作者： physixfan
http://www.physixfan.com/archives/1987
导言
宇宙浩瀚无垠，繁星无数，地球怎么可能恰巧是唯一一个足以诞生生命的星球呢？相信很多人都有类似的想法。在这篇文章中，我将默认这个宇宙中是存在非常非常多的智慧生命的，人类只是其中一种。可是有一个很重要的问题：如果真的存在地外生命，为什么我们人类这么多年苦苦追寻，却至今没有观测到任何地外生命发出的信号呢？这个诘问被称作“费米悖论”。对费米悖论的解释，以及我对地外文明的看法，以及对星际战争的想象，都包含在黑暗森林理论当中。黑暗森林理论是刘慈欣在其著名科幻小说《三体》系列中提出的。为了防止以 后每次跟人提起这个东西的时候都要让别人先读一套小说，我决定写这篇短文系统地介绍黑暗森林理论。
基本假设
公理0：光速是宇宙间信息传递速度的上限。
公理1：生存是文明的第一需要。
公理2：文明不断增长和扩张,但宇宙中的物质总量保持不变。
（说明一下：1和2是原小说中的说法；0是我自己补充上的，这是一条物理原则）
黑暗森林理论
在承认了前面三条基本假设之后，设想现在人类突然发现了一个地外文明的存在。现在的问题是，我们应该给他们回信告知我们的信息吗？
由 于发送的信息都是可以伪装和隐瞒的，在我们给他们发送回信之前，我们是不是应该问自己一下，那个地外文明到底是友善的呢，还是残暴的？毕竟，根据公理1和 公理2，任何一个文明都有向外扩张的充足理由。如果我们不幸发送回信给了残暴的文明，招来的，将只有灭顶之灾。而在我们猜测地外文明是否友善的时候，还不 可避免的会碰到一个叫做“猜疑链”的东西：首先，我们不知道对方是善是恶，同时，他们也不知道我们是善是恶；然后，就是我们不知道他们把我们判断成是善是恶了，同时，他们也不知道我们把他们判断成是善是恶了…..所以，比较稳妥的做法就是，不能认为对方是善意的。
我们需要不需要问自己，对方的文明是比自己更先进呢还是更落后？毕竟有人可能认为，如果我们知道这个地外文明比我们落后得多，他们就不必担心他们了。但是，文明有“技术爆炸” 的特性，弱小的文明很可能在极短的时间内超越强大的文明。回顾一下人类的历史就可以知道，人类从刚刚会使用刀，到学会使用枪，才过了多久？到学会使用导弹 又才过了多久？到学会使用原子弹又才多久？可能对于一个人的人生来说这时间很长，可是对于宇宙的尺度，这就是一瞬间而已。还记得公理0，信息传递的速度仅 仅是光速那么小，可是恒星间的距离却都是至少以光年来衡量的，所以通讯时间至少要以年来计算了。在信息一来一回之间，我们能确定对方没有发生技术爆炸吗？ 你能保证跟你对话的那个弱小文明不会一下子变得强大无比吗？所以，比较稳妥的做法就是，坚决认定对方是有威胁的。
综合上述两段的论述，你应该也已经自己推理出了，人类最有利于自己生存的做法就是，绝对不能回信。
如 果接收到这个信号的不是我们友善的人类，而是一个残暴的种族，那他们也许就会做出攻击该文明的决定了。而我们假设了宇宙间有许多的文明，那其中总有一部分 种族是残暴的，这就意味着，只要一个文明敢向宇宙公开自己的存在，那它的命运将只有一个：被毁灭。被发现，即被毁灭！于是这就导向了宇宙社会学黑暗的结 论：任何一个文明，都不能暴露自己的存在。
以上就是黑暗森林理论的推理过程和结论，刘慈欣在《三体》系列中用一段比喻的话来让黑暗森林理论更加形象生动（这也是黑暗森林理论名字的由来）：
宇 宙就是一座黑暗森林，每个文明都是带枪的猎人，像幽灵般潜行于林间，轻轻拨开挡路的树枝，竭力不让脚步发出一点儿声音，连呼吸都必须小心翼翼：他必须小 心，因为林中到处都有与他一样潜行的猎人，如果他发现了别的生命，能做的只有一件事：开枪消灭之。在这片森林中，他人就是地狱，就是永恒的威胁，任何暴露 自己存在的生命都将很快被消灭，这就是宇宙文明的图景。
费米悖论的解释
根据黑暗森林理论，费米悖论可以很轻松的被破解：即便是宇宙间文明数量众多，可是大家都知道绝对不能暴露自己的存在，所以人类当然谁也看不到了。。。
星际战争的图景
根 据黑暗森林理论，星际战争发生的话，最有可能的一种方式是这样的：一个无知的种族暴露了自己的存在之后，四面八方过来的见都没见过的武器都在朝着自己发 射，根本不知道怎么防御，于是他们就灭亡了，死都不知道怎么死的，而且因为武器飞行时间有长有短（根据距离远近），所以他们的世界肯定还要被毁灭好几 遍。。。在小说《三体》系列中，歌者文明“清理”地球，就是一种典型的黑暗森林状态下的战争方式。还有弱化版的，三体文明就对地球发射了几个称为“水滴” 的武器，地球人完全没有任何招架之力，所有舰队在几分钟之内几乎全部被炸毁。这才是星际战争真正的图景，以前所有有关星际战争的科幻作品与之相比，全部弱 爆了。。。
黑暗森林是稳态
如果宇宙间的全部文明都不遵守黑暗森林法则，这倒也是一个平衡态，可惜这并不是一个稳态。假若 有一个新兴的文明突然悟到了黑暗森林法则，他选择隐藏自己的同时毁灭掉其他的文明，其他文明是拿它没有办法的，结果就是，最终只剩下他一个文明，宇宙就进 入黑暗森林状态了。而所有文明都遵循黑暗森林法则，则是一个稳态，因为如果有哪个文明违背了，暴露了自己的存在，它很快就会被消灭掉，宇宙重归黑暗森林状 态。根据我们看到的都是稳态这一原则，黑暗森林是宇宙社会的唯一状态。
Q&A
0.我们为什么要承认公理0，光速是宇宙间信息传递速度的上限？
答：这条公理是物理里的公理，由爱因斯坦在创立相对论时首次引入物理，之后这么多年了，一直在接受着各种实验的检验，至今没有发现任何违背。
1.我们为什么要承认公理1，生存是文明的第一需要？
答：这个要从进化论的观点去想。只有适合生存的种族才会被我们看到，生存不下去的早就被淘汰消失了，所以你可以认为现在还存在着的种族，全部都是以生存为第一需要的。
2.如果黑暗森林理论对宇宙间文明是对的，我们可以不可以把它推广到地球内的各种文明呢？
答： 不可以。因为地球太小了，光速那么大，任何猜疑都可以通过沟通来解决，迅速及时的沟通可以化解猜疑链。同时，互相之间的技术水平都是看得见的，大家都互相 离得太近了嘛。可是在宇宙间就不一样了，互相之间的距离实在是太长，通讯时间甚至有可能长于一代生命，沟通不可能迅速。
3.那为什么人类还在往外太空发射信号，告知人类的存在？
答：因为人类现在还太傻了呗。其实这个举动也还算是无害，毕竟人类目前的技术发射电波的功率都太低了，能量密度按照平方反比律递减，距离远的文明是不可能收到这么弱的信号的。
4.“清理”其他文明的时候会暴露自己的位置吗？
答： 不会。因为武器未必从母星上发出（《三体》系列中歌者文明清理地球的时候，武器就是从一个小巡逻队直接发射出来的）。而且武器的路径可以是难以发掘的，只 要初期加速够了，后面靠惯性就可以继续前进了，这样就没有什么痕迹了。即使通过被攻击星球的爆炸信息能推断出武器来源的方向，也没有关系，因为在天文中如 果想要定位一个星球，必须既要知道方向也要知道距离，二者缺一不可，然而后者是无据可寻的，谁也不知道你的武器在空间中飞了多久。
5.可以通过发射探测器的手段来发掘对方文明是善是恶吗？
答：首先，发射一个毁灭性武器比发射一个探测器要更容易。其次，即使发射了探测器过去，信号回来的时间也太长了，在信号返回的过程中那个文明发生了什么变化还不知道呢。
6.在天文中，暴露自己的位置都有哪几种方式？
答：目前所知只有两种。1，如前文所说，知道方位以及距离，二者缺一不可。2，向宇宙广播某个恒星相对于周围恒星的位置，这个信息像是指纹一样，在宇宙中基本是独有的，因此高级的文明是可以根据这一信息确定出你所说的那个星球是哪一个星球的。
7.发射武器的时候会暴露自己的位置吗？就像观察枪响冒出的烟那样？
答：不会。只要发射的时候比较小心，让发出的各种信号都比较小，以至于在信号按照平方反比律衰减之后，让任何恒星处接收到的信号都小于宇宙间的噪声信号的强度就可以了，只要信号强度小于噪声，再神的文明也不会发掘你的存在。
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导言
宇宙浩瀚无垠，繁星无数，地球怎么可能恰巧是唯一一个足以诞生生命的星球呢？相信很多人都有类似的想法。在这篇文章中，我将默认这个宇宙中是存在非常非常多的智慧生命的，人类只是其中一种。可是有一个很重要的问题：如果真的存在地外生命，为什么我们人类这么多年苦苦追寻，却至今没有观测到任何地外生命发出的信号呢？这个诘问被称作“费米悖论”。对费米悖论的解释，以及我对地外文明的看法，以及对星际战争的想象，都包含在黑暗森林理论当中。黑暗森林理论是刘慈欣在其著名科幻小说《三体》系列中提出的。为了防止以 后每次跟人提起这个东西的时候都要让别人先读一套小说，我决定写这篇短文系统地介绍黑暗森林理论。
基本假设
公理0：光速是宇宙间信息传递速度的上限。
公理1：生存是文明的第一需要。
公理2：文明不断增长和扩张,但宇宙中的物质总量保持不变。
（说明一下：1和2是原小说中的说法；0是我自己补充上的，这是一条物理原则）
黑暗森林理论
在承认了前面三条基本假设之后，设想现在人类突然发现了一个地外文明的存在。现在的问题是，我们应该给他们回信告知我们的信息吗？
由 于发送的信息都是可以伪装和隐瞒的，在我们给他们发送回信之前，我们是不是应该问自己一下，那个地外文明到底是友善的呢，还是残暴的？毕竟，根据公理1和 公理2，任何一个文明都有向外扩张的充足理由。如果我们不幸发送回信给了残暴的文明，招来的，将只有灭顶之灾。而在我们猜测地外文明是否友善的时候，还不 可避免的会碰到一个叫做“猜疑链”的东西：首先，我们不知道对方是善是恶，同时，他们也不知道我们是善是恶；然后，就是我们不知道他们把我们判断成是善是恶了，同时，他们也不知道我们把他们判断成是善是恶了…..所以，比较稳妥的做法就是，不能认为对方是善意的。
我们需要不需要问自己，对方的文明是比自己更先进呢还是更落后？毕竟有人可能认为，如果我们知道这个地外文明比我们落后得多，他们就不必担心他们了。但是，文明有“技术爆炸” 的特性，弱小的文明很可能在极短的时间内超越强大的文明。回顾一下人类的历史就可以知道，人类从刚刚会使用刀，到学会使用枪，才过了多久？到学会使用导弹 又才过了多久？到学会使用原子弹又才多久？可能对于一个人的人生来说这时间很长，可是对于宇宙的尺度，这就是一瞬间而已。还记得公理0，信息传递的速度仅 仅是光速那么小，可是恒星间的距离却都是至少以光年来衡量的，所以通讯时间至少要以年来计算了。在信息一来一回之间，我们能确定对方没有发生技术爆炸吗？ 你能保证跟你对话的那个弱小文明不会一下子变得强大无比吗？所以，比较稳妥的做法就是，坚决认定对方是有威胁的。
综合上述两段的论述，你应该也已经自己推理出了，人类最有利于自己生存的做法就是，绝对不能回信。
如 果接收到这个信号的不是我们友善的人类，而是一个残暴的种族，那他们也许就会做出攻击该文明的决定了。而我们假设了宇宙间有许多的文明，那其中总有一部分 种族是残暴的，这就意味着，只要一个文明敢向宇宙公开自己的存在，那它的命运将只有一个：被毁灭。被发现，即被毁灭！于是这就导向了宇宙社会学黑暗的结 论：任何一个文明，都不能暴露自己的存在。
以上就是黑暗森林理论的推理过程和结论，刘慈欣在《三体》系列中用一段比喻的话来让黑暗森林理论更加形象生动（这也是黑暗森林理论名字的由来）：
宇 宙就是一座黑暗森林，每个文明都是带枪的猎人，像幽灵般潜行于林间，轻轻拨开挡路的树枝，竭力不让脚步发出一点儿声音，连呼吸都必须小心翼翼：他必须小 心，因为林中到处都有与他一样潜行的猎人，如果他发现了别的生命，能做的只有一件事：开枪消灭之。在这片森林中，他人就是地狱，就是永恒的威胁，任何暴露 自己存在的生命都将很快被消灭，这就是宇宙文明的图景。
费米悖论的解释
根据黑暗森林理论，费米悖论可以很轻松的被破解：即便是宇宙间文明数量众多，可是大家都知道绝对不能暴露自己的存在，所以人类当然谁也看不到了。。。
星际战争的图景
根 据黑暗森林理论，星际战争发生的话，最有可能的一种方式是这样的：一个无知的种族暴露了自己的存在之后，四面八方过来的见都没见过的武器都在朝着自己发 射，根本不知道怎么防御，于是他们就灭亡了，死都不知道怎么死的，而且因为武器飞行时间有长有短（根据距离远近），所以他们的世界肯定还要被毁灭好几 遍。。。在小说《三体》系列中，歌者文明“清理”地球，就是一种典型的黑暗森林状态下的战争方式。还有弱化版的，三体文明就对地球发射了几个称为“水滴” 的武器，地球人完全没有任何招架之力，所有舰队在几分钟之内几乎全部被炸毁。这才是星际战争真正的图景，以前所有有关星际战争的科幻作品与之相比，全部弱 爆了。。。
黑暗森林是稳态
如果宇宙间的全部文明都不遵守黑暗森林法则，这倒也是一个平衡态，可惜这并不是一个稳态。假若 有一个新兴的文明突然悟到了黑暗森林法则，他选择隐藏自己的同时毁灭掉其他的文明，其他文明是拿它没有办法的，结果就是，最终只剩下他一个文明，宇宙就进 入黑暗森林状态了。而所有文明都遵循黑暗森林法则，则是一个稳态，因为如果有哪个文明违背了，暴露了自己的存在，它很快就会被消灭掉，宇宙重归黑暗森林状 态。根据我们看到的都是稳态这一原则，黑暗森林是宇宙社会的唯一状态。
Q&A
0.我们为什么要承认公理0，光速是宇宙间信息传递速度的上限？
答：这条公理是物理里的公理，由爱因斯坦在创立相对论时首次引入物理，之后这么多年了，一直在接受着各种实验的检验，至今没有发现任何违背。
1.我们为什么要承认公理1，生存是文明的第一需要？
答：这个要从进化论的观点去想。只有适合生存的种族才会被我们看到，生存不下去的早就被淘汰消失了，所以你可以认为现在还存在着的种族，全部都是以生存为第一需要的。
2.如果黑暗森林理论对宇宙间文明是对的，我们可以不可以把它推广到地球内的各种文明呢？
答： 不可以。因为地球太小了，光速那么大，任何猜疑都可以通过沟通来解决，迅速及时的沟通可以化解猜疑链。同时，互相之间的技术水平都是看得见的，大家都互相 离得太近了嘛。可是在宇宙间就不一样了，互相之间的距离实在是太长，通讯时间甚至有可能长于一代生命，沟通不可能迅速。
3.那为什么人类还在往外太空发射信号，告知人类的存在？
答：因为人类现在还太傻了呗。其实这个举动也还算是无害，毕竟人类目前的技术发射电波的功率都太低了，能量密度按照平方反比律递减，距离远的文明是不可能收到这么弱的信号的。
4.“清理”其他文明的时候会暴露自己的位置吗？
答： 不会。因为武器未必从母星上发出（《三体》系列中歌者文明清理地球的时候，武器就是从一个小巡逻队直接发射出来的）。而且武器的路径可以是难以发掘的，只 要初期加速够了，后面靠惯性就可以继续前进了，这样就没有什么痕迹了。即使通过被攻击星球的爆炸信息能推断出武器来源的方向，也没有关系，因为在天文中如 果想要定位一个星球，必须既要知道方向也要知道距离，二者缺一不可，然而后者是无据可寻的，谁也不知道你的武器在空间中飞了多久。
5.可以通过发射探测器的手段来发掘对方文明是善是恶吗？
答：首先，发射一个毁灭性武器比发射一个探测器要更容易。其次，即使发射了探测器过去，信号回来的时间也太长了，在信号返回的过程中那个文明发生了什么变化还不知道呢。
6.在天文中，暴露自己的位置都有哪几种方式？
答：目前所知只有两种。1，如前文所说，知道方位以及距离，二者缺一不可。2，向宇宙广播某个恒星相对于周围恒星的位置，这个信息像是指纹一样，在宇宙中基本是独有的，因此高级的文明是可以根据这一信息确定出你所说的那个星球是哪一个星球的。
7.发射武器的时候会暴露自己的位置吗？就像观察枪响冒出的烟那样？
答：不会。只要发射的时候比较小心，让发出的各种信号都比较小，以至于在信号按照平方反比律衰减之后，让任何恒星处接收到的信号都小于宇宙间的噪声信号的强度就可以了，只要信号强度小于噪声，再神的文明也不会发掘你的存在。