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费米悖论是什么意思

词条:『费米悖论』  
拼音:fèi mǐ bèi lùn

以上是费米悖论的词条读音等信息,下面是费米悖论的意思在词典中的详细解释。




◎ 详细解释
费米悖论

 拼音:fèi mǐ bèi lùn 

词条内容:费米悖论,(Fermi paradox)又称费米谬论,阐述的是对地外文明存在性的过高估计和缺少相关证据之间的矛盾。1950年的一天,诺贝尔奖获得者、物理学家费米在和别人讨论飞碟及外星人的问题时,突然冒出一句:“他们都在哪儿呢?”这句看似简单的问话,就是著名的“费米悖论”。
概述;费米悖论(Fermi paradox,又称费米谬论)阐述的是对地外文明存在性的过高估计和缺少相关证据之间的矛盾。 宇宙惊人的年龄和庞大的星体数量意味着,除非地球是一个特殊的例子,否则地外生命应该广泛存在 。在1950年的一次非正式讨论中,物理学家恩里科·费米问道,如果银河系存在大量先进的地外文明,那么为什么连飞船或者探测器之类的证据都看不到。对这个话题更加具体的探讨最早出现在1975年麦克·哈特的文章中,有时也被叫做麦克·哈特悖论。另一个紧密相关的问题是大沉默——即使难以星际旅行,如果生命是普遍存在的话,为什么我们探测不到电磁信号?有人尝试通过寻找地外文明的证据来解决费米悖论,也提出这些生命可能不具备人类的智慧。也有学者认为高等地外文明根本不存在,或者非常稀少以至于人类不可能联系得上。地球殊异假说有时被认为为费米悖论提供了一种解释的答案。
从哈特开始,很多人开始发展关于地外文明的科学理论或模型。大部分工作都引用费米悖论作为参考。很多相关的问题已经得到重视,内容包括天文学、生物学、生态学和哲学。新兴的天体生物学给问题的解决引入了跨学科的研究手段。
产生背景;在1950年的一次非正式讨论中,诺贝尔奖获得者、物理学家费米在和别人讨论飞碟及外星人的问题时,突然冒出一句:“他们都在哪儿呢?”,如果银河系存在大量先进的地外文明,那么为什么连飞船或者探测器之类的证据都看不到。
对这个话题更加具体的探讨最早出现在1975年麦克·哈特的文章中,有时也被叫做麦克·哈特悖论。另一个紧密相关的问题是大沉默——即使难以星际旅行,如果生命是普遍存在的话,为什么我们探测不到电磁信号?
有人尝试通过寻找地外文明的证据来解决费米悖论,也提出这些生命可能不具备人类的智慧。也有学者认为高等地外文明根本不存在,或者非常稀少以至于人类不可能联系得上。地球殊异假说有时被认为为费米悖论提供了一种解释的答案。
从哈特开始,很多人开始发展关于地外文明的科学理论或模型。大部分工作都引用费米悖论作为参考。很多相关的问题已经得到重视,内容包括天文学、生物学、生态学和哲学。新兴的天体生物学给问题的解决引入了跨学科的研究手段。
悖论观点;费米悖论讲述的是有关尺度和概率的论点和稀缺的证据之间的矛盾,宇宙显著的尺度和年龄意味着高等地外文明应该存在。但是这个假设得不到充分的证据支持。
费米悖论的第一点,即尺度问题,是一个数量级估计:银河系大约有2500亿(2.5 x 1011)颗恒星,可观测宇宙内则有70泽(7 x 1022)颗。即使智慧生命以很小的概率出现在围绕这些恒星的行星中,那么仅仅在银河系内就应该有相当大数量的文明存在。这也符合平庸原理的观点,即地球不是特殊的,仅仅是一个典型的行星,具有和其他星体相同的规律和现象。有人用德雷克公式来支持这个论点,尽管这个式子的基础正在受到质疑。
费米悖论的第二点是对尺度观点的答复:考虑到智慧生命克服资源稀缺的能力和对外扩张的倾向性,任何高等文明都很可能会寻找新的资源和开拓他们所在的恒星系统,然后是涉足邻近的星系。因为在宇宙诞生137亿年之后,我们没有在地球或可观测宇宙的其他地方,找到其他智慧生命存在的切实可靠的证据;可以认为智慧生命是很稀少的,或者说我们对智慧生命的一般行为的理解是有误的。
主要形式;费米悖论可以表述成两种形式。一种是“为什么没有发现外星人或者外星物品?”如果星际旅行是可行的话,即使是用人类造的飞船这样缓慢地旅行,也只需要5百万到5千万年去征服星系。就算不考虑宇宙尺度,在地质学尺度上这也是一个相当短的时间。因为有很多年龄比太阳更大的恒星,或者因为智慧生命可能进化得更早,这个问题就变成为什么星系还没有被殖民。即使殖民对所有外星文明来说是不合实际的或者是不想去做的,大规模的星际探索也应该是有可能(探索的方式和理论上的探测器会在下文具体讨论)。然而没有任何关于殖民和探索的证据得到承认。
星际旅行的次数问题就足以解释为什么地球上缺少外星生物的证据。但是问题就变成“为什么我们看不到智慧生命的迹象?”,因为足够高等的文明应该能在可观测宇宙的较大范围内被看见。即使这些文明是很稀少的,尺度问题的讨论暗示他们可能在宇宙历史中的某一段存在过。因为他们在相当长的一段时间内能够被观测到,我们视野范围内应该能找到很多他们起源地的迹象。然而没有任何确切的地外文明的观测证据。
相同的以尺度和机率的角度与视野来观察,地球属于适居带的行星,拥有且满足一切生物物种维持生命、生存和演化的所有条件,然而事实上从地球历史中的显生宙开始至今,在这长达五亿多年的岁月间和数百万的生物物种中,只有一个物种成功的演化成为高等智慧生命-“人类”,而非多种多元的高等智慧生物并存于地球上,这显示了在“相同条件”下,“高等智慧生命”并非如此的轻易出现和存在。同地球殊异假说一般,这或许为费米悖论提供了一个答案。
逻辑影响;“费米悖论”隐含的意思是,从理论上讲人类能用100万年的时间飞往银河系的各个星球,那么外星人只要比人类早进化100万年,现在就应该来到地球了。换言之,“费米悖论”表明了这样的逻辑悖理:A.外星人是存在的——科学推论可以证明,外星人的进化要远远早于人类,他们应该已经来到地球并存在于某处了;B.外星人是不存在的——迄今为止,人类并未发现任何有关外星人存在的蛛丝马迹。 
“费米悖论”自成,在天文学界就有着相当的影响,因为它是基于科学探知的事实:古老的银河系,已有约100多亿年的年龄,而银河系的空间直径却只有大约10万光年,就是说,即使外星人仅以光速的千分之一翱翔太空,他们也不过只需1亿年左右的时间就可以横穿银河系——这个时间远远短于银河系的年龄。而且仅从数学概率上分析,在浩瀚的宇宙里,应该有着众多的类似地球的适合于生命存在的星体。并且这其中,有些星体的年龄要远远大于地球,因此,它们上面的生命进化,也要远远早于地球上的人类。 
“费米悖论”生成几十年来,人类对太空的探索已有长足的进展。宇宙飞船已经参观或探测了太阳系中绝大部分的行星及其主要卫星,天文学家还追踪了成千上万颗星球发出的微波信号。但是,这些搜寻行动一无所获,人类并没有发现能够证明外星人存在的生命信号。“费米悖论”的实质就是否定外星文明的存在:既然我们至今还未发现外星人的蛛丝马迹。
费米悖论 - 实验验证
解决费米悖论最显而易见的方法就是找到地外文明存在的证据。自1960年来有各种各样的尝试,很多项目仍在进行之中。因为人类没有星际旅行的能力,这种探索只能是远距离进行的,而且要求对细小的线索做仔细的分析。
这种限制导致我们只能去探索那些对环境造成显著影响的文明,或者是该文明产生了能被远距离探测的信号,比如射电辐射。对于没达到相应技术水平的文明,在不远的未来都不太可能被地球探测得到。
寻找地外文明要注意避免过于以人类为中心去看待线索。我们总是习惯地以为,探测到的现象会相似于人类活动能够产生的现象,或者会和人类获得先进科技之后能产生的现象一样。然而,智慧外星生物的行为可能不符合我们的预测,或者以对人类来说完全新颖的方式表现出来。
未解之谜;费米悖论外星人是不存在的——迄今为止,人类并未发现任何有关外星人存在的蛛丝马迹。费米悖论无论是对于天文学界,还是对于科幻圈来说,都是一个开放式问题。每个人都可以提出自己的答案,在真正接触到外星人之前,没有人知道这个问题的正确答案。不过从数学概率上分析,在浩瀚的宇宙里,应该有着众多的类似地球的适合于生命存在的星球。
美国天文学家雷克于1960年提出了一条用来推测“银河系内可能与我们接触的文明数量”的方程,这就是著名的“德雷克方程”——N=Ng×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×FL(其中N代表银河系内可能与我们通讯的文明数量,Ng银河系内恒星数目,Fp恒星有行星的比例,Ne每个行星系中类地行星数目,Fl有生命进化可居住行星比例,Fi演化出高智生命的概率,Fc高智生命能够进行通讯的概率,FL科技文明持续时间在行星生命周期中占的比例)。
美国天文学家、科普作家卡尔萨根估计,依据德雷克方程,存在地外智慧生命的星球数量应该为100万颗;美国科幻作家阿西莫夫则认为,这样的星球应有67万颗;而法兰克 德雷克本人较为保守的估计为10万颗。
英国天体生物学家沃森曾参照地球智慧生命的演化过程,建立过一个数学模型,分析结果显示,在其他行星上找到智慧生命的可能性非常低。他认为,任何一颗行星都不会为生命的演化提供无限长的时间;像地球这样的行星,其适合生命生存的时期受太阳亮度的影响,超过一定的时间后,适合生命生存的时期将随之结束。其结论是:如果假定生命演化的时间为40亿年,那么,在一颗类地行星上出现智慧生命的可能性不超过0.01%。
虽然我们还没有掌握外星人存在的直接证据,但现代天文学确证:地球人的出现是宇宙演变的结果;由于自然法则在宇宙中具有普遍性,导致地球人诞生的因素也会出现在苍茫宇宙的某处。因此不少科学家坚信:宇宙中存在外星人。



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