基本介紹
- 中文名：大過濾器
- 外文名：Great Filter
- 提出者：羅賓·漢森（Robin Hanson）
- 研究方向：試圖解答費米－哈特悖論
費米－哈特悖論和大過濾器,思前想後，上下求索,“稀有地球”假說,先進文明很難形成,“狂暴戰士情境”,自然活動掩蓋了地外文明,自然災害,終結文明的“基本技術”,延伸,
費米－哈特悖論和大過濾器
人類大概是害怕孤獨的。世界各地的很多古代傳說中都能找到有關其他可居住世界的臆想。而自從被近現代天文觀測證實，自己並非造物專愛的驕子，而是偏安於廣袤宇宙中平淡無奇的一隅，我們更是開始調用現代科學體系中大量可資利用之知識和技術，一方面認真地思考地外生命乃至地外文明存在的可能性，一方面尋找它們存在的蛛絲馬跡——包括在地球上被認為可與外星比擬的極端環境中尋找生命。
於是我們發現了矛盾：根據目前掌握的物理、化學、生物學、宇宙學以及社會學知識，我們認為銀河系應該早就充滿了四處殖民的星際文明，然而不僅地球上找不到外星人曾經造訪的證據，我們在望遠鏡里也瞥不見絲毫外星飛船或工程稍縱即逝的身影——甚至連一個無線電信號都接收不到。
美國物理學家恩里科·費米（Enrico Fermi）在1950年的一次非正式討論中指出了上述矛盾，認為這似乎有些不同尋常。宇宙已經有100多億歲高齡了，僅僅銀河系內便有幾千億顆恆星，而孕育了我們的太陽僅僅是其中較為年輕的一顆。所以哪怕考慮了光速的不可突破性，我們也不該如此寂寞。1975年，美國天體物理學家麥可·哈特（Michael H. Hart）在論文中詳細探討了對此可能的解釋。之後，這一問題通常便被稱為費米－哈特悖論（Fermi-Hart paradox）。
漢森認為，目力所及的宇宙寂寥無人這一事實說明，上述9個階段——或者可能被細分出的更多階段——中，至少有一個階段是難以實現的。無論是什麼因素在哪個步驟阻止了第9個階段的最終實現，它都被稱為“大過濾器”。
首先值得人類關心的問題是，大過濾器究竟是在什麼位置起作用。如果它位於第8步之前，我們可以額手稱慶自己已經挺了過來，美好的未來還在前面，而且既然地球能夠做到，便沒理由認為其他行星不會抵達我們的階段乃至更進一步。如果它恰恰位於第8步和第9步之間，則意味著生死考驗還在後頭。有鑒於尚未發現其他文明抵達了第9步，我們或許不該對自己的命運太過樂觀。
思前想後，上下求索
歸根結底，要想儘量接近“大過濾器出現在哪裡”這個問題的答案，還是需要先梳理出阻止第9步實現的瓶頸究竟可能有哪些。這個問題已經被爭論了50多年。以下是大過濾器之所以存在的幾個可能性，這些論點是由英國牛津大學的學者安德魯·施耐德－比蒂（Andrew Snyder-Beattie）和羅賓·漢森共同總結的。
“稀有地球”假說
說不定地球在宇宙中確實是孤獨的。儘管一些人認為，既然生命在地球上已經出現了，那么它一定是相對比較普遍的，但施耐德－比蒂指出，觀察選擇效應把對這個問題的分析複雜化了。樣本只有1個（作為觀察者的我們自己），很難確定生命出現的機率——我們完全有可能是特例。
小行星闖入地球大氣層的藝術想像畫
小行星闖入地球大氣層的藝術想像畫通過考察地球生命的歷史，我們不難發現，複雜生命的演化需要的完美條件太多了。不光地
球需要位於太陽的宜居帶內，太陽也要遠離銀河系中心以避開破壞性的輻射；我們的氣態巨行星質量必須大到足以掃除奔向地球軌道的小行星；我們大得出奇的月亮還要穩定住地軸傾角使我們能夠享受不同的季節。這還只是複雜生命需要的幾個先決條件。符號語言、工具和智慧型的出現，同樣需要這樣的“完美條件”。
先進文明很難形成
漢森不相信這一條。如下兩個步驟都是比較容易實現的：一個是普通智力的哺乳動物演化出和人類一樣的能力，另一個是和人類一樣的能力創造出先進的文明。普通智力的動物演化到人類僅僅花了幾百萬年。他說：“如果你殺死地球上所有的人類，但是留下生命——包括有較大腦容量的動物——智慧型無需太久就能夠再次出現。”不過在這之前的一些過濾步驟，倒可能會花費更長的時間。從簡單的原核細胞(沒有特化細胞器的細胞)到更複雜的真核細胞的跨越，在地球上耗費了超過10億年，多細胞動物以及腦的出現也都差不多歷時10億年。
“狂暴戰士情境”
在這種情景中，強大的外星人隱在暗處等待消滅出現的任何可察覺智慧型。漢森認為這個也說不過去，因為如果有多種狂暴戰士種族，就會有對立方。他說：“作為一種均勢，你得讓這些競爭中的狂暴戰士全都試圖互相消滅。”
自然活動掩蓋了地外文明
說不定，那些地外文明星球上發生的大規模活動，看起來正好如同自然現象一般。漢森說這聽起來不大可能，因為所有被我們解釋為自然發生的宇宙現象，不論是脈衝星還是暗物質，如果都是由先進的人工過程造成的，那將是一種“異乎尋常的巧合”。
自然災害
僅僅身為地球人顯然便是有風險的。一顆小行星的撞擊、附近一顆超新星射過來的一束輻射，或者一座足夠大的火山，都可以終結我們所知的文明——甚至大部分的生命。“不過一點共識就是，我們已經挺過了一系列這樣的災難。”所有生命都被徹底消滅的可能性不大。漢森說：“如果一些人類倖存下來，要過10000年他們才會重建文明，這可不是眨眼之間的事情，那做不到。”此外，從統計角度來看，這些事件會發生，但不會發生得很頻繁。施耐德比蒂表示，“未來一個世紀或者300年內都不大可能發生一次這種極為罕見的事件。”
終結文明的“基本技術”
不過就很多具體的技術領域而言，能否形成全宇宙普適的大過濾器，仍是值得進一步論證的問題。比如施耐德比蒂認為，氣候變化可能是滅絕的催化劑，然而所有文明都遭遇差不多的政策失敗，聽上去比較離譜。機器智慧型或者分散式生物技術的崛起，確實可能導致人類文明的終結，卻未必會阻止星際文明的形成——若是機器人取代了我們，想來它們也會向宇宙進發，留下它們自己的文明足跡。
延伸
2014年4月17日，科學家宣布，他們在天鵝座方向492光年處發現了一顆行星：克卜勒186f。這顆行星的特別之處在於，它是在太陽系外發現的第一顆個頭幾乎和地球一樣，又位於所謂“宜居帶”內的行星。換句話說，它與恆星之間的距離剛剛好，我們可以期待這顆星球的表面存在液態水——搞不好還有生命。
這並不是科學家宣布發現的第一顆可能宜居的外星行星。
HD 85512b行星距離地球大約35光年。在2011年，科學家宣布在船帆座發現了一顆系外行星，其圍繞著一顆名為HD 85512恆星公轉，根據天文學家們此前的觀測結果：該恆星也被稱為格利澤370。發現該行星的觀測設備為位於智利歐洲南方天文台的高精度視向速度行星搜尋器，值得注意的是，HD 85512b行星位於恆星可居住帶的邊緣，因此科學家希望這顆星球可能存在液態水，是一顆適合人類居住的候補行星。
位於可居住帶上的格利澤581d(Gliese 581d)星球或擁有厚厚的大氣，目前對格利澤581d行星的研究發現，該星球可能擁有厚厚的二氧化碳大氣，其質量至少是地球的七倍，是一顆超級地球。而該行星所圍繞在恆星是一顆紅矮星，其編號為格利澤581，由於格利澤581d行星位於恆星周圍的可居住帶上，因此科學家認為其上可能存在液態水。另外，在該恆星系統中還存在另一顆編號為Gliese 581g的行星，其也可能適合人類居住。由於該恆星系統距離地球僅20光年，所以在某種程度上可以看做是地球的後院。
在2011年，科學家宣布通過行星探測法發現了位於劍魚座的系外行星，進一步的觀測發現這是一顆超級地球，質量大約至少地球質量的7倍，或許這是一顆質量更大的超級地球。格利澤163c系外行星距離地球大約50光年，該行星的公轉周期約為26天，研究人員認為希望有一天能確認這顆星球上是否存在液態水。
繪架座的HD 40307g行星發現於2012年10月份，這顆行星同樣也是位於恆星周圍的可居住區內，距離地球大約42光年。由於其距離地球非常近，科學家希望未來的望遠鏡可能直接觀測到該行星。根據行星觀測法，HD 40307g行星的軌道距離其恆星大約5600萬英里遠，大約為9000萬公里。這個距離大約為地球和太陽間距離的一半，而日地距離約為1.5億公里(9300萬英里)。
Gliese 581恆星系統中發現神秘行星信號早在2010年，科學家發現了在Gliese 581恆星系統中存在行星信號，目前該星球的存在還處於爭論之中。根據此前科學家的觀測數據，Gliese 581g行星位於天秤座的Gliese 581恆星系統中，距離地球大約20光年左右，公轉周期大約為三十個地球日。該星球之所以備受爭議是因為有研究稱該行星位於Gliese 581恆星周圍的可居住帶上，但是歐洲南方天文台的科學家稱那裡沒有探測到行星信號。
