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从费米悖论到 SpaceX 星舰试飞,马斯克的火星愿景

2024-03-19码农

上周,SpaceX 的星舰进行了第三次试飞,表现出显著的进步。

众所周知,作为世界首富之一的马斯克坚信第一性原理的理念。那么,他为什么会对航天事业如此热衷,甚至渴望将人类移民到外太空呢?是否有理论支撑他的这一宏伟愿景?

在一次活动上,马斯克引用了物理学家费米的「费米悖论」,来解释他希望人类能够在火星上定居的愿望。他指出,人类很可能是银河系中唯一具有意识的物种,并把人类意识比作「茫茫黑暗中的一根小蜡烛」。

费米是一位物理学家,参加过美国的曼哈顿计划。

其中最让人津津乐道的事件就是,费米在原子弹试爆现场附近,向空中撒了一把碎纸片,爆炸后气浪将纸片急速地卷走,他根据纸片飞出的距离估算了核爆炸的威力相当于一万吨 TNT 炸药。这与真实数据非常接近,误差不到一个数量级。

费米问题

从中可以看出,费米以极少量或不精确的数据做出相对准确的估计的能力被广泛熟知,并产生了一个专属名词「费米问题」。

最为著名的例子之一是,估算芝加哥有多少钢琴调音师。在没有专业数据的情况下,费米通过一系列假设,展示了如何对模糊问题进行合理估算。他的方法考虑了诸多不相关变量,通过分解问题得出了令人满意的答案。

大约有 900 万人生活在芝加哥,平均每个家庭有 2 个人。大约在 20 个家庭中有 1 个家庭需要定期钢琴调音,通过这些假设,费米估算出了在芝加哥每年需要调整的钢琴数量 225,000 架,

每个调琴师大约需要 2 小时调琴,每个调琴师每天工作 8 小时,一周 5 天,一年 50 周,费米估算出了每个调音师一年可以调音 1000 架钢琴。

最终估算出调琴师的数量大约 225 名,这与人们事后的统计 290 名相差无几。

费米悖论

费米悖论探讨了银河系中可能存在的智慧生命的问题。

首先是尺度问题,即数量级估计:银河系大约有 2500 亿颗恒星,即使在这些恒星周围的行星上智慧生命以很小的概率出现,银河系内应该存在大量的文明。

其次是对尺度观点的反驳,即尽管高等文明可能会寻找新的资源,但宇宙诞生 137 亿年以来,我们尚未找到其他智慧生命的确凿证据。

费米悖论指出,如果银河系存在大量先进的地外文明,为什么连飞船或者探测器之类的证据都看不到?其中一种解释,也许是最准确的解释,就是意识是极其罕见的。

马斯克说,「我没有看到任何外星人存在的证据。最有可能的是,至少在银河系这一部分,我们是唯一存在意识的物种。」