陳家煜

財務學教授:股票、歷史、政治、經濟、商業、科技 &「普通人的自由主義」作者

費米悖論, 6/30/2024


有一次和星際大戰的迷粉家庭講了一個我的看法,好像澆熄了一點他們的星際大戰熱情。我說星際大戰或是Star Trek這些科幻片,太不合理,主要是因為「時間」的問題。從宇宙的一點,到另外一點,就算有蟲洞的可能,時間的運行還是有快有慢,所以事件的發生,要考慮時間軸的問題,兩點之間沒有「同時性contemporaneous」。

地球上的事件,是有同時性的,在地球上,如果帝國的週邊發生暴動,那個暴動時點,是和帝國中心是一樣的。雖然征服反抗軍需要集結,需要運輸,但兩點之間是處於同一個時間下。一旦進行星際飛行,那時間的運行,就不一樣了。重力大的地方,時間過的慢,飛行速度快的地方,時間也過的慢,所以帝國的中心和帝國的邊緣,永遠處於不同的時間軸,因此星際大戰是在唬爛,因為銀河大帝國不可能存在。

這個時間軸的問題,我想了很久,也許可以解釋費米悖論。

物理學家費米的這個悖論,可以用他的一句話說明,他問說,「其它人呢?」宇宙這麼大,星球數目這麼多,如果生命來自無生命演化,那不可能只有地球擁有文明,而如果其它星球擁有文明,那外星人在那裡?為什麼我們沒有任何可靠的證據說有外星人?馬斯克說,有外星人很可怕,因為他們一定比我們高等,所以才能來地球,而如果沒有外星人,這個宇宙只有地球文明,那也很可怕。

韋伯太空望遠鏡最近拍到距離地球三百四十億光年的銀河系,這個數字大到無法想像,光都要旅行三百四十億年。聽起來很唬爛,因為宇宙也才一百三十八億年這麼老!但沒錯,因為宇宙一直在擴大,每個星系都在遠離我們,這個銀河系的光,走了一百多億年到地球,但地球和它的距離卻加倍了。如果這個銀河系有文明,他們也不可能和我們交流,資訊也許可以單方向的傳播,但交流是永不可能。

但這只是說明宇宙很大,並沒有解釋費米悖論,因為比較近的星系,還是可能有高等文明,理應可以和地球交流。

想像一個比地球先進的文明,假設他們像人類一樣,有十足的理由變成多星球文明,也許是因為好奇心,也許是因為需要,比如說他們的恒星快死了,不離開不行。這樣的文明,會向外「侵略」,找出路。所以他們會像地球人一樣,派出探險的太空船隊,隨著科技越來越發達,飛行速度越來越快,太空飛行變成安全可行。於是這個外星科技,一如古希臘或是近代的歐洲,派出大量人口,殖民新天地。這是人類遲早要做的事,因為太陽的壽命有限,所以比我們高等的外星文明,當然有可能這樣做。

但這樣的殖民探險,注定是地域性的。沒有辦法變成銀河大帝國,就因為我前面提到的「同時性」問題。一旦飛行進入到接近光速的數量級,不用到同一個數量級,如0.1C,只要速度夠快,時間就會變慢。所以派出去探險的太空船,他們經歷的時間遠比留在母星球的人,來得慢。如果距離夠遠的話,雙向溝通是沒辦法進行的。所以這個探險的太空船,就是斷了線的風箏,一去不回了。就算用蟲洞扭曲時空來旅行,出發的人,過的時間,也和留下的人的時間不一樣,因為重力不一樣。

Interstellar那電影裡,男女主角去到重力很大的那個星球,背景有一個時鐘滴答的聲音,那一秒多的間隔,代表的是地球上的一天!這種時間軸的差別,是要怎麼樣雙向溝通?因為這個原因,所以我認為高等的外星文明,如果有殖民帝國,那也是地域性,一步一步擴張,而且很可能遠一點的殖民地,早就和母國沒有任何關係。

因為這個地域性,還有宇宙不斷在擴張的原因,所以我覺得我們還沒接觸比我們高等的外星文明是有可能的。用另外一個比喻來說,我們看到山頂不斷在下雷雨,我們會疑問,為什麼處於山腳下的我們,一直沒看到淹水呢?一個可能是大水會來,只是還沒到我們這裡,早晚會來。另一個可能是水流到山的另一邊去了,我們只是還沒辦法探知到山的另一邊。

只要宇宙的演進,的確是有始有「終」,那我們接觸到外星文明,只是遲早的問題,但在物理上,還有一個理由,讓地球和外星接觸的時間,來得沒那麼快。

想像一個外星文明,有極高的科技發展,可以進行0.1C以上的類光速飛行,那他們不就有可能在對他們來說,相對短的時間,旅行到各星球?也許會有這樣的「遊牧民族」,離地球最近的外行星,差不多是4光年。以0.1C的速度飛行,用地球40年的時間,可以從那個星球來到地球,一如「三體人」。而這個在太空船上的遊牧民族,他們所感受的時間,遠小於40年,因為他們的速度已經大到可以減慢時間。所以如果地球文明發展到0.1C以上的太空飛行,我們可以不用冷凍人體的技術,就可以在人的一生內,到達太陽系以外的星球。

那為什麼我們還沒碰到這種遊牧外星人呢?第一個可能當然是時候未到,不是不到。另外的一個可能是沒有外星文明那麼神經病,如果真的已經做到可以把整個文明都放在一個太空船,那為什麼要開那麼快呢?速度越大,撞擊產生的動能越大,而且改變方向的操控能力越低,為什麼要冒著撞上任何物體的危險,把船開得那麼快呢?

現在卡在國際太空站的兩個太空人,搭了波音的太空船上去,這船被太空小灰塵打到受損,而沒辦法下來。只是在低重力、無大氣層保護的情況撞到小灰塵,就會損傷成這樣,人類有什麼理由要超高速飛行?就因為這個原因,我想就算外星文明進展到人類無法想像的地步,可以造出無比堅硬的太空船,他們還是要面對一個撞擊的物理極限,也就是說,在他們選擇當遊牧民族的時候,也會盡量不要超高速飛行。也就是說,這些遊牧文明探訪我們的時點,完全是一個機率問題,可能在很久很久以後了。

出於這些理由,我認為費米悖論不是悖論,還沒發生的事,不表示不會發生。也就是說,地球和外星文明接觸,或者說我們有證據證明外星文明的存在,遲早會發生,也許不是在你我的有生之年就是了。

宇宙真的很大。

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