超越費米悖論
超越費米悖論
這個系列翻譯自Universe Today的Beyond "Fermi's Paradox"專欄。專題將會更新16次，每次更新一個小節。譯者們翻譯水平有限，請大家多多包涵指教。
恩里科·費米在基於宇宙漫長年齡和龐大的星體數量的基本假設上，經過一系列的計算後發現——地外文明存在性過高的估計結果與缺少地外文明存在的相關證據相矛盾，於是在1950年夏天某個午餐間的閒談中提出了"外星人它們都在哪裏?"的著名問題。
當我們仰望頭頂星空，對廣漠而寂靜的宇宙心生敬畏的時候，也許會感受到一種孤獨感——來自一顆淡藍色星球上智慧生物的孤獨感。我們也許會和費米產生一樣的疑問——宇宙間是否存在着外星生命，而它們又在宇宙中的何處呢?
在《超越費米悖論》的專欄裏，我們會了解到費米悖論提出的前生今世，以及對於費米悖論給出各種可能的解釋，我們將盡可能的介紹並探討部分解釋。雖然科普和科幻有些距離，但是我相信浩瀚的星空絕對可以承載起這距離，也可以承載我們人類的想象力。所以請各位讀者最大限度地展開自己想象力的翅膀吧！
Where is everybody?
– Enrico Fermi
一次午餐的對話——恩里科·費米和地外文明|超越費米悖論
費米和他的著名問題已經成為一種傳説，例如牛頓和蘋果的傳説，亦或喬治·華盛頓和櫻桃樹的傳説。
1950年夏季的一天，偉大的物理學家恩里科·費米(Enrico Fermi)在新墨西哥州洛斯阿拉莫斯國家實驗室(Los Alamos National Laboratory, LANL)的富勒小屋(Fuller Lodge)與同事共進午餐，並提出了關於存在地外文明的有力論據，即所謂的"費米悖論"。
但是像許多傳説一樣，只有部分是真的。羅伯特·格雷(Robert Gray)在最近的《天體生物學》(Astrobiology)雜誌上發表了論文《費米悖論既不"費米"也不"悖論"》(The Fermi Paradox Is Neither Fermi's Nor a Paradox)解釋了歷史背後的真相。恩里科·費米作為1938年諾貝爾物理學獎的獲得者，帶領團隊在芝加哥大學開發了世界上第一個核反應堆，並且為第二次世界大戰期間研發原子彈的曼哈頓計劃做出了重要貢獻。他工作的洛斯阿拉莫斯實驗室是曼哈頓計劃項目的總部，富勒小屋在曼哈頓計劃期間被徵用做為參與計劃人員的餐廳和客房。
在午餐時間的談話中，費米的推理思路如下: 在我們的銀河系中可能有許多宜居的類地行星。如果其中任何一個類地行星上出現了智能生命並且發展出了先進技術的文明，那麼該文明將最終發明一種星際旅行的方式並將向附近的恆星系統殖民，而這些殖民地將又會派出自己的殖民探險隊——這一過程將不可避免地繼續進行，直到這個文明的足跡遍佈銀河系中每個可居住的星球為止。
而我們並沒有在地球上發現過外星人，這個事實足以成為反駁外星人存在的有利證據。而外星人不存在的論點實際上不是費米提出的，而是在二十五年後由天文學家邁克爾·哈特(Michael Hart)發表的論文《對地球上沒有發現外星生命的解釋》(Explanation for the Absence of Extraterrestrials on Earth)中。這個觀點由宇宙學家弗蘭克·蒂普勒(Frank Tipler)在1980年發表的一篇論文《地外智慧生命並不存在》(Extraterrestrial intelligent beings do not exist)中進行了詳細的闡述。
儘管費米在1954年因癌症去世，但那場午餐間的談話在歷史上確實發生了。物理學家埃裏克·瓊斯(Eric Jones)在35年後，也就是1985年整理並出版了1950年夏季那次午餐對話的回憶錄《外星人他們都在哪裏?——對費米問題的解釋》。這些同伴中包括愛德華·泰勒(Edward Teller)，埃米爾·科諾賓斯基(Emil Konopinski)和赫伯特·約克(Herbert York)，他們都是曼哈頓計劃中著名的物理學家和舉足輕重的人物。泰勒在氫彈的研製中起着核心作用，科諾賓斯基則研究了原子核結構，而約克最終成為勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室(Lawrence Livermore National Laboratory, LLNL)的負責人。
在一行人步行到富勒小屋用餐期間，物理學家們討論了最近一次UFO目擊事件以及《紐約客》雜誌上的一幅描繪了外星人和飛碟的漫畫。這個關於UFO和外星人的話題隨着小組成員坐下來吃午餐而繼續，但愛德華·泰勒回憶説："在談話的中間，費米提出了一個非常意外的問題，'Where is everybody?(大家都在哪裏?)'，對費米的問題，我們的回覆是哈哈大笑。儘管費米的問題出乎意料，但是奇怪的是，在座的每一個人似乎都立刻知道他説的'大家'是在指'外星生命'。"
對於那場午餐會泰勒描述道："除非是因為我們與那些外星人居住的行星的距離可能非常遙遠，所以我們沒有看到外星人。所以我不相信從那次對話中我們達成了什麼共識。而且就以我們的銀河系為例，我們生活在銀河系旋臂上的某個位置，離銀河中心的很遙遠"。
約克則回憶起那場午餐的討論中更多的細節——在費米提出這個問題後，他進行了一系列計算，這些計算包括恆星系統中類地的行星出現的可能性，有了類地行星後生命出現的可能性，出現了生命後人類這樣的高智慧生物出現的可能性，以及高科技的興起並持續下去的可能性，並以此類推。他根據這些計算得出的結論是，我們應該在很久以前就被外星人造訪過很多次了。
根據約克的説法，費米認為我們之所以沒有被訪問的原因"可能是星際航行是不可能的，或者如果星際航行可能的話，總被認為費力不討好，或者出現技術的文明興盛的時間不足以實現星際航行的壯舉" 。因此費米與哈特不同，費米他並不懷疑外星人的存在，也不認為我們在地球上沒有發現外星人是有謬誤的。到1950年的夏季為止，並沒有費米悖論出現，有的只是費米的一個問題"外星人它們都在哪裏?"——對這個問題可能有很多答案。費米個人更傾向於要麼星際旅行因為涉及的距離太遠而行不通，要麼根本就沒有外星旅行者到訪過地球的解釋。
對現在的人類而言，恆星之間的距離仍然遙不可及。如果將海王星軌道上的整個太陽系減小到人的四分之一的大小，那麼我們與除了太陽之外最近的恆星——比鄰星(Proxima Centauri)的距離仍然大約有足球場的長度。實際上飛船要麼需要以接近光速飛速行駛，要麼需要長時間生命維持系統支持其機組人員生存。儘管從理論上講兩者皆有可能，但對當今人類而言星際旅行似乎是一項艱鉅任務，尚不清楚任何文明是否能夠或願意為了星際航行而消耗所需的大量生存資源。
我們又是在何時將費米的問題與哈特的論點的混淆起來的呢? 卡爾·薩根(Carl Sagan)在1963年發表的一篇論文《相對論速度星間飛行與銀河系間文明的直接接觸》(Direct contact among galactic civilizations by relativistic interstellar spaceflight)的腳註中提到了費米的問題。在1975年哈特的論文發表後，費米的問題和哈特的投機性的回答被很多科幻作家在無意識中關聯起來——費米的問題似乎與哈特的回答奇妙地聯繫上了——"費米悖論"由此誕生。根據羅伯特·格雷(Robert Gray)的説法，該術語是由史蒂芬森(D. G. Stephenson)在哈特的論文發表兩年後提出的。
但重點是為什麼恩里科·費米從未真正提出過哈特的論點?難道邁克爾·哈特(Michael Hart)和弗蘭克·蒂普勒(Frank Tipler)在那場午餐中的對話裏確實提出了令人信服的理由來證明我們銀河系中不存在外星文明?我們將在第二輯——《對哈特-蒂普勒猜想的回擊|超越費米悖論》中回答這些問題。請各位讀者繼續關注這個翻譯專欄，再次感謝大家的閲讀。