本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
這篇文章是一個系列文章中的一篇,涵蓋並擴充套件了《哥白尼情結》(大眾科學/FSG)一書中的主題。
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對話通常是這樣的
你認為宇宙中只有我們嗎?
答案 A)
不,絕對不是。宇宙如此浩瀚,我們並非位於中心或任何中心位置,認為人類或地球在任何方面是特殊或重要的,那將是極度的自負。
答案 B)
我們可能是。從未有確鑿的證據表明存在地外生命,而且我們的星系已經足夠古老,以至於智慧文明現在應該已經遍佈各處。
我已經記不清有多少次與科學家、家人、酒吧裡的陌生人,以及(有一次)在挪威一片茂密的森林山坡上與一對看起來有點可疑的徒步旅行者(他們可能剛剛在某處藏匿了一具屍體)進行了這樣的交流。但令人著迷的是,我們傾向於歸入陣營 A 或陣營 B,以及我們對自己的答案感受有多強烈。
有一些需要注意的地方。“我們”在最初的問題中是一個含義豐富的詞。它可以被理解為“技術智慧生命”(即現代人類喜歡認為自己是的那種),或者它可以被理解為“黏液”——代表著地球上大部分生命物質,並且一直如此的單細胞微生物生命。如果使用這些類別來細化“我們”的定義,答案可能會略有改變。事實上,A 和 B 兩種回答都傾向於趨同於溫和的中間立場,大致意思是宇宙中可能存在大量的微生物型生命,它們像黏液一樣潛伏在最喜歡的岩石下,而不是建立泛銀河帝國,而更復雜的生命要麼非常稀少(如所謂的稀土假說),要麼從未能遠距離進入星際空間(這是被稱為大過濾器概念的一部分)。
這是一個非常令人不滿意的狀態,一組答案在很大程度上受到我們對地球上事件的解釋的影響。如果我們能夠在其他地方——無論是在太陽系還是更遙遠的地方——探測到具有獨立起源的生命,這種僵局就會被打破,但這仍然是一個尚未實現的挑戰。
這種情況可能不會持續太久,在我們探索火星以及我們探索彗星和冰衛星等地方的雄心壯志之間,我們似乎真的越來越接近於考察本地生命的可能性。隨著大量系外行星的探測,以及即將到來的任務(如TESS)對所有最佳鄰近目標進行近期的編目,我們應該能夠應用下一代空間和地面“超級天文臺”來對一些潛在的類地行星的性質進行粗略的測量。但這是一種樂觀的看法。在所有這些例子中,未探測到生命(無論是化石還是化學特徵)不太可能消除這些地方存在生命的可能性——我們根本無法做到如此徹底。
因此,不幸的是,在十年後,我們很可能仍然在進行 A 與 B 的對話。表面上看,折衷方案——微生物型生命可能很常見,但像我們這樣的生命卻不然——似乎是一個不錯的答案。然而,這裡有一個問題。
這個論點的大部分都取決於這樣一個想法,即地球上覆雜的細胞、多細胞生命(從線蟲到綿羊的一切生物)之所以存在,僅僅是因為一系列非常具體但低機率的事件——包括地球形成的方式和地點(有水,有板塊構造),到一顆大型衛星的存在(使我們的自轉軸不會變化太大),再到兩個同樣簡單、單細胞生物的偶然合併,在大約 20 億年前產生了複雜的真核生命。因此,一個行星孕育出像我們這樣的生物的機率極其渺茫,因此即使在擁有數千億個星系和近 140 億年曆史的宇宙中,這種情況也不可能在許多其他地方發生。
除非這是一種非常具體的事後對事實的解釋(一種事後分析)。用一個類比來說,想象一下,你有一天早上被電話鈴聲吵醒。你接了電話,是一位遠房表親打電話來告訴你他們的新號碼。後來,當你走去上班時,一輛公交車對著交通按喇叭,你抬頭看到公交車側面的一些電話號碼數字。午餐時,一張撕破的報紙碎片粘在你的腳上,頭條新聞是國家彩票有一個創紀錄的鉅額獎金。回到工作崗位,一位同事堅持讓你參加一個會議,會議上“獎金”這個詞被廣泛使用。在回家的路上,你停在一個報攤,決定買一張彩票。第二天早上,你發現你贏得了鉅額頭獎!
你對此作何感想?你的本能反應是回顧前一天發生的事件,驚歎於你如何一步一步地被一系列不可能發生的事件引導到這一點。你推理說,總而言之,這是令人難以置信的不可能,彷彿宇宙選中了你來贏得大獎!
然而,這根本不是真的。總會有人,在某個地方,贏得彩票。無論他們是誰,無論在什麼情況下,他們都會有同樣的想法。前一天、前一週或前一年的事件都會因結果而呈現出新的意義。會有他們看到的數字,做出的選擇,採取的步驟,以及似乎導致這一點的隨機事件。
當然,其中一些事件是必要的,但如果換成另一個人中獎,這些事件也會完全不同。關鍵在於,聲稱導致你中獎的事件鏈是唯一可能發生的方式,這將是極其不合理的。
所有這些都回到了地球上生命軌跡“稀有性”的想法。事實是,我們的視角與彩票中獎者沒什麼不同。回顧 40 億年的生物-地質-化學演化,並說像我們這樣的生物是一種高度不可能的結果,這很容易。但實際上,我們不知道這是否真的如此,而且我們無法知道,因為我們沒有關於數十億個其他世界在銀河系中如何發展的任何資訊。從某種意義上說,我們不知道宇宙中有多少張中獎彩票,也不知道它們是如何被選中的。
這引出了一個新的問題(我將在稍後的第二部分文章中探討),關於為什麼我們一無所知,以及其他地方複雜的,甚至是技術性的生命,是如何一直不被我們發現的……