剖析－地球外面究竟有没有智慧生命？
2009-09-03 01:01阅读：
40
亿年前的地球。虽然环境仍然严酷，但科学家们认为第一批生命已经开始他们伟大的行程了
文/怡然淡泊
说到地外生命的存在，科学家们几乎已经有了一个一致的答案：存在是肯定的，而且存在生命的行星数量是一个天文数字（这里我们将讨论的范围限定在银河系内）。理由很简单：迄今发现的最早细菌化石有35
亿年的历史，而地球的年龄不过45
亿年。而且这些细菌本身已经经过相当进化，如此可猜想最早的生命可能出现在大约40
亿年前。从地质年代来看，当时地球上的生命可以说是一有其生存的条件就立刻出现了。诺贝尔奖得主，英国生物化学家德杜夫
甚至断言：“生命的出现几乎是自发性的……只要那个星球表面的条件与40
亿年前的地球相似。”他的一个重要依据是米勒
和尤雷
的实验结果。两位芝加哥大学的科学家用实验器材模仿了早期地球的大气成分（氢气，甲烷，氨气和水
）并加以电击以模仿闪电，当水蒸气通过如此环境后他们惊奇地发现复杂的有机物－包括多种氨基酸－竟然自动地生成了！生命可能的自发性的另一个重要证据来自原生物（Protobionts）的发现，限于篇幅，这里暂不赘述。
30
亿年前的地球。也很可能是如今银河系中千千万万颗未知行星表面的风景
另一方面，在过去的十多年里，以马西
和巴特勒
为代表的一批天文学家相继发现了一百多颗地外行星。虽然由于技术的限制，迄今发现的行星多数为庞大的和木星类似的气体行星。但他们的发现已经让科学家们确信像地球一样的行星在银河系里将是不计其数的。这样，一度盛行的地球独一无二论也被彻底推翻了。
综合一下刚才谈到的考古学，生物学，化学，以及天文学的证据，我们能够得出以下结论－至少，单细胞级别的生物，应该是遍布整个银河系的。毕竟，细菌也没有理由这么特殊，不是吗？那么，更为关键的问题来了：在地球之外，拥有智慧的生命是否存在呢？
浩淼的银河。李白也深切感受到她的磅礴，于是便有了“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”的千古名句
1950
年，诺贝尔奖得主，物理学家费米
在与同事吃午饭时聊到了这个话题，大家都认为从已有的证据来看智慧生命在银河系中应该很普遍。费米稍作思索，问道：“那么，他们到底在哪里？”看似一个简单到无以复加的问题，却有更深的含义在
－ 的确，如果智慧生物遍布银河系，那为什么我们看不到它们？如果看不到它们本人，或是宇宙飞船，探测器，那至少也应该能捕捉到他们的通信讯号吧？问题的症结到底在哪里呢？这个问题是如此发人深省，以至于科学界给了它专属的名词：费米悖论（Fermi Paradox）。
然而，我们都知道，任何表面看似互相矛盾的现象，其背后总有一个正解，如果我们同时假设费米悖论的两个命题都是正确的话
－ 即智慧生命的确是普遍的，而且他们的行踪我们也确实探测不到 － 有兴趣的朋友还可以去了解一下美国的SETI项目（地外文明搜索）－那么同时满足这两个命题的可能的解有几个呢？它们又是否合理呢？
俯瞰银河的假想图。我们的母亲星系拥有3000
亿颗恒星，平均半径10
万光年，平均厚度1000
光年
分析过程其实不难，大家都可以随意举出至少两三个可能解。经过科学界初步的探讨，大致总结出五种可能：一，可能星际旅行最终还只能是一个遥远的梦。毕竟，离我们最近的恒星也有4.2
光年之遥，而整个银河系更是大到不可理喻的地步。爱因斯坦的相对论在让我们无比惊喜的同时也给人类可能达到的终极速度设了个无可奈何的上限－光速。二，可能外星人正在积极探索之中但还没有发现我们。毕竟银河系这么大，光恒星就有千亿之计
。三，可能外星人最后还是选择不进行星际航行，即使他们技术已经达到了标准。的确，我们和外星人的不同可能不仅仅在科学技术的层面。四，可能外星人已经发现了我们，但他们刻意地不来打扰我们。这个解应该是最诱人的一个吧
－ 他们这样做，究竟是出于善意，还是出于恶意？五，可能所有发展到一定技术高度的文明都最终自我毁灭了
－ 暂且不要以为这个假设太荒唐，要知道在1962
年人类一度离这个可能解只有毫发之差。
诚然，仅凭现在已知的数据我们无法对费米悖论给出一个正解。然而，凭借一点点数学计算和逻辑推理我们还是可以在相当程度上置疑一些可能解的正确性。下面，让我们逐一分析这五个可能各自都有些什么缺陷。
星际旅行并不是梦想－以核能为动力的宇宙飞船可以达到至少十分之一的光速
可能一：星际旅行只能是一个遥远的梦。
事实上，没有任何物理定律能够阻止我们的后代以至少十分之一的光速在星际空间中穿梭。一些工程师和科学家们已经着手绘制星际飞船的蓝图。千万不要小看这十分之一的光速。由于在银河系中两颗恒心的平均距离小于10
光年，因此我们得以将平均旅程控制在几十年内。根据相对论，飞船上的时间更会相应变慢－宇航员的寿命也会相应变长。如此，星际旅行的前景应该说是非常光明的。
可能二：外星人在积极扩张，可是它们还没有发现我们。
如果星际旅行确实可行的话，这个解也可以被轻易推翻。我们可以建立一个很简单的模型：一个星球上有一个文明社会，它们每次派出两队殖民者飞往临近的两颗恒星。假设每次飞行需要100
年；再假设从第一次登陆到下一次飞行的时间为400
年，经过简单的计算，大家猜猜这个文明统治整个银河系需要多少时间？短短的375
万年。把这段时间和整个星系的年龄（120
亿年）比较，这简直就是一瞬之间。即使我们将两次旅行的间隔假定为5000
年来作为上限（人类文明用了5000
年从最原始的社会发展到了星际航行的时代），一个文明仍然可以仅用5000
万年来让自己的后裔遍布整个星系。由此可见，如果这样的文明一旦出现在银河系的某个角落，那么它可以在任何其他可能的竞争者完成进化之前就把整个星系划做自己的疆土。5000
万年究竟有多短？要知道，从恐龙灭绝到现在也已经有整整6500
万年了。
5
亿年后的地球－太阳已经开始她的衰老，人类将不得不忍受常年的酷热
可能三：外星人不喜欢星际旅行。
且以我们自己为例，探索可以说是人类满足自身好奇心的最终途径。人类几千年的文明史完全可以被概括为一部探索史，从华夏民族迁徙黄河，到郑和下西洋，再到神州六号飞天，我们紧紧抓住了每一个探索的机会。如此看来，外星人不喜欢旅行的可能性可以说小之又小。退一步说，既便我们假设外星人由于某种无法理解的道德标准刻意不做任何航行，他们最终仍然需要整体迁徙－原因很简单：任何一颗恒星都有它的寿命。当一颗恒星开始衰老并逐渐膨胀为红巨星时，不做星际航行的唯一结果就是整个文明的覆灭。
60
亿年后的地球－随着太阳逐渐膨胀，海洋干涸，大气蒸发，生命将不复存在。那时的我们会在哪里？
可能四：外星人刻意不来打扰我们。
可能性仍然不大。原因有二：一，这会需要整个银河系的所有文明达成协议不来干扰我们。如果任何一个文明违背这个协定，地球就不是现在的样子了。二，既便我们假设外星人们真的达成了这个协定，我们仍然应当能够探测到它们之间通讯的信号。然而地外文明搜索至今没有探测到任何智慧生物送出的电波。
可能五：所有文明最终都自我毁灭了。
人类的确一度离这个解很近，但是最后我们的理性还是胜过了非理性。众所周知，和平与发展是当今世界的主题，国际上核武的控制乃至销毁同样振奋人心。当然不可否认的是一些不安定因素仍然存在，但是在这里且让我们希望这个解是错误的吧。
那么，如果费米悖论真的不存在一个正确的解，我们需要面对的是什么呢？根据逻辑学，如果一个悖论无解的话，那么构成这个悖论本身的两个命题之中至少有一个是错误的。在费米悖论中，第一个假设是我们无法发现外星人的存在，另一个则是银河系中存在其他文明社会。前者基本是无懈可击的，那么真正存在问题的就很可能是后者了。这样分析，得出的结论是深刻的
－人类，很可能拥有这浩瀚的银河中唯一的智慧文明。
但是，可能大家也看出来了，前面的分析中依然存在众多疑点，而且整个分析的科学证据并不充足。如果我们想进一步接近真理，前方只有一条路，那就是继续积极地探索。
遥远的行星，神秘而美丽－我们未来的家园？
未来的探索大致可以分三步进行：
一，继续地外文明搜索。毕竟我们还没能完成整个星系的探测。如果哪一天我们真的发现智慧生命的讯号，困惑人类至今的问题也就迎刃而解了。
二，建造更强大的天文望远镜。由此我们可以来观察太阳系外的行星，尤其是类似地球的行星。我们更希望能够观测这些行星的大气层，如此可以进一步推断上面是否有生命存在。
三，送出星际飞船。当我们确定有一颗远方的行星存在生命之后，我们就可以进行有史以来最为激动人心的探索了。
……
地球外面究竟有没有智慧生命？这个自古以来就令人无限遐想的问题至今仍没有一个确切的答案。然而通过本文的分析，我们大致知道人类很有可能是银河系中唯一的智慧生物。如果真的是这样的话，我们自己的存在将变得无比重要，因为我们很有可能会成为第一个将自己的足迹遍布整个银河系的文明。从另一个角度看，如果我们最终不幸地在互相残杀中消亡，这也将成为整个星系，乃至整个宇宙的一大憾事。
幻想着在未来的某一天我们的后裔乘着星际飞船在银河系中自由翱翔，我想说：生命如此珍贵，人类的文明如此珍贵。让我们大家一起来珍惜她，呵护她！
