銀河系中只有人類嗎？

天文學家現在已經在銀河系中發現了數千顆繞其他恆星執行的行星，而且銀河系中可能還有 1000 億顆恆星也擁有自己的行星。鑑於那裡有如此多的世界，科學家們很容易希望其中一些世界一定孕育著有知覺的生物。畢竟，地球真的會在如此多的行星中顯得獨一無二嗎？

這有可能。對於地外智慧生命可能性的樂觀態度忽略了我們對人類如何出現的認知。我們之所以存在，是因為一連串難以置信的巧合——許多、許多、許多事情都必須正確發生，才能形成我們現在所處的局面。事實上，這條鏈條是如此難以置信，以至於我們有充分的理由得出結論，人類很可能就是銀河系中唯一的技術文明。（讓我們把宇宙中無數的其他星系放在一邊，因為正如俗話所說，“在無限的宇宙中，一切皆有可能。”）

特殊時機

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這些巧合始於重元素的製造，其中包括所有比氫和氦重的元素。第一批恆星誕生於由這兩種最輕元素組成的氣雲中，這是 130 多億年前宇宙大爆炸的殘餘物。它們不可能擁有行星，因為沒有製造行星的物質——沒有碳、氧、矽、鐵或任何其他金屬（天文學家對化學上的細微差別漠不關心，將所有比氫和氦重的元素都稱為金屬）。

金屬是在恆星內部產生的，並在恆星死亡時丟擲物質時擴散到太空，有時以壯觀的超新星爆發的形式。這種物質豐富了星際雲，因此由這些星雲產生的每一代後續恆星都將比上一代具有更高的金屬丰度。當太陽在大約 45 億年前出現時，這種富集作用已經在我們的銀河系鄰域中持續了數十億年。即便如此，太陽大約包含 71% 的氫、27% 的氦和僅 2% 的金屬。它的成分反映了構成太陽系的氣雲的成分，因此包括地球在內的岩石行星僅由少量元素構建材料形成。比太陽更古老的恆星金屬含量甚至更少，相應地，形成類地岩石行星的機會也更少（巨型氣態行星，如木星，更容易形成，但不太可能孕育生命）。這意味著，即使我們不是銀河系中唯一的技術文明，我們也一定是最早的技術文明之一。

特殊位置

我們在銀河系中的位置也很適宜。太陽位於一個薄薄的恆星盤中，直徑約為 100,000 光年；它距離銀河系中心約 27,000 光年，略微超過了通往邊緣的一半距離。總的來說，更靠近中心的恆星含有更多的金屬，而且那裡有更多的老恆星。這種情況在盤狀星系中很典型，盤狀星系似乎是從中心向外生長。

從製造岩石行星的角度來看，更多的金屬聽起來是件好事，但對於生命來說可能並非如此。金屬丰度過高的一個原因是恆星在中心附近聚集得更密集，因此那裡有許多超新星，它們產生高能輻射——X 射線和被稱為宇宙射線的帶電粒子——這對附近恆星的行星有害。銀河系中心也是一個非常大的黑洞人馬座 A* 的所在地，它不時產生強烈的輻射爆發。

然後是能量更高的事件，稱為伽馬射線暴的問題。天文學家利用引力波研究瞭解到，其中一些爆炸是由中子星合併引起的。對其他星系中伽馬射線暴的觀測表明，它們在星系擁擠的內部區域更為常見。一次伽馬射線暴就可能使銀河系的核心區域變得荒蕪，而基於對其他星系的研究的統計資料表明，我們的星系中每 100 萬到 1 億年就會發生一次伽馬射線暴。

在遠離中心的地方，所有這些災難性事件的影響都較小，但恆星較為稀疏，金屬丰度也較低，因此岩石行星（如果有的話）也較少。綜合考慮所有因素，澳大利亞國立大學的查爾斯·H·萊恩韋弗等天文學家推斷，存在一個“銀河系宜居帶”，從銀河系中心延伸約 23,000 到 30,000 光年——僅佔銀河系半徑的約 7%，由於恆星向核心集中，因此包含的恆星不到 5%。該區域仍然包含大量恆星，但排除了我們銀河系中大多數恆星存在生命的可能性。

太陽靠近宜居帶的中心，但其他天文特性也使我們的太陽系與眾不同。例如，有一些證據表明，行星以近圓形軌道有序排列，提供長期穩定性是不常見的，大多數行星系統都是混亂的地方，缺乏地球為生命進化提供的平靜環境。

特殊行星

所有關於類地行星的討論都掩蓋了另一個關鍵的區別。天文學家已經發現了許多這樣的世界，但當他們說“類地行星”時，他們所指的只是宜居帶中與我們大小相近的岩石行星。按照這個標準，我們所知的最像地球的行星是金星——但你永遠無法在那裡居住。你可以在地球上居住的事實是幸運環境的結果。

這兩顆行星在幾個重要方面存在差異。金星有一個厚厚的地殼，沒有板塊構造的跡象，並且基本上沒有磁場。地球有一個薄而活動的地殼，板塊構造活動，尤其是在板塊邊界周圍，透過火山活動將物質帶到地表。在地球漫長的歷史中，這種活動將礦石帶到地表，人類可以在那裡開採它們，為我們的技術文明提供原材料。板塊構造還將營養物質帶到地表，以補充那些被生活在那裡的細胞消耗的營養物質，這對於碳迴圈和長期穩定溫度至關重要。地球還有一個大型金屬（日常意義上的金屬）核心，再加上其快速旋轉，產生了一個強大的磁場，以保護其表面免受有害宇宙輻射的侵害。如果沒有這個屏障，我們的大氣層可能會被侵蝕，地表上的任何生物都會被烤焦。

我們行星的所有這些屬性都與我們的月球直接相關——這是金星和許多其他類地行星所缺乏的另一個特徵。科學家們最合理的猜測是，月球形成於太陽系歷史的早期，當時一個火星大小的天體碰撞了新生的地球，一次擦肩而過的撞擊導致兩個原行星都融化了。來自這兩個天體的金屬物質沉降到地球中心，我們星球上大部分原始的較輕的岩石物質飛濺出來成為月球，使地球的地殼比以前更薄。如果沒有那次撞擊，地球將像金星一樣成為一塊貧瘠的岩石，缺乏磁場和板塊構造。如此大的月球的存在也充當了我們星球的穩定器。數千年來，地球在繞太陽執行時，其軸心一直在晃動，但由於月球的引力影響，它永遠不會遠離垂直方向傾倒，就像火星似乎發生的那樣。我們無法說這種撞擊發生多少次才能形成像地球及其月球這樣的雙星系統。但顯然，它們是罕見的，如果沒有我們的衛星，我們很可能不會在這裡。

特殊生命

一旦地月系統穩定下來，生命就以近乎不體面的速度出現了。暫且不提關於更早期生物證據的有爭議的主張，科學家們在 34 億年前的岩石中發現了單細胞生物的化石遺骸——僅僅比地球本身年輕約 10 億年。乍一看，這對任何希望找到外星生命的人來說都是好訊息——當然，如果生命在地球上如此迅速地開始，它也可以在其他行星上同樣容易地產生？問題在於，儘管生命開始了，但在接下來的 30 億年裡，它並沒有做太多事情。事實上，與最初的細菌細胞基本相同的微生物今天仍然生活在地球上——可以說是我們星球生命史上最成功的物種，也是“如果它沒有壞，就不要修理它”的經典例子。

這些簡單的細胞，被稱為原核生物，只不過是果凍袋，包含生命的基本分子（如 DNA），但沒有細胞核和線粒體等特殊結構，線粒體利用化學反應來產生你身體細胞所需的能量。更復雜的細胞，即動植物的組成部分，被稱為真核生物，它們都起源於大約 15 億年前發生的單細胞融合。

這種融合涉及兩種原始的單細胞生物：細菌和古菌。後者之所以得名，是因為它們曾經被認為比細菌更古老。現在的證據表明，這兩種形式大約在同一時間出現，即生命首次在地球上出現時——這意味著無論生命是如何開始的，它實際上都出現了兩次。一旦生命出現，它就在大約 20 億年的時間裡基本保持不變地進行著它的活動。這些活動包括，除其他外，透過吞噬其他原核生物並利用其原材料來“吃掉”它們。

然後，戲劇性的轉折點到來了：一個古菌吞噬了一個細菌，但沒有“消化”它。細菌成為了新細胞（第一個真核生物）的居民，並進化到在其中執行專門的職責，讓宿主的其餘部分可以自由發展，而無需擔心從哪裡獲得能量。然後，細胞重複了這個技巧，變得更加複雜。

地球上所有高等生命形式的細胞之間的相似性表明，它們都起源於一個單一的單細胞祖先——正如生物學家喜歡說的那樣，在細胞層面，你和蘑菇之間沒有區別。當然，這種技巧可能發生過不止一次，但如果確實發生過，其他原始真核生物就沒有留下後代（可能是因為它們被吃掉了）。如此單一的細胞融合是多麼不可能發生，這可以從它花費了 20 億年的進化時間才發生來衡量。

即便如此，在接下來的 10 億年左右的時間裡，也沒有發生太多事情。早期的真核生物聚集在一起形成了多細胞生物，但起初這些生物只不過是扁平的、軟體的生物，類似於被子的結構。導致今天地球上生命多樣性的多細胞生物的擴散僅僅在約 5.5 億年前爆發，即所謂的寒武紀大爆發。這是一個如此壯觀的事件，以至於它仍然是化石記錄中最重要的一次事件。但沒有人知道它為什麼會發生——或者它在其他地方發生的可能性有多大。最終，生命的爆發產生了一個能夠發展技術並想知道自己來自何處的物種。

特殊物種

從原始物種到高等物種的進化過程並非易事。人類的歷史寫在我們的基因中，其細節如此詳盡，以至於可以從 DNA 分析中確定不僅不同種群來自哪裡，還可以確定有多少種群存在。從這類分析中得出的令人驚訝的結論之一是，生活在中非彼此靠近的黑猩猩群體在基因上的差異比生活在世界兩端的人類更大。這隻能意味著我們都起源於一個極小的人類種群，可能是某些或多次災難的倖存者。

DNA 證據特別指出了兩個進化瓶頸。大約在 15 萬年前，人類的數量減少到不超過幾千人——甚至可能只有幾百對繁殖夫婦。大約在 7 萬年前，整個人類的人口降至約 1000 人。儘管對證據的這種解釋受到了一些研究人員的質疑，但如果它是正確的，那麼現在地球上的數十億人都起源於這個群體，這個群體太小了，以至於今天數量減少到這種程度的物種很可能被視為瀕危物種。

我們這個物種能夠倖存下來——甚至繁榮起來，最終增長到近 80 億，並發展成為一個技術社會——真是令人驚歎。這個結果似乎遠非必然。

當我們把一切放在一起時，我們能說什麼呢？生命有可能在銀河系的其他地方存在嗎？幾乎可以肯定是的，考慮到它在地球上出現的速度。今天是否有可能存在另一個技術文明？幾乎肯定沒有，考慮到導致我們存在的這一連串環境。這些考慮表明，我們不僅在我們的星球上是獨一無二的，而且在整個銀河系中也是獨一無二的。如果我們的星球如此特殊，那麼為我們自己、我們的後代以及所有以地球為家園的生物保護這個獨特的世界就變得更加重要。