[思考篇]人类是宇宙中唯一的高级智能吗?

2018-07-09

作者:Ethan Siegel

翻译:网易见外

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  宇宙的整个历史中,可能永远不会有另一个聪明的、技术先进的外星物种。然而,似乎智慧生命是不可避免的。考虑到银河系中可能有4000亿颗恒星,在这些恒星系统中有多达三个可能适合居住的星球,整个宇宙中有大约二万亿个星系。但是,我们的直觉往往会把我们引入歧途,我们的感觉无法代替科学。受生命起源、进化、长期可居性和其他未知因素的影响,我们对生命的许多假设都产生了怀疑。高智能的高技术的生命形式有很大的可能性确实存在,但巨大的不确定性使现实中人类成为其中可知的唯一存在。

 

  早在1961年,科学家弗兰克德雷克就提出了第一个预测宇宙中有多少太空文明的方程式。他依靠的是一系列未知量,他可以估算出来,最终得出了目前在银河系和可观测宇宙中有多少技术先进的外星生物。随着过去55年的进步,我们曾经只能通过猜测来估计的数量,现在已经以惊人的精确度被人们所知。

 

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  螺旋星云,是一个位于宝瓶座的行星状星云,距地球约700光年。它是最接近地球的行星状星云之一,于1824年被卡尔·路德维希·哈丁发现,被称为“天主之眼”。

 

  首先,我们对宇宙大小和规模的了解已经加深。归功于太空和地面上天文台的观测结果(覆盖了电磁波谱的完整光谱),我们现在知道了宇宙有多大,有多少个星系。我们对恒星的形成以及恒星的运行方式有了更好的理解,所以当我们向外太空探索宇宙深渊时,我们就能计算出宇宙中有多少颗恒星,无论是现在还是整个宇宙的历史(从宇宙大爆炸开始)。这个数字非常巨大——接近1024——它代表了过去138亿年间宇宙创造我们这样生命的机会的数量。


  我们曾经想知道,有多少颗恒星周围有行星,有多少颗行星有能力拥有大气层,有多少颗行星距离恒星的距离合适使其表面有液态水。一代又一代,这曾是我们唯一想知道的事情。但是,由于系外行星研究的巨大进步,尤其是美国NASA开普勒太空望远镜的问世,我们已经了解了很多关于外星生物的信息,包括:

  1.80-100%的恒星有行星或行星系围绕它们运行,

  2.大约有20%-25%的行星系在其“宜居带”中有一颗行星,也就是在其表面形成液态水的合适位置,

  3.约有10%-20%的行星在体积和质量上与地球相似。

  综上,宇宙中有超过1022颗类地行星,它们有适宜生命生存的条件。

  情况甚至比这还要好,因为除了第一代恒星中的最初几代,几乎所有的恒星都富含生命所需的重元素和成分。当我们观察星际介质,在分子气体云,在遥远星系的中心,在大质量恒星的流出物甚至是我们自己的星系的时候,我们发现元素周期表的元素——碳、氮、氧、硅、硫、磷、铜、铁等(我们所知的生命所必需的元素)。当我们观察我们太阳系内的流星和小行星时,我们不仅发现了这些元素,还发现它们被配置成有机分子,如糖、碳环甚至氨基酸。这意味着,宇宙中不仅有超过1022颗潜在的类地行星,且其含有生命构成的合适成分。

 

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  1ALH84001陨石的结构,一些人认为,这里展示的可能是早期火星生命

 

  应该有很多世界都是以类似地球的条件开始的,在我们自己的星系和宇宙中,我们已经近乎可以量化这样的世界到精确的可靠的程度。但是,基于科学上的诚实和谨慎,这显得有些过于乐观。因为为了得到一个类似人类的文明,有三个重要的步骤需要发生:

  1.生命起源需要发生。即与有机过程相关的原始原料,实际上变成了我们所认为的“生命”。

  2.生命必须在数十亿年的时间里生存下来,并在一个星球上茁壮成长,才能进化出多细胞、复杂、分化,最后,我们称之为“智慧”。

  3.最后,智能生命必须成为一种技术文明,要么获得宣布其存在于宇宙的能力,要么向外延伸,探索宇宙,或者到达可以聆听宇宙其他形式的智慧的舞台。

  或者更乐观地说,这三个都是。

  当卡尔萨根在1980年首次提出宇宙的时候,他声称这三个步骤的每一个都有10%的成功几率是合理的。如果这是正确的,那么将会有超过1000万个智能的外星文明存在于银河系中!

  有一些人认为,把这三个步骤加在一起的概率小于10-22,是不现实的,因此得出结论,宇宙中肯定有外星人存在。但这本身就是一种荒谬的主张,没有任何证据。自然起源可能是很常见的,它可能在地球上单独发生过多次,或者在火星、土卫四、木卫二、金星、土卫二或其他地方,甚至在我们自己的太阳系之外。但它也可能是一个罕见的过程,即使我们创造了一百个年轻的地球(或者一千个,或者一百万个,甚至更多),我们的世界可能是唯一一个有生命存在的星球。

  即使生命真的产生了,有多幸运,能让其存活数十亿年?像金星这样的灾难性变暖现象会成为常态吗?或者是灾难性的冰冻,比如在火星上?或者,生命会在大部分时间里,最终毒害自己,就像二十亿年前地球上几乎发生的那样?即使生命存在了数十亿年,多久能等到寒武纪大爆发,在那里,巨大的,多细胞的,宏观的植物,动物和真菌主宰了一个星球?

  这可能是相对常见的,有10%的几率会成功;又可能很少见,有100万分之一甚至1亿分之一的可能性,成为现实。

  即使有可能,出现像人一样去使用工具、开发技术、发射火箭等的物种多么罕见?复杂的爬行动物、鸟类和哺乳动物,根据许多指标可以被认为是智能的,它们已经存在了几千万到几亿年,但是现代人类大约在不到一百万年前就出现了,而我们只在上个世纪或二十年才成为我们认为的“技术先进”的生物。如果有能完成前一步的10%的几率,就会进入太空文明吗?还是说几率更像是千分之一、百万分之一、万亿分之一,甚至更糟?

  事情的真相是:我们不知道。我们知道的是宇宙赋予了智慧生命出现的很大概率,比如1022这样的体量。然而从生命进化到智慧物种,从技术发展到先进的文明,只有很小的可能性。我们不知道的是,这个机会是10-3、10-20、10-50,还是其他任何数字。我们知道,像人类这样的生命,至少在这个宇宙中出现过一次,所以概率必须是非零的。但除此之外呢?我们需要数据。而且,没有多少猜测或声明可以代替这些信息,我们必须找到它才能知道。任何其他的,尽管各种各样的预言者可能会声称,只不过是一种猜测而已。

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