外星文明在银河系对岸遥望

伤我心太深 · 发表于 2014-12-29 17:02:25

本文转自：Rurara博客，原标题：上帝的藩篱——相望于光年
人类至今为止仍然没有发现过除地球外存在生命体，但是从浩瀚的宇宙学角度分析，宇宙中一定具有类似人类的生命形式。一个星球上如果长时间具有生命形式从概率学上讲必定能够进化出按照理性生存和发展生命种群也就是文明。

外星文明在银河系对岸遥望339 / 作者:伤我心太深 / 帖子ID:19034

前苏联福波斯2号火星探测器在探测火卫2失踪前传回地球的最后一帧画面

      美国天文学家弗兰克·德雷克于1961年提出了“宇宙文明方程式"，也就是德雷克方程，该方程为：
N=R×fp×Ne×f1×fi×Fc×L

其中，N代表银河系中的文明数量，它是几个可以求出的未知数的乘积。R是每年在银河系中诞生的恒星数，fp是拥有行星的恒星比数，ne是行星系中"类地"行星的平均数，f1是类地行星中具有生命的行星比数，fc是能够进行星际无线电通讯的智能生物比数，L是通讯文明的平均寿命。德雷克运用这个方程乐观地推导，银河系中大约有1万个左右的先进文明，或谓大约在20000万个恒生中有一个先进文明。其中最近的文明可能距离我们约1000光年远。其他许多天文学家、生物学家也试图求解这个方程，但结果大相庭径。因为这一方程涉及七个变量，一些变量已被确定，另一此变量则很难确定。因此实际上很难求出这个方程的精确解,但是可以说明宇宙中存在大量外星生命。

   从绿岸公式中人类发现了外星文明存在的必然性，同时两个文明的间隔距离却是至少1000光年。宇宙似乎与人类或其他文明开了一个玩笑，各自相望于光年的距离让彼此相见的机会变得如此的渺茫。从人类近300年的科学史来看，光速仍然是一个速度的上限，而光速的限制好比一个壁垒，再次对两个相隔1000光年之遥的文明竖起了难以逾越的藩篱。

   几十年来人类从美苏争霸开始探索宇宙，踏上了人类千古梦寐以求之地——月球，但是一片荒芜的极端环境让人类数千来的技术进步面对浩瀚的星空仍然无所适从，面对形而上学的政治赌局和高额的航天投入人类开始消退了热忱。人类开始在一个前无古人的角度重新审视自身的定位，发射了探测器，建起了雄伟的地面探测设备，从遥远的亿万光年的星系演化光谱中发现人类乃至构造地球的各种物质都存在于遥远的星辰中，人类和地球并非那么的独一无二恰恰相反我们根本就是沧海一粟。


   只不过因为上帝的藩篱让我们曾经自以为是，好比人类学中孤岛种族的自我封闭造成极度自卑与极度自大一样的傲慢。人类曾经包括现在绝大部分人都在犯一个不可避免的错误，人择原理的主观逆断。作为一个地球生物链的顶级存在，从未有过的优越感让人类慢慢迷失了自我认知范围的拓展，虽然人择原理是人类摆脱愚昧从千万种其他地球物种中脱颖而出的起点但人择原理在人类继续前进的道路上埋下了一个美好的陷阱。人择原理是必不可少的判断，但是不能替代物质世界客观存在对现实认知的冲击。人类的存在确实由于自身的认知和判断，但是人类物理构造的存在从来不以人类自我认知的高低而改变，同样宇宙间其他文明的发展与人类对宇宙的认知毫无干系，但是一切物种和文明的发展都是无法违背宇宙规律的大原则是人类走向星辰所必然要接受的现实。

   人类对于宇宙的开拓从未放弃，依然在努力的开发各种技术，不管从化学能火箭还是到核动力推进装置，人类对宇航的向往只会越来越迫切。人类中很多人更是设想过各种外星文明的存在，但是依然只能停留在纸面与艺术形式中。从概率上说出现人类是因为概率，而人类能作为地球唯一具有航天技术的文明也是概率，只要有足够大的概率地球上出现这样的文明是一种必然。人类的出现现在主流观点是自然力的所为，而宗教和UFO爱好者的观点大多趋向于人工的干预——非自然力所为。其实，从宇宙大统一的观点去看待，不管是自然力和人工力所为最终都是自然力所为，所谓的自然力仅仅是人类无法构建或者是干预者能力之外的力量，但是干预者本身具有的能力依然来自于自然力本身，只不过因为利用自然力的客观规律从概率上尽最大可能性的趋向于短时间内实现目的。所以人类的出现依然不可避免的最终要归结于自然力。由此来讨论地球以外文明的出现就有了理论的根基，不管1000光年外的文明曾经遭遇过什么都是自然力所为。

   两个毫不相干的文明和物种，如果相见于宇宙或者任何一方的领域都将是一场历史性的碰面！而人类数千年来用以维持人类社会发展的道德伦理架构也将遭遇到前所未有的冲击。道德伦理是构建人类社会有序发展的基石，法律的出现则用于维护道德伦理的可持续性发展。面对一个长相怪异却有着相同智慧的物种人类的世界观和道德观是否需要改写只能等到实际相遇的那一天才能揭晓！

   不管相见的结果如何，我个人的观点仍然趋于保守，至少不能以人择原理中一厢情愿的观念——只念其善不念其恶！道德对于跨物种的约束性在最坏的情况下可能会切实的危及到人类的种族延续。大自然的原则是最理性也是最残酷的，只有区域内曾经最强有力的物种才能够获得和支配有限的自然资源，从而解放出劳动力和创生出具有自我认知的智慧。但是资源的争夺必定是残酷万分，一个物种的强大必定伴随着其他竞争物种衰亡，道德的出现就是为了规范物种个体间尽可能的降低这样的天生竞争性行为，至少变得尽可能不伤害其他个体生命为前提而更有利于种族的繁衍。可以说道德是一个高等物种内部自我调节资源配给的自发行为，伴随着繁殖本能与自我认知间的一种理性平衡，但是道德对于物种间的约束变的弱小至少不会像同物种个体间那么具有强约束力。因此，1000光年外的文明是否对我们产生敌意是毫无预测性的，从人类的经验和理解来看往往带有某种攻击性。

   光年的距离虽然是不同文明相互发现和认识的最大障碍，但是凡事具有两面性至少让相对弱势一方具有足够的发展空间和时间来繁衍。光速壁垒同样也对文明间的交流与探索构建了极高的技术成本，生物体虽然是大自然物质构成中的一部分，但因为具有新陈代谢的特点其意识和行为存在时间被大大的限制了，所有文明必须是具有新陈代谢的生命体构建，但是所有生命体必定有长短不一的生命极限，因此将光年的间隔距离和光速壁垒两个上帝创造的藩篱相结合，使文明间的探知变的极具挑战性。文明间也具有了天然的保护屏障。不管是造物主的刻意为之还是自然力的概率归属，事实确实如此呈现于人类面前，这个就是人类和其他文明必定要接受的客观事实。

   为了克服光年间的巨大间隔，人类也在向光速壁垒发起冲击，人类要达到文明间探知的目的必定要做出一种无法回避的选择，在无法改变距离间隔和无法有效延长自我生命极限的客观现实中调整克服距离的时间，这就需要以尽可能高的速度来实现目的以压缩探索时间。为此，人类尝试利用在战争中理解的科技用于提高速度，就现在的科技水平而言依然是无法如愿。至少要克服1000光年路程的硬性指标是毫无希望可言，哪怕是利用核脉冲推进技术所能提高的速度也被限制在光速的20%左右，只能在人类极度短暂的生命中到达最近距离的几颗恒星系统，但所要付出的成本将可能是人类整个文明数年的总生产价值。同样的技术困境相信也在困扰着1000光年外的文明。人类因此退而求次开始将探知宇宙中其他文明的任务简化为探知宇宙中其他星球中的生命体，进而证明宇宙中具有文明的可信度。光速壁垒是否能被攻克不在于人类的飞行器具有多大的功率而是取决于人类对宇宙规律的理解有多深刻，因为在惯性加速和飞行的世界中光速永远是不能被超越的极限，要打破这个天然的壁垒，需要人类利用自身对宇宙结构的理解来构建更先进的飞行模式。这就对宇宙本源和基本构成的认知提出了挑战，人类确实也在朝这方面努力。多维宇宙论的诞生似乎是开启航天新模式的起点。人类不断朝多个方向努力，惯性推进技术的提高，无工质或者大功率大比冲发动机的开发，人类休眠和假死技术的开发都是为了恒星际航天的不懈努力。

   当我们人类开始研发这些技术的同时也在带动地球实用科技的进步，人类的认知也在不断的拓展。人类的社会不管发展到如何高度都具有一个难以克服的特点，就是维持人类社会运作的成本将越来越高，也就是说越发达的人类架构就越不会轻易发动战争，哪怕是备战的防御力量投入也会比之前较低级的社会构架明显的成倍增长。因为人类出于自我保护的目的必定会将最为优秀的技术率先运用于军事领域，而越先进的技术其研发成本就越高，其制造成本和装备成本也会极大的挤压其他资源的配给，越往高等级的技术发展所展现的难度就越大从而慢慢进入一个边际效应阶段。该困境也是其他文明所必须经历的阶段，很多人将两个高等级的宇宙文明相遇时不轻易攻击对方的原因归结于道德的提升其实是过分幼稚的想法，但是这样的结果也许会出现。这就涉及到一个大多数人一直犯的错误，本质上讲是逻辑混乱，从结果去推论起点的正确，结果论者往往是廉价的，但是起点的正确才是逻辑正确的关键。因此，相遇的两者不开火不代表双方的道德水平有多么高尚，只能是双方具有足够的理性和对另一方能力了解的不确定性所造成的。成本永远是控制犯错的关键！

   如果相遇的双方都在考虑上述的问题，但对另一方的不确定性无法承担风险时，凡是具有理性的一方都将做出同一种选择——刻意回避。这在某种程度上能够切实的保护做出退让的一方，同时也对另一方产生福利，但也同样追加了探知的难度。

上述的推理仅对于实力相对于接近甚至是相似等级的文明适用，接下来将推理下实力相差悬殊的文明之间是否能对话。（可能对读者造成心理上的不适，不愿者请自动回避。）

外星文明在银河系对岸遥望69 / 作者:伤我心太深 / 帖子ID:19034

当两个文明间的等级相差过于悬殊，从人类的经验中分析是很难沟通的，低等级的一方或许能够在偶然的机会中探知一二，但平等的对话是难以做到的。一个高于人类太多的文明首先不会在与人类的交流中产生解决其问题的答案，至少不会发生大规模的交流。高等级一方极有可能在低等级一方毫无察觉的条件下观测对方，在观测中调整对一方的评估。在提取样本和参数的情况下留下一定的标记为后来的探测提供坐标。在偶然相遇中尽可能的避免与低等级的文明发生接触，因为高等级的文明一旦大规模的介入低等级文明的发展将对其造成难以估量的影响，从观测者的角度出发反而失去了对原本标的物的探知初衷。由此可见，高等级文明对低等级文明的影响是极其有限的，至少在高等级文明从探知和观测的角度看会尽可能的减少对低等级文明的影响。一旦高等级文明大规模介入低等级文明的情况发生了，那么极有可能准备改变低等级文明的发展规律，从人类的历史经验看这样的事件一旦发生，高等级的文明极有可能要将低等级文明纳入自身的文明板块内部，成为高等级文明版图的一部分，而改造方向必须向着有利于高等级文明目的的实现而发展。低等级文明一方将失去自我发展的方向，反抗将会被彻底的粉碎。当然上述那样的事件可能性极小。因为高等级文明跨越巨大的光年间隔所付出的成本是低等级文明难以用自身的劳动价值去衡量的，而高等级文明一方所得到的价值会远远小于所付出的成本，但是不排除以人造天体作为种族繁衍的高等级文明游离于宇宙深处，通过占据低等级文明的资源来获得发展资源的极端可能性。但是低等级文明必须拥有比高等级文明的人造天体更多的资源才有被介入的价值，这样的低等级文明相对于地球文明而言也可能是一个横跨光年初步具有恒星际殖民能力的文明，否则高等级文明是没有必要介入其领域。因此，相对现在的地球文明程度而言人类相对于比较安全，我们的文明还没有被那些有能力来介入和影响的文明大规模接触的价值，有介入可能性的文明相对于大概率来说还没有具有介入人类文明，改变人类发展进程的能力或者是成本过高而暂时放弃。因此，人类的发展和繁衍某种程度上讲应该感谢文明间的距离。

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从卡西尼探测器拍摄到的一些图片看也许存在着更高等级完全不依赖自然天体发展的文明，根据上述的观点再结合人类文明至今并没有被大规模介入的事实来分析似乎能够印证一二。

上述的分析是鉴于星际文明的平均距离展开的，概率上的1000光年平均距离可能适用于地球附近，但是既然是随机分布就要考虑到近距离的文明会发生什么样的接触，将有很多种模式来提供参考。从近距离间隔的恒星际文明间接触看，要将间隔范围缩小至3-100光年以内相对比较客观。间隔距离下限之所以设定为3光年，是以人类所在的太阳系模型作为参考出发点，而太阳系的边界现在存在着多种说法，按照引力影响范围划分，推算太阳系的的范围可达2光年。按照欧特云的范围划分，大约是0.8光年。按照日鞘（太阳风所达的最远距离）划分，大约是100AU（0.0016光年）。就太阳引力的最终影响极限考虑为半径1光年的范围。虽然如今大多数学者都将日鞘的影响范围来作为太阳系的边界，但是我在这里的分析将采用太阳系引力影响的范围作为参考值。（原因将在后面详细阐述）将间隔距离的上限设定为100光年，是以人类的寿命极限作为参考值。通过单航程飞行，利用相对原始的恒星际航行能力达到光速10%，人类宇航员在理论上可以到达100光年外的恒星系进行探索。我们已经确定了3-100光年的接触范围，接下来就是要分析恒星系统的类型。恒星系统的类型关系到内部生命体所在行星的演化和通过人类科学文明史的发展来推测另类行星上生命体的进化时间，从而能够推算出产生文明的时间点，这点是极其重要的。

恒星系统或恒星系是少数几颗恒星受到引力的拘束而互相环绕的系统，为数众多的恒星受到引力的约束一般称为星团或星系，但是概括来说都可以称为恒星系统。恒星系统有时也会用在单独但有更小的行星系环绕的恒星。恒星系统就类型而言一般分为：单恒星系统、联星系统和聚星系统。

1、单恒星系统的模型就是以人类自身所在的太阳系为参考，但是这样的恒星系统从最新的天文观测来看其实在所有恒星系统中的占比很小，大多数恒星系统都拥有两个甚至两个以上的恒星。
2、联星系统由两颗恒星组成的恒星系统称为联星、联星系统或物理双星。如果没有潮汐效应、其它力量的摄动、和从一颗恒星至另一颗恒星的质量的传输，这样的系统是稳定的，并且两颗星会在以质心为焦点的椭圆轨道上互绕着。联星的例子有天狼星、南河三和天鹅座X-1，而最后的这个可能是一个黑洞。
3、聚星或物理聚星是超过两颗以上恒星组成的系统。聚星系统如果由三颗恒星组成，就称为三合星、三重星或三元星；四颗星的系统称为四重星或四合星；五颗星组成的称为五重星；六颗星组成的称为六重星；七颗星组成的称为七重星，依此类推。这些系统都远小于有100至1,000颗恒星，动力学系统更复杂的疏散星团。理论上，模拟一个聚星系统比模拟联星系统更困难，当多体问题的动力系统介入时，可能呈现浑沌的行为。许多小集团的恒星被发现是不稳定的，一旦发生一颗星与另一颗星过度的接近，便会发生加速而会从系统中逃逸掉。如果这个系统出现埃文斯所谓的阶式模型，还是有可能稳定。在阶式模型系统内，恒星被分成两个小集团，各自在较大的轨道上绕着共同的质心运转；每个小集团也都是阶式模型，意味着小集团又必需再分为更小的次集团，而且一质如此的细分下去。在这样的情况下，各个恒星的运动将持续的以接近稳定的轨道，遵循开普勒的轨道绕着系统的质量中心。不同于拥有数量庞大恒星的星系和星团而更为复杂的动力学系统。

通过上述对恒星系统的大致归类，我们可以看出不同的恒星系统中的行星上如果要产生出文明形式，那各自文明所经历的发展时间和所遭遇的天文事件都可能是迥然不同的。我在此文中所要展示的是不同文明间可能会发生的遭遇事件，就不再分析各种恒星系统中孕育出文明所需要的各种物理条件了。

外星文明在银河系对岸遥望808 / 作者:伤我心太深 / 帖子ID:19034

我们先假设一个最简单的文明遭遇模型，一个单恒星系统中的文明对另一个单恒星系统中文明的探知。假设相隔距离是3光年的下限，那么从概率上说两个文明各自都发射宇宙飞船在太空中同时首次发现对方的机会是很小的，一般的情况下都是一方通过早期的天文观测发现离自己相隔3光年的恒星系统中存在行星，通过一定时间的准备后启程去探知究竟。这样的文明需要的科技至少是以核裂变为动力的宇宙飞船，文明必定要经历过本星系内部探索的阶段。因为如果这个文明只具备探索的热忱而不具备充分的技术作为支撑是很难实现恒星际航行的。而以核裂变为基础的宇宙飞船能够达到的速度极限是光速的10%-15%左右，因此该文明的生物其个体的生命极限必须保持在50年以上，一个能够进行恒星际航行的文明必定具有一定程度的科技储备而个体要操控宇航设备也必须接受从零开始的专业教育和基础知识的学习过程，这就需要一定的时间来作为保证。个体到达生命极限时候其智能和心理会发生难以预测的突发性事件，对恒星际航行任务的顺利实现必定造成难以预测的后果，因此最理想的状态就是在个体的知识和生命指标比较稳定的壮年时期去实现该目的的成功率是最高的。如果以10%的光速航行完3光年的距离需要30年的时间，个体接受完备的智能和体能准备的时间按照其生命极限的1/4，同时排除1/4的时间处于生命体各个指标严重衰退的消亡期来计算的话，(1/4)A+30+(1/4)A=A A=60 生命体的寿命必须要维持在60年以上才能够顺利的实现一次航行。其实上述这样的文明以现在地球人类的科技水平去衡量的话，人类科技能力已经能够完成这些技术要求了。但是这样的文明要完成一次航行所付出的代价往往要占整个文明生产价值的极大比例，可以说是代价极度高昂。这样的宇航探索往往具有极大的冒险性质，一旦发现了另一个恒星系统具有生命体甚至是文明的话，对探索者所在文明将会形成极大的鼓舞，同时将极大的改写文明的世界观和宇宙观。但随之而来的往往是更大规模的探索活动，很容易从开始的探索冒险演化为大规模的星际殖民。上述分析的理由从人类的历史中可以看出一定的规律，早期探索活动由于具有极大的风险，伴随着技术方面的不成熟，所带来的成本投入会极其巨大。但是任何成本的投入不管开始阶段的理由多么崇高和纯洁，最后必定会演变成资本逐利的性质。否则单方面的付出没有回报的投入必将极大的动摇自身的社会架构，因为资源的有限和资源分配比例被严重的挤压，只有演变成更大的效能产出才能够继续维持活动。而要顺利实现恒星际航行的文明如果没有一个复杂的社会架构作为其物质基础是任何种族都难以实现的幻想。该问题产生的原因最终必然是客观因素所引起的，但是一个文明跨越光年去殖民另一个文明所在的行星必定会挤压该行星原有文明的生存空间矛盾将不可调和的激化。有人会说依靠崇高的道德来约束殖民者的行为或许能够避免矛盾的激化，那么不妨退一步想，如果依靠道德的约束就能够避免矛盾的激化，那么从一开始的探索活动就不会演变成最后的大规模殖民行为。一个文明内部都无法通过道德来协调资源分配等客观矛盾又如何对另一个陌生世界的文明产生道德上的认同呢？从开始的分析中就能看出探险活动演化成殖民活动是不可避免的客观因素，因为资源的付出如果不能得到有效的补充最终将不可避免得毁灭文明的社会架构，因此无关乎道德问题而是不可避免的客观规律。“宇宙物理学不由宇宙伦理学决定，恰恰相反，宇宙物理学是宇宙伦理学的产物！”

其实上述粗略的分析仅仅是从宇宙航行付出的代价来衡量两个文明相互接触后产生的后果，而取决于这些结果的直接原因是主动发起宇宙航行的文明所掌控的技术水平和宇航所消耗资源与文明所能够控制资源的比重。比重的大小本人还无法给出具体的数据，就从人类登月计划的费用来作为初步参考：美国的阿波罗载人登月计划从1961年5月开始实施到1972年12月阿波罗17号进行最后一次载人登月为止，总耗资约为492.56亿美元。1966年为拨款最高峰，金额约为98.36亿美元，约占当年美国GDP的0.57%，约占当年美国全部科技研究开发经费的20%。等于或者略大于这样的比重支出，整个项目的探索目的将高于掠夺目的，如果是投入更加巨大的火星殖民计划。那么项目最后的任务肯定还是以开发资源为主，并非纯粹的科研探索。毕竟先期巨大的投入后无法得到相应的回报会使一切社会文明架构陷于困境。

单恒星系统3光年范围的模型给出的答案仅仅是一方的文明能力高于被探索一方，相对强大的一方具有初步的宇宙殖民能力为基础。以人类的发展路径分析，人类文明要具备这样的能力可能需要100-200年的发展。就地球目前所具有的科技能力与资源储备来看还不具备殖民的能力，最多具备探测能力。（即使是释放跨恒星际探测器也将是目前人类科技工程的最大挑战）人类只有在今后开发太阳系其他行星和卫星后通过宇航技术的逐步提升，资源储备的大幅度增长才能实现这一初步的星际殖民计划。

如果上述模型中文明程度的对比设定一个最初级的变化，一方具备初级的恒星际宇航殖民能力不变，另一方文明具备相当于人类20-21世纪左右的文明程度。上述星际殖民计划的具体实施将产生极大的不确定性。首先，经过宇宙航行到达的一方虽然从文明总体实力上占有绝对优势，但是远距离投送过程仍然是一个巨大的工程极其耗费资源。另一方虽然不具备宇宙星际间的航行能力，但是依靠原住民的天生优势和初步掌握的科技实力对远航的一方可以造成局部的数量优势。相对具有技术优势的一方在经过远距离飞行后反而无法对原住民构成压倒性的力量对比。其次，由于实力对比无法构成优势，到达的一方冒险进攻将遭遇失败，沟通与交流无法对资源的获得和殖民计划的迅速开展产生决定性的影响。多次无法获得资源的航行造成到达一方的资源压力会徒增不减，势必很容易造成双方冲突。一方的贸然到达对另一方造成的世界观冲击产生的后果仍然是未知数，根据人类文明的经验看原住民一方必然具有两手准备，不信任与不确定是最大的危机。这样的文明相遇模型中发生战争的概率几乎是100%，只不过是时间问题。

解决冲突的办法只有一个：到达一方采取不干扰不被发现的原则相对更加稳妥，到达一方的技术发展势必是经历本恒星系资源开发的阶段，对原住民所在星系其他行星和卫星的开发具有一定的技术积累，相对直接开发文明所在的星球更加安全和稳妥，可以从根本上避免问题的产生。同时可以近距离的观察原住民星球的发展来确定以后的方向。

如果上述模型中文明程度的对比再进行一次修改，双方都具备初步的恒星际航行能力，只不过一方由于目标明确先于另一方到达其所在星系。那么这次相遇将产生三个个极端的结果：1、无法沟通引起的战争 2、各自谨慎的交流后暂时和平相处 3、到达一方被警告后暂时性的退出探索与交流，积极备战今后面临的对手。