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他们在哪儿呢？
估计很多人都看过著名的科幻小说《三体》，这部科幻小说的第二册有个副标题，叫“黑暗森林”，很多人看完之后都会觉得印象深刻。然而，可能你们没有注意到，在小说中，作者借主人公的口，解释完黑暗森林理论后，接着说了一句这就是“费米悖论”的解释。而这个著名的费米悖论，正是我们今天要谈论的话题，宇宙大沉默之谜。
我们要先从费米悖论开始讲起。费米是意大利科学家，二战期间为了躲避法西斯的迫害，逃亡到了美国。他在美国可以算是家喻户晓的著名科学家，因为他主导研发了世界上第一个受控核反应堆。这个反应堆就是原子弹工程的起步阶段，为原子弹的制造奠定了基础。两位获得过诺贝尔奖的华人科学家杨振宁和李政道都曾经受教于他。
既然叫费米悖论，就是因为这是费米先生弄出来的一个悖论。这个故事大致是这样的，1950年的一天，费米和几个同事，在一起吃午餐的时候，偶然聊起了最近的新闻。从1947年罗斯威尔事件以来，不明飞行物是当时的热门话题。很多人声称自己看到了UFO，报纸上也经常报道。正巧，纽约也有新闻说最近垃圾桶经常失踪，不明不白就没了。于是漫画家邓肯就画了一张很有意思的漫画——外星人开着飞碟来到了地球，趁月黑风高之夜，把垃圾桶全都偷走了。
我想这些外星人太没见识，我们地球人都知道，偷井盖比偷垃圾桶合算。也不知道这些外星人是聪明还是笨。费米他们几个谈到了UFO，他们当然不相信外星人光临地球的传闻，因为这些科学家都受过严格的科学训练。知道什么是可靠的证据，什么是捕风捉影的臆想。但是，就在这时候，费米的这颗聪明脑袋中突然冒出了一个问题。
他的直觉告诉他，在地球上没有发现外星人存在的证据，这件事情似乎有点儿不可思议。费米是个估算的高手。有一个著名的事件，当年测试原子弹爆炸的时候，他第一个跳起来，撒了一把碎纸屑。他根据原子弹冲击波把纸屑吹出去的距离，就准确估算出原子弹的当量是2万吨TNT。
今天，费米突然想估算一下地球文明与外星文明接触的可能性有多大。估算必须有个起点，费米的起点是宇宙学第一原理，也被称为“平庸原理”，意思是，地球在宇宙中并不特殊，只是一颗普普通通的行星。我们也并不是独一无二的存在。
在这个基本前提下，费米就开始了估算：银河系有1000多亿颗恒星，哪怕只有万分之一的概率出现地球这样的行星，也有1000万个“地球”了，再有万分之一的概率进化出智慧文明，那也至少应该有1000个像地球一样的文明了。银河系的尺度是10万光年，如果按照百分之一的光速计算，1000万年就可以从银河系这头飞到那头了，即便是按照千分之一光速的保守速度计算，1亿年也能横贯整个银河系了。1000万年也好，1亿年也好，相对于地球存在的时间来说，都不算太长，毕竟我们的地球已经存在了46亿年之久。
更重要的是，银河系中的智慧文明利用无线电波互相联系应该是更加普遍的行为，毕竟无线电波的速度可以达到光速，如果以光速作为考量的话，那么银河系就很小了，再相对地球46亿年的历史来说，早就应该有无数智慧文明发射的无线电信号到达了地球才对。
可是我们人类却什么痕迹也没发现，这不是一件奇怪的事情吗？假如发达的外星文明有很多，那么他们都在哪儿呢？正是费米当时的这句感叹“那么他们都在哪儿呢？”成为了著名的“费米悖论”。
我们来理一下费米悖论的逻辑关系，它的核心思想是“人类没发现外星人的踪迹（简称观点甲）”和“人类应该发现外星人的踪迹（简称观点乙）”相矛盾，但目前我们已经知道观点甲是事实，这样一来，就必须要给观点乙一个合理的解释。
实际上，在费米刚刚提出这个疑问的时候，不管是他自己还是其他人，也都当是一个茶余饭后闲聊的谈资而已，并不会去深入思考这个问题有没有什么严肃的科学研究价值，或者社会学意义。而且，在1950年那个时代背景下，要解释人类为什么没有发现外星人这个问题还是相对容易的。
反对的人可以从两个角度去反驳，第一个角度是质疑宇宙学第一原理，凭什么认为地球这样奇特的环境在宇宙中是普遍存在的呢？那个时候，人类的望远镜还很弱，根本无法证实太阳系以外还有行星。而且，根据天体物理学的定律，我们也可以计算出，恒星系中的宜居带，也就是允许液态水存在的温度区域是相当狭窄的。狭窄到什么程度呢？我们以太阳系为例，假如我们把整个太阳系比作是一个足球场的话，你用美工刀在足球场中心附近划出一个圈，划痕所在的区域差不多就是宜居带的大小了。因此，平庸原理在没有证据的情况下，是完全可以质疑的。
反对者的第二个反驳角度是，人类还没有仔细监听过来自宇宙的星际无线电波，凭什么说外星人没有试图用无线电与我们取得联系呢？费米提出问题的年代也是射电望远镜刚刚发明的年代，那时候的射电望远镜分辨能力还比较低，并且也没有几个人把射电望远镜的使用目标设定在监听外星智慧文明信号上，所以，当时没有收到外星人发给地球的电报不是太正常不过了吗？
所以，费米的闲聊很快就过去了，没有什么人真正把它当回事。不过，在美国确实有一位痴迷于寻找外星人的射电天文学家，他就是法兰克·德雷克。1960年，德雷克使用美国国家无线电天文台的射电望远镜开始了他的第一个地外文明搜寻计划，史称第一次“奥兹玛计划”，这是人类历史上第一个由严肃科学家代表官方实施的外星人搜寻计划，具有开创性意义。
从此开始，人类搜寻地外文明信号的努力就再也没有停止过，而且投入的资源也越来越多，规模也越来越大。就在2016年，全世界最大的单口径射电望远镜中国天眼在贵州落成，也正式加入搜寻地外文明电波的战斗中。然而，将近60年过去了，人类依然一无所获。如果银河系中真有无数个外星文明存在的话，那么它们似乎对地球集体保持了无线电静默。人类就像是一个孤独的小孩，寂寞地调节着收音机，一个频率一个频率地慢慢搜索过去，虽然全神贯注地听了60年，却什么也没有听到。
这是费米悖论逐渐受到科学界重视的原因之一，在费米那个年代，人们只是感觉宇宙是沉默的，但并没有证据。可是今天，我们已经积累了快60年的证据。
第二个原因就是宇宙学第一原理也获得了大量观测证据的支撑。从1995年人类发现第一颗系外行星开始，人类发现系外行星的速度就逐年递增。截止到2017年8月，综合英文维基百科和NASA官网提供的数据，天文学家已经发现了将近5000颗系外行星候选者，超过3200颗已被确认，这其中被确认位于宜居带的行星有53颗。
这里要特别说明的一点是，这些系外行星中的80%以上都是由开普勒空间望远镜发现的，而开普勒望远镜是固定地对着天鹅座附近的一小块天区，也就是说，它只能观测固定的10万颗恒星左右。它采用的方法叫作“行星凌日”法，这种方法有一个苛刻的要求：只有当系外行星的公转平面与地球的公转平面大致平行且处在同一水平线上时，才能被开普勒望远镜观测到。因此，按照概率来说，在这10万颗恒星中，大约只有1%，也就是1000颗恒星系中的地外行星能被观测到。现在我们的观测证据表明，几乎所有的恒星系统中都存在行星，而且都不止一颗。
这些证据足以表明宇宙学第一原理是可靠的，地球在宇宙中的地位并不特殊，与地球相似的系外行星比过去最大胆的天文学家估计的还要多。
正是在这样的背景下，越来越多的科学家、哲学家开始对费米悖论感兴趣了，既然大量地外文明存在的可能性很高，那么他们都在哪儿呢？
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