《费米悖论》：宇宙那么大，外星人真的存在吗？
物理学界四大神兽：芝诺的乌龟、拉普拉斯妖、麦克斯韦的精灵与薛定谔的猫齐登场。
这是【十大悖论】第 10 篇文章
你相信这个世界上有外星人吗？或者说，你认为这个宇宙中除了我们地球之外，还有没有其他星球上有生命？
这牵扯出了费米悖论，费米是一个伟大的物理学家，是原子能之父，他在1950年提出了这个悖论，简而言之就是：如果生命并不特别，那么其他外星生命究竟在哪里？如果生命非常特别，那么为什么宇宙微调得如此恰到好处，让生命只出现在地球上？
原子能之父费米：一颗原子弹的诞生
这个悖论也可以简单理解成，宇宙这么大，没有外星人简直是极小概率事件，可是，如果有外星人，为什么到现在我们没有任何证据呢？ 先不要急着回答，我们先来看一下这个宇宙中星体的数量。 宇宙的历史如此漫长，幅员如此辽阔，光是银河系就有数千亿颗恒星之多，其中许多恒星拥有各自的行星系统。言下之意就是，在整个宇宙中，像地球这样的行星多到数不胜数，我们似乎没有理由相信生命是如此地特别，只诞生于地球。 第一个寻找地外生命的天学家是弗兰克·德雷克，在研究的过程中，他提出了一个方程式：N = R*×fp ×ne ×fl ×fi ×fc ×L 其中，R*代表银河系中每年新星形成的平均数目（德雷克假设这个数值是每年10颗）。下一个fp 代表这些恒星拥有行星系统的比例（0.5）；ne是每个太阳系拥有适合生命环境的行星数量（2）；fl、 fi、 fc 则分别代表这些行星上真的出现生命的比例（1）、孕育生命的行星中出现智慧生命的比例（0.5）、这些文明的科技发展到能向外层空间发送信号的比例（1）。最后， L 则代表这些文明持续向宇宙发送可侦测信号的时间长度（1万年）。将这7个数字相乘之后，德雷克得出N = 50,000的答案。 尽管德雷克预估的数值比较乐观，但就算对这个数值打个折扣，结果也依旧令人兴奋。可是，问题来了，如果外星人存在的概率并非小到可以忽略不计，那么为什么一点外星人的迹象都没有呢？ 自从人类开始探测外太空以来，寻找外星人的信号一直都是一项重大的项目，无数科学家以及天文学家借助各种仪器，将眼睛和耳朵伸向了宇宙，这么多年过去了，他们什么都没有看到，什么也没有听到，这不奇怪吗？ 据估计，银河系中至少有500亿颗行星，其中至少有1％ （也就是5亿颗）落在适居带。另外一种方法则估计这种适合居住的类地行星总共高达20亿颗以上，其中的3万颗距离地球1000光年以内。 这些研究与探索都表明了，像地球这样温度适中，不冷不热，且有液态水的环境并非罕见，而是随处可见。那么，有没有可能，问题出在生命本身？ 这就要回到生命的起源了。 一般认为，地球上第一个生命是单细胞的原核生物，出现在距今35亿年前。这些生物很可能是由原生体演化而来的，原生体是被一层膜包住的有机分子集合体，具有繁衍与代谢的能力，而这正是生命的两个关键特征。 地球上的生命，是一场偶然吗？ 芝加哥大学的史坦利·米勒和哈罗德·尤瑞在1953年进行了一项著名的实验，试图解答这个问题。他们想看看是否能在试管中由基本成分创造出生命。他们将水与三种气体混合，分别是氨、甲烷和氢，认为这种组合与地球早期的大气成分相符，并加热使其汽化。接着他们透过两个电极产生火花，模拟地球大气层中的闪电，再将蒸汽冷凝。经过一个星期不断重复这个过程后，他们发现有机化合物开始形成，包括对生命不可或缺的氨基酸在内，它们在活体细胞中会依特定顺序组成蛋白质。但完整的复杂蛋白质在实验中并未出现，也没有发现另一种生命的关键成分核酸（例如DNA和RNA）。 结果令人非常失望，半个多世纪过去了，科学家却尚未创造出人造生命。这也就是说，在早期的地球环境中，第一个生命的诞生，真的只是一场偶然。 不过，事到如今，还不能这么武断地下结论，至少在这样的环境中，生命诞生过一次，否则我们也不可能站在这里讲述生命的起源。 还有一个问题，生命都来源于同一个祖先吗？ 科学家在加州莫诺湖中发现了一类微生物“GFAJ-1菌株”。莫诺湖约形成于100万年前，而且非常神奇的是，莫诺湖的环境非常特殊，它非常咸，咸度是海洋的两三倍，含有氯化物、碳酸盐和硫酸盐，具强碱性，pH值是10。 更奇特的是，湖水中砷的含量出奇地高，砷是一种对其他所有生命具有毒性的元素。我们知道地球上的生命有各种不同的元素，但DNA本身仅由五种成分构成：碳，氢，氮，氧和磷。问题在于，它们是否能被其他化学性质相似的元素所取代。砷在元素周期表中位于磷的下方，具有相似的原子结构。研究人员知道，GFAJ-1对砷有耐受性，他们也知道莫诺湖中磷的含量很少。于是他们把它放在富含砷的养分中培养，结果它继续成长，即便养分中的磷完全被移除。细胞复制时需要建立新DNA 的原始素材，在缺乏五种关键成分之一的情况下，这些生物是如何活下来的？ 经过多年的研究之后，科学家发现，GFAJ-1事实上将其DNA结构中的磷换成了砷。 生命可能在我们所意想不到的情况下诞生，繁衍。就像之前很多人说的，外星生命一定是“碳基生命”吗？也有可能是硅基生命，就像机器人一样。 也许，在寻找外星人的道路上，我们依旧路途遥远。毕竟，我们进入信息时代也才刚刚一百年，尽管我们在这一百年里，探索到了更久远的宇宙历史。但是，在宇宙的尺度下，这毕竟只是沧海一粟。也许，在未来的某一天，我们会发现地外生命，可能它们还没有发展出智慧，还在深海里面游动，也许，它们的科技水品已经远超过我们人类，到了那时，他们会攻击我们，奴隶我们吗？ 宇宙这么大，地球并不特殊，或者说，在宇宙的尺度下，地球是一个资源匮乏且贫瘠的星球，外星人可能都不会正眼看我们。当我们送上地球人诚挚的问候时，在外星人看来，可能就像是你在微信上收到了两个字：在吗？ 此时此刻，你只有一个想法，这人好烦！ 亦有可能，智慧生命已经自我毁灭了，核战争、生化战争、气候极速变化以及各类小行星等，这些对于生命来讲都是灭顶之灾，稍不留神，一个按钮下去，一个星球上的智慧生命就这么被自己毁灭了。如果真是如此，那对于我们人类来讲，其实是一个警惕。 当然，你也可以选择相信，外星人其实已经造访了我们地球，只不过因为一些我们不可知的原因，外星人不愿意暴露自己，他们或许帮助人类修建了金字塔，也许还借助黑科技隐身进入了你家中，偷看你洗澡。 也有可能，外星人就在我们身边，只不过，他们潜藏在人群之中，他们不愿暴露自己，为的是研究地球人的文化和习俗，而后悄然离开。
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