黑暗森林理论介绍
原文標題：《外星人打電話？不要回答！》
沒人知道外星文明的數量到底是多還是少。像“大過濾器”之類的概念限制了外星文明的存在。但一些科學家相信，宇宙中高等文明的數量與它們的平均壽命成正比。文明平均壽命跨度可以從一個世紀到幾百萬年。那些已經延續了上百萬年的文明一定已經發展成為了高度發達的文明。因此，離我們最近的外星文明或許可以近到探測到電磁信號或者被我們的望遠鏡捕獲。傳統意義上科學家認為地外文明離我們的距離大約在 200 光年。
甚至達爾文也指出，并非所有的個體一開始都具有相同的特征。因此，影響生存的力量對個體和物種的影響并不相等。總有一些變異被證明更適應生存，而且比其他變異更容易生存。在探索星際生命及其形式的過程中，我們 (人類) 發展出了許多理論，以解開生命隱藏的奧秘。其中一個理論是黑暗森林，它恐怖到會讓人起雞皮疙瘩。
在介紹黑暗森林理論之前，讓我們先了解幾個重要的關鍵概念。這些概念與黑暗森林理論同樣重要，也是這一假說的構成背景。
這些概念包括：
德雷克方程
下面的八個術語導致了在搜尋外星文明方面的一場革命。它們是：
N = R* · fP · Ne · fl · fi · fc · L
N 是可以與人類溝通的文明的數量；
R * 是恒星形成的平均速率；
fp 是擁有行星的恒星在全部恒星中所占的比例；
Ne 是每個擁有行星的恒星系中宜居行星的平均數；
fl 是在宜居星球中發展出生命的比例；
fi 是有生命的星球中演化出智慧生命的比例；
L 是能夠對外交流的所有文明的平均演化時間。
法蘭克?德雷克（Frank Drake）等科學家發展出了一套可以估算外星生命出現概率的公式。這個公式（德雷克方程）用于估算銀河系中活躍而有對外交流能力的地外文明的數量。德雷克方程總結了影響我們探測到外星文明所發出無線電信號的可能性的各種因素。
但目前科學家尚未發現可以明確證明外星人存在的無線電信號。（盡管我們已經探測到了幾種疑似的無線電波，但這些證據并不充足。）
費米悖論
—— 在尋找外星人方面，一個永恒的熱點話題
這個悖論說的是，銀河系中有幾十億顆恒星 —— 其中一定有一些恒星擁有類地行星 —— 這些恒星中一定有一些遠比我們的太陽更古老 —— 所以幾百萬年前它們就可能孕育出了智慧生命 —— 一些智慧生命或許已經在探索進行星際旅行 —— 所以外星人很久之前就到訪過地球 —— 但人們并沒有發現外星人到訪的確切證據。
無數的潛在宜居行星與毫無進展的生命搜尋構成了費米悖論的兩個方面，并且得到了經驗數據的支持。第一個論斷，也就是存在相當數量的宜居行星，由費米提出，并且由于系外行星頻繁出現，這個論斷得到了理論支持。根據現有的模型，銀河系中存在數十億顆宜居星球。對于費米悖論的第二部分，也就是人類尚未發現外星生命存在的證據，科學家們正在進行研究。研究既包括了對任何形式生命的普遍搜尋，也包括對智慧生命的偏重。1960 年以來，科學家進行了許多類似的研究。
你可能會認為，費米悖論看起來只是一個推理過程。是的，它確實是一個推理過程，一個很復雜的推理過程。
方法
在 1950 年到 1970 年期間，科學家們認為生命是在類似孤島的環境中演化的，所以物理上的交流被認為是不可能的。交流的唯一方法是通過電磁信號。因此，SETI、OZMA、CETI（譯注：均為早期外星探索項目）等許多項目上馬，向深空中發射信號。
但到目前為止，還沒有一種被稱為外星或神秘信號的電磁波被精確地證實過。所謂的“大沉默”—— 也就是缺乏地外文明存在的證據 (來自大衛?布林的文章《大沉默 —— 關于地外智慧生命的爭議》)—— 改變了人類搜尋外星智慧文明的方式。
摩爾斯信息。這包括用摩爾斯電碼向金星發送無線電信號，科學家們當時仍然認為金星可能適宜居住。另一種方法是借助無線電信號：主動 SETI(Active Search for Extra-Terrestrial Intelligence，主動搜尋地外智慧生命) 項目嘗試向有智慧的地外生命發送信息。主動 SETI 信息通常以無線電信號的形式發送。
類似的還有 METI(Messaging to extraterrestrial Intelligence，向外星智慧體發送信息)。SETI 研究的是尋找來自外星人的信息。METI 負責創造信息并向外星人傳送。
METI 的一條信息說:“你并不孤單!”
我們預期中外星生命的類型：
科學家尚未對生命做出精確的定義。此外，也沒有一種單一的方法可以來定義生命的存在與否。當談到生命時，我們想到的是我們地球上出現的生命，但外星生命可能不同。例如，我們認為生命具有以下特性: 碳基，有膜，消耗能量，需要液態水，進行細胞分裂、生長、繁殖和代謝活動，等等。
原核生物：是一種單細胞生物，比如細菌。
科學家霍伊爾（Hoyle）和他的團隊提出了一個與單細胞生命有關的理論。他在望遠鏡接收的信號中發現了凍干大腸桿菌的 3~9 μm 紅外特征 —— 這意味著太空中可能充滿了適應深空生活的單細胞生物。
智能生物：比如我們，或海豚、黑猩猩、類人猿，或可能是人類 —— 類似于我們自己的物種。
智慧生物：智慧生命意味著以智慧行事的存在，例如，羅馬人將女神密涅瓦視為智慧存在。
未知的 / 不能說的 / 快的和更先進的：我們甚至無法預測這些外星生物。我們不知道它們可能有什么特征。
康奈爾大學的卡爾?薩根（Carl Sagan）進行了大量的實驗室研究，他試圖模擬行星、衛星和彗星的表面和大氣化學。這些發現表明，在對太陽系的多種觀測下，常見的能源 (如紫外線輻射和放電) 可以促進復雜有機分子的大量形成，其中包括生命體中的化學成分。這些發現最初受到了一些質疑。目前已知，這些復雜有機物存在于巨大的星云內部以及太陽系外許多行星的表面。宇宙中似乎有很多構成生命的基元。薩根認為生命無處不在。
益處
科學家們正在尋找因為找到外星生命的益處。—— 不只是人類，其他物種也一樣。—— 不只是其他地球物種，而是整個宇宙。我們首先要服務地球生命 (包括所有物種)！我們的要求是:
技術 —— 如果外星人到達地球，那將說明它們具有技術優勢。我們絕不會錯過乘坐他們的飛碟飛出銀河系的機會。
聯系 —— 我們不想獨自生存。多年來，我們囿于宇宙的一角而對其他地方一無所知。我們想要走出這個深淵，我們希望整個宇宙和平。
我們的生存 —— 我們的資源有限。隨著時間的推移，我們的人口將會增長。僅有的一個地球不足以滿足我們的需求。在我們的外星兄弟姐妹的幫助下，我們可以在極端條件下生存 (當世界末日來臨)。這個生存點是黑暗森林理論的核心思想。
探索太空 —— 也許去其他星系度假 —— 誰不想呢? 我想。你想。每個人都想。
一旦與外星人接觸，我們就可能通過他們的先進技術拓寬我們的視野，了解宇宙的未解之謎。這些都是與地外文明交流的好處。現在來談談“在溝通之前”必須牢記的事情。
黑暗森林理論
這個詞來自于中國科幻作家劉慈欣的系列小說《三體》。黑暗森林假設外星人故意保持沉默，這解釋了我們為什么沒有聽到外星人的消息。該理論的要點是:
“宇宙就是一座黑暗森林，每個文明都是帶槍的獵人，像幽靈般潛行于林間，輕輕撥開擋路的樹，竭力不讓腳步發出一點兒聲音，連呼吸都小心翼翼… 他必須小心、因為林中到處都有與他一樣潛行的獵人。如果他發現了別的生命不管是不是獵人、不管是天使還是魔鬼，不管是嬌嫩的嬰兒還是步履蹣跚的老人，也不管是天仙般的少女還是天神般的男孩，能做的只有一件事：開槍消滅之？在這片森林中，他人就是地獄，就是永恒的威脅，任何暴露自己存在的生命都將很快被消滅。這就是宇宙文明的圖景，這就是對費米悖論的解釋。”
—— 劉慈欣，《黑暗森林》
這一概念有兩個基礎：
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生存是每個文明的第一需要
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文明不斷增長和擴張
就連理論物理學家史蒂芬?霍金（Stephen Hawking）也說人類必須保持沉默，避免吸引外星人的注意。因為外星文明可能會被地球吸引，它們擁有比光速更快的交通手段，來尋找我們寶貴的資源。
黑暗森林理論的重要性
黑暗森林理論為思考提供了一個新的維度。我們不知道高度先進的外星文明是敵是友。這些文明可能把我們視為伙伴、獵人乃至獵物。生存所需的資源十分緊缺，每一個這樣的文明都迫切需要獲得資源來擴張和生存。現在，我們知道太空中的沉默是有原因的 —— 也許高度發達的文明害怕被發現 —— 這可能是他們至今沒有發出任何信號的原因。
我們的文明和外星文明之間缺乏理解，這可能會引起懷疑。我們無法知道外星物種的真正意圖，它們也無法知道我們的意圖。因此，在這種情況下，考慮攻擊其他文明將被認為是明智的選擇。通過這種方式，黑暗森林的假設可能會看到現實之光。而且，最明智的決定就是保持沉默，不暴露自己。
達爾文的進化論和黑暗森林有某種相似性。達爾文的自然選擇進化論基于三個重要因素: 變異、繁殖和遺傳。變異與生存密切相關。生物體物理特征的變化往往有利于一個物種的生存斗爭，這些變化被保存下來并傳遞下去，因為擁有這些變異的個體往往能生存下來。黑暗森林理論 (Dark Forest Theory) 的情況也類似。黑暗森林假說讓我們想起了生存本能，它同時指出適者生存不僅適用于我們的星球，而且適用于整個宇宙，在外太空交流時必須給予適當的考慮……
作者：Victor Bhaura
翻譯：藏癡
審校：Nuor
原文鏈接：Dark Forest Theory— Why we should never meet Aliens?
本文來自微信公眾號：中科院物理所 （ID：cas-iop），作者：Victor Bhaura
總結
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