三体人应该如何侵略地球

老沈一说 2018-04-15 16:58:12

老沈一说


“不要回答!不要回答!”


这是科幻小说《三体》中,外星人向地球发出的警告。在作者刘慈欣的设定里,宇宙是一个极度危险的地方,任何文明在其中暴露自己的身份或者位置,都会招致毁灭性的后果。就像在一片黑暗的森林里,如果有人莫名其妙地弄出响声,大家搞不清你是人还是猛兽,多半就会先朝那里开上一枪,把你灭掉再说。



新获“雨果奖”之后,《三体》突然又成了朋友圈热议的话题


无独有偶,2010年,著名的科学家霍金也曾经警告说:我们人类最好不要轻易地向宇宙中发出讯息。因为如果外星人存在的话,我们并不知道他们到底是好是坏,万一招来入侵,那可就得不偿失了。


不过,霍金的警告来得也未免太晚了点,因为我们已经在无意之中,向宇宙发射了将近100年的信号。事实上,自从人类发明了一种叫做“无线电”的东西之后,我们就在向太空泄露各种讯息。每一次电视转播,每一次手机通话,每一次雷达探测,所有这些信号都化为电磁波,以光速向宇宙中飞去。如果有外星人在附近监听的话,人类早就已经没有任何秘密可言。


当然,在《三体》小说中,作者认为这些信号的功率不够强,所以除非经过放大,否则无法传送到遥远的另外一颗恒星。但实际上,信号的可探测程度不仅与传送功率相关,同时与天线增益、传送带宽及频率都有关系。因此,这些信号的传输距离很可能比我们想象得要更远。


最近,有科学家认真地研究了这个问题,结论是:以普通的电视发射台为例,如果外星人拥有一台面积为1平方公里的接收器,并且对准了我们地球的方向,那么,即使在50光年之外,他们也能够获得足够的信噪比,从而辨认出这些电视信号的内容。这还是在假设其技术水平和人类相当的情况下(相比之下,三体人居住的半人马座阿尔法星离我们仅有4.2光年,他们早就应该看到地球传来的电视节目啦)。


与电视和广播信号相比,更加“危险”的还要数雷达探测波,以及那些“有意”向太空发射的信号。一台典型的军用雷达开动之后,发射的电磁波可以穿越6万光年,并保持很强的可探测性,而波多黎各的阿雷西博射电望远镜通常以0.8MW的功率发射,增益在1000万倍左右。如果传送的是一个低带宽信号,据估计,一直到20万光年之外,外星人仍然有可能接受并翻译出其中的内容。



各种电波信号可能在太空中传输的距离


而且不幸的是,人类偏偏喜欢作死,我们已经用这些望远镜向太空发射了n条信号。你可别以为叶文洁才是第一个向外星人发射讯号的人,其实早在1962年,前苏联就向金星发射了一串用摩尔斯编码写成的短语:MIR。在俄语里,这是“和平”或者“世界”的意思。不久之后,他们又发射了“LENIN”(列宁)和“SSSR”(即俄语里的“苏联”简拼)。这些电磁波有一部分从金星反射了回来,其余部分则以光速飞向天秤座著名的Gliese581星球。该星球距离我们20.4光年,所以,如果那里有外星人的话,他们应该在1983年收到了这条消息。


接下来,1974年,著名的天文学家卡尔•萨根和弗兰克•德雷克用阿雷西博射电望远镜向M13星云发射了“阿雷西博信息”,主动把地球和人类的秘密交代了个底朝天。那里面不仅透露了地球的位置,人类的形态,甚至把我们的DNA结构和数量都写得一清二楚。对此,萨根还嫌不够,又撺掇NASA,先后发射了两艘先驱者号和两艘旅行者号探测器,上面放了铝板和金唱片,进一步向外星人泄露地球机密。



旅行者号上的金唱片


要说萨根这个人,对外星人可谓情有独钟,唯恐他们找不到地球(或许,他才是ETO组织真正的统帅?)。为了和外星人取得联系,他后来又搞了另一个著名的项目,就是“寻找地外生命计划”(SETI)。该计划用庞大的望远镜阵列监听天空,试图寻找外星人发来的讯号,但至今仍一无所获。


眼看和组织迟迟联络不上,一些降临派分子心有不甘,便提出了要搞“主动SETI计划”,也就是主动向外发射信息,让外星人收到之后,反过来找到我们(什么叫带路党,这才是真正的带路党)。所以,该计划也称为“METI计划”(Messaging to Extra-Terrestrial Intelligence),也就是“向外星人通风报信”计划。


近二十年来,这些人已经向太空发射了好几十条讯息,其中最著名的有1999-2003年的“宇宙呼唤”(Cosmic Call)、2001年的“青少年讯息”(Teen Age Message)、2008年“来自地球的信息”、2012年“Wow信号的回复”等等。这些信号都正在以光速飞离地球,可谓覆水难收,就算现在想要反悔,那也来不及了。



位于乌克兰的RT-70望远镜,是向太空发射信号的工具之一


所以,悲剧的是,不管有意还是无意,人类已经向全宇宙暴露了自己的位置。那接下来,是否只有等着外星人找上门来,任人宰割了呢?


事情可能还没有这么简单。


在《三体》小说中,三体人收到了地球发来的电波信号之后,才意识到:在太阳系中就有合适居住的星球,因此发动了入侵。不过,如果我们细想一下,就会发现这件事明显不太合理。


首先,在宇宙里,相邻如此之近的两个星球,上面同时诞生智慧生命的概率本来就很低。在评估宇宙文明数量的德雷克公式中,虽然这些变量很难估计,不过通常我们会假定,即使存在着适合生命居住的行星,上面最终发展出智慧文明的概率也会低于万分之一。所以,除非宇宙里的文明是极其普遍的,否则,离我们最近的地方就有一个智慧生命,这运气似乎也太好(或者太坏)了点。



用来估计宇宙中文明数量的“德雷克公式”


其次,按照小说中的设定,三体人的科技明显并不比人类高明太多,最多也就是领先10万年左右。他们甚至害怕,按照人类“指数式”的发展速度,在到达地球之前,人类的科技水平就会超越自己。


这就更加不可思议了。因为宇宙的寿命是130亿年,而地球的寿命大约是50亿年,属于比较年轻的星球,至于我们人类,大约只有1万年的文明史。在宇宙中,几乎可以肯定,我们是最年轻的智慧文明(如果存在其他智慧文明的话)。


从现在的证据来看,宇宙环境已经保持了大约100亿年的稳定,如果智慧生命在其中出现的时间是均匀分布的,那么,随机选择一个外星文明,平均来说,它应该出现在50亿年之前。以1万年为一个文明长度,外星文明平均应该比人类领先50万个文明长度。


所以,三体人的存在就显得特别奇怪。它不但就居住在离我们最近的恒星系里(一万分之一的概率),而且其科技居然只领先我们不到10个文明长度(十万分之一的概率)。把两个条件相乘就知道,这件事情发生的可能性不会超过10亿分之一


从这个角度来说,担心因为发射电波而泄露我们的身份,从而引致外星人入侵,这似乎有些杞人忧天。除非出现《三体》中描写的情况:这个不怀好意的外星文明就在我们边上,而且技术极差,需要靠接受电波才能发现地球的存在。如果真的出现了这样的小概率事件,那只能说明人类的运气实在太衰,也就只好认了。


在现实中,更有可能的是:假设我们周围真的存在外星人,它们的技术应该要远远比我们发达。要知道,我们人类的科技才发展了不过400年,想象一下,一个领先我们10亿年的文明会是什么样子?对于这样一个超级发达的文明来说,我们有没有向宇宙中发射电波,这根本无关紧要,因为有太多的方法可以发现地球的存在。比方说,简单地分析一下地球的光谱,就可以发现这颗行星的大气构成有些反常,存在着过多的二氧化碳,从而可以推断出工业的存在。如果一个文明发展了数十亿年,还不清楚周边各恒星系统的大致状况,这似乎难以想象。



如果真的存在外星文明,几乎可以肯定,它们要远比我们先进


哪怕对于三体这样比较“低级”的文明,要想发现地球,也有很多种办法。他们完全不必坐在母星上傻等,把希望全部寄托在地球人主动“暴露信息”上。事实上,要想探明宇宙周边的状况,最好的办法当然是主动出击。这并不意味着外星人必须亲自驾驶飞船到处探路,其实早在上世纪中叶,著名的数学家冯•诺依曼就帮他们想到了一个好办法:制造能够自我复制的探测器。


这种探测器其实并不复杂,它只需要实现两个功能:第一,沿路不断地搜集物质和资源,然后复制自己。换句话说,它就像细菌一样,可以一变十,十变百。只要资源充分,这种探测器可以很快地铺满所有需要探索的领域。其次,一旦发现适合居住的星球,它就向母星发回信息。


这就是所谓的“冯诺依曼探测器”。它完全不需要花费太多的资源,而且即使从人类的眼光来看,也不需要非常发达的科技。三体人连智子都能制造出来(甚至用到了维度压缩这种听起来逆天的黑科技),却迟迟没有想到向周边发射一些这样的探测器,实在是难以理解。按理说,三体文明面临着生死存亡的环境压力,它第一件要做的事情就是去探明周边有没有合适居住的星球。但那么多年来,这些人竟然连离自己最近的恒星系统——太阳系的状况都没有弄清楚,这确实有点说不过去,只能理解为小说情节的需要了。



一个想象中可以自我复制的冯诺依曼探测器


撇开小说不谈,在现实里,它也带来了一个悖论:如果我们的银河系中确实存在着比较发达的外星文明,不难想象,他们一定向宇宙中发射过类似的探测器。从理论上说,哪怕这个外星文明本身居住得非常遥远,甚至已经灭亡,但是这些探测器并不会因此而消失,而且由于它能够不断复制自身,所以会无限制地在银河系里扩散。


银河系的直径只有12万光年,哪怕这些探测器以光速的百分之一扩散,只要花上1200万年,它们就会充斥银河系的每一个角落。相比宇宙的历史来说,这点时间不算什么。在过去的几十亿年里,只要有一个文明曾经发射过类似的探测器,到今天,它也应该塞满整个宇宙空间才对。


不过奇怪的是,我们至今还没有发现任何一个类似的探测器。至少在我们能够观察到的区域范围内,宇宙是空空荡荡的。难道说,整个银河系里面,在过去的150亿年当中,真的连一个文明都没有出现过,连一个探测器都没有发射过吗?


这就是所谓的“费米悖论”。


所以,向外太空发射电波或许是人类作死,但真正奇怪的地方在于,为什么我们作死了这么多年,居然连一个回音也没收到,不管是善意的,还是恶意的。整个宇宙对我们“暴露自己”似乎视而不见,毫无反应。外星人至今也没有因此来侵略地球。


事情很明显:要么宇宙中不存在任何外星生命,我们人类是唯一而孤独的;要么存在着外星人,但因为某种原因,它们没有一个能够(或者愿意)与地球取得联络。仔细想想,不管是哪种可能,似乎都有点让人不寒而栗。


不知道,你愿意相信哪一种呢?


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关于费米悖论的进一步讨论,可以回复关键字“地球”,重温我之前关于“发现新地球”的相关文章。


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