，但相知相遇的機會幾乎沒有；加上文明的多樣性，交流和認知的方式有可能完全不一樣，即便相逢也未必相似。

由此，人類很可能永遠也找不到所謂的“外星人”，將會成爲遙望星空孤苦一生的文明體。對此，大家怎麼看？歡迎討論點評。

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