一枚遊戲科幻迷

“大過濾器”是用來解釋“費米悖論”的~

按理說，宇宙這麼古老、星系這麼浩渺，宇宙間應該充滿文明才是。但實際情況是，人類一直望向宇宙永暗的深淵，沒有訪客，也沒有發現任何星外文明的蛛絲馬跡。所以，一個著名的悖論被提出來：“他們在哪裡？”

“費米悖論”的提出，是想說明生命是稀缺的，文明更是神蹟。從來沒有外星人找到我們，我們也發現不了外星人，是因為根本沒有外星人，我們是宇宙的第一批文明，甚至是第一個文明。

文明的鍘刀——大過濾器

為了解釋“費米悖論”，科學家們提出了很多假說，其中最著名的就是“大過濾器”。“大過濾器假說”把時間從宜居行星的誕生到星際殖民擴張之間進行了9個階段的劃分，分別為：

1.合適的行星系統；2.可自我複製的分子；3.簡單單細胞生命；4.複雜單細胞生命；5.有性生殖；6.多細胞生命；7.腦量較大、使用工具的動物；8.地球文明等級；9.星際殖民擴張。

鑑於宇宙死一般的寂靜，大過濾器假說認為，這9個階段至少有一個階段是極難跨越的。不管是什麼原因導致了第9階段的最終到來，那個原因，就是“大過濾器”。

那麼，大過濾器存在嗎？

一定是存在的，因為生命如此稀缺且偶然！而且，即使已經有了簡單單細胞生命了，進化到複雜單細胞生命竟然還要花費10億年；再進一步，進化到多細胞動物，及大腦的出現，又是一個10億年。在漫長的時間長河了，生命如此步履維艱，我們怎能不相信生命的稀缺？

反過來想，如果不存在大過濾器，那麼生命就像雨後春筍一樣遍地開花。鑑於文明的發展速度有先後，肯定會有大批文明領先地球，那麼早就有外星人找到我們了，我們也能發現外星人活動的蛛絲馬跡。但什麼也沒有，死一般寂靜，所以一定有大過濾器存在，阻礙了文明之間熙熙攘攘的繁盛場面。

重點是，大過濾器在我們身後還是身前？

相信大過濾器存在，其實也沒什麼卵用，因為我們不知道大過濾器在我們身前還是身後。我們當然是希望我們已經跨越過大過濾器了，不管是前8個階段的哪一個，都已經被地球文明或幸運、或偶然的過關了。真是如此的話，地球文明的前景將一片大好，星際航行終將水到渠成，哪怕獲得永生、成為神明都理所當然！

但地球能做到的，浩瀚如恆河沙數的星系裡，難道就沒有其它行星能做到嗎？所以，人類的麻煩很可能在後頭，大過濾器一旦橫亙在我們的未來，那麼，生命和智能可能在宇宙各個角落反反覆覆的孕育、發展和消亡，但誰也越不過大過濾器，誰也找不到彼此，連遙望……都做不到~

不入流的大劉

費米悖論

大物理學家恩里科.費米“總是能規避複雜、繁瑣的過程並找到最為簡潔、直接的方法”（維克托·魏斯科普夫語），他的這種避開復制過程，利用較為簡單、直接的辦法得到近似結果的方法也被人稱為“費米方法”。他對待外星文明是否存在的問題也是利用了這種簡單、直接的邏輯推理方式。在上世紀50年代的一次非正式會議上，他問到：“如果銀河系存在大量先進的地外文明，那麼為什麼連飛船或者探測器之類的證據都看不到。”

圖：費米

這句話的意思是，宇宙已誕生了138億年，而宇宙中的星系又如此之多，僅銀河系就有2500億個恆星系，行星的數量更是其數倍之多，地球也只是普通的一個（平庸原理）。如此之大的基數，只要有有極其微小的幾率也會誕生出智慧生命來。只要這個智慧生命能較人類提前數百萬年誕生科學，它們的腳步就能踏遍整個銀河系。即使它們不進行大規模的探索活動，它們發射的電磁波信號也應該早就到達地球了，但這一切我們都沒有發現。但它們為什麼保持沉默呢？

大過濾器理論

大過濾器理論認為，從誕生生命到發展出星際文明需要9個階段：可自我複製的分子（比如RNA）； 簡單（原核）單細胞生命； 複雜（真核）單細胞生命； 有性生殖； 多細胞生命； 腦量較大、使用工具的動物； 星際殖民擴張。

只要不能達到星際文明，這個文明就最終會消失。所以，以前的8個階段均是大過濾器。我們人類已經走到了第8個階段，似乎美好的未來就在前方。但介於我們還沒有發現第9個階段的文明，或許這個難度才是最大的。

這個理論說明從荒蕪星球到智慧生命誕生的艱難，從演化論的觀點上看，這個理論是成立的，地球用了45億年之久才孕育出了人類，人類花了20多萬年才誕生了科學。在如此長的歷史中，只要出現了一次巨大的災難，例如一顆巨大的小行星撞擊地球，人類文明就可能中斷。

圖：紅巨星與太陽的比較

太陽每過10億年，光度就會增加10%，也就是說，最多30億年地球上的高等生命就會因環境的鉅變全部滅絕。如果人類在這之前不能離開地球，就永遠也離不開了。在50億年後，太陽成為紅巨星，它會膨脹到地球軌道附近，這時的地球就不會有任何生命了。

再過大約60多億年，太陽就會發生“氦閃”，那一瞬間釋放的能量相當於整個銀河系釋放的能量。這樣的氦閃會發生多次。如果人類不能離開太陽系，人類就會滅絕。

這樣的事情，很可能在整個宇宙中發生了無數次，無數的文明沒能及時離開他們的恆星系，最終滅絕。

所以說，大過濾器理論很可能是對的。

關鍵字: 宇宙 悖論 科學