人类对宇宙的探索是一个不断提高和逐步深入的过程，只不过古代人们对宇宙的了解只是停留在想象阶段，例如我国古代对金星、木星、水星、火星、土星分别称之为太白（或者启明星/长庚星/昏星）、岁星、辰星、荧惑、填星（或镇星）。
进入近现代以来，随着人类文明的高速发展和科学技术的突飞猛进，探索宇宙的“工具”也越来越先进，通过在地面建造大口径射电望远镜（例如中国天眼），以及向地外天体或太空发射探测器、太空望远镜（例如哈勃空间望远镜）等人造天体。
然而，在人类探索太空的过程中，与外星人有关的话题就一直令人为之着迷和痴狂，甚至还有UFO爱好者以及相关的杂志。
宇宙中到底有没有外星人？假如有的话，他们住在哪些星球上，是不是与人类一样也属于碳基生命呢？更为重要的是，他们的文明程度究竟有多高，为什么人类发射了四十多年的“先驱者10号”和“先驱者11号”，这两颗行星探测器所携带的“地球名片”还没有被“签收”？就连距今离地球最远的人造卫星、处于离太阳200多亿公里外旅行者1号探测器，也没有发现外星文明的踪迹，为什么外星人不来寻找咱们人类呢？
而上述一系列有关外星人、星际旅行的科学悖论，就是“费米悖论”的核心内容，阐述的是对地外文明存在性的过高估计和缺少相关证据之间的矛盾。
悖论指的是理论与现实之间的一种相互对立，并且按照这种对立的逻辑推理方式，可推导出两个对立的结论，形式为：假如事件A发生，则推导出非A；非A发生则推导出A，通常是依靠这种命题的方式出现。
根据“费米悖论”，结合如今人类已掌握的先进理论和科学技术进行推导，我们基本上可以得出这样一些结论：地球并不是宇宙中唯一存在生命的星球，尽管现在在表达上我们仍然说成“地球是人类目前已知宇宙中唯一存在生命的星球”，并且外星生命在我们所在的银河系、本星系群乃至整个宇宙无处不在，他们早已掌握星际穿越的能力实现了对星系的殖民。
其一，“太阳系”是宇宙中比较普通的系统
银河系由银心、银核、银盘、银晕和银冕组成，其总质量大约是太阳质量的15000亿倍，有大约1000亿到4000亿颗恒星。
但是太阳系的中心恒星太阳，只不过是宇宙中极为普通的一颗光谱为G2V的黄矮星，在银河系中，像它这样级别的恒星大约有数百亿颗，基本上占到了银河系恒星总数的1/10，即便是在距离地球17光年的距离内就有50颗最邻近的恒星系，例如距离最近是比邻星，其直径约为太阳的七分之一，与太阳的距离仅4.2光年。
而在整个宇宙中，类似于银河系这样的棒旋星系也有至少有数千亿个，因此类日恒星的数量也非常可观。根据美国航空航天局（NASA）初步估计，宜居带在宇宙中非常普遍，且在数量庞大的类日恒星中大约有7%-75%的恒星拥有宜居行星，仅银河系中预计就有22-240亿颗宜居行星。
换言之，即使智慧生命以很小的概率出现在围绕这些恒星的行星中，那么仅仅在银河系内就应该有相当大数量的文明存在。
例如位于半人马座比邻星b是已知距离太阳系最近的系外行星，也是已知距离地球最近的处于宜居带内的系外行星。而刘慈欣写《三体》的时候，他心里想的就是比邻星系统，只不过那时候比邻星b这颗行星还没有被发现（10年后的2016年8月24日由欧洲南方天文台发现），只知道它是南门二（半人马座α）三合星的第三颗星。
其二，构成生命的化学元素在宇宙中比较普遍
相信很多小伙伴都知道，人体是由化学元素组成的，组成人体的元素多达60余种，其中钙、镁、钾、钠、碳、氢、氧、硫、氮、磷、氯等11种属必需的定量元素，以及铁、锌、铜、锰、钴、硒、碘、钒、铬、钼等十多种必需的微量元素。
然而根据科学家研究，在“宇宙大爆炸”的一瞬间，宇宙中最初的元素只有氢和少量的氦。并且宇宙诞生后大约5亿年，便出现了第一代恒星，只不过这些早期的恒星寿命只有现在恒星的约万分之一到千分之一或者更短，普遍都属于只有数百万乃至数千万年的蓝巨星。
由于蓝巨星是质量过大的恒星，其内部的核反应速率非常快，经过它一生“短暂”的聚变反应，又出现了氧、碳、氖、铁等元素，而这些元素又经过超新星爆发（某些恒星在演化接近末期时经历的一种剧烈爆炸），并合成新的重元素，这些重元素就是生命能够出现的基础。
而地球生命的出现虽然是宇宙演变的偶然结果，但也遵循着宇宙演化规律的普遍性，我们太阳系的中心恒星太阳只不过是宇宙中极为普通的一颗体积适中的黄矮星，地球也只是宇宙很普通的一颗行星而已，构成地球生命的重元素在宇宙中很普遍，因此不少科学家坚信，导致地球人诞生的种种因素也会出现在浩瀚宇宙的某处地外天体上。
按照地球生命演化和地球文明发展的规律推测，假设宇宙中其它行星上的生命和文明的演化都和地球类似，这就意味着宇宙中的生命至少要比咱们人类先进几十亿年，因为太阳中存在比铁重的元素，需要经过超新星爆发才能合成，因此它至少属于第二代恒星。
要知道咱们人类的祖先与黑猩猩的祖先分道扬镳也不过数百万年，如今能够实现载人登月，以及向太阳系包括水星、金星、火星等行星发射探测器，领先人类数十亿年的“外星生命”所掌握的科技手段是难以想象的。这也难怪霍金教授生前曾警告人类，“外星人”或许就在我们身边，不要主动招惹它们，背后的原因真是细思极恐，让人不寒而栗。
既然“外星文明”发展程度如此之高，为什么人类没有发现它们的存在呢？
对此，一些拥护“大过滤器假说”的科学家表示，科技水平的进步或将不可避免地让智慧文明退化甚至毁灭，因为发展程度越高遇到“大过滤器”的几率也就越高。而是掌握极高科技成果的“外星文明”绝大部分自我毁灭了，这也就说明银河系中或许有大量已经毁灭的外星文明。
“大过滤器”假说是由美国乔治梅森大学的助理教授罗宾·汉森（Robin Hanson）为了试图解答费米悖论于1990年而提出，这是一种把从没有生命的荒芜之地到扩张性的星际文明的演进的“机器”，其大致划分成9个阶段：
1、合适的行星系统（存在有机物以及可能宜居的行星）；
2、可自我复制的分子（比如RNA）；
3、简单（原核）单细胞生命；
4、复杂（真核）单细胞生命；
5、有性生殖；
6、多细胞生命；
7、脑量较大、使用工具的动物；
8、我们人类目前所处的阶段；
9、星际殖民扩张。
而纵观我们人类所处的发展阶段，资源枯竭、环境污染等问题日益严重，如果放任这种问题不管，或者根本就没有应对方法，人类最终或将把自己玩完。而假如其它星球上也存在生命，并且在发展方式是差不多，那么它们也难逃被自己毁灭的厄运。
所以，我们要保护好地球环境，以便在“地球末日”之前完成星际穿越，只有越过这一道“坎”，地球文明将会得以延续。
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