地外文明在哪里？

人类理解了物质与时空相互作用的法则，终于能够睁开双眼打量宇宙，已经有了一个世纪的时间。在这一个世纪里，人类从惊奇到探测、寻找，越来越被一个问题所困扰：为什么人类看上去是宇宙中独一无二的文明？到底有没有地球之外的文明存在？如果有，他们又在哪里，为什么似乎从来都没有到访过地球？

意大利物理学家恩里克·费米（Enrico Fermi）在1950年第一次提出了这个问题，因此它又被称为“费米悖论”（Fermi Paradox）。几十年来，关于宇宙中是否存在其他文明，科学家们提出了各种各样的模型和猜想。有人认为，宇宙中产生生命的条件远比人们想象得严苛，而环境与地球类似、能够孕育生命形式出现的行星少之又少，因此人类文明很有可能就是宇宙中独一无二的文明。有人认为，生命和文明的产生是一个大概率事件，地外文明迟早会出现，但是因为在宇宙中旅行花费的时间太长，人类必须要有足够的耐心。也有人认为，其他形式的文明有可能在很早之前到访过地球，但宇宙中的文明形式都具有自毁倾向，无法维持很长的时间，因此即使曾经存在有地外文明，他们大多也都已经毁灭了。

尽管已经发现了数千颗太阳系外的行星，但由于人类目前的观测能力有限，无法确定这些动辄数十光年之外的行星的自然环境，更无法确定是否有外星文明存在。此时讨论外星文明的踪迹，难免有一种谈玄论道的空洞感。不过，最近美国罗切斯特大学的研究员乔纳森·卡罗尔-奈勒贝克（Jonathan Carroll-Nellenback）与合作者们在网上发表了论文的预印本《费米悖论与极光效应：外星文明的定居，扩张与稳定态》（The Fermi Paradox and the Aurora Effect：Exo-civilization Settlement，Expansion and Steady States），从一个全新的角度探讨了费米悖论。

卡罗尔-奈勒贝克与合作者们也建立了一个电脑模型对银河系内文明的产生和传播进行模拟。与之前诸多电脑模型最大的不同之处在于，这个新模型把恒星在星系之内的移动因素也考虑在内。此前，人们认为恒星的位置相对稳定，可以把它们看作是静止的物体，但卡罗尔-奈勒贝克与合作者们认为，从更大的时间尺度来考虑，恒星在星系内的移动因素非常重要。文明想要向外扩散，恒星自身的移动甚至要比宇宙飞船起到的作用更重要。

把恒星的运动也考虑在内之后，电脑模拟显示，一种文明可以在几百万年，甚至最短在65万年之内就可以充斥整个星系。那么排除掉各种没有根据的猜测，人类可以确定的一个基本事实是：没有外星文明到访地球。基于这个新模型的结论，或许目前可以对费米悖论做出的解答就是，银河系内可能不存在其他形式的文明。

实际上，这篇论文的作者们并未对费米悖论给出明确的答案。他们认为，尽管文明可能在相对较短的时间内在星际间传播和扩散，但是文明可持续的时间可能都非常短暂，加之难以找到合适的居住地，因此无法有效地向外传播。这几个研究者在电脑模型中设置不同的参数来模拟文明在星系中的扩散方式。他们发现，尽管根据恒星密度、文明的起源条件、飞行器的速度等等不同参数的数值不同，得出的结果总体来说呈两极分化：银河系中要么空空如也，要么文明遍布。

实际上，仅凭电脑模拟，人类很难对于费米悖论做出确切的解答，但这篇论文确实给人们思考文明在星系中的传播方式提供了一个新的思路。而探索地外文明的信号，验证其是否存在，最终还是要依赖技术的进步。

（本文写作参考了《Quanta Magazine》的报道） 费米费米悖论外星文明地外文明