费米悖论、火星难题和黑暗森林理论的漏洞

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我们所居住的这颗星球用历史告诉我们，一切纷争因资源而起。既然是关于资源的命题，那么就存在性价比一说。黑暗森林法则成立的前提条件是地球在宇宙中的资源独占性，否则即便是力量足以侵占地球的外星生命体确实存在，也大可找寻性价比更高的“第二地球”进行殖民。

假如一片森林里有两个水源，小鹿就没必要赶走小兔子去独占兔子的水源，因为另一个水源够小鹿们喝的了——赶走小兔子也是要花费精力的，没有必要。只可惜在宇宙森林里，我们至今仍然不知道地球是否是唯一的水源。尽管这个可能性很小，但谁也说不好。同时我们也不知道自己是鹿还是兔子，更不知道在某一个角落里会不会有大灰狼。真是虚无。

撰文 | Glenn Rocess

译者 | 苦山

校对 | 斩光

艾萨克·阿西莫夫（Isaac Asimov）、罗伯特·海因莱因（Robert Heinlein）、亚瑟·C. 克拉克（Arthur C. Clarke）、弗兰克·赫伯特（Frank Herbert）以及菲利普·K. 迪克（Philip K. Dick），最后都在穷困中死去，但他的故事也都成了好莱坞的卖座大片。

他们是这一类型小说的巨匠，是科幻小说黄金时代的巨人（严格说来，赫伯特和迪克不属于这一时期，但他们仍然是巨匠）。他们都大胆幻想，恢弘的想象力肆意驰骋，向我们展现人类跨越银河系、奔向更远处的未来。他们与我们分享自己的幻梦，改变了我们的社会和思维模式，激励了一代又一代科学家、工程师，启发他们创造了美国国家航空与航天局（NASA）和欧洲原子核研究委员会（CERN），实现了再伟大不过的成就。

但这些科幻小说中最闪耀的明星似乎都不曾探讨过H. G. 威尔斯（H. G. Wells，有人称威尔斯为“科幻小说之父”）提出的一个问题。

我们稍后就会说到这个问题。首先请牢牢记住，科幻小说对人类而言有多么重要，多么生死攸关。

我们今天拥有的许多必需品都是首先在科幻小说中出现的——从手机到自动驾驶汽车，从潜水艇到火箭，从耳塞式耳机到原子能。亚瑟·C. 克拉克第一个描绘了通信卫星，而在电影《2001太空漫游》（2001: A Space Odyssey，改编自克拉克的同名小说）的某些场景中，能看到一个看起来像、用起来也像iPad的物件：

《2001太空漫游》剧照

可以说，科幻小说极大程度改变了我们的世界，而且基本是朝好的方向，所以我们应该认真对待科幻作家……和科学家们提出的重要问题。因曼哈顿计划而声名远扬（或说臭名昭著）的科学家恩里克·费米（Enrico Fermi）曾用寥寥数语道尽了费米悖论的本质：“其他人都在哪里？”地球的历史漫长如斯，太阳系、银河系的寿命更加悠久，遑论整个宇宙，我们当然应该能侦测到来自其他文明的无线电波（或其他形式的通信），对吧？也不见得。

黑暗森林法则

上面说了科幻小说的诸多好处和巨大可能性，但小说中也有怪物，比如哈兰·艾里森（Harlan Ellison）的反乌托邦小说中描写的那样，又比如近来由刘慈欣创作的巨著《三体》三部曲，他的这部作品在深度、广度和想象力层面都可与阿西莫夫的《基地》系列比肩。

在刘慈欣的三部曲中，他用令人胆寒的逻辑描述了黑暗森林法则，该法则认为，我们最好希望自己永远、永远不要遇到任何外星人。这一理论大概是这样的：

• 一切生命都渴望生存。

• 你无法了解其他生命形式在条件允许下能否、会否摧毁你。

• 在缺乏保证的情况下，对任何物种来说最安全的选项都是在其他生命形式有机会消灭自己之前消灭对方。

在三部曲中，刘慈欣描绘了这样一个银河系：在这里，一旦某个能进行宇宙航行的文明侦测到了另一个文明，就会竭尽全力、毫不心慈手软地摧毁对方，以确保自身的存续；毕竟，未曾有过任何迹象证明，外星物种会哪怕只是稍微考虑一下和平共存。

别忘了，我们人类也许有道德和原则，也许明白什么叫互惠互利，但这不意味着其他物种也同样如此。如果我们遇上一个文明，然后因为自己相信共存而不立即摧毁它，那我们就真的是在用人类自身的存亡来赌对方不会在第一时间消灭我们整个物种。

幸好，这套逻辑中有一个漏洞。

黑暗森林法则和科幻作家大卫·布林（David Brin）早期探讨“大沉默”（Great Silence）的一篇文章不谋而合，“大沉默”是指似乎完全没有能证明地外生命存在的证据。布林阐述了可能造成大沉默的几种原因，和刘慈欣一样，他提到的其中一种假设就是，我们之所以从未接收到过地外文明的讯息，是因为对于能进行宇宙航行的文明来说，避免被消灭的唯一办法就是永远保持隐蔽，不让其他文明侦测到自己。

但还有一个因素，自H. G. 威尔斯首次提及至今，似乎没有第二个人谈起过。

火星难题

1938年，青年演员奥森·威尔斯（Orson Welles）已经因其在广播剧、舞台剧和荧幕上的演出小有名气，他主播了一档名为《世界大战》（War of the Worlds）的广播剧。我的祖母还记得这档剧，她告诉我当时有些听众因为剧情心生恐慌，就连在她居住的密西西比河三角洲地区也是如此。

我有一套这档剧的专辑，尽管故事的绝大部分都由奥森·威尔斯自由演绎，剧情本身和H.G.威尔斯的小说剧情相比却没有本质变化：火星人来了，火星人征服了地球，火星人对地球上的病原体毫无抵抗力，火星人被病原体歼灭了。

奥森·威尔斯（Orson Welles）于1938年主播的广播剧在全国范围内引发了恐慌。图源：Pacific Standard

这有可能吗？我记得那时自己想到：得了吧，如果火星人聪明到有能力配备足够的武力，跨越行星际征服整个地球，他们肯定也会提前做好防护措施，避免被我们的细菌感染，对吧？这个剧情漏洞大到足以让一辆博洛坦克（译者注：Bolo，出自科幻作家基斯·劳默（Keith Laumer）创作的同名系列小说，讲述了一种超级坦克“博洛”在与外星人漫长的战争过程中的进化发展史，梗比较硬）开过去！

我记得，那么多年里，当我读到其他科幻小说时，曾反复产生这个疑问。这些科幻小说的明星们（除了H. G. 威尔斯本人）怎么会全都忽视了这一点呢？是因为人类固有的傲慢吗？还是说这只是出于简单的实用性考虑？毕竟，如果作者在写科幻小说时，要时刻注意让角色们身着密封宇航服才能踏上新行星，那么写作一本在阿拉基斯（译者注：Arrakis，出自《沙丘》）、塔图因（译者注：Tatooine，出自《星球大战》）或沃肯星球（译者注：Vulcan，出自《星际迷航》）探险的小说就比较麻烦——更不要说定居在那儿了。

图源：Discover Magazine Blogs

而真实情况差不多正是如此。我们的母星地球生机蓬勃，到处都有生命，上至生物气溶胶（生活在大气层中的微生物），下及地壳数百米深处、甚或深至地幔内部的钻孔样本中发现的微生物，还有中间的每个角落。

换言之，哪怕外星人来到地球，消灭了地球表面微小至细菌的一切生物，实际上，他们仍然不可能摧毁地球上的一切本土生命……这意味着，除非这群外星人能用某种方法保证自己对地球上存在着、时刻进化着的无数微生物、细菌和病毒全都免疫，否则任何认真的殖民尝试都必然会徒劳无功。

几乎可以肯定（像我之前提到的剧情漏洞那样），假使一个文明能跨越广袤的行星际或星际空间，它肯定早就意识到，如果某颗行星上已经有生命存在，试图殖民这颗星球就是极大地浪费时间和资源。

H. G. 威尔斯的小说中，火星人付出惨痛的代价得到了这个教训。我们不如称它为“火星难题”（the Martian Conundrum）。

宇宙探险的涵义

图源：National Geographic

火星难题并不彻底否定黑暗森林法则，因为（我推测）很可能仍会有一些想要生存下去的文明相信，保持自我存续的最佳办法就是消灭一切遇到的其他文明。火星难题的真正涵义是，对可能被殖民的行星加上了进一步限制。对人类来说，其中一部分限制条件（不是全部）是：

• 行星必须位于适居带（Goldilocks zone）内，这是距离该行星所环绕的恒星不太近也不太远的宜居地带，只有这样行星的表面温度才能容许液态水存在。

• 行星必须富含氧气和水，大气层由人类躯体可适应的混合气体组成，或可调节至这样的混合气体。在此基础上，氧含量必须既不过高也不过低，氮含量必须在可接受范围内，等等。

• 行星必须环绕一颗稳定的恒星运转。例如，比邻星（Proxima Centauri，距离太阳系最近的恒星）是一颗红矮星，在它的适居带内显然至少有一颗行星，但就在去年，比邻星释放了一次足以从地球望远镜观测到的耀斑。这极大地降低了我们在该星系内殖民行星的可能性。

• 行星系统一定不能处于其他星体的辐射范围内，如中子星、磁星、不稳定恒星，乃至黑洞（正在落入黑洞的物质会释放辐射）。

图源：Metro

在以上限制之上，再加入由火星难题推出的结论：

行星必须没有任何生命。彻底地、完全地荒芜……但是，当然得有水和可接受的空气。

柯克船长（Captain Kirk）想在每个星际港口都邂逅不同的外星姑娘怕是没戏了。

柯克船长……

这不意味着人类在星际间开枝散叶的希望全都化作了泡影。但它意味着，满足上述条件的行星比例确实很小。幸好，在银河系中有2,500（±1,500）亿颗恒星。基本可以肯定，远方有其他宜居行星等待我们抵达。

不幸的是，行星（和其他一切宝贵的东西一样）受制于供需关系的铁律：每一个能进行宇宙航行的文明都会想得到这些少得可怜的宜居行星。当然，适合人类居住的不一定适合其他跨星际物种居住……但如果有另一个物种在寻找同一类行星，那么一场灭绝之战就无可避免。

这样的未来令人真心畏惧，它似乎提高了黑暗森林法则的可能性。

玻璃杯已然半满

地球生物圈历经数次大灭绝。每一次大灭绝后，数千万年的时间过去，下一次大灭绝来临。每两次大灭绝之间不仅是生命进化繁荣的机会，更是智能生命成长、文明自身发展的机会。就我们所知，在地球50亿年的历史中，只有最近数万年间才诞生过文明——这对地球而言就是一眨眼的功夫。在那些诞生了生命的行星上，由地球的经验可推断出以下几点：

• 生命可能诞生，但也可能永远无法进化到单细胞阶段之上。

• 多细胞生物（或大细胞生物）可能诞生，但可能永远无法变得足够机动、产生足够的意识，例如我们分类体系中的植物。

• 生命体可能进化到能移动、有自我意识，但可能永远无法学会使用工具。例如，越来越多的证据表明，假如镜子测试（mirror test）的结果准确，相当一些动物（乃至昆虫）都具有自我意识。但生命体能移动、有自我意识并不意味着它自认为有需要使用工具。

• 生命体可能进化到能移动、有自我意识、能使用工具，但这不意味着它们有一天会想要离开自己的行星表面。飞向星星这个想法本身在它们看来可能麻烦而毫无意义。

图源：The Angry Ufologist

从以上这些推断又能进一步推导出，绝大多数（或所有）孕育了生命的行星都会发生周期性的大灭绝，智能生命和文明的出现极为罕见（这里面还包括那些无意突破星球界限探索外太空的文明）。

即使对那些渴望飞向星星的文明而言，越来越多的人认为它们必须首先成功跨越“大过滤器”阶段（the Great Filter），这一阶段可能由数个挑战组成，包括资源枯竭、内部争端、由生物多样性缺乏导致的生态崩溃等。

于是，能够冲破母星禁锢的生命是最罕见的。仅就地球上从古至今存在过的数百万（数十亿？）个物种而言，目前只有智人有能力进行宇宙航行……而这一切只发生在过去数千年里，从地质层面来看不过是漫长时间中的短暂一瞬。

如果在超乎想象的广袤星际宇宙中，这类生命都是那么罕见，如果能进行宇宙航行、还渴望历遍群星的智能生命不仅少得可怜，还只在漫长地质历史的一眨眼间出现，那么携浩荡大军来消灭人类、窃取我们星球的资源，还取走我们宝贵体液的外星人至今仍未现身，就不值得惊讶了。

没错，可能存在一个极度长寿的文明，但如果20世纪教会了我们什么，那就是技术水平越发达，知识和理解增速越快，反过来技术进步得就越快。如果一个文明已经能建立起一座星际帝国，除非有什么理由（比如，帝国赖以维系的某种资源突然消失，像《沙丘》系列中的“香料”）导致帝国停滞或崩溃，否则帝国的技术水平只会进步得越来越快。

技术会进化到什么程度呢？技术进步的极限在哪里？有极限吗？当某个文明达到了这样的层次，距离它的祖先仰望夜空、疑惑闪烁的光点究竟是什么，又过去了多久呢？如果以人类的经验来看，在宇宙的尺度上，从发现火到星际帝国鼎盛时期（和之后的一切）根本不需要多久。

那么，我们要恐惧的不是存在其他能够建立星际文明的物种，它们奉行黑暗森林法则，和我们人类寻找同样类型的行星。我们唯一要恐惧的是这样一个文明和我们身处银河系的同一条旋臂，且这个同样在漫长宇宙历史的一瞬间里成长的文明，和我们这个仍在萌芽期的星际文明正处于同样的发展阶段。

因此，有鉴于以上的原因，让我们不要过多听信那些让我们恐惧黑暗森林的无尽长夜的人，而是（套用尼克·弗瑞（Nick Fury）在《复仇者联盟1》中的台词），不到人类终结的那一刻，我们都得不断进步、繁衍生息。

本文经授权转载自微信公众号“利维坦”。

原文/medium.com/@glennrocess/the-fermi-paradox-the-martian-conundrum-and-a-flaw-in-dark-forest-theory-73651558ad9d

本文基于创作共同协议（BY-NC），由苦山在利维坦发布。

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