人類是宇宙中唯一高級文明嗎？

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太平洋上的月亮和雲，由弗蘭克·博爾曼和詹姆斯·a·洛弗爾在雙子座7號任務中拍攝。圖片版權：NASA

在宇宙的整個歷史中，可能永遠不會有另一種智慧的，技術先進的外星物種。當考慮到銀河系中可能有4000億顆恆星時，在這些恆星系統中有三個可能存在的可居住的星球，在整個宇宙中有兩萬億個星系，這似乎是一種必然的智慧生命。但直覺常常會把我們引入「歧途」，感覺不能代替科學。不確定性的大小、進化、長期居住性和其他因素導致了對生命的許多假設。的確，智慧的、技術上先進的生命形式存在著天文數字的可能性，但巨大的不確定性使人類成為宇宙中唯一已知的宇宙智慧文明的可能性非常大。

NASA航天員布魯斯·麥克坎德利斯在STS-41-B號上進行最長的無繩太空行走。圖片版權：NASA

早在1961年，科學家弗蘭克·德雷克(Frank Drake)提出了第一個方程式，用來預測今天宇宙中有多少文明。他依靠一系列未知的數量來估算，最終到達了目前在我們的銀河系和可觀測的宇宙中有多少技術先進的外星物種。隨著過去55年的發展，許多曾經只能通過猜測來估計的數量現在已經被公認為難以置信的精確程度知曉了。

浩瀚宇宙中的星系，圖片版權：NASA; ESA; G. Illingworth，D. Magee和P. Oesch，加州大學聖克魯茲分校; 萊頓大學R. Bouwens; 和HUDF09團隊。

對於人類來說，對宇宙的規模和規模的理解大大增加，得益於太空和地面天文台的觀測，涵蓋了電磁波長的全部光譜，宇宙有多大以及其中有多少星系。科學家有一個更好的了解恆星的形成和恆星是如何工作儀器，所以當我們觀測深空時可以計算有多少星星在宇宙中，現在和整個宇宙大爆炸以來的歷史。這個數字是巨大的，接近10^24，它代表了宇宙在過去的138億年里創造像我們這樣的生命的機會的數量。

NASA開普勒望遠鏡。圖片版權：NASA Ames / W. Stenzel

人類曾經想知道這些恆星中有多少是圍繞著它的行星，有多少行星是岩態的，能夠有像地球一樣的大氣層，它們有多少是離恆星合適的距離，在它們的表面有液態水。對無數代人來說，這是我們唯一想知道的事情。但由於系外行星研究的巨大進步，最引人注目的是美國宇航局的開普勒太空望遠鏡的服役，已經了解了很多關於太空的東西，包括：

1、80~100%的恆星之間有行星或行星系統圍繞它們運行，

2、這些系統中大約有20 - 25%的行星位於其恆星的「宜居帶」中，或在其表面形成液態水的合適位置，

3、大約有10 - 20%的行星在大小和質量上都是類地行星

所以說，在宇宙中有超過10^22個類地行星，提供了適當的生命條件。

氣體中的糖分子包圍著一顆年輕的、類似太陽的恆星。圖片版權：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Cal?ada (ESO) & NASA/JPL-Caltech/WISE Team

情況甚至比這還要好，因為除了第一代恆星之外，幾乎所有的恆星都富含重元素和生命所需的成分。當觀測星際介質時，在分子氣體雲，在遙遠的星系的中心，從大質量恆星，甚至在我們自己的銀河系都發現元素周期表上的元素——碳、氮、氧、硅、硫、磷、銅、鐵和更多——所知道它的生命所必需的。當觀察太陽系內的流星和小行星時，不僅發現了這些元素，還發現它們被「配置」成有機分子，如糖、碳環甚至氨基酸。換句話說，宇宙中有超過10^22個類地行星；有超過10^22個可能類地行星具有正確的生命原料！

世應該有很多以地球為開端的條件，非常接近於把銀河系和宇宙中的一些世界量化成一個可靠的精度。圖片版權：Wikimedia Commons user Lucianomendez

但這正是我們樂觀的地方，如果在科學上是誠實和謹慎的，那就應該結束了。因為有三個大的步驟，為了得到一個像人類一樣的文明，這需要發生：

1、生源的步驟：與有機過程相關的原料實際上變成了我們所謂的「生命」

2、生命必須在一個星球上生存和繁榮幾十億年，才能進化成多細胞、複雜、分化，最後，我們稱之為「智力」。

3、最後，智慧生命必須成為一種技術文明，要麼獲得向宇宙宣告它的存在的能力，要麼超越它的家園，探索宇宙，或者到達它可以在宇宙中傾聽其他形式的智慧的階段。(或者更樂觀地說這三個都是)

當卡爾·薩根（Carl Sagan）在1980年最初提出《宇宙》時，他聲稱這三個步驟中的每一步都有10％的成功幾率是合理的。如果這是正確的話，那銀河系就會有超過1000萬的智慧外星文明！

銀河系衛星星系的大麥哲倫星雲中的恆星託兒所。圖片版權：NASA，ESA和哈勃遺產組（STScI / AURA）-ESA / Hubble協作

有一些人認為，將這三個步驟加在一起的概率小於10^22是不現實的，因此得出結論，宇宙中一定有外星人存在。但這本身就是一種荒謬的主張，根本沒有任何證據。非生物發生可能是常見的；它可能多次出現在地球上，或在火星、土衛六、歐羅巴、金星、土衛二或其他地方，甚至在太陽系之外。但這也可能是一個非常罕見的過程，即使我們創造了100個年輕地球的克隆體——或者1000個，或者100萬個，或者更多——我們的地球可能也是唯一一個有生命存在的星球。

ALH84001隕石上有火星結構。一些人認為此處所示的結構可能是古代火星人的生命。圖片版權：NASA, from 1996

而且，即使生命真的發生了，還需有多幸運能在數十億年的時間裡生存和繁衍？像金星這樣的災難性氣候變暖會成為常態嗎？或者是災難性的冰凍和大氣損失的場景，就像在火星上一樣？或者生命是否會像20億年前的地球一樣，在大多數情況下，使自己中毒而不存在？即使生命存活了幾十億年，多久能得到像寒武紀大爆炸那樣的東西，巨大的、多細胞的、宏觀的植物、動物和真菌主宰了一個星球？這可能是比較常見的，可能有10%的嘗試成功或也可能是罕見的，其中百萬分之一甚至十億分之一更接近現實的可能性。

聖地亞哥動物園的矮黑猩猩「釣」白蟻。圖片版權：Wikimedia Commons user Mike R

即使你到了那裡，使用工具，技術開發，火箭發射物種，像人類一樣有多罕見？複雜的爬行動物、鳥類和哺乳動物可以被認為是有智慧的，它們已經存在了幾十到幾億年，但是現代人類在不到100萬年前就出現了，而我們只是在上個世紀或兩個世紀才成為我們所認為的「技術先進的」。有10%的機會，如果通過前面的步驟，會到達一個太空文明？或者更像千萬分之一，百萬分之一，萬億分之一，甚至更糟？

Alan Chinchar於1991年在空間站自由軌道上。圖片版權：NASA

事情的真相是，我們不知道。但知道宇宙給智慧生命提供了大量的機會，大約為10^22個。而且也知道，從生命中的機會到太空，技術先進的文明只有一個小概率。我們不知道的是，這個概率是10的負3次方，10的負20次方，10的負50次方，或任何概率。我們知道人類的生命至少在這個宇宙中出現了一次，所以概率必須是非零的。但除此之外呢？我們需要數據。沒有任何推測或聲明可以取代這些信息；必須找到它才能知道。除了各種類型的預言者可能會聲稱的其他任何東西，也只不過是猜測罷了。

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作者：Ethan Siegel（天體物理學家）

內容：「博科園」判定符合今主流科學

來自：Forbes science

編譯：卿君側

審校：博科園

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