En primer lugar, la Paradoja de Fermi es un misterio sin resolver que lleva el nombre del físico Fermi. En principio, es sólo un enigma, no una paradoja, porque no presenta un par de argumentos contradictorios y evidentes. Simplemente plantea la pregunta de por qué los humanos no pueden encontrar pruebas confiables de la existencia extraterrestre.
La teoría del tamiz, también llamada teoría del filtro, es una gran categoría compuesta por más de N hipótesis diferentes. Cada hipótesis puede considerarse como una teoría del filtro, pero cada hipótesis tiene una explicación diferente.
Todas las teorías de filtrado tienen una cosa en común, es decir, la hipótesis demuestra desde cierta perspectiva que la tasa de supervivencia de la civilización tecnológica en el universo es tan baja que cuando el tiempo y el espacio están lo suficientemente cerca, es Es difícil que dos civilizaciones tecnológicas coexistan, por lo que las diferentes civilizaciones tecnológicas no tienen posibilidad de comunicarse entre sí. Por lo tanto, la teoría de los filtros también se conoce como teoría de la tasa de supervivencia. Hay cuatro teorías de filtración diferentes (las cuatro más famosas):
①Filtro de rendimiento (también conocido como filtro clásico)
Esta es la primera hipótesis de la serie de teorías de filtración, la existencia del antepasado que fue pionero en el páramo. Un estudioso occidental dio una fórmula de conjetura para calcular la productividad de la civilización tecnológica. La fórmula original no se da aquí, sólo la versión simplificada:
Tasa de generación p = Proporción de planetas ecológicos entre todos los planetas del universo x Probabilidad de que los ecosistemas generen especies inteligentes x Especies inteligentes trepando al árbol tecnológico (La probabilidad de tomar la ruta de la herramienta de fabricación) x la probabilidad de que una especie inteligente se desarrolle exitosamente hasta el punto en que pueda enviar ondas de radio que transporten información regular sin ser destruida.
Lo que se da arriba es una fórmula esquemática. Hay muchos factores que intervienen en la receta original, pero muy pocos que realmente desempeñen un papel clave. Si está interesado, consulte los datos originales usted mismo (no vale la pena mirarlos, después de todo, la teoría en su etapa embrionaria es bastante vergonzosa).
Como se puede ver en la fórmula anterior, la proporción de planetas ecológicos en el universo es muy aterradora (puedes verificar los datos específicos, son solo unos pocos miles de años luz), y la probabilidad de que existan ecosistemas producir especies inteligentes Extremadamente baja (los organismos en el ecosistema solo pueden mantener formas de vida multicelulares simples en un entorno natural ligeramente hostil, por lo que es difícil ser complejo al nivel de inteligencia), y la probabilidad de que las especies inteligentes tomen el desarrollo La ruta para fabricar herramientas para sobrevivir es extremadamente baja (porque el costo de fabricar herramientas es muy bajo en las primeras etapas de desarrollo)
Más importante aún, la fabricación de herramientas está limitada por las condiciones ambientales y materiales y es completa. (No es como la evolución de dientes y garras afilados o la capacidad de nadar y volar, la capacidad es tan confiable), la probabilidad de que especies inteligentes se desarrollen en ondas eléctricas es extremadamente baja (el desarrollo hasta esta etapa requiere un nivel extremadamente alto). base de productividad y otras bases técnicas suficientemente avanzadas. Es necesario acumular tanto la productividad como las tecnologías básicas, y la acumulación es muy difícil). Por tanto, bajo la influencia combinada de estas probabilidades, la probabilidad de que una civilización tecnológica pueda anunciar su existencia al universo entero mediante ondas de radio es extremadamente baja (varias)
Esta es la idea central del filtro clásico (teoría de la tasa de producción): Una serie de probabilidades objetivas bajas conducen al hecho de que bajo su influencia combinada, hay muy pocas civilizaciones tecnológicas que pueden cumplir las condiciones para enviar transmisiones cósmicas. Si la probabilidad de cada elemento en la fórmula anterior es uno entre mil (la probabilidad real es menor que uno entre mil, y decimos que uno entre mil es simplemente una sobreestimación), entonces la tasa de generación p = cuatro veces uno en mil cuadrados = cien veces (solo un planeta entre cien mil millones de planetas puede producir una civilización tecnológica estándar. Si calculamos cada elemento de acuerdo con la probabilidad de menos de cien veces en la realidad, y luego lo multiplicamos, la probabilidad será ser ocho veces menor).
Debido a que la tasa de producción es tan baja, la mayoría de los planetas del universo se filtran por probabilidad. Sólo unos pocos planetas pueden producir civilizaciones tecnológicas que cumplan con los estándares, por lo que este mecanismo de filtrado de probabilidad es el más adecuado. llamado filtro de civilización. Debido a esto, todas las teorías de filtrado son en realidad teorías de filtrado probabilísticas.
Tenga en cuenta que, en la teoría clásica del filtrado, ninguna especie inteligente se ha desarrollado con éxito hasta el punto de poder enviar ondas de radio con información regular sin probabilidad de destrucción, pero este elemento es el más importante en los tiempos modernos. , porque la paradoja de Fermi se centra no sólo en cómo pueden aparecer las civilizaciones tecnológicas de bajo nivel, sino también en cuántas civilizaciones tecnológicas avanzadas pueden enviar transmisiones cósmicas que reconocemos. Por tanto, la versión original de la teoría clásica de los filtros no respondía directamente a la paradoja de Fermi, pero era necesario añadir este último ítem.
②Filtro de vida
La teoría clásica del filtro (filtro de tasa de producción) solo estima la tasa de producción de la civilización tecnológica (en el espacio), pero no estima la civilización producida de esta manera. se distribuye en el tiempo. Por lo tanto, algunos estudiosos han propuesto nuevos supuestos para estimar la vida útil de la civilización tecnológica. El método de estimación específico es muy complicado y controvertido, pero todos los algoritmos apuntan a una conclusión común:
La probabilidad de que la civilización tecnológica se desarrolle hasta un punto en el que pueda enviar ondas de radio cósmicas sin ser destruida por desastres naturales es muy bajo porque los astrónomos estiman que la mayoría de los sistemas planetarios del universo (es decir, los sistemas celestes compuestos por 1 o 2 estrellas y sus planetas cercanos, denominados sistemas planetarios) tienen el período de tiempo más largo para que los planetas estén protegidos de los terremotos volcánicos. tsunamis de olas de frío, rayos cósmicos e impactos de asteroides.
Se ha descubierto que existen pocos sistemas planetarios como el sistema solar que pueden tener un periodo seguro de millones de años para que especies inteligentes evolucionen a especies tecnológicamente civilizadas (el sistema solar se debe a que Júpiter atrae pequeños cuerpos celestes , y el sistema solar está lejos de todo tipo de radiación de mal humor (objetos celestes, como supernovas, etc., y las condiciones climáticas de la Tierra son relativamente estables y las actividades geológicas son relativamente estables), y solo esas galaxias pueden garantizar la longevidad de la civilización tecnológica (más de 654,38 millones de años es mucho tiempo para dominar la tecnología eléctrica)
La importancia del filtro de vida útil es que, dado que la velocidad de propagación de las ondas de radio en el universo es la velocidad de la luz, esta la velocidad limitada es demasiado lenta para distancias interestelares distantes. Por lo tanto, tomará tiempo para que cualquiera de las dos civilizaciones tecnológicas envíe una transmisión cósmica y sea recibida por la otra civilización tecnológica. Una estimación conservadora es que en sistemas estelares (sistemas celestes compuestos por muchas estrellas) como la Vía Láctea.
Se necesitan 100.000 años para que dos civilizaciones en lados opuestos de la Vía Láctea reciban la información de la otra (porque el diámetro de la Vía Láctea es 65438 + millones de años luz), por lo que si el remitente envía la carta, los destinatarios en las dos civilizaciones cambian. Si se convierte en una civilización de radio, se necesitarán 100.000 años para esperar las ondas de radio enviadas por el remitente (por lo que la teoría del filtro de vida utiliza 100.000 años como estándar de referencia para la vida, aunque este estándar tiene). ningún significado absoluto).
La hipótesis del filtro de vida útil señala que existen muy pocas civilizaciones tecnológicas con una vida útil de 100.000 años dentro de la Vía Láctea con una vida útil de 100.000 años luz, dos tecnologías producidas según el filtro de productividad (clásico). filtro) La probabilidad de que una civilización cumpla las condiciones finales es extremadamente baja. Ésta es la conclusión central de la teoría del filtro de vida.
Explique las condiciones de la muerte: cuando la civilización A muere, me envía una transmisión cósmica, y cuando es recibida por otra civilización B, la civilización B acaba de alcanzar la etapa de tecnología de ondas de radio y la recibe. Lo suficiente para reconocer que esta transmisión cósmica proviene de una civilización tecnológica más que de fenómenos naturales. Esto se llama que la civilización B cumple las condiciones para la muerte de la civilización A.
Si la civilización A me envía una transmisión cósmica de muerte cuando muere, y la civilización B la alcanza después de que la señal de transmisión pasa sobre el planeta donde Se encuentra la civilización B. Si el nivel de tecnología de radio es alto, entonces la civilización B no es suficiente para acabar con A. Las dos son del tipo 1 y no pueden contactar con la civilización.
Teniendo en cuenta la vida útil de la civilización, si la civilización B ha alcanzado el nivel de tecnología de radio cuando A envía la transmisión de que estoy muerto, pero debido a que la vida útil de la civilización B es inferior a 100.000 años, y la vida cósmica de A La transmisión toma Se necesitarán 100.000 años para llegar a B. Entonces B estará muerto cuando las últimas palabras de A se transmitan a B. Entonces B no podrá terminar con A, y hay dos tipos de civilizaciones.
En otras palabras, dos civilizaciones que pueden comunicarse entre sí deben cumplir las dos condiciones anteriores para la no comunicación. En otras palabras, cumplir la condición de muerte es el requisito mínimo para al menos una comunicación unidireccional entre ellas. dos civilizaciones.
Dado que la vida útil de la civilización tecnológica es limitada, no es difícil estimar que existen muy pocos pares de civilizaciones tecnológicas que cumplan las condiciones finales. Por lo tanto, la hipótesis del filtro de vida llega a la conclusión final:
p>Dos tecnologías en el universo La probabilidad de que las civilizaciones puedan estar destinadas a terminar entre sí es terriblemente baja, y es aún más imposible comunicarse varias veces.
Se puede observar que la probabilidad de que dos civilizaciones tecnológicas tengan la suerte de conocer la existencia de la otra es muy pequeña (esta probabilidad es casi nula a una escala de un millón de años luz, y algunas estimaciones Los métodos obtienen una probabilidad incluso menor que esta), por lo que en realidad es normal que no podamos recibir información de otra civilización tecnológica en la galaxia.
③Hipótesis de filtrado de recursos.
Como se mencionó anteriormente, ninguna de las últimas especies inteligentes en la hipótesis del filtro de productividad (filtro clásico) se ha desarrollado con éxito para poder enviar ondas de radio que transportan información regular sin la probabilidad de ser destruidas, y esta última resulta en dos Hipótesis de filtro modernas, la hipótesis del filtro de recursos es una de ellas.
La gente siempre ha creído que antes de que la tecnología espacial se desarrolle lo suficiente como para colonizar planetas alienígenas, los humanos podrían quedarse sin recursos para producir combustible espacial, por lo que nunca podrán volar más allá de la Tierra. En realidad, esta preocupación es infundada, porque mientras exista el ecosistema terrestre, podemos sintetizar químicamente combustibles espaciales de alto rendimiento a partir de bioenergía como materia prima, pero esta preocupación sugiere la posibilidad de que podamos perder desarrollo. Esta tecnología requiere algunas condiciones de recursos antes de que algunos Se pueden desarrollar tecnologías avanzadas. Sí.
Debido a que aún se desconoce la tecnología que es verdaderamente capaz de realizar viajes interestelares (nuestra tecnología aeroespacial existente está lejos de ser adecuada para viajes interestelares en términos de velocidad de transporte y capacidad de carga), la hipótesis del filtro de recursos supone que en el universo La gran mayoría de las civilizaciones tecnológicas no tienen los recursos y las condiciones para desarrollar la tecnología de viajes interestelares.
Si esta posibilidad realmente existe, sería casi imposible que los extraterrestres visitaran la Tierra desde el otro lado de la lejana galaxia porque no tienen suficientes recursos para desarrollar la tecnología para tales viajes interestelares.
Sin embargo, de hecho, decimos que para descubrir la existencia de civilizaciones extraterrestres, sólo necesitamos recibir sus transmisiones cósmicas, y no necesitamos que sobrevuelen. Por tanto, la teoría del filtro de recursos no es ciencia ficción. Finalmente estudia la historia del desarrollo tecnológico humano y llega a una conclusión realista:
Pocas civilizaciones tecnológicas en el universo tienen condiciones suficientes para desarrollar la tecnología de ondas de radio.
La estimación específica se refiere a qué tipo de productividad y escala de producción necesitan los humanos para desarrollar la tecnología de ondas de radio, qué tipo de apoyo científico y tecnológico básico se necesita, y luego observamos cuántos planetas en el universo pueden cumplen las condiciones que necesitamos, para que podamos estimar cuántos planetas en el universo tienen recursos suficientes para que las civilizaciones científicas y tecnológicas locales desarrollen tecnología de ondas de radio (Finalmente, al estudiar los datos acumulados a partir de observaciones astronómicas, descubrimos que hay muchos). pocos planetas que cumplan las condiciones, es decir, incluso si no tomamos en cuenta los factores de baja tasa de producción de civilización y corta vida útil de la civilización, es difícil para la civilización científica y tecnológica alcanzar el nivel de la tecnología de ondas de radio) .
④Filtro de autodestrucción.
La hipótesis del filtro autodestructivo es la última de las cuatro famosas hipótesis del filtro, pero también es la más impactante.
Señala que cuanto mayor es el nivel tecnológico de una civilización tecnológica, mayor es el riesgo de autodestrucción. ¡La probabilidad de autodestrucción de una civilización tecnológica aumenta exponencialmente con la mejora del nivel tecnológico! En términos generales, si la probabilidad de que los seres humanos fueran destruidos por la tecnología en la Edad del Bronce fuera de una entre mil millones, entonces la probabilidad de autodestrucción de la civilización humana en la Edad del Hierro aumentaría a una entre un billón (diez veces la de la Edad del Bronce). Edad del Bronce). .
La probabilidad de autodestrucción en la era de las máquinas de vapor es de una entre diez billones (100 veces mayor que la Edad del Hierro), la era eléctrica es de una entre mil millones (10.000 veces mayor que la Edad del Hierro) , y la era atómica es una entre diez (100 millones de veces mayor que en la era eléctrica), la probabilidad de autodestrucción de la civilización y la tecnología humanas en la era post-atómica es casi 1 (es casi seguro que existe una probabilidad muy baja que la tecnología no se autodestruirá).
Por lo tanto, es casi imposible que la civilización tecnológica se desarrolle hasta la era de la colonización interestelar, porque antes del nacimiento de la supertecnología capaz de realizar viajes interestelares, la civilización tecnológica casi inevitablemente se había destruido a sí misma.
¿A qué se debe esto? La razón es sencilla. Cuanto mayor es el nivel tecnológico, mayor es el poder destructivo de la civilización tecnológica y más fácil es autodestruirse, y el poder destructivo aumenta exponencialmente según la etapa tecnológica.
De hecho, no sólo el poder destructivo, sino también el ocultamiento y camuflaje de la tecnología destructiva están aumentando exponencialmente. Tomemos como ejemplo el mundo actual. Las altas tecnologías, como las finanzas electrónicas y la biotecnología, de las que dependemos son mucho más destructivas para la humanidad que las armas nucleares, pero son más encubiertas y mucho menos fáciles de despertar. Por lo tanto, es más probable que la civilización de alta tecnología sea destruida por su propia supertecnología cuando carece de conciencia de prevención. Todas estas vistas son parte de la teoría del filtro de autodestrucción (pero no se limitan a esto y no se presentarán en detalle debido a limitaciones de espacio).
La probabilidad de autodestrucción de la civilización estimada por la hipótesis del filtro de autodestrucción no es tan baja como los datos hipotéticos que vimos anteriormente, pero la probabilidad de autodestrucción de la civilización tecnológica en la etapa inicial de la electricidad La edad es casi 1 (es decir, sin considerar otros factores, la civilización tecnológica casi no tiene posibilidades de sobrevivir en el universo transmitido, por lo que difícilmente podemos recibir ondas de radio de otras civilizaciones), lo que significa que es un milagro que los humanos hayan ingresado con éxito en el era atómica en realidad.
Algunas personas pueden pensar que la probabilidad de autodestrucción de la civilización tecnológica en la temprana era eléctrica es casi 1. Esta conclusión es sensacional. De hecho, la mayor ventaja del desarrollo tecnológico humano es la gran escala de la civilización, que es de gran escala en términos de productividad y distribución geográfica.
Esto asegura que una parte considerable de la civilización humana pueda sobrevivir a muchas catástrofes y no se rompa (la llamada ruptura de la civilización se refiere al colapso del sistema de producción, la pérdida de tecnología y experiencia histórica, el regreso de la civilización En la etapa inicial, en la mayoría de los casos se manifiesta como la destrucción de la civilización o el modo páramo):
Antes de la llegada de la era de la tecnología eléctrica, las capacidades de migración y comunicación de los seres humanos ya han hecho suficientes preparativos. para la expansión y el crecimiento de la civilización. Preparativos para entrar de forma segura en la era de la tecnología eléctrica, pero el desarrollo de la civilización extraterrestre puede no ser así (este modelo de desarrollo no es inevitable, ni siquiera de baja probabilidad, porque si la civilización vive bien, existe una alta probabilidad de que no considere ninguna expansión.
Debido a que la expansión significa que la gestión social es más difícil, no muchos gobernantes se arriesgarán a meterse en grandes problemas por ganancias desconocidas en el extranjero. en cierto sentido, una necesidad para la supervivencia.
La era de la tecnología eléctrica precede a la era de la energía basada en combustibles. de esta era es suficiente para destruir civilizaciones tecnológicas que son de tamaño insuficiente. Esto significa que pueden aparecer una variedad de máquinas de combustible en negro y rosa, y la tecnología mecánica y las tecnologías químicas relacionadas se desarrollarán rápidamente (como artillería, barcos gigantes, aviones, y tecnología de bombas). En la historia de la humanidad, la guerra a nivel de guerra mundial ocurrirá en la era impulsada por combustible, casi destruyendo la civilización europea muchas veces sin la retroalimentación económica de las colonias de ultramar, es difícil decir si la civilización europea puede regresar.
Es concebible que sin tecnología punto a punto, la civilización extraterrestre colonice el mundo. Antes de obtener suficiente civilización, ya se habían vuelto locos por diversas armas y tecnologías. hasta la etapa inicial de la era de la tecnología eléctrica, y mucho menos desarrollar un transmisor de radio con potencia suficiente para transmitir al universo.
Los filósofos han dicho que las personas afortunadas no saben la verdad cuando son humanos. La civilización se desarrolla hacia la era aeroespacial y la era de la energía atómica, y puede sobrevivir fácilmente al final de la era de la energía del combustible y entrar en la era eléctrica, pero no saben lo afortunada que es la civilización humana. civilización científica y tecnológica, ven más claramente que el hecho del éxito no significa que sea inevitable. Muchos éxitos dependen principalmente de la buena suerte, que no se puede copiar. éxito que los humanos hemos logrado y creemos que lo merecemos. Deberíamos aprender, descubrir y darnos cuenta de que no deberíamos tener tanta suerte. Los resultados que hemos logrado serán mejores con precaución (Liu escribió en "Three-Body": digo. no seas arrogante, la cobardía y la ignorancia no son obstáculos para la supervivencia, la arrogancia sí lo es)
Introducción final Una preocupación oculta sobre los filtros de autodestrucción en la era espacial:
Antes alienígenas. La colonización continuó expandiendo el tamaño de la civilización humana, los humanos comenzaron a desarrollar tecnología de armas nucleares, economía de big data, tecnología genéticamente modificada y tecnología de inteligencia artificial. Una vez que lo es, la civilización humana no tiene respaldo. destruidos, no habrá posibilidad de empezar de nuevo. Nuestro destino actual es el mismo que el de las civilizaciones extraterrestres cuya civilización no es lo suficientemente grande para sobrevivir al final de la era impulsada por el combustible. ¿Quizás debamos frenar la investigación y el desarrollo de estas súper tecnologías extintas, dejar que la civilización salga primero, extienda sus ramas y hojas en otros planetas, deje un respaldo para la civilización humana y luego avance en el árbol tecnológico?