每 個人在仰望璀璨的星空時，都會有各種不同的感受，一些人會 體驗到星空的震撼之美，一些人會沉醉於其中……美國物理學 家恩里科·費米面對星空時思考得更加深遠——「他們在哪兒呢？」
費米所說的「他們」指的是外星人。他的意思並不是想知道外星 人具體住在哪裡，而是我們為什麼到現在還沒有發現外星人。按理 說，宇宙的星體數量之多和年齡之長是驚人的，這意味着地外文明應 該是廣泛存在的。但事實與理論卻不是一回事，所以費米認為這是一 個悖論，科學界把這個現象稱之為「費米悖論」。
下面我們從宇宙的尺度和年齡兩個方面來說明為什麼存在費米 悖論，以及對費米悖論進行詳細的解讀。
*上篇 為什麼說存在費米悖論？
無數的星星
真正的星空可以說是廣闊無垠的，我們肉眼所能看到的大 都是在我們附近的星體。在觀測條件最好的夜晚下，我們可以 直接看到大約2500顆恆星（而我們的銀河系至少有1000億顆 恆星），而且它們大部分離我們不超過1000光年（或者相當於 銀河直徑的1%左右）。所以我們肉眼能看到的實際區域如下:
考慮到宇宙中這麼多的恆星和星系時，一個令我們人類好 奇的問題是，「在外太空有其他的智慧生命嗎？」現在讓我們 通過數字來思考這個問題——
就像我們銀河系中恆星的數量一樣（1000億到4000億）， 在能觀測到的宇宙範圍內，也有大致等量的星系——可以說， 在這龐大的銀河系裡，每一顆恆星對應着外面一整個的星系。把宇宙中所有恆星都加到一起，其恆星數量大約在10 22到10 24 顆之間，這意味着地球所有沙灘上每一粒沙子，都對應着外面 大約1萬顆恆星。
對於所有的恆星中有多少比例的恆星與我們的太陽類 似（類似的大小、溫度和光度），科學家還沒有定論，一般認 為其比例大約是5%到20%之間。我們在這裡取最保守的數值 （5%），整個恆星的數量也取最小值（10 22 ），這樣算下來宇宙 中大約有5萬億億（5×10 20 ）顆類似太陽的恆星。
這裡還有一個問題，就是這些類似太陽的恆星中，有多少 像地球這樣的宜居行星（具有同樣的溫度條件，能夠維持液態 水的存在，以此來為類似地球的生命提供支持）呢？有人說比 例大約是50%，不過我們這裡還是取一個保守值，為22%，這個數據來自《美國科學院院報》的最新 研究結果。這就意味着，宇宙中所有的恆 星中，至少有1%的恆星有類似地球的宜 居行星，也就是說宇宙中大約有1萬億億 （1×10 20 ）顆類似地球的行星。這就意味 着地球所有沙灘上每一粒沙子，都對應 着外面100顆左右類似地球的行星。下一 次你到沙灘上時，可以好好地回味一下這 個。
如果我們要繼續分析的話，我們除 了猜測也就沒什麼其他選擇了。所以我 們假設，經過了幾十億年的演化，類似地 球的行星之中有1%進化出了生命（如果 這是正確的話，那麼地球所有沙灘上每 一粒沙子都對應着一顆左右具有生命的 行星）。然後在假設這些有生命的行星有 1%進化出了與我們類似的智慧生命，其結果是在可觀測的宇宙之中大約有1億億 （10 16 ）個智慧文明。
現在讓我們來考慮我們的銀河系， 做同樣的保守計算，得到的結果是，我們的銀河系裡大約有10億顆類似地球的行 星和10萬個智慧文明。
如果銀河系真的有大約10萬個智慧 文明的話，那麼即使他們之中只是一小 部分嘗試發射一些無線電波、或激光、 或者其他各種方式來試圖尋找其他的智 慧生命，那麼按理說那些捕捉天外信息 的射電望遠鏡陣列應該會找到一些信號 吧。
但是事實是沒有，連一個信號都沒 找到。他們（外星文明）在哪兒呢？
驚人的年齡
怪事兒還有呢。考慮到我們宇宙的 壽命，我們的太陽應該是一顆相對比較 年輕的恆星。所以說宇宙中應該有更多年老的恆星，和年老的類似地球的行星， 這意味着理論上應該存在文明程度遠高 於我們人類的地外文明。我們的地球誕 生於45.4億年前，那麼現在我們假設在 80億年前誕生了一個行星X （見圖一）。
假設行星X與地球有着類似的歷史， 我們來看看到現在行星X上的文明變成 什麼樣子了（圖中用橙色時間段做對比， 來顯示綠色的時間段的長度） （見圖二）。
一個領先我們1000年的文明，其知 識和科技就足以震撼我們，如同一個來 自中世紀的人面對我們現在的世界時一 樣。而一個領先我們100萬年的文明與我 們的差距，相當於人類文明與黑猩猩之 間的差距。更何況行星X上的文明領先於 我們34.6億年。
俄國科學家卡爾達肖夫曾在1964年 提出一個稱為「卡爾達肖夫指數」的方 法，來計算宇宙文明的級別。它根據各個 文明可以駕馭的能源總量，把文明分為 三個層次：
I型文明具有駕馭自己行星上所有能 量的能力。顯然，我們人類還不能完全駕 馭地球上的所有能量，因此，還沒有達到 I型文明。美國天文學家卡爾·薩根經過 計算後，得出的結果是現在我們人類應 該是0.7型文明，可能再過100到200年左 右我們才能達到I型文明。
II型文明具有駕馭自己恆星上所有 能量的能力。對於准I型文明的我們，還 無法理解這樣的文明是怎麼做到這一點 的。不過我們猜測，這樣的文明可能是利 用「戴森球」（見下圖）來獲取能量的。
戴森球是美籍英裔數學物理學家弗里曼·戴森假想出的 包圍母恆星的巨大球形結構，它可以捕獲大部分或者全部的 恆星能量輸出。戴森認為戴森球是長期生存的技術文明對於 能量需求增長的必然結果，並認為尋找其存在的證據可以引 導發現地外高等生命。
III型文明具有駕馭自己整個星系上所有能量的能力。這 種文明對於我們來說，完全是不可思議的。如果領先我們34.6 億年的X行星上的文明和我們人類有類似的發展歷程的話，並且可以在向III型文明進化時始終有能力生存下去，那麼最自然 的推測是他們現在應該有能力實現星際旅行了，甚至已經殖民 整個星系了。
如何殖民整個星系，這裡有一種假設描述了這個過程。首 先這個文明必須有能力建造出某種飛行器來抵達其他行星，然後在這個新的行星上重新複製出文明，假設這個過程花費500 年左右的時間。然後這兩個文明再分別派遣新的飛行器去殖民其他行星。即使飛行器的速度不能接 近光速，這種殖民過程的速度也是很快 的。計算結果顯示，殖民整個星系只需要 375萬年左右的時間。這種時間對於幾十億年的尺度，只相當於一個眨眼的瞬間。
繼續推測，假設只有1%的智慧生命 可以存活足夠長的時間的話，則有能力 成為可殖民整個星系的III型文明，根據 之前的計算，這說明僅在我們的銀河系 里至少應該有1000個III型文明，而且鑒 於他們文明高度發達，他們的存在將是 不可能不會被發現到的。然而，我們啥也 沒看見，啥也沒聽見，除了我們自己。
他們在哪兒呢？
*下篇 解答費米悖論
我們現在還沒找到費米悖論真正的 答案。如果你去問10個不同的科學家，什 麼樣的解釋是有可能是最正確的，那麼 你可能會得到10個不同的答案。你可能 知道在過去人類文明發展過程中的一些 爭辯，例如地球是否是圓的，太陽與地球 誰繞着誰轉，或者閃電是否是由宙斯（古希臘神話中的宇宙之王）發出的等等，那 時候人們都好像處在迷霧之中一樣搞不 清楚。同樣，我們現在的人類面對費米 悖論時也是這種狀況，而我們能做的只 能是尋找可能的解釋。
現在我們來考慮費米悖論最有可能 的解釋，這種解釋可以分為兩類。一種 解釋認為之所以沒有發現II類和III類文明，是因為這樣的高級文明是不存在的；另一種解釋是這樣的文明是存在的，只 是由於其他的原因導致我們沒有發現他 們。
第一類解釋：高級文明是不存在的
有學者認為，太陽系之外是有高級文明的，沒有一個文明與我們進行任何種形式的溝通是因為他 們都怎麼怎麼樣。但是根據理論計算，宇宙中似乎應該有成千 上萬II類和III類這樣的高級文明，即使有各種複雜原因阻止了 99.99%的高級文明與我們聯繫，也會有0.01%的文明成為漏網 之魚，這樣我們就可能早已發現他們的存在。所以說，只有所 有的高級文明是不存在的，才是最為合理的解釋。
那麼，發生了什麼事情導致高級文明不存在呢？
這種事情被稱為大篩選（或大篩子）。大篩選理論認為， 在生命進化的過程中，有一個生命很難或無法跨越的階段，阻 擋了生命的產生或繼續發展。這個階段就是大篩選。
如果這個理論是正確的話，那麼最大的問題是，大篩選是 什麼時候發生的呢？
事實上這個問題涉及到我們人類的命運，所以這個問題 反而變得很重要了。依據大篩選所發生的時間，我們將有三種 可能的命運：我們是稀有的，我們是領先的，或我們是要完蛋 的。
1、我們是稀有的（大篩選被我們甩在後面）
這種觀點認為，大篩選已經被我們甩在後面——我們成 功地穿越了大篩選這堵牆，而這也意味着任何生命想要達到我 們人類目前的文明水平是極端的稀少。下面的圖表說明了只有 兩種文明穿越了大篩選，而我們是其中之一。
這種觀點可以解釋為啥沒有III類文明，另外這意味着我 們之所以能走到現在，因為我們是其中極少數的特例，這也 說明我們未來的命運是滿有希望的。雖然這種說法聽起來有 點類似500年前人們認為地球是宇宙的中心的一樣，不過根據 「人擇原理」，如果我們不是特殊的話，那麼也就沒有發問的 我們了。
如果我們是特殊的，那麼是什麼時候使我們變成特殊的 呢？——可以這麼問，除了我們，具體是哪一步使得幾乎其他 所有的文明都無法繼續發展下去了呢？
一種說法是，大篩選位於最開始的地方——生命的誕生 也許是極其罕見的。這個觀點很有道理，就拿地球來說，地球 經過了10億年才開始出現生命，而且今天科學家們不停地嘗試 在實驗室中產生生命，但沒有一次成功過。如果大篩選從一開 始就出現的話，這說明地球之外不僅沒有智慧生命，甚至連生 命都沒有。
另一種說法是，大篩選位於從簡單的原核細胞進化到複雜 的真核細胞的過程。在地球上，原核細胞誕生之後，停滯了20 億年之後才進化成更複雜的有細胞核的真核細胞。如果大篩 選是在這兒出現的話，這說明宇宙可能充滿了原核細胞，但除 此之外幾乎什麼也沒有了。
當然還有很多種其他的可能。例如， 大篩選可能位於我們人類成為智慧生命 的過程中。從生物學角度來看，准智慧生 命（黑猩猩）到智慧生命（人類）的發展 過程並不是一個必然的結果。我們要知 道，進化本身並沒有什麼目的性，它只是 使得生物進行改變以此來適應生存的環境。既然在地球上目前只進化出一種智 慧生命，那麼這暗示着這種進化結果只 是一個罕見的事件而已。
其他大部分過程都沒有資格成為大 篩選的候選者。因為任何一種大篩選必 須具有允許特例發生的概率是「萬億里 挑一」的特點。基於這一點，像從單細胞 生命轉變為多細胞的這個轉變過程就不 具有資格。因為僅在地球上，在不同的彼 此隔絕的地方，這個轉變就發生了46次。同樣，如果我們在火星上發現了真核細 胞生物，那麼這也意味着大篩選也不在 從簡單細胞到複雜細胞的這個過程中， 因為既然地球和火星都能發生，那就不 符合「萬億里挑一」的特點。
如果我們的確是稀有的，可能是因 為這是生物學上的罕見事件，也可能是 所謂的地球殊異假說的結果。這個觀點 認為，儘管宇宙中有很多類似地球的行 星，但是地球上特有的而其他行星少有 的條件，例如太陽系本身的特別之處，地 球和月球的關係（月球對地球的氣候和 海洋有着重要的影響，而且對於地球來 說有一個這麼大的月球有點不尋常），或 者地球本身的特別之處，對智慧生命的 形成起到了至關重要的作用。
2、我們是領先的
相信第一類解釋的學者認為，如果 大篩選沒有在我們的後面，那麼一種可 能是，自從大爆炸到現在，宇宙最近才第 一次達到產生智慧生命的條件。如果這 樣的話，我們和其他的地外文明可能都 處在向更高文明發展的路上而已。而且 我們湊巧是第一個誕生的智慧生命，而且也可能會是第一個抵達更高層次文明的生命。因此，宇宙生 命發展到現在，可能還沒有出現過大篩選，我們沒發現外星文 明，可能是我們正好領先而已。
這裡有一個天文現象可能佐證這個觀點，也就是來自於遙 遠星系之外的伽瑪射線暴（遙遠星系之外意味着這個現象是 發生在很久以前）。我們知道，地球誕生之後常有小行星的襲 擊、火山的爆發等等，直到幾億年之後這種現象才消退，使得 生命的誕生才有可能。同樣，宇宙早期可能也充滿了極端的事 件，例如像伽瑪射線暴會把周圍一切燒成灰燼，阻斷這裡生命 的進化過程。宇宙從不具備到具備產生智慧生命的條件，這個 過程被稱為「天體生物學的相變」，現在我們的宇宙也許就處 在這個相變的中間態中，第一次為生命連續長時間進化提供了 條件。
3、我們是要完蛋的（大篩選在我們的前頭）
如果都不是上面兩種情況的話，那麼大篩選必然在我們 的未來。這意味着生命一般都可以進化到我們目前的水平，但 是由於某種原因阻止了幾乎所有生命進一步向前進化並達到高 級文明的腳步，而我們人類也同樣有可能無法穿過未來的大篩 選。
處在未來的大篩選，可能是各種極端的宇宙事件造成的， 例如前面所說的伽瑪射線暴，也許它們現在仍會發生。如果 發生在地球附近，那麼瞬間地球上的生命都會一命嗚呼。另一 種可能的原因是，幾乎所有的智慧文明只要其科技達到一定水 平，都有自我毀滅的趨勢。
所以有人就說，「沒有消息才是好的 消息。」比如說吧，假設我們真的在火星 上發現了複雜的生命，這就是說小小太 陽系就有兩個星球誕生生命了，說明生命 誕生以及進化可能是很容易的，所以大 篩更有可能出現在高級文明階段。如果 是這樣的話，我們在未來可能會面對滅 頂之災。
第二類解釋：高級文明是存在的， 只是由於其他合理的原因導致我 們沒有發現他們。
相信第二類解釋的學者拋棄了我們 是稀有的、或是特殊的、或是領先的等 這樣類型的概念，他們相信的是平庸原 理，也就是說我們的銀河系、太陽系、恆 星或者是我們自己，都不是特殊和或稀 有的。他們也不認為，沒有找到高級智慧 文明就可以作為他們不存在的證據，不 要忘了我們目前現有的技術所能搜尋到 的信號範圍大都處在離我們100光年以 內。下面我們來列舉10個導致我們沒有 發現高級智慧生命的原因。
猜測1）高級智慧生命可能已經光臨 過地球了，但這是發生在我們現代文明 出現之前。我們要知道，人類現代文明從 誕生到現在只有5萬年，對於宇宙的年齡 來說，可以說是比一瞬間都短的時間。如 果高級智慧生命在此之前來到這裡，他 們可能只看到一群野鴨受到驚嚇跑到水 面上而已，然後就沒什麼了。另外，人類 有記載的歷史只有5500年左右，可能早 期的狩獵部落經歷過很瘋狂的外星人事 件，但很可惜他們找不到很好的辦法告 訴後人。
猜測2）銀河系已經被殖民了，不過 我們正好處在銀河系未殖民的荒蕪地 帶。例如，住在加拿大北部的因紐特人很 長時間都不知道，南邊的美洲大陸早已 被歐洲人殖民很久了。銀河系也許存在 一個星際大都市，也就是說這個區域內 的各種恆星系統都被殖民了，而且彼此之間可以便捷地溝通，而那些高級智慧生命基本都在那裡居 住，所以也就沒有必要大費周折跑到我們這個偏僻的地方來開 拓領地。
猜測3）傳統的殖民化這個概念對於高級智慧生命來說可 能是個搞笑的落後概念。記得前面提到的II類文明在他們的恆 星上建的球殼嗎？藉助這個看似無窮的能量，他們也許製造出 了一個可滿足自己需要的理想生存環境。他們也許有一個極為 高端的方法控制自己不斷增長的能源需求，這樣他們對離開自 己的烏托邦去探求外面冰冷荒蕪的宇宙恐怕就毫無興趣了。
也許更為高級的智慧生命會認為，整個物理世界是一個糟 糕的原始地方，他們早就征服了生命科學，並把自己的大腦上 傳到虛擬現實的永生樂園。他們看待物理世界的那些概念的 態度，例如死亡、需求和欲望等等，如同我們看待生存在深海 里的原始海洋生物一樣。
猜測4）宇宙之中可能有恐怖的侵略性極強的文明，其他 大部分智慧生命都知道最好別向外發送信號表明自己的所在。這種觀點正好可以解釋為啥人類還沒發現任何天外文明的信 號。這也意味着我們可能是宇宙各種文明中極其幼稚的菜鳥， 而且是難以置信的愚蠢，竟然冒着滅頂之災的風險向太空之 外發送我們存在的信號。在學界的確在爭論我們是否應該向 地外文明發送消息，許多學者表示我們不應該這麼做。英國物理學家斯蒂芬·霍金就警告過，「如果外 星人到訪地球的話，其結果可能和哥倫 布到達美洲大陸時的情景差不多，那對 美洲的土著居民可不是什麼好事。」而卡 爾·薩根，雖然他相信任何可以進行星際 旅行的高級文明都是友善的，但他也認 為向地外文明發送消息也是「十分不明 智和不成熟的」，並建議「對於在這個陌 生的充滿不確定的宇宙中剛誕生的我們 來說，我們應該用足夠的時間先去安靜 地聆聽，耐心地了解這個宇宙，然後再做 衡量，而不是直接向這個我們不理解的 未知森林發出喊聲。」害怕了沒？
猜測5）宇宙里只有一種超級智慧生 命——一種超級掠奪者（如同人類在地 球上的地位）——他們的先進程度超過 了其他文明，一旦發現有其他文明達到 了某種水平，他們就會把這樣的文明消 滅掉。對於這種超級智慧生物來說，要滅 掉所有的新興的智慧文明太費力了，反正 他們大多數也會自行滅亡。不過一旦其他 智慧文明的發展超過了某種水平，超級 智慧生物就會對他們採取行動。因為對於超級智慧生物來說，這種新興的智慧文明會變得像病毒一 樣開始向外擴張，會威脅到超級智慧生物本身。這個理論也說 明，誰要是第一個達到了這個臨界水平，誰就贏得了這個宇宙， 而其他的文明就沒機會了。這個理論可解釋為啥找不到地外文 明，因為這使得宇宙里只有一種超級智慧生命。
猜測6）太空之外其實有許多活動和信號，可惜我們的技 術太初級了，或者聽取的方式不對。就像走入一間現代的辦公 大樓里，你打開對講機，發現聽不到任何動靜（當然你聽不見 了，每個人都在用手機打電話而不是在用對講機），然後你就 認為這個大樓是空的了。或者，就像卡爾·薩根所指出的，可能 是我們大腦運轉的速度比地外智慧生物更快或更慢，例如他們 可能需要12年才說完一句「你好」，當我們聽到這種消息時，對 我們來說可能就像白噪音似的。
猜測7）我們已經與其他智慧生命聯繫上了，只不過政府掩 蓋了這個事實。這是一種流傳已久的陰謀論。例如，許多人曾認 為，美國的51區是外星人研究基地。有人堅信美軍將捕獲的外 星人關押在裡面進行秘密研究，也有人認為，美國政府跟外星 人達成了某種協議，甚至有人認為美國政府是已經被外星人控 制的傀儡政府……不過目前來說都沒有任何確鑿的證據能證 明這種觀點。
猜測8）高級智慧生命已經發現並暗中觀察着我們（也就 是動物園假說）。高級智慧文明可能是存在的，他們把我們的 地球當成巨大的被保護的國家公園，而且還堅守着「只許看不 許摸」的原則。我們可能沒注意到他們的存在，因為他們應該 是很聰明的生物，能做到觀察我們的同時不被發現。這個有點 類似美國科幻影視系列《星際迷航》中的「最高指導原則」，即 禁止高級文明去接觸比他們低的文明，除非這個低等文明達到 了某種水平。
猜測9）高級智慧生命就在這兒，就在我們的身邊。但是 我們太低等了，沒有察覺到他們。美籍日裔物理學家加來道雄 曾經說過下面這樣的話：「讓我們假設，叢林深處有一堆螞蟻 修建的蟻丘，在蟻丘的旁邊，有人類正在修建的10車道超級高 速公路。問題是，螞蟻會理解這個10車道超級高速公路是什麼 嗎？螞蟻有能力理解這個建設中的高速公路所使用的技術及其 用途嗎？」
所以，並不是我們不能使用我們的技術來找到行星X發出 的信號，而是我們完全無法領會行星X上的生命是什麼或者他 們在做什麼。他們比我們先進太多了，他們如果想教導我們，就 像我們想讓螞蟻去理解什麼是互聯網一樣困難。
既然如此，那麼自然要回答的問題是，「既然有這麼多的 III類文明，為啥他們不聯繫我們呢？」為了回答這個問題，我 們可以去問我們自己——當西班牙殖民者法蘭西斯克·皮澤洛征服秘魯時，他有停下來到蟻丘去嘗試 與螞蟻溝通了嗎？他會寬宏大量地去幫 助蟻丘上的螞蟻了嗎？他有沒有變得很 敵意，以至於停下原來的計劃去破壞蟻 丘？還是蟻丘對於皮澤洛來說，是完全 無關緊要的呢？這也許就是高級智慧生 命面對我們時的情況。
猜測10）我們所理解的現實是完全 錯誤的。這裡有很多種理論來表明我們 所認識的這一切根本不是我們所想的那 個樣子。例如宇宙可以表現出這種樣子， 但事實可能是另一種樣子，例如是一種 全息圖。或者我們是外星人的實驗品， 他們把我們種植在地球上來做實驗。或 者，我們都可能是某種來自其他世界的 研究人員通過一個超級電腦模擬出來的 等等。
思考沒有結束
TITLE CONTENT
上面這些解釋，有些部分聽起來像 科幻小說了。的確，現在許多講述外星人 的科幻作品的情節都是基於一種費米悖 論的解釋來開展的。不過現實中，費米悖 論真正的解釋是什麼，我們還不得而知。也許，當我們知道最終答案時，會大吃一 驚。
另外，思考費米悖論的同時，我們也 應該考慮我們人類是否太過自大了呢？在地球上，我們統治着這個星球，是這個 領土的王者並以此為傲，揮霍着自然資 源，把大量的精力投入到權力的鬥爭之 中。然而，面對II類或III類文明，我們的 這點自豪感瞬間化為烏有，我們過去的 行為可能如同小丑一樣荒誕可笑。
在這廣袤的宇宙之中，我們人類只 是居住在微小岩石上的一群孤兒，而且 我們可能不是我們想象中的那麼聰明， 甚至我們所確信的許多事情可能都是錯 誤的。所以說，解答費米悖論，探尋地外 生命，不只是能滿足人的好奇心，它也有 助於我們正確理解這個世界，和我們自己。-來源:西西科普-
