什么是费米悖论的解释？人类研究费米悖论的意义是什么？费米悖论隐藏着哪些重要信息？
对中国的科幻迷来说，过去的2015年是不平凡的一年。刘慈欣先生的小说《三体》英文版终于为中国人捧回了科幻界的圣杯。与此同时，《三体》系列小说中的许多概念与设定，比如三体问题、黑暗森林状态、维度打击等，都在网络上引发了广泛议论。透过这些议论，细心的读者不难发现那一条隐藏在整部小说背后的著名的科学悖论。对科幻界来说它就像是一个白洞，能够不断吐出激动人心的文学点子；而在科学界，它更像是一个黑洞，盘踞在人类文明的前方，使我们无法看清自身遥远的未来。
费米悖论其实是一个早已存在的命题。早在1950年，著名的美籍意大利物理学家恩里克·费米在与人讨论飞碟和外星人的问题时，突然冒出这样一句话：Where are they？ （它们都在哪儿？）要理解这个疑问的来由的确要费些口舌。在物理学界，费米先生一向以惊人的估算能力闻名，这为他留下了诸多逸闻趣事，比如，估算芝加哥有多少位调琴师，或者根据原子弹爆炸时产生的声浪吹动纸片的距离估算原子弹当量等。正是凭借出色的估算能力，费米才脱口问出了那句话。他当时意识到的问题是：银河系的尺寸只有区区10万光年，而它的年岁已有100亿年。智慧文明哪怕以光速的千分之一对整个星系展开探索和殖民，也只需要1亿年（实际上人类已经具备了这样的航行技术）。然而，所有的地质学和古
生物学发现都证实地球的生物圈已经自行进化和繁衍了数十亿年，其间极少受到来自外界的干扰（恐龙的灭绝应该算一个）。作为物理学家的费米显然无法接受这样一个矛盾，他觉得一定是哪里搞错了。
究竟是哪里搞错了呢？这便是60多年来科学家一直试图回答的疑问。如今，我们列举了形形色色的可能性，却没有一种得到观测的证实。从某种程度上讲，这是科幻文学的幸运，因为它的每一种解决方案都可以催生出一大类科幻小说。刘慈欣先生给出的答案是：智慧文明彼此处在一种缺乏交流和信任的黑暗森林状态。作为一名铁杆《三体》迷，笔者承认这的确是一个能够孕育出好故事的设定，但仅此而已。从现代天文学的角度看，这样的设定站不住脚。要知道，从遥远的地方判定一颗恒星是否孕育出了高等智慧文明其实是一件相对容易的事情。受制于热力学第二定律，文明要生存下去必然消耗大量的能源，而大规模的能量攫取手段（例如戴森球）难免会影响其所在恒星的光谱模式。即使是人类这样的初等文明建立的天文台（比如中国的郭守敬望远镜），也能够同时测量数以千计的恒星光谱，并据此建立起完备的数据库。此外，恒星物理学是一门相对成熟的学科，它差不多可以解释我们接收到的任何恒星的光谱类型。相关工作与计算机结合后，自动化程度极高，完全无须人力介入。还有，美国航空航天局在早已报废的开普勒空间望远镜的数据库里发现了许许多多的类地行星，这些行星不仅在体积和质量上与地球接近，而且也运行在母恒星的宜居带内。考虑到开普勒空间望远镜仅仅考察了银河系的冰山一角，且手段单一、灵敏度差，银河系中的类地行星的数目岂不是多得可怕？于是，这样两个截然矛盾的天文发现令费米悖论变得更加古怪和费解。这就好像我们在懵懂之间误闯了一间屋子，那里本该有许多人，此刻却一个人也没有。身处这样一间神秘的屋子，我们一定也会脱口而出那句话：“他们都在哪儿？”
生物学发现都证实地球的生物圈已经自行进化和繁衍了数十亿年，其间极少受到来自外界的干扰（恐龙的灭绝应该算一个）。作为物理学家的费米显然无法接受这样一个矛盾，他觉得一定是哪里搞错了。
究竟是哪里搞错了呢？这便是60多年来科学家一直试图回答的疑问。如今，我们列举了形形色色的可能性，却没有一种得到观测的证实。从某种程度上讲，这是科幻文学的幸运，因为它的每一种解决方案都可以催生出一大类科幻小说。刘慈欣先生给出的答案是：智慧文明彼此处在一种缺乏交流和信任的黑暗森林状态。作为一名铁杆《三体》迷，笔者承认这的确是一个能够孕育出好故事的设定，但仅此而已。从现代天文学的角度看，这样的设定站不住脚。要知道，从遥远的地方判定一颗恒星是否孕育出了高等智慧文明其实是一件相对容易的事情。受制于热力学第二定律，文明要生存下去必然消耗大量的能源，而大规模的能量攫取手段（例如戴森球）难免会影响其所在恒星的光谱模式。即使是人类这样的初等文明建立的天文台（比如中国的郭守敬望远镜），也能够同时测量数以千计的恒星光谱，并据此建立起完备的数据库。此外，恒星物理学是一门相对成熟的学科，它差不多可以解释我们接收到的任何恒星的光谱类型。相关工作与计算机结合后，自动化程度极高，完全无须人力介入。还有，美国航空航天局在早已报废的开普勒空间望远镜的数据库里发现了许许多多的类地行星，这些行星不仅在体积和质量上与地球接近，而且也运行在母恒星的宜居带内。考虑到开普勒空间望远镜仅仅考察了银河系的冰山一角，且手段单一、灵敏度差，银河系中的类地行星的数目岂不是多得可怕？于是，这样两个截然矛盾的天文发现令费米悖论变得更加古怪和费解。这就好像我们在懵懂之间误闯了一间屋子，那里本该有许多人，此刻却一个人也没有。身处这样一间神秘的屋子，我们一定也会脱口而出那句话：“他们都在哪儿？”
接下来，我们再看看“大筛子”处于人类文明前路的可能性又有多大。毋庸置疑，目前我们的文明正处在一个快速变革的时代，而且该过程具有不可逆的性质，即使些微的减速与倒退对人类来说都会是一场灾难。人类的智者不断揭秘未知的科学领域，这个过程就好比人类与上帝玩的一场不能反悔的摸球游戏，每做出一项科学发现，便相当于从上帝的袋子里摸出一颗带颜色的球，不同的颜色代表了不同性质的科学技术。其中有基本无害的绿球，比如太阳能技术、计算机技术；也有中性的白球，比如火的使用；还有代表危险的红球，比如克隆技术、核技术等；当然，更有代表死亡的黑球。眼下人类还不曾抓到黑色的球，但这并不代表黑球不存在。一旦黑球现世，便是所谓的“大筛选”降临的时刻。当然还有另外一种可能，那就是随着时间的推移，原本危险、中性甚至是无害的球，一夜之间忽然变成了黑球，令我们措手不及。这样的可能性的确存在，比如最近一直很火的人工智能技术。
到这里，我想很多读者对费米悖论产生的原因已经有了自己的答案。没错，这本就是一个见仁见智的开放性话题。不过换一个角度想，也许事情原本就没有那么复杂，仅仅只是智慧文明间难以逾越的巨大时空距离造就了如今的“大寂静”状态。设想此时此刻，银河系的另一端刚好有一个智慧文明在向太阳系的方向发送信号，我们要接收到它怎么也得等到8万年以后了。人类文明能延续那么久吗？只需看看眼下我们给地球的生态圈带来了什么，不难发现这可能真的是一个问题。
基于同样的考虑，某一时刻两个文明之间要达成单向的对话，须满足至少两个条件：第一，足够高的文明产生率；第二，足够长的文明寿命。这里定义的文明寿命自文明掌握射电技术的时刻算起。在这个标准下，人类文明目前只存活了110年。非常不幸的是，目前我们对第一个条件的数值范围仍然一无所知，就连第二个条件，我们也只能根据自身情况给出一个可能的下限。然而令人震惊的是，就是这样一个极度简化的数学规划模型，在稍加分析后竟得出了这样一个结论：无论宇宙间的文明产生率如何，文明都必须高于一定的寿命才可能达成单向对话，这个寿命的下限大约是1000年。我们可以定性地理解这个结果：两个寿命过短的文明同时存在且达成对话的可能几乎不存在，因为在信号尚未抵达时，其中一个就先灭亡了。可是，这样简单的结果忽然抛给我们一个巨大的疑问：费米悖论是否意味着智慧文明的平均寿命远远短于1000年？对人类文明来说，这个结果更加令人不安，因为它似乎暗示着那个致命的“大筛子”就盘踞在我们不远的将来。
当然，以上这些讨论完全有可能在无知的人群间引发某种末日的恐慌情绪，但这并非是我们讨论费米悖论的本意。
相反，它应该变成一口警钟，长鸣于每一个人类智者的心里，时刻提醒自己要尊重自然，居安思危，有所敬畏。古人云：君子有所为，有所不为，讲的就是这个道理。宿命论、机械论已被丢入历史的垃圾桶，放眼未来，我们的文明无可限量。联系当下的经济发展与环境保护问题，至少有一点会变得非常明确：如果人类社会还迟迟不改变自己的能源结构，继续在碳排放的问题上玩弄政治手腕，相互推诿不作为，恐怕我们都将在有生之年目睹自己文明的“大筛子”。
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