@ 2017.10.21 , 20:00
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费米悖论新解:高等文明的外星人都在睡觉

费米悖论新解:高等文明的外星人都在睡觉
credit 123RF

牛津大学人类未来研究所的Anders Sandberg和Stuart Armstrong与塞尔维亚和黑山诺维萨德大学的Milan Ćirković最近提供了一种解释费米悖论——我们至今未曾发现任何地外文明的奇怪事实——的新思路,与文明的整体计算能力联系了起来。虽然我以下皆指原文作者无法断定他们的观点是否正确,但至少看起来新颖有趣,所以我想在这里概况一下他们的思路。在这样做之前,先让我先解释一下费米悖论。

费米悖论涉及一个非常合理的猜测与现实之间的矛盾,我们庞大星系中的某处应该有其他形式的智慧生物存在,但是我们却没有一星半点的发现。宇宙空间太大了,如果很难发现在龟缩在犄角旮旯的外星文明。但是,如果生命的出现和智慧的演化遵循一定的概率,那么考虑到庞大的行星数量,银河系许多技术先进的文明应该在很久以前就出现了。尽管银河系是巨大的,但是这些先进文明存在的时间足够长久,所以他们应该有足够的时间向外扩张,直到进入我们的探索范围。在1950年的这一天,伟大的物理学家Enrico Fermi,据说当时正在洛斯阿拉莫斯国家实验室与同事们散步,提出了这个著名的问题:(考虑上面的推理,那么)他们在哪呢?

称其为费米悖论有些名不副实,因为费米不是第一个提出这个问题的人;他也没有在公开场合严肃地分析过原因、探索悖论的答案;就如同其他人已经做了的。不过悖论至今远未解决。其中有很多有趣的理论,有些依赖于文明总体可被用于计算的资源。

或许最大胆的一个猜想,就是我们所知道的宇宙真的只是某个计算机的模拟程序。如果运行这种模拟的宇宙维护人员希望我们能够在其他地方遇到智能生物的话,那么他们会安排特定事件来触发。如果他们希望我们是唯一的高度智慧的物种,那么我们就是第一无二的文明。或者也许他们也需要付费解锁游戏,才能让文明在多个行星上发展,现在他们还在玩宇宙文明的免费测试版本。

当听到真的有人严肃看待这个“模拟假说”的时候,你可能会大吃一惊。但有确实有人会。牛津大学的哲学家Nick Bostrom在2003年发表了对这一假设的学术分析。科学家们在辩论这种可能性的时候甚至提出了验证方法。

在1999年,Anders提出了费米悖论的另一种可能,同样涉及计算机。他指出,先进的文明可能不会在星系附近扩张,反而可能更愿意花时间建造巨大的行星规模的计算机,其他人曾经称之为“木星大脑”。已故的Robert Bradbury进一步提出了发达文明将构建他所谓的“Matrioshka大脑”——巨大的超级计算机,包裹住太阳系里面的其他行星,并利用中央恒星的能量进行计算。他们的社会也许度过了“后奇点”*,为了拥有不朽的灵魂,全体将自己的意识数字化上传到一个赛博天堂,悠闲愉悦地度过无尽的人生。也可能他们只是迫切需要做一些科学计算,耗尽每一gigaflop(每秒十亿次浮点运算)。不论怎样,Matrioshka大脑更难被发现,因为他们的太阳被包住了,外界无法观察到那个恒星。

2006年,Bradbury和Ćirković又提出了另一个解释,假设高等文明真的只是想直到某个运算结果(比如,宇宙与一切的答案:42)。像今天的数据中心那样,先进的文明将需要处理庞大的信息废热。AI先驱马文明斯基(Marvin Minsky)在1971年猜测,先进的文明可能将空间本身用作CPU的散热器。Bradbury和Ćirković精炼了明斯基的想法,指出实际上做这种事情最好的地方是在星系的边缘。也许那里就是小绿人现在的藏身处。

由前文提及的这几位共同完成的论文《那不是死亡,而是永恒的长眠:休眠假说——费米悖论的一个解》(That is not dead which can eternal lie: the aestivation hypothesis for resolving Fermi’s paradox)里,提出了最新的理论。我发誓这个标题不是我瞎编的,我也可以理解读者看到标题后就不想去研读这篇论文的心情。那就让我尝试在这里为那些不想阅读朋友说说论文的主要思想。

首先,那些记忆里的拉丁语已经生锈的朋友需要知道,“aestivation”这个词语的含义类似于冬眠,但是把时间换成是夏天;某些动物(例如螃蟹)为了应对炎热的夏日,决定在夏天进入睡眠状态。您还需要了解,计算所消耗的能量有一个下限。当你删除存储信息时,信息的丢失被转化为增加的熵,这通常表现为热量。是的,您可以使您的计算机提高效率,但也只有这么多——在某些时候,您会遇到一个称为Landauer极限**的根本障碍。在这种情况下Landauer极限实际上是一个函数,抹去的信息比特数与温度之间的关系。

量子计算和可逆计算的倡导者相信有可能突破这一极限。但是Anders认为,可逆的量子计算机或许无所不能,但唯一不大可能的就是可以在运行中完全不产生废热。因此,即使此时Landauer极限的要小一些,还是会成为一个限制。

所以,如果你是某个高级文明的所有者,热衷于用你的外星科技进行庞大无匹的科学计算,那么你一定会得出结论:最好找个低温环境进行。如果你尝试使用一些未来派的制冷设备营造出低温的环境,那么新的问题是你又要消耗大量的能量来维持制冷机器的运转。所以唯一合理的方式就是借助寒冷的地外空间来降温。

在某种意义上,思路有点像Bradbury和Ćirković在2006年提出的那样,他们曾认为银河系的寒冷边缘将成为一个合适的地方。新的理论将这个概念上升到了一个全新的维度:时间。你看,因为背景辐射的存在宇宙的空间只有这么冷,2.7开尔文(零下270.45摄氏度)。或者准确点说,是现在只能这么冷。然而,过个几十亿年,宇宙将膨胀到足以显著地降低宇宙背景辐射造成的影响。所以如果你想要做冷静的计算,最好等待—— 这段等待时间“去打个盹”——条件更好的时候。

一睡数十亿年的想法无疑是我们人类难以理解的,但这可能主要是因为我们的这种渺小的生物很难想像如此漫长的时间流逝。也许我们有一天会想出如何冻结我们自己或将自我的意识上传到那些我们努力确保能一直运行下去的服务器上。随着那一天的到来,我们或许就和高等文明一样随意的调慢我们的主观时间,在服务器里度过了一天,宇宙已经进入下一个纪元。整个文明配备一个低功耗的唤醒计时器设置为主观时间一年,外界时间一千亿年。

你可能会认为,如果等待1000亿年的时间是好的,等待2000亿年岂不更好。Anders和他的同事们说:宇宙不只是越来越冷。最终,一些精灵古怪的物理学理论将发挥作用,令宇宙空间的极限温度限制在2.6 x 10^-30 开尔文。而这大概会发生在14000亿年后。所以进入长眠的高等文明没必要再来一个回笼觉。

这是“他们在哪里?”的答案么?外星人全去睡觉了?看起来十分的荒谬,但Anders和他的同事们郑重地探讨了这个可能性。他们还认为,要考虑来自其他文明的威胁。他们写道:“如果一个文明进入沉眠,它可能在醒来是发现它的领地被后来者占据。遗留自动的检测反制系统,避免损失其有价值的领地将是理性选择。”让我翻译一下:一个进入睡眠的高等文明会留下一些自动化机制来侦测和打压任何一个可能造成威胁的新兴文明。所以也许我们在开始星际探测之前,要再仔细想想。

就个人而言,我更喜欢所有这一切更简单的解释:科技发展自有其极限,人类文明发展到这种程度说明在这个阶段文明基本只能发展到这个程度。也许有一天,我们将能穿过银河系的旋臂来证实这个猜测。或者也许我们将把精力用于在太阳系中做一个属于自己超超超级宇宙计算机,包裹住整个太阳系;然后命令它进入休眠待机状态,或者说aestivation,随你好了,搞不好到时候我们只要合上它宇宙尺度的翻盖,它就自动休眠了。

译者注释:

*后奇点社会:社会学奇点或技术奇点,这一概念最早的提出者一般被认为是美国物理学家、数学家、著名的科幻小说家佛诺·文奇。当技术逐步累计达到某个极限时,整个人类社会将发生巨变,度过了奇点的社会就是后奇点社会,那时没有人能预测社会的走向,所以称之为奇点。通常认为,奇点的到来与AI技术发展相关。未来学家雷·库兹维尔在其畅销书《奇点来临》中预测,2045年将迎来人类社会的奇点。也有部分学者认为,我们此刻就在社会奇点之中,互联网带来的信息革命已经触发了奇点的到来。

**Landauer极限:物理学家Landauer证明,存在某种手段可以在不消耗能量的前提下,在内存中保存1bit信息(当然也可以保存很多bit,这里1只是一个例子)或者释放1bit信息,但是无论如何设计,抹掉1bit信息的时候都要消耗能量,所以会产生熵。Landauer借此证明将热力学的熵与信息学的熵确实是同一种东西。这一极限还被认为解决了拉普拉斯妖问题。

本文译自 IEEE,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 38+1

  1. 老石芭蕉
    @1 month ago
    3592682

    字真多

    [40] XX [6] 回复 [0]
  2. 自挂东南枝007
    @1 month ago
    3592683

    ETO最近开始活动了?

    [25] XX [1] 回复 [1]
  3. 彳亍江南
    @1 month ago
    3592684

    每次看到这种科技文总感叹自己生的太早,向天再借五百年也无济于事。

    [110] XX [1] 回复 [0]
  4. 波斯圣使
    @1 month ago
    3592690

    啥啥啥

  5. 好色猴子
    @1 month ago
    3592691

    “费拉米我忠实的仆从,在我沉睡的这五千年里,宇宙有什么新的文明萌芽吗?”
    “我至高无上的主人,宇宙的终极主宰,无所不能的头脑和五躯在上,这五千年来并无大波澜,只是银河第三悬臂上有一颗蓝色的行星上,一些原始生物似乎有了智慧。”
    “它们用什么进食?”
    “使用前爪,我的主人。”
    “很好,多注意这群原始生物,你知道需要关注些什么。”

    “费拉米我忠实的仆从,在我沉睡的这三千年里,宇宙有什么新的文明萌芽吗?”
    “我至高无上的主人,宇宙的终极主宰,无所不能的头脑和五躯在上,这三千年来并无大波澜,只是银河第三悬臂上的那些原始生物似乎不再用前肢直接进食。”
    “学会使用工具了吗?”
    “是的,我的主人,这个星球上自称为人类的生物,正在使用装饰着铁丝或者圆头金属杆进食。”
    “唔,看起来比之前聪明多了,密切留意它们,如果有那件事发生,你可以随时叫醒我。”
    “好的我的主人。”

    “我至高无上的主人,宇宙的终极主宰,无所不能的头脑和五躯在上!!!我犯了一个非常大的错误!”
    “发生了什么?”
    “银河第三悬臂上的那些原始生物!他们之中居然有五分之一,五分之一啊我的主人,竟然在两千年前……”
    “怎么了,难道是那件事发生了?”
    “对,我的主人,他们,他们已经学会使用了那个!”
    “筷子……”

    [160] XX [32] 回复 [6]
  6. 坎匹投
    @1 month ago
    3592694

    事实不是我们没有发现外星文明 而是外星文明避免与我们发生接触

    [23] XX [1] 回复 [0]
  7. 黑人
    @1 month ago
    3592697

    干嘛要跟你们这种低段位的文明交流?烦,装睡!

    [32] XX [0] 回复 [0]
  8. 巴拉莱卡
    @1 month ago
    3592698

    好多字,为什么觉得好些内容可以在科幻小说电视里看到类似的。

  9. 朱军
    @1 month ago
    3592704

    弗诺文奇的科幻小说里高级文明也是在银河系边缘,越往里越落后,最中间是零意识深渊。

    [14] XX [0] 回复 [2]
  10. 3592705

    说外星人段位高不屑于和地球人接触的感觉不太对,因为文明即使原始也有其特异性。这对外人来说是很有趣的事情。
    简而言之,美国人在太平洋找到一处从未被发现的岛屿,岛屿上都是些石器时代的原始人,美国人会因为自己科技吊炸天而对这些原始人没兴趣吗

    [44] XX [9] 回复 [6]
  11. 朱军
    @1 month ago
    3592708

    另外我觉得费米悖论最简单的解释可能就是,根本没什么比人类高等的文明

    [16] XX [4] 回复 [3]
  12. 芦中人
    @1 month ago
    3592718

    认为外星人存在,恰恰是出于一种自大的思想——认为人类生命、地球生命的诞生是伟大而精巧的,是物质变化的顶峰,所以想要在宇宙中寻找相似的形式
    但也许,站到一个更高的造物主的视角来看,所谓生命的循环不息,人类思想的空灵玄妙,也就和温度差异产生风,风吹动树叶没多大区别。

    [10] XX [29] 回复 [3]
  13. aficionado
    @1 month ago
    3592727

    像我这种每天上班就为交个空调费的人完全无法理解这么庞大先进的意识形态是怎么个回事

    [20] XX [0] 回复 [0]
  14. 3592732

    @jialu:
    1 地球人没见过世面很拿衣服。
    2 高等文明观察方式是区区地球人能理解的了的吗,拿衣服。

  15. Benzenosis
    @1 month ago
    3592735

    搜了下那个论文最后一页还引用了Lovecraft的名段

    The aestivation hypothesis came about as a result of physical eschatology considerations of what the best possible outcome for a civilization would be, not directly an urge to solve the Fermi question. However, it does seem to provide one new possible answer to the question:

    That is not dead which can eternal lie.
    And with strange aeons even death may die.
    H.P. Lovecraft

    [11] XX [0] 回复 [0]
  16. 3592738

    其实我们这些星人早就来到了地球,只是以地球目前的科学水平无法观测到我们,就算我们想教地球人怎么观察到我们,以地球人的大脑程度无法理解,我们也很无奈啊。

    地球人能教会一只草履虫认知“人”么?

    [15] XX [3] 回复 [0]
  17. 十一
    @1 month ago
    3592739

    我相信在某片森林里,一定有这样一窝蚂蚁,从出现到毁灭,从没和人类接触过。

    [78] XX [2] 回复 [0]
  18. 食品级怪蜀黍
    @1 month ago
    3592765

    @好色猴子: 上一个出现这种情况的文明,吃光了他们的银河系?

  19. 泥尘
    @1 month ago
    3592787

    或许,可以恒星际航行的技术不可行,有我们目前未知的规律或规律相互作用的结果在限制,在这种限制下,恒星际航行无法实现

  20. 图图怪
    @1 month ago
    3592801

    可能每个文明发展到奇点都会大概率的失败掉?然后文明被AI代替,失去扩张性(由于机器智能无法模拟生物文明好奇心?——只能对已存在的信息进行学习)然后母星被改造成为一个大计算机…可以保持永恒计算和循环但是丧失发展的可能…难道人类正在经历这个转变的过程吗,口怕

    [23] XX [1] 回复 [0]
  21. bububu
    @1 month ago
    3592815

    欧罗巴上和彗星上已经证明有低等有机物了,只是NASA不公布具体数据,有些行星或者卫星上有低等生命是很常见的。但是存在高等生命的概率就非常非常低,地球是个很凑巧的星球,宜居行星带只是一个有可能有一颗点的巨打海洋一样的面积,我们的科技能力找比我们低等的文明确实暂时还比较困难。同理,高等级文明找我们也没那么容易,一旦找到,很可能就会毁灭我们。

    [1] XX [14] 回复 [0]
  22. alipoop
    @1 month ago
    3592824

    “外星人”这个翻译很不准确 只有地球上的高级生物叫“人”象形文字也好理解 可以2条腿走路

  23. 3592835

    人类发展时间太短了,几千年的历史,可能UFO都是几亿年的历史,有一个联机贪吃蛇游戏,我们就像边缘慢慢吃的小蛇,虽然知道第一名几亿分了,我才几百分,但是我也看不见第一名在哪,知道分数也没有,大蛇一般都在中间吃,我只能在 边缘偷偷吃

  24. 简单
    @1 month ago
    3592867

    后悔点开这篇文章,我这是图什么?

  25. Spector
    @1 month ago
    3592941

    罗伯特索耶——《计算中的上帝》里面的设定和这个理论有类似之处。

  26. 哲学大叔
    @1 month ago
    3592955

    简单一点总结吧。他们都什么知道了。没有求知欲了。所以就寂静了。

  27. 紫色涩柿子
    @1 month ago
    3593117

    以人类的见识和经验来揣测地外文明就像用三维图形描绘五维空间一样肤浅,还意识上传然后纵情享乐,这只是某些人自己的最终愿望好吧。曾经看过一部小说,如果一个人永远也死不了,不管有多少好处多少优势,最终都会变成痛苦的诅咒。用百年来成就一个人生确实真的很短,但万年呢,百万年呢,积费无穷财富,获得无上地位,走遍世界每个角落,然后呢?就像在游戏里作弊,一开始爽到飞起,很快就会感到无趣了。也许当文明发展到某种程度,结局真的就只是毁灭。以上也只是以一个人类的视角去猜测,而真正的情况是怎样,只有宇宙知道。

  28. shitool
    @1 month ago
    3593123

    原则:只观察,不影响。
    只要接触,都会影响

  29. alpha_boy
    @1 month ago
    3593132

    费米悖论的一个解释是,大多数星区会不定期有超新星爆发产生伽马射线,然后把行星上的生命都给消毒干掉了,所以根本发展不出来高级文明。

    《蜂窝网络与无人机战争》的作者在他的新作品……好像叫《民·国动漫大师》啥的?提出了这个概念,但不清楚是否原创。

  30. 旗舰乌丝
    @1 month ago
    3593292

    当你拿到博士学位之后就能无忧无虑的胡说八道系列

  31. 宇智波煎蛋
    @1 month ago
    3593630

    这TM不就是“无限月读”吗?你们想象力还不如一个回忆里插主线的漫画家。

  32. 你的ID太长
    @1 month ago
    3593851

    难怪家里的主子这么爱睡觉

  33. 3593951

    我们过不去的筛子

  34. hahaha
    @1 month ago
    3594029

    如果真的存在我们也无法理解,就像蚂蚁无法理解我们一样

  35. roylez
    @1 month ago
    3594036

    吹牛逼混经费系列

  36. 上次什么名字
    @1 month ago
    3594343

    飞碟探索看多了。。。

  37. anatta
    @1 month ago
    3594978

    才睡醒然后看到这篇

  38. 没有人
    @2 weeks ago
    3610865

    其实大家就是在玩这样一个模拟游戏。正常登入都会封存大部分记忆来保证新鲜感,现在这个程序已经相当好了,bug越来越少了

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