費米悖論、火星難題和黑暗森林理論的漏洞_風聞

撰文 | Glenn Rocess

譯者 | 苦山

校對 | 斬光

來源：利維坦

我們所居住的這顆星球用歷史告訴我們，一切紛爭因資源而起。既然是關於資源的命題，那麼就存在性價比一説。黑暗森林法則成立的前提條件是地球在宇宙中的資源獨佔性，否則即便是力量足以侵佔地球的外星生命體確實存在，也大可找尋性價比更高的“第二地球”進行殖民。

假如一片森林裏有兩個水源，小鹿就沒必要趕走小兔子去獨佔兔子的水源，因為另一個水源夠小鹿們喝的了——趕走小兔子也是要花費精力的，沒有必要。只可惜在宇宙森林裏，我們至今仍然不知道地球是否是唯一的水源。儘管這個可能性很小，但誰也説不好。同時我們也不知道自己是鹿還是兔子，更不知道在某一個角落裏會不會有大灰狼。真是虛無。

艾薩克·阿西莫夫（Isaac Asimov）、羅伯特·海因萊因（Robert Heinlein）、亞瑟·C. 克拉克（Arthur C. Clarke）、弗蘭克·赫伯特（Frank Herbert）以及菲利普·K. 迪克（Philip K. Dick），最後都在窮困中死去，但他的故事也都成了好萊塢的賣座大片。

他們是這一類型小説的巨匠，是科幻小説黃金時代的巨人（嚴格説來，赫伯特和迪克不屬於這一時期，但他們仍然是巨匠）。他們都大膽幻想，恢弘的想象力肆意馳騁，向我們展現人類跨越銀河系、奔向更遠處的未來。他們與我們分享自己的幻夢，改變了我們的社會和思維模式，激勵了一代又一代科學家、工程師，啓發他們創造了美國國家航空與航天局（NASA）和歐洲原子核研究委員會（CERN），實現了再偉大不過的成就。

但這些科幻小説中最閃耀的明星似乎都不曾探討過H. G. 威爾斯（H. G. Wells，有人稱威爾斯為“科幻小説之父”）提出的一個問題。

我們稍後就會説到這個問題。首先請牢牢記住，科幻小説對人類而言有多麼重要，多麼生死攸關。

我們今天擁有的許多必需品都是首先在科幻小説中出現的——從手機到自動駕駛汽車，從潛水艇到火箭，從耳塞式耳機到原子能。亞瑟·C. 克拉克第一個描繪了通信衞星，而在電影《2001太空漫遊》（2001: A Space Odyssey，改編自克拉克的同名小説）的某些場景中，能看到一個看起來像、用起來也像iPad的物件：

《2001太空漫遊》劇照

可以説，科幻小説極大程度改變了我們的世界，而且基本是朝好的方向，所以我們應該認真對待科幻作家……和科學家們提出的重要問題。因曼哈頓計劃而聲名遠揚（或説臭名昭著）的科學家恩裏克·費米（Enrico Fermi）**曾用寥寥數語道盡了費米悖論的本質：“其他人都在哪裏？”**地球的歷史漫長如斯，太陽系、銀河系的壽命更加悠久，遑論整個宇宙，我們當然應該能偵測到來自其他文明的無線電波（或其他形式的通信），對吧？也不見得。

黑暗森林法則

上面説了科幻小説的諸多好處和巨大可能性，但小説中也有怪物，比如哈蘭·艾里森（Harlan Ellison）的反烏托邦小説中描寫的那樣，又比如近來由劉慈欣創作的鉅著《三體》三部曲，他的這部作品在深度、廣度和想象力層面都可與阿西莫夫的《基地》系列比肩。

在劉慈欣的三部曲中，他用令人膽寒的邏輯描述了黑暗森林法則，該法則認為，我們最好希望自己永遠、永遠不要遇到任何外星人。這一理論大概是這樣的：

一切生命都渴望生存。你無法瞭解其他生命形式在條件允許下能否、會否摧毀你。在缺乏保證的情況下，對任何物種來説最安全的選項都是在其他生命形式有機會消滅自己之前消滅對方。

在三部曲中，劉慈欣描繪了這樣一個銀河系：在這裏，一旦某個能進行宇宙航行的文明偵測到了另一個文明，就會竭盡全力、毫不心慈手軟地摧毀對方，以確保自身的存續；畢竟，未曾有過任何跡象證明，外星物種會哪怕只是稍微考慮一下和平共存。

別忘了，我們人類也許有道德和原則，也許明白什麼叫互惠互利，但這不意味着其他物種也同樣如此。如果我們遇上一個文明，然後因為自己相信共存而不立即摧毀它，那我們就真的是在用人類自身的存亡來賭對方不會在第一時間消滅我們整個物種。

幸好，這套邏輯中有一個漏洞。

黑暗森林法則和科幻作家大衞·布林（David Brin）早期探討“大沉默”（Great Silence）的一篇文章不謀而合，“大沉默”是指似乎完全沒有能證明地外生命存在的證據。布林闡述了可能造成大沉默的幾種原因，和劉慈欣一樣，他提到的其中一種假設就是，我們之所以從未接收到過地外文明的訊息，是因為對於能進行宇宙航行的文明來説，避免被消滅的唯一辦法就是永遠保持隱蔽，不讓其他文明偵測到自己。

但還有一個因素，自H. G. 威爾斯首次提及至今，似乎沒有第二個人談起過。

火星難題

1938年，青年演員奧森·威爾斯（Orson Welles）已經因其在廣播劇、舞台劇和熒幕上的演出小有名氣，他主播了一檔名為《世界大戰》（War of the Worlds）的廣播劇。我的祖母還記得這檔劇，她告訴我當時有些聽眾因為劇情心生恐慌，就連在她居住的密西西比河三角洲地區也是如此。

我有一套這檔劇的專輯，儘管故事的絕大部分都由奧森·威爾斯自由演繹，劇情本身和H.G.威爾斯的小説劇情相比卻沒有本質變化：火星人來了，火星人征服了地球，火星人對地球上的病原體毫無抵抗力，火星人被病原體殲滅了。

奧森·威爾斯（Orson Welles）於1938年主播的廣播劇在全國範圍內引發了恐慌。圖源：Pacific Standard

這有可能嗎？我記得那時自己想到：得了吧，**如果火星人聰明到有能力配備足夠的武力，跨越行星際征服整個地球，他們肯定也會提前做好防護措施，避免被我們的細菌感染，對吧？**這個劇情漏洞大到足以讓一輛博洛坦克（譯者注：Bolo，出自科幻作家基斯·勞默（Keith Laumer）創作的同名系列小説，講述了一種超級坦克“博洛”在與外星人漫長的戰爭過程中的進化發展史，梗比較硬）開過去！

我記得，那麼多年裏，當我讀到其他科幻小説時，曾反覆產生這個疑問。這些科幻小説的明星們（除了H. G. 威爾斯本人）**怎麼會全都忽視了這一點呢？**是因為人類固有的傲慢嗎？還是説這只是出於簡單的實用性考慮？畢竟，如果作者在寫科幻小説時，要時刻注意讓角色們身着密封宇航服才能踏上新行星，那麼寫作一本在阿拉基斯（譯者注：Arrakis，出自《沙丘》）、塔圖因（譯者注：Tatooine，出自《星球大戰》）或沃肯星球（譯者注：Vulcan，出自《星際迷航》）探險的小説就比較麻煩——更不要説定居在那兒了。

圖源：Discover Magazine Blogs

而真實情況差不多正是如此。我們的母星地球生機蓬勃，到處都有生命，上至生物氣溶膠（生活在大氣層中的微生物），下及地殼數百米深處、甚或深至地幔內部的鑽孔樣本中發現的微生物，還有中間的每個角落。

換言之，哪怕外星人來到地球，消滅了地球表面微小至細菌的一切生物，實際上，他們仍然不可能摧毀地球上的一切本土生命……這意味着，除非這羣外星人能用某種方法保證自己對地球上存在着、時刻進化着的無數微生物、細菌和病毒全都免疫，否則任何認真的殖民嘗試都必然會徒勞無功。

幾乎可以肯定（像我之前提到的劇情漏洞那樣），假使一個文明能跨越廣袤的行星際或星際空間，它肯定早就意識到，如果某顆行星上已經有生命存在，試圖殖民這顆星球就是極大地浪費時間和資源。

H. G. 威爾斯的小説中，火星人付出慘痛的代價得到了這個教訓。我們不如稱它為“火星難題”（the Martian Conundrum）。

宇宙探險的涵義

圖源：National Geographic

火星難題並不徹底否定黑暗森林法則，因為（我推測）很可能仍會有一些想要生存下去的文明相信，保持自我存續的最佳辦法就是消滅一切遇到的其他文明。火星難題的真正涵義是，對可能被殖民的行星加上了進一步限制。對人類來説，其中一部分限制條件（不是全部）是：

行星必須位於適居帶（Goldilocks zone）內，這是距離該行星所環繞的恆星不太近也不太遠的宜居地帶，只有這樣行星的表面温度才能容許液態水存在。行星必須富含氧氣和水，大氣層由人類軀體可適應的混合氣體組成，或可調節至這樣的混合氣體。在此基礎上，氧含量必須既不過高也不過低，氮含量必須在可接受範圍內，等等。行星必須環繞一顆穩定的恆星運轉。例如，比鄰星（Proxima Centauri，距離太陽系最近的恆星）是一顆紅矮星，在它的適居帶內顯然至少有一顆行星，但就在去年，比鄰星釋放了一次足以從地球望遠鏡觀測到的耀斑。這極大地降低了我們在該星系內殖民行星的可能性。行星系統一定不能處於其他星體的輻射範圍內，如中子星、磁星、不穩定恆星，乃至黑洞（正在落入黑洞的物質會釋放輻射）。

圖源：Metro

在以上限制之上，再加入由火星難題推出的結論：

行星必須沒有任何生命。徹底地、完全地荒蕪……但是，當然得有水和可接受的空氣。

柯克船長（Captain Kirk）想在每個星際港口都邂逅不同的外星姑娘怕是沒戲了。

柯克船長……

這不意味着人類在星際間開枝散葉的希望全都化作了泡影。但它意味着，滿足上述條件的行星比例確實很小。幸好，在銀河系中有2,500（±1,500）億顆恆星。基本可以肯定，遠方有其他宜居行星等待我們抵達。

不幸的是，行星（和其他一切寶貴的東西一樣）受制於供需關係的鐵律：每一個能進行宇宙航行的文明都會想得到這些少得可憐的宜居行星。當然，適合人類居住的不一定適合其他跨星際物種居住……但如果有另一個物種在尋找同一類行星，那麼一場滅絕之戰就無可避免。

這樣的未來令人真心畏懼，它似乎提高了黑暗森林法則的可能性。

玻璃杯已然半滿

地球生物圈歷經數次大滅絕。每一次大滅絕後，數千萬年的時間過去，下一次大滅絕來臨。每兩次大滅絕之間不僅是生命進化繁榮的機會，更是智能生命成長、文明自身發展的機會。就我們所知，在地球50億年的歷史中，只有最近數萬年間才誕生過文明——這對地球而言就是一眨眼的功夫。在那些誕生了生命的行星上，由地球的經驗可推斷出以下幾點：

生命可能誕生，但也可能永遠無法進化到單細胞階段之上。多細胞生物（或大細胞生物）可能誕生，但可能永遠無法變得足夠機動、產生足夠的意識，例如我們分類體系中的植物。生命體可能進化到能移動、有自我意識，但可能永遠無法學會使用工具。例如，越來越多的證據表明，假如鏡子測試（mirror test）的結果準確，相當一些動物（乃至昆蟲）都具有自我意識。但生命體能移動、有自我意識並不意味着它自認為有需要使用工具。生命體可能進化到能移動、有自我意識、能使用工具，但這不意味着它們有一天會想要離開自己的行星表面。飛向星星這個想法本身在它們看來可能麻煩而毫無意義。

圖源：The Angry Ufologist

從以上這些推斷又能進一步推導出，絕大多數（或所有）孕育了生命的行星都會發生週期性的大滅絕，智能生命和文明的出現極為罕見（這裏面還包括那些無意突破星球界限探索外太空的文明）。

即使對那些渴望飛向星星的文明而言，越來越多的人認為它們必須首先成功跨越“大過濾器”階段（the Great Filter），這一階段可能由數個挑戰組成，包括資源枯竭、內部爭端、由生物多樣性缺乏導致的生態崩潰等。

於是，能夠衝破母星禁錮的生命是最罕見的。僅就地球上從古至今存在過的數百萬（數十億？）個物種而言，目前只有智人有能力進行宇宙航行……而這一切只發生在過去數千年裏，從地質層面來看不過是漫長時間中的短暫一瞬。

如果在超乎想象的廣袤星際宇宙中，這類生命都是那麼罕見，如果能進行宇宙航行、還渴望歷遍羣星的智能生命不僅少得可憐，還只在漫長地質歷史的一眨眼間出現，那麼攜浩蕩大軍來消滅人類、竊取我們星球的資源，還取走我們寶貴體液的外星人至今仍未現身，就不值得驚訝了。

沒錯，可能存在一個極度長壽的文明，但如果20世紀教會了我們什麼，那就是技術水平越發達，知識和理解增速越快，反過來技術進步得就越快。如果一個文明已經能建立起一座星際帝國，除非有什麼理由（比如，帝國賴以維繫的某種資源突然消失，像《沙丘》系列中的“香料”）導致帝國停滯或崩潰，否則帝國的技術水平只會進步得越來越快。

技術會進化到什麼程度呢？**技術進步的極限在哪裏？有極限嗎？**當某個文明達到了這樣的層次，距離它的祖先仰望夜空、疑惑閃爍的光點究竟是什麼，又過去了多久呢？如果以人類的經驗來看，在宇宙的尺度上，從發現火到星際帝國鼎盛時期（和之後的一切）根本不需要多久。

那麼，我們要恐懼的不是存在其他能夠建立星際文明的物種，它們奉行黑暗森林法則，和我們人類尋找同樣類型的行星。我們唯一要恐懼的是這樣一個文明和我們身處銀河系的同一條旋臂，且這個同樣在漫長宇宙歷史的一瞬間裏成長的文明，和我們這個仍在萌芽期的星際文明正處於同樣的發展階段。

因此，有鑑於以上的原因，讓我們不要過多聽信那些讓我們恐懼黑暗森林的無盡長夜的人，而是（套用尼克·弗瑞（Nick Fury）在《復仇者聯盟1》中的台詞），不到人類終結的那一刻，我們都得不斷進步、繁衍生息。

版權聲明：本文經授權轉載自微信公眾號“利維坦”。

原文/medium.com/@glennrocess/the-fermi-paradox-the-martian-conundrum-and-a-flaw-in-dark-forest-theory-73651558ad9d

本文基於創作共同協議（BY-NC），由苦山在利維坦發佈。

《返樸》，致力好科普。國際著名物理學家文小剛與生物學家顏寧聯袂擔任總編，與幾十位學者組成的編委會一起，與你共同求索。關注《返樸》（微信號：fanpu2019）參與更多討論。二次轉載或合作請聯繫[email protected]。

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