宇宙那么大,如果說只有我們地球上存在智慧文明,估計是沒有人愿意相信的。實際上,在過去的幾十年里,科學家們也一直在積極尋找宇宙中可能存在的外星文明,但結果大家都是知道的,迄今為止,并沒有發現任何外星文明存在的確鑿證據。
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為什么會這樣呢?對此,一項近日發表在預印本服務器(arXiv)上的研究,給出了一個很有意思的觀點,即:宇宙中那些先進的外星文明,可能會像螢火蟲一樣在宇宙中閃爍。
研究人員表示,在過去的日子里,我們普遍認為,先進的外星文明,可能會通過持續的高強度信號來進行星際通信,如果我們監聽到了這種信號,就可以知道他們的存在,所以我們絕大部分精力都用來尋找這種信號了,然而這樣的做法很可能是錯誤的。
為什么這么說呢?其實看看我們人類自己就可以知道。
在上世紀五六十年代,我們的電視和廣播通常都是大功率、全向發射的無線電波,在那個時候,大量的能量會被泄漏到宇宙空間,但現在,我們有了光纖、高度定向的衛星通信、擴頻通信技術等等科技,使得我們的信號傳輸變得更加精準,能量也被束縛在光纜里或者非常狹窄的波束中。
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據此可以看到,人類文明的通信技術,一直在向著“更內斂、更高效”的方向發展,所以一個合理的推測就是,像我們這樣只有數百年科技的年輕文明都是這樣,那宇宙中的那些比我們更古老、也更先進的外星文明,就應該在這條路上走得更遠。
既然如此,那這些先進的外星文明,可能會用什么方式進行星際通信呢?這就要說到螢火蟲了。
正如我們所知,螢火蟲在夜間是會發光的,而它們發光的主要作用,就是在黑暗中傳達相互之間的求偶信號。對于螢火蟲來講,持續且高強度地發光,效果當然是最好的,但它們卻無法做到。為什么呢?原因很簡單,那就是這樣做需要消耗大量的能量,它們負擔不起。
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也正因為如此,螢火蟲演化出了閃爍模式,相關研究表明,這種模式很是節省能量,其頻率又非常獨特,足以讓同類從嘈雜的環境光中將其識別出來。
研究人員表示,星際通信的成本是極為高昂的,想要在光年尺度的距離上維持一個高信噪比的持續信號,需要的能量將會非常巨大,對于任何一個理性的文明來說,這種“鋪張浪費”都是不可取的。
除此之外,雖然我們不敢斷定宇宙中是否存在“黑暗森林”法則,但隱藏自身位置、避免被潛在的惡意觀察者發現,也符合文明生存的基本邏輯。在這樣的情況下,先進的外星文明就可能會采用一種“宇宙螢火蟲”模式。
這種模式簡單講就是:在進行星際通信時,他們會發射一種經過高度優化的信號,其能量密度很低,就像螢火蟲一樣在宇宙中閃爍,雖然在宇宙背景噪聲中,它們顯得非常微弱,但其特殊的閃爍模式,卻能夠讓“自己人”輕易識別,然后提取出其中攜帶的信息。
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為了對這個假說進行驗證,研究人員構建了一個復雜的計算機模擬系統,在模擬環境中引入了一系列虛擬的“智能體”,讓它們嘗試在充滿宇宙背景噪聲的環境中相互發送信號。
這些“智能體”由一種進化算法驅動,其目標是讓它們在“保證讓信號能被同伴識別”與“盡可能地降低發射能量”這兩者之間找到最佳的通信策略。
模擬結果表明,系統給出的最佳通信策略,真的與螢火蟲有著異曲同工之妙,它表現為一種微妙的閃爍模式,其能量消耗很少,卻能在時間序列上展現出獨特的統計學規律,而只要知道了這種規律,就能在宇宙背景噪聲中將其識別出來。
研究人員指出,長期以來,我們總是期待能夠發現某種明顯是來自外星文明的信號,這在很大程度上限制了我們的觀測視角,或許在現有的觀測數據檔案中,就存在著外星文明的信號,但由于其太過隱蔽,我們此前并沒有注意到。
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所以在未來的日子里,我們更應該從這方面入手,利用機器學習技術去重新挖掘這些檔案數據,嘗試從中找到關于外星文明的蛛絲馬跡。
參考資料:A Firefly-inspired Model for Deciphering the Alien,arXiv:2511.06139
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