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作者：关关
校对：王延昕
编排：关关
后台：库特莉亚芙卡 李子琦 徐⑨坤 胡永葳
参考资料：http://waitbutwhy.com/2014/05/fermi-paradox.html
火星的生命迹象
今年二月中美阿三国探测器抵达火星，美国毅力号火星车已成功着陆，开始新一轮火星生命迹象探测，并将采集火星样本为日后发回地球研究做准备。
我们知道液态水是寻找地外生命的重要线索。2018年欧洲宇航局发现火星南极冰盖表面下约1.5千米处存在一个约20千米宽的液态水湖。好奇号也在盖尔撞击坑底部发现大量鹅卵石，侧面证实火星可能在长期的地质环境中存在液态水。到了2020年被发现的火星液态水湖的数量增加到了四个。
2016年10月，欧洲航天局（ESA）-俄罗斯联邦航天局（Roscosmos）联合发射的火星痕量气体轨道探测器（ExoMars Trace Gas Orbiter）探测显示，火星的远古大气可能存在大量甲烷，这很可能标志着火星生命和地质运动的存在。
中科院地球化学研究所2011年通过对摩洛哥沙漠的火星陨石进行碳颗粒化学分析，发现其中的碳元素可能由生命转换而来，2014年12月好奇号的观测也证实了这一点，这意味着火星可能存在过生命。
伴随着越来越多火星生命迹象的发现，我们是否应该感到兴奋和激动？围绕费米悖论的假说可不这么认为，人类的未来命运可能还很危险哟！
那么什么是费米悖论？
费米悖论
仰望星空，繁星点点。
我们生活的区域仅仅位于银河系一条不起眼悬臂上的一个恒星系统内。在晴朗的无光害之夜，我们用肉眼大约可以看到2500颗恒星，但这只是银河系里恒星总数的亿分之一。按照最保守的估算，宇宙中类似地球环境的行星大约有10²?个，这个数字大概是地球上所有沙子数量的100倍。
相比130多亿岁的宇宙，我们的太阳系很年轻，地球上的生命大约起源于40多亿年前。根据人类考古学发现，从摘果子吃的直立猿人进化到现代人也不过200多万年。理论上说只要有一个符合条件的星球早于我们，比如说80亿年开始生命起源，其中就算遭遇了波折，也应该有多个文明远超我们。试想一下，跟两千两百多年前的秦始皇聊天问一号他都可能完全无法理解，而一个领先我们40亿年的文明能有多发达？我们同样无法想象。。。（刘慈欣也许可以！）
能够孕育智慧生命的行星理应如此之多，但是我们至今为止：
什么都没看到
什么都没听到
也没地外文明来同我们接触
这，就是费米悖论，由物理学家恩里科·费米于1950年提出。
大过滤器理论
根据“卡尔达肖夫指数”（Kardashev Scale）的设定，高等文明按照其能量应用水平被划分成三个阶层。
可以参考这里：
https://en.wikipedia.org/wiki/Kardashev_scale
“一型文明”（Type I civilization）有能力开采并使用其行星和卫星上的一切可用能源，包括矿物资源、水能、风能和地热能等可再生性能源，以及聚变能。根据美国物理学家卡尔·萨根（Carl Sagan）的计算，地球的总光合生产力是约0.9卡尔达肖夫指数，而目前人类的能量应用水平接近0.7，距离一型文明还需大概1到2个世纪。
“二型文明”（Type II civilization）有能力收集其所在恒星系统的全部能量。根据一些近现代科幻小说的设想，这可能需要建造一个包裹着整个恒星的超级空间构造体来捕捉光能量输出，比如“戴森球”（Dyson Sphere）之类。
“三型文明”（Type III civilization）可以攫取其所在星系内的所有能源，并很可能主宰着整个星系。如此高等级的文明相对于我们目前的水平来说，无疑是上帝一般的存在。
费米悖论的其中一种解释被称为大过滤器假说，在1990年由美国乔治梅森大学的助理教授罗宾·汉森（Robin Hanson）提出。
这种假说认为，生命在到达三型文明前的某个时刻都会遇到一堵“墙”，几乎所有的通过该“墙”的尝试都会受到打击。在漫长的进化过程中，这一阶段是生命几乎不可能超越的，这就是大过滤器。
汉森将大过滤器分解为九大步骤：
合适的恒星系统
可自我复制的分子
简单（原核）单细胞生命
复杂的（真核）单细胞生命
有性生殖
多细胞生命
具有智慧，能使用工具的动物
朝着可能发生殖民化爆炸的文明前进（也就是我们现在所处的位置）
星际殖民
根据该论点，发现火星上的多细胞生命（假设它独立进化）将是个坏消息，因为这意味着以上步骤中2–6很容易，只有步骤1、7、8或9（或一些未知的步骤）才可能是大问题。
大过滤器的三种可能
如果大过滤器假说是正确的，那么最大的问题就是，“大筛选器”在时间轴上的哪个位置出现？这对人类的命运非常重要。
人类在大过滤器假说中的三种可能：
┕我们是幸运儿——我们已经越过了大过滤器
┕我们是第一个——我们率先越过了大过滤器
┕我们要悲剧了——大过滤器就在我们前面
我们是幸运儿——我们已经越过了大过滤器
第一种可能性很乐观，大过滤器在我们后面，我们已经成功地超越它，这意味着我们是能形成智慧的罕见生命，浩渺宇宙，唯我独尊！下图显示仅两个物种越过了大过滤器，我们就是其中之一（不要问另一个是谁，这是假设啦！）。
我们是第一个——我们率先越过了大过滤器
第二种可能性是，如果大过滤器发生在过去，而宇宙是最近才适合生命繁衍的，我们只是第一个达到智能的生命。在这种情况下，我们和其它生命都还在朝超级智能方向发展，超级智能只是暂时还没发生。我们恰好是有希望成为超级文明的生命之一。这意味着以后可能还会有会很多智慧生命。
那么，你们准备好星际大战了吗？（为啥要打？见文末，不解释。。。）
我们悲剧了——大过滤器就在我们前面
如果我们既不是稀有的，也不是在超级文明的早期，那么大滤器就一定在未来等着我们。这表明生命通常都能发展到我们现在的阶段，但是某些原因会阻止生命进一步发展并达到超级文明，而我们也不例外。（毕竟有些文明就能自己把自己玩完了）
我们在火星上对生命的探索，也许可以揭示大过滤器会在什么时候出现，前提仍然是，如果大过滤器假说成立。在此理论框架下，让我们看看在火星上的发现将如何影响人类未来。
火星生命探测可能揭示人类的未来
在火星上没有发现任何生命迹象
这对于人类而言可能是最好的结果，这意味着我们已经越过大过滤器的“墙”，这个“大过滤器”可能是生命起源，可能是物种演化，可能是产生智慧，无论是什么，我们都已经越过了它，而且宇宙中很少有生命能越过这堵墙，这意味着我们是稀有物种。
不过这只能说明生命产生的条件无比苛刻，即使像火星这样相对优渥的条件下也无法产生生命，这也许是最好的结果。
在火星上发现简单生命体化石
这意味着简单生命在宇宙中可能是普遍存在的，这大大降低了“我们是幸运儿”的可能性，因为这个大筛选器并不是出现在生命起源阶段，我们仍然可能面临大筛选器的阻拦。
在火星上发现复杂生命体化石
这意味着多细胞生命在宇宙中随处可见，我们只能期盼于产生文明是其中最难逾越的“墙”，这意味着我们可能仅仅只是某一个筛选器中的一批幸运儿，更大的筛选器很大的可能性会出现在不远的将来。
在火星上发现文明遗迹
这意味着大筛选器之墙几乎一定就发生在我们不远的将来，既然文明可以在地球和火星上同时存在，那么在宇宙中就几乎是随处可见的。迄今为止没有发现其他文明的存在，意味着我们能平安越过下一个筛选器的可能性微乎其微，人类也要完犊子了！
值得一提的是，大筛选器的“墙”可能并不止一座，即使我们可能已经越过了很多无法逾越的高墙，但是仍然可能有很多墙堵在我们前面。
黑暗森林法则
即便人类文明过筛了，那也不用洋洋得意。毕竟是否有其他文明也过筛了谁都不知道呢，只要有另一个文明也过筛了，那么解释费米悖论的另一假说——黑暗森林假说——就能登台唱戏了。关于这个假说刘慈欣在三体中已经揭示得相当到位。
“现在我们要给宇宙文明找出两条公理：一、生存是文明的第一需要。二、文明不断增长和扩张，但宇宙中的物质总量保持不变。”
“宇宙是很大，但生命更大！这就是第二条公理所表明的。宇宙的物质总量基本恒定，但生命却以指数增长！指数是数学中的魔鬼，如果海中有一个肉眼看不到的细菌，半小时分裂一次，只要有足够的养料，几天之内它的后代就能填满地球上所有的海洋。不要让人类和三体世界给你造成错觉，这两个文明是很小，但它们只是处于文明的婴儿阶段，只要文明掌握的技术超过了某个阈值，生命在宇宙中的扩张是很恐怖的。比如说，就按人类目前的航行速度，一百万年后地球文明就可以挤满整个银河系。一百万年，按宇宙尺度只是很短的时间啊。”
“不用从长远看，现在整个宇宙已经是一个生存死局了！正像希恩斯所说，文明很可能几十亿年前就在宇宙中萌发了，从现在的迹象看，宇宙可能已经被挤满了，谁也不知道银河系和整个宇宙现在还有多少空地方，还有多少没被占用的资源。”
……
“宇宙就是一座黑暗森林，每个文明都是带枪的猎人，像幽灵般潜行于林间，轻轻拨开挡路的树枝，竭力不让脚步发出一点儿声音，连呼吸都小心翼翼……他必须小心，因为林中到处都有与他一样潜行的猎人。如果他发现了别的生命，不管是不是猎人，不管是天使还是魔鬼，不管是娇嫩的婴儿还是步履蹒跚的老人，也不管是天仙般的少女还是天神般的男孩，能做的只有一件事：开枪消灭之！在这片森林中，他人就是地狱，就是永恒的威胁，任何暴露自己存在的生命都将很快被消灭。这就是宇宙文明的图景，这就是对费米悖论的解释。”
——《三体II黑暗森林》节选
所以现在，你还盼望着在火星上发现外星人不？
责任编辑：王延昕
牧夫新媒体编辑部
