我算了算全银河系到底有多少人,数字大到我开始怀疑人生
昨晚躺床上刷手机,看到有人问“全银河系一共多少人”,我当时心想这什么问题,银河系又不是居委会,哪来的人口普查表,但翻了个身之后,我居然开始认真琢磨这件事了。
说实话,这个问题一旦开始想,就停不下来。
先把地球人数当个起点
我们得从自己家门口开始算,2024年地球人口突破了80亿,具体数字大概在81亿左右晃荡,这个数搁在银河系里是什么概念呢?
打个比方,如果你把地球上的80亿人均匀撒到全银河系去,每立方光年平均分配不到一个人,对,你没看错,一个人在比太阳系大得多的空间里孤零零飘着,这画面想想还挺瘆人的。
所以问题很清楚了——想知道银河系总人口,80亿这个数几乎可以忽略不计,真正的大头藏在我们还没摸到的地方。
德雷克公式,一个让人又爱又恨的东西
1961年,天文学家弗兰克·德雷克在黑板上写了一道公式,从此搅得整个天文界不安宁,公式本身不复杂,就是七个参数乘在一起,目的是估算银河系里能和我们通信的文明数量。
我把它拆开来说,你会觉得这东西像个食谱:
- R*:银河系每年新诞生的恒星数量,天文观测给的数大概在每年1到10颗之间,取中间值算7颗吧。
- fp:拥有行星的恒星比例,开普勒望远镜巡天之后发现,几乎所有恒星都有行星,这个比例高得离谱,差不多90%以上。
- ne:每个行星系统中宜居行星的平均数量,保守估计0.2到0.5颗,乐观的科学家敢往上写到2到3颗,这里头的分歧大得能吵起来。
- fl:宜居行星上真的出现生命的概率,地球上生命出现得挺快,但别的地方?我们完全没有第二份样本。
- fi:生命演化出智慧的概率,这一步争议更大,因为地球上智慧生命熬了几十亿年才冒头。
- fc:智慧生命发展出通信技术的概率,人类有无线电也就一百多年,在宇宙尺度上连个屁都不算。
- L:技术文明的平均寿命,这个参数最要命,因为它决定了不同文明能不能在同一时间段里共存。
你看完这七个参数什么感觉?我第一反应是:这哪是公式,这是个精密设计的猜测游戏,每个参数的取值范围差好几个数量级,乘出来的结果能从1到几百万随便蹦。
银河系的人口账本,三种算法差别巨大
我们把不同科学家的估算摆在一起看,就很有意思了。
| 估算方案 | 核心假设 | 银河系智慧文明数量 | 估算人口(假设每文明平均1亿人) |
| 悲观派 | 智慧生命极其罕见,技术文明平均活不过几千年 | 1到10个 | 1亿到10亿 |
| 中间派 | 参数取中间值,符合哥白尼平庸原理 | 1万到10万个 | 100万亿到1000万亿 |
| 乐观派 | 生命普遍存在,文明寿命可达百万年 | 100万到1000万个 | 1亿亿到10亿亿 |
这里我得坦白一件事,表格里“每个文明平均1亿人”这个假设是我自己拍脑袋定的,纯粹因为人类现在80亿,取个零头平衡一下不同发展阶段的文明规模,实际上可能差得离谱,有的文明也许只有几百万,有的可能已经殖民几十个星球、人口按兆来算,但总得有个起算点,不然账没法做。
你看最右边那栏的数字,从1亿到10亿亿,差了整整一亿倍,这不是精确科学,这是带着望远镜的哲学。
费米悖论像一盆冷水
算到这儿你肯定想问:要是真有上万个文明,他们人在哪呢?
这就是费米悖论的核心,银河系直径10万光年,年龄超过130亿年,哪怕一个文明以千分之一光速的龟速扩张,几百万年也够横穿整个星系了,但我们抬头看——寂静得让人发毛。
解释这个沉默的假说一大堆,我挑几个让我背后发凉的说:
- 大过滤器假说:生命从诞生到跨星际扩张的路上,藏着一个或者几个几乎必死的关卡,可能是从单细胞到多细胞那一步,也可能是技术文明发展到一定阶段必然自我毁灭,如果过滤器在我们前面,那银河系就是个巨大的生命坟场,如果过滤器在我们后面……嗯,你懂那种不寒而栗的感觉吧。
- 动物园假说:高等文明早就知道我们了,只是把我们圈起来观察,就像我们看自然保护区里的动物,他们约定不干涉,所以我们啥信号都收不到。
- 时间差问题:文明的出现和消亡在宇宙时间轴上可能只是转瞬即逝的火花,一万个文明散布在130亿年的时间线上,能对上眼的机会几乎为零,我们可能在宇宙的深夜独自醒着,而其他文明早就睡了,或者还没出生。
非智能生命才是银河系的沉默大多数
我们一直在讨论“人”,也就是智慧生命,但如果把标准放宽——细菌算不算?微生物算不算?
这个思路一打开,数字直接原地爆炸。
仅在地球上,微生物的总量大约是10的30次方个,这是一个什么概念呢?就是1后面跟30个零,全宇宙可观测的恒星数量大约是10的22次方到10的24次方,光地球上的微生物数量就比全宇宙恒星还多几百万倍。
如果在火星地下、木卫二的冰下海洋、土卫二的喷流里找到哪怕最原始的微生物,银河系的生命总数就要以指数级往上翻,到那时候,“全银河系一共多少人”这个问题就得换个问法了——也许该问“全银河系一共活着多少东西”。
还有一些不走寻常路的算法
除了德雷克公式这种经典路子,还有些科学家从完全不同的角度切入,结果居然也八九不离十。
哥伦比亚大学的天体生物学家卡拉·皮尔森搞过一个贝叶斯分析,把我们对生命起源的不确定性用概率的方式揉进去,她的结论是:银河系里至少存在几十个到几千个文明是最符合现有数据的区间,少了说不通,多了解释不了费米悖论。
还有一种叫“自我指示假说”的东西,特别有意思,核心想法是:我们在估算地外文明的时候,不能忽略自己这个数据点,人类文明出现在地球这颗普通恒星旁的普通行星上,这件事本身就是一个统计样本,如果把我们的存在当成随机抽样结果,倒推回去,银河系的文明数量不太可能低于几千个,否则我们出现在这里的概率就低得离谱了。
这些都还是理论推演,没有一艘飞船、没有一条信号、没有任何一手的证据。
站在阳台上的胡思乱想
我写这篇的时候是半夜,中途去阳台站了一会儿,天上能看到十几颗星,猎户座的腰带三颗排得整整齐齐,银河系两千亿颗恒星里,肉眼可见的就这么几颗,剩下的全被城市灯光和大气埋掉了。
我就想,如果银河系真有一万个文明,那平均下来差不多每两千万颗恒星里才分到一个,这个密度搁在空间尺度上,两个邻居之间的平均距离可能是几百到上千光年,发一条消息过去,等回复的时候地球上的文明可能都换了好几茬。
所以我们大概率永远见不到他们,但只要他们存在,整个宇宙就不一样了。
一个空荡荡的银河系和一个住满隐士的银河系,虽然看起来一样安静,但意义完全不同,前者让人绝望,后者让人感到某种奇怪的安慰——你并不是唯一在深夜抬头看星星、琢磨这些事的人,只不过另一个人看的是另一片星空,相隔的距离远到让你们永远只能是彼此的想象。
卡尔·萨根在《暗淡蓝点》里写的那段话,放到这个语境下刚刚好:“天文学是一门让人谦卑并且塑造性格的学问。”算完全银河系的人口之后,我觉得他还说轻了,这不是谦卑,这是连自己的存在感都快要被稀释掉的感觉。
但稀释归稀释,该过的日子照样过,明天还得早起上班,地球这80亿分之一的身份,在银河系的账本上可能连个零头都算不上,但在我自己这,它就是全部了。
