费米悖论的一种解释·纪念弗里曼·戴森（一）

我是的十八簿

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本文为纪念弗里曼·戴森而作：2月28日，弗里曼·戴森在新泽西州普林斯顿附近的一家医院去世，享年96岁。弗里曼·戴森是一名颇有远见的物理学家、数学家，曾为量子电动力学的建立做出了决定性的贡献，并获得过 1964 年诺贝尔物理学奖提名。他最为大众所知的构想，是被称为「戴森球」的巨型结构。

小时候，学龄前的我，夏天躺在稿秸凉席上乘凉，在一棵枣树下，白天望着天上的白云飘来飘去，幻想着白云上面住着人家；夜晚望着满天的繁星，幻想着那里可能会有很多的世界。也会有很多像我一样的小男生，躺在稿秸凉席上乘凉，也望着满天的繁星，观察着我们的星球。

穿越遥远的时空，我把童年的问题带到了今天，诸多灵感的叠加，终于有了一丝头绪，我把我的想法整理出来，大体上形成了一种假说，可以作为费米悖论的一种解释，称为冯氏宇宙文明进化钟假说，并在此基础上做出了两个预言，分别为冯氏星光渐灭预言和量子纠缠广播预言。以下是思考的基本逻辑图，后面我会详细介绍这一个假说和两个预言。对于不熟悉费米悖论、卡尔达肖夫指数、德雷克公式、戴森球等等属于的读者，我会稍微做一个概念的普及。

几个基本概念

如果大家已经熟悉费米悖论、卡尔达肖夫指数、德雷克公式、戴森球这些概念，可以直接跳到宇宙文明进化钟假说。

先来普及一下什么是费米悖论，恩利克·费米（Enrico Fermi）是1938年诺贝尔物理学奖得主，杨振宁先生的老师。费米子、100号化学元素镄、美国著名的费米实验室（Fermilab）、芝加哥大学的费米研究院（The Enrico Fermi Institute） 都是为纪念他而命名的。1949年，费米还与杨振宁合作，提出基本粒子的第一个复合模型。

在1950年的一次非正式讨论中，费米在和其他的物理学家在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？"费米悖论"隐含之意是，理论上讲，人类能用100万年的时间飞往银河系各个星球，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"表明这样的悖论：A.外星人是存在的——科学推论可以证明，外星人的进化要远早于人类，应该已经来到地球并存在某处。B.外星人是不存在的——迄今，人类并未发现任何有关外星人存在的蛛丝马迹。

到底银河系有多少星球可能有智慧生命呢？1961年，天文学家兼美国地外文明搜寻（SETI）组织创始人弗兰克·德雷克，发明了一个公式，并利用这个公式去进行计算，结论是银河系大约有12000个文明。

公式为：N=Ng×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×FL

N=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=演化出高智生物的概率

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

卡尔达舍夫等级（Kardashev scale）是一种用来衡量一个文明的技术的先进等级的方法，以一个文明能用来与通讯交流外行星的能量的多少为基础。也就是说能用大量能量与外界沟通的行星，才可以算入卡尔达舍夫等级。

类型I ：该文明是行星能源的主人，这意味着他们可以主宰这颗行星以及周围卫星能源的总和。

类型II ：该文明能够掌控整个恒星系统的能源。

类型III ：该文明可以掌控银河系这样的星系的能源而为其所用。

当人类的文明进化到卡尔达舍夫等级类型II时，人类智慧就可以利用所有恒星的能源，人类就会建立一个包裹太阳的球壳，将所有太阳能关闭在其中，100%利用。这个球壳就称为戴森球。

他认为，地球这样的行星，本身蕴藏的能源是非常有限的，远远不足以支撑其上的文明发展到高级阶段；而一个恒星－行星系统中，绝大部分能源——来自恒星的辐射——都被浪费掉了，目前我们太阳系各行星只接收了太阳辐射能量的大约 1/109。戴森认为，一个高度发达的文明，必然有能力将太阳用一个巨大的球状结构包围起来，使得太阳的大部分辐射能量被截获，只有这样才可以长期支持这个文明，使其发展到足够的高度。

我将在第2部中，讨论一个有关戴森球的问题，如果以太阳中心为球心，利用所有地球的材料，在一个天文单位之处，也就是地球现在的位置上做一个球壳，把太阳包裹在其中，这个球壳的厚度将是多少？

冯氏宇宙文明进化钟假说

从哥白尼的时代开始，地球不再是宇宙的中心，这就将地球文明平庸化了。后来也有科学家提出地球文明的平庸学说，地球只不过是在银河系上百万个文明中普普通通的一个文明，并没有什么特殊之处。结合了平庸学说、正态分布、达尔文进化论、卡尔达舍夫文明等级假说，我把这几个方面结合起来，提出了冯氏宇宙文明进化钟假说。

按照卡尔达舍夫文明等级，地球文明处于0.7的位置，根据地球文明平庸论，宇宙中的其他文明，应该也和我们处于相同的文明等级，或者说所有的文明呈正态分布，在置信区间内，其他文明有非常大的概率和地球文明并驾齐驱，也同样处于0.7的位置。

整个宇宙的各个文明的发展，文明逐步进化，沿着卡尔达舍夫文明等级向前行进，以近似的时间共同达到卡尔达舍夫文明等级I、II、III。

宇宙文明的正态分布理论，我们可以回顾历史去看，可以找到很多的类似的现象，比如说在地球上各个大洲，都发现了相同历史时期在岩洞里面的岩画，仿佛智人之间是心灵相通的。再有一个例子就是不同文明文字的诞生，四大文明古国，古代埃及，古代巴比伦，古代印度和古代中国，仿佛都是在同一时期发明了文字，在埃及发明了象形文字，苏美尔人发明了楔形文字，中国的甲骨文，印度河流域的印章文字。

当孔子在中国创立儒学的同时，释迦牟尼在印度创立了佛教，苏格拉底也在古希腊点燃了文明的曙光。他们居然生活在同一时期。

如果宇宙文明进化钟理论成立的话，我们就可以推导出一系列的推论出来。第1个推论，也就是第1个预言，是冯氏星光熄灭预言。

星光熄灭预言

根据宇宙文明进化钟理论，所有宇宙文明在经历一段时间之后，在T1附近，同时达到卡尔达舍夫文明等级II型文明。在这个时间点上，所有的文明都建立起了戴森球，通过戴森球将整个恒星的能量包裹住，100%利用了所有恒星的能量，在戴森球之外没有光线遗漏出来，就好像星光熄灭了一样。

由于星球之间有比较大的距离，在戴森球封闭之前最后的光子，根据星球之间的距离，要经过若干年才会抵达其它星球。假设距离我们最近的星球是半人马座，距离我们4.3光年，当半人马座的恒星被戴森球包裹住，也要经过4.3年以后，我们才会看到半人马座的恒星星光熄灭。

当所有恒星的文明都达到了二级文明，星光会在同一时间全部熄灭，但从地球上观察，我们会看到距离我们100光年的星球，要100年之后才会星光熄灭；距离我们一万光年的星球，要到1万年之后星光才会熄灭。由于银河系的直径有10万光年，太阳位于银河一个支臂猎户臂上，至银河中心的距离大约是26,000光年，因此大约在76,000年以后，整个银河系的星光将全部熄灭。

位于波江星座距离地球150亿光年区域可能存在"宇宙墙"，横跨35亿光年。所谓宇宙墙就是一个空洞区域，看不到任何星光。也有可能是那些文明已经率先达到了卡尔达舍夫文明等级II型文明，已经建立好戴森球，星光已经熄灭。当然你会说这可能是一个问题，是不是意味着那些星球文明比我们领先150亿年，并不符合文明平庸理论，但是这可以用正态分布的小概率事件来解释。当然，如果说你把宇宙大爆炸理解为一个气球在膨胀，空洞区域也可能是吹破的气球局部，这是我的吹破气球假说，以后我再撰文说明。

量子纠缠广播预言

在宇宙文明发展到一定程度，但是鉴于恒星之间广袤的距离，还是很难实现星际间旅行，但是星际间的通讯是可能的，要想实现超光速的通信，目前只有三种速度，可能超过光速，分别是虫洞技术，也就是时空间弯曲，宇宙膨胀速度，和量子纠缠。前两种由于消耗的能量过大，实现的可能性非常小，因此最有可能的星际间通讯，会由第1个文明发展的领头羊，发明出量子纠缠广播能力，发送量子纠缠信号到银河系的每一颗星球。

这种量子纠缠广播信号的体现形式，就是类似于一种海市蜃楼的景象，领头羊文明发明出这种技术，就会通过宇宙广播的形式，到那个时候，我们地球人也能够接收到这种信号。

（本文作者为《升华洞察》头条号主编冯升华）

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原文地址：今日头条

我是来围观的逊

5/8图片里的戴森球，若套入宇宙万物原理中的涡漩能量场与涡漩聚和能量场来解释，就很有意思了，因为甜甜圈涡漩能量场，经过向内相聚相和，就是涡漩聚和能量场，也就近似于图片里的戴森球。