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終極思考:人類是宇宙中唯一的高級智能嗎?


IT之家要聞在宇宙的整個歷史中,可能永遠不會有另一個聰明的、技術先進的外星物種。然而,似乎智慧生命是不可避免的。考慮到銀河系中可能有億顆恆星,在這些恆星系統中有多達三個可能適合居住...

- 2018年7月09日04時53分
- 科學文摘 / IT之家要聞

IT之家要聞

在宇宙的整個歷史中,可能永遠不會有另一個聰明的、技術先進的外星物種。然而,似乎智慧生命是不可避免的。考慮到銀河系中可能有4000億顆恆星,在這些恆星系統中有多達三個可能適合居住的星球,整個宇宙中有大約二萬億個星系。但是,我們的直覺往往會把我們引入歧途,我們的感覺無法代替科學。受生命起源、進化、長期可居性和其他未知因素的影響,我們對生命的許多假設都產生了懷疑。高智能的高技術的生命形式有很大的可能性確實存在,但巨大的不確定性使現實中人類成為其中可知的唯一存在。

(NASA太空人Bruce McCandless進行了最長的一次太空行走(STS-41-B))


早在1961年,科學家弗蘭克德雷克就提出了第一個預測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,他可以估算出來,最終得出了目前在銀河系和可觀測宇宙中有多少技術先進的外星生物。隨著過去55年的進步,我們曾經只能通過猜測來估計的數量,現在已經以驚人的精確度被人們所知。

首先,我們對宇宙大小和規模的了解已經加深。歸功於太空和地面上天文台的觀測結果(覆蓋了電磁波譜的完整光譜),我們現在知道了宇宙有多大,有多少個星系。我們對恆星的形成以及恆星的運行方式有了更好的理解,所以當我們向外太空探索宇宙深淵時,我們就能計算出宇宙中有多少顆恆星,無論是現在還是整個宇宙的歷史(從宇宙大爆炸開始)。這個數字非常巨大——接近1024——它代表了過去138億年間宇宙創造我們這樣生命的機會的數量。

(來自NASA的開普勒太空望遠鏡的插圖)

我們曾經想知道,有多少顆恆星周圍有行星,有多少顆行星有能力擁有大氣層,有多少顆行星距離恆星的距離合適使其表面有液態水。一代又一代,這曾是我們唯一想知道的事情。但是,由於系外行星研究的巨大進步,尤其是美國NASA開普勒太空望遠鏡的問世,我們已經了解了很多關於外星生物的信息,包括:

1.80-100%的恆星有行星或行星系圍繞它們運行,

2.大約有20%-25%的行星系在其「宜居帶」中有一顆行星,也就是在其表面形成液態水的合適位置,


3.約有10%-20%的行星在體積和質量上與地球相似。

綜上,宇宙中有超過1022顆類地行星,它們有適宜生命生存的條件。

情況甚至比這還要好,因為除了第一代恆星中的最初幾代,幾乎所有的恆星都富含生命所需的重元素和成分。當我們觀察星際介質,在分子氣體雲,在遙遠星系的中心,在大質量恆星的流出物甚至是我們自己的星系的時候,我們發現元素周期表的元素——碳、氮、氧、矽、硫、磷、銅、鐵等(我們所知的生命所必需的元素)。當我們觀察我們太陽系內的流星和小行星時,我們不僅發現了這些元素,還發現它們被配置成有機分子,如糖、碳環甚至胺基酸。這意味著,宇宙中不僅有超過1022顆潛在的類地行星,且其含有生命構成的合適成分。

應該有很多世界都是以類似地球的條件開始的,在我們自己的星系和宇宙中,我們已經近乎可以量化這樣的世界到精確的可靠的程度。但是,基於科學上的誠實和謹慎,這顯得有些過於樂觀。因為為了得到一個類似人類的文明,有三個重要的步驟需要發生:

1.生命起源需要發生。即與有機過程相關的原始原料,實際上變成了我們所認為的「生命」。

2.生命必須在數十億年的時間裡生存下來,並在一個星球上茁壯成長,才能進化出多細胞、複雜、分化,最後,我們稱之為「智慧」。

3.最後,智能生命必須成為一種技術文明,要麼獲得宣布其存在於宇宙的能力,要麼向外延伸,探索宇宙,或者到達可以聆聽宇宙其他形式的智慧的舞台。

(或者更樂觀地說,這三個都是。)

當卡爾薩根在1980年首次提出宇宙的時候,他聲稱這三個步驟的每一個都有10%的成功幾率是合理的。如果這是正確的,那麼將會有超過1000萬個智能的外星文明存在於銀河系中!


有一些人認為,把這三個步驟加在一起的機率小於10-22,是不現實的,因此得出結論,宇宙中肯定有外星人存在。但這本身就是一種荒謬的主張,沒有任何證據。自然起源可能是很常見的,它可能在地球上單獨發生過多次,或者在火星、土衛四、木衛二、金星、土衛二或其他地方,甚至在我們自己的太陽系之外。但它也可能是一個罕見的過程,即使我們創造了一百個年輕的地球(或者一千個,或者一百萬個,甚至更多),我們的世界可能是唯一一個有生命存在的星球。

(ALH84001隕石的結構,一些人認為,這裡展示的可能是早期火星生命)

即使生命真的產生了,有多幸運,能讓其存活數十億年?像金星這樣的災難性變暖現象會成為常態嗎?或者是災難性的冰凍,比如在火星上?或者,生命會在大部分時間裡,最終毒害自己,就像二十億年前地球上幾乎發生的那樣?即使生命存在了數十億年,多久能等到寒武紀大爆發,在那裡,巨大的,多細胞的,宏觀的植物,動物和真菌主宰了一個星球?

這可能是相對常見的,有10%的幾率會成功;又可能很少見,有100萬分之一甚至1億分之一的可能性,成為現實。

(在聖地亞哥動物園的倭黑猩猩「釣魚」是為了白蟻)

即使有可能,出現像人一樣去使用工具、開發技術、發射火箭等的物種多麼罕見?複雜的爬行動物、鳥類和哺乳動物,根據許多指標可以被認為是智能的,它們已經存在了幾千萬到幾億年,但是現代人類大約在不到一百萬年前就出現了,而我們只在上個世紀或二十年才成為我們認為的「技術先進」的生物。如果有能完成前一步的10%的幾率,就會進入太空文明嗎?還是說幾率更像是千分之一、百萬分之一、萬億分之一,甚至更糟?

事情的真相是:我們不知道。我們知道的是宇宙賦予了智慧生命出現的很大機率,比如1022這樣的體量。然而從生命進化到智慧物種,從技術發展到先進的文明,只有很小的可能性。我們不知道的是,這個機會是10-3、10-20、10-50,還是其他任何數字。我們知道,像人類這樣的生命,至少在這個宇宙中出現過一次,所以機率必須是非零的。但除此之外呢?我們需要數據。而且,沒有多少猜測或聲明可以代替這些信息,我們必須找到它才能知道。任何其他的,儘管各種各樣的預言者可能會聲稱,只不過是一種猜測而已。


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