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從宇宙誕生至今,已經過去一百三十多億年 。僅銀河系中就有約 2.5 × 10 11 顆恒星,整個可觀測宇宙中的恒星數量則約有 7 × 10 22 顆之多 。一個理所當然的想法是,人類在宇宙中并不是獨特的智慧生命,整個宇宙還會有其他的高等文明 。但問題是,為什么我們還沒發現外星人的蹤跡?
當然,人類能夠探索到的地方相對整個宇宙來所微不足道 。但宇宙擁有悠久的歷史和數量龐大的星體,我們有理由相信,存在某個外星文明的科技水平遠超人類,他們(至少是他們發出的訊息)應該早已到達地球 。可是迄今為止,還沒有人發現外星人存在的證據 。
1950年,物理學家恩里科•費米(Enrico Fermi)在吃午飯的路上和同事討論起了這個問題 。費米問:“他們在哪里?”(Where is everybody?)“他們”,自然就是指外星人 。這個著名的問題現在被稱為費米悖論,它完整的表述為:宇宙顯著的尺度和年齡意味著高等地外文明應該存在 。然而 , 這個假設始終得不到充分的證據支持 。
針對費米悖論,已經有了許許多多的研究和解釋:或許智慧生命存在的稀少程度超乎我們想象;或許其他智慧生命的行為方式和我們的思維并不相同 。而來自俄羅斯和烏克蘭的兩位科學家 Bezsudnov 和 Snarskii,則在自己的研究中建立了一個宇宙中智慧生物擴張的模型,試圖解釋這個問題 。
宇宙文明的擴張
在這項研究中,兩位科學家建立的自動機模型描述如下:
1.整個宇宙空間用一個有限大小的二維離散網格來模擬,每個格子都可能存在一個或多個文明,或者不存在文明;
2.模擬的宇宙中時間是離散的,最小時間單位為1;
3.每個格子在每一個時間都有 n (0
4.在一個文明產生后的 T 0 個時間內,文明將向外擴張,擴張的規律是:以最初產生文明的格子為中心,每個時間單位將四條邊向上下左右各擴張一格,變成一個新的正方形;之后該文明將以同樣的速度向內收縮,直到最終消失;
5.如果兩個文明接觸了(擴張時在某個格子中發生了重疊,只計算第一次接觸),那么它們進行擴張的時間各自增加 T b 個時間單位;
6.當兩個文明接觸后,他們之間的交流不會中斷;如文明A和B在某個時間接觸了,若之后 B 又和 C 接觸了,那么這時即使A和C并沒有直接接觸,文明 A 也會獲得 T b 的擴張時間加成 。
讓我們來解釋一下 。研究者假設,每個文明都有特定的壽命,并都會會經歷發展——巔峰——衰退——滅亡或崩潰 的過程 。當技術的發展遭遇限制時,文明開始衰退,由于沒有新技術和資源,這個文明也就逐漸與外界終止了接觸 。在上面這個模型中,科學家就還提出了一種新的法則:當不同文明在空間和時間上相遇時,會相互交流,彼此促進發展,進而延長了各自文明的壽命 。
而上面模型中的 T 0 , 就是孤立文明的壽命 。當它和新文明交流時,相互促進使得其壽命延長的時間被設為 T b (為方便起見 , 這里假設所有文明的情況都是一樣的) 。
舉個例子,如圖所示,在某個時間 t1,宇宙中存在若干個文明 , 其中 2 號文明和 5 號文明正在收縮,其他文明都在擴張 。到 t2 = t1 1 時,3 號和 4 號文明在擴張的過程中接觸了 , 此時 3 號和 4 號文明的擴張時間將各自增加 T b。而到了 t3 = t2 1 時 , 1 號文明和 3 號文明也接觸了 , 1 號、 3 號和 4 號文明各自獲得 T b 的擴張時間加成 。也就是說,最終 1 號文明獲得了 T b 的總時間加成,而 3 號和 4 號文明則各自獲得了 2T b 的時間加成 。
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