关于地外生命

    首先需要声明,这不是一篇严谨的科普文章,仅仅是我个人对“地外生命”的一些理解;文章中涉及的概念与观点可能不符合客观事实,也可能与主流科学相去甚远,甚至存在逻辑漏洞,还请诸位多多见谅,毕竟我本人的知识十分有限;

    关于地球以外是否有生命以及其形式,一直以来都是人类绞尽脑汁想要知道的问题;但到目前为止,人类尚未发现地球以外有生命存在,这一直困扰着人类,我们在宇宙中处于什么地位?我们是孤独的旅行者吗?

定义生命

    什么是生命?我们将生命定义为能够吸收能量并完成自我复制的物质的集合。这个定义可以说相当宽泛了,基本上包含了我们已知的所有生命形式,甚至能帮助我们探索未知的生命形式。

    在人类早期对地外生命的讨论中,一直局限于寻找类地行星,寻找适合地球生物生存的星球,希望在这些星球上找到与地球生命类似的其他生命形式,这极大限制了我们的视野;其他星球的生命形式可能与我们地球生命完全不同,他们可能不是碳基的,可能没有实体形态,也可能跟小说『三体』中描述的一样,能够主动脱水并圈起来带走。

生命产生条件

    生命存在是显而易见的事实,但生命在各种条件下能够产生,这种条件在我们宇宙中是否常见?这都是值得我们思考的问题。

    生命产生的条件是什么呐?你也许会说水,光线,大气等等,但这些条件都太趋近表层了,我们想探讨生命产生的底层条件。我们认为生命产生的条件是存在能量不均衡,并产生能量交换。恒星对外的能量辐射,原子衰变产生的辐射,卫星引力产生的潮汐等等,都会制造制造这种能量不均衡。

  这种不均衡在宇宙中是无处不在的,地球上存在,月球上也存在,火星,金星,水星上都存在,为什么只有地球上有生命存在呐?我们认为,虽然生命产生的基础条件在宇宙中十分普遍,但是,这并不意味着一定会产生生命,能量不均衡所导致的其他条件也十分关键;

生命是否普遍存在

    我们前面的讨论认为生命产生的基础条件在宇宙中普遍存在,生命在宇宙中是否也普遍存在呐?

    就我们目前所能探索的范围来说,生命在宇宙中并不是普遍存在的。月球上没有生命,我们也没有收到来自其他星球的生命所发出的信号。

    但是,相对于整个宇宙而言,人类探索过的区域是非常有限的,甚至可以说我们基本没有对宇宙做任何实质性的探索,毕竟连太阳系我们都没有走出过;我们只能依据途径地球的光线或其他辐射形式对宇宙进行间接分析,这种分析所能得到的结果是十分有限的。以这种十分有限的探索为基础就得出的结论也应该是不准确的。

    因此,生命在宇宙中是否普遍存在依然是个无法给出明确答案的问题。

费米悖论

    关于“费米悖论”,简单点说就是:“他们都在哪儿?” 单独看这句话有点摸不着头脑,我们简单扩展一下:如果生命普遍存在于宇宙中,那为什么到目前为止他们没有到访地球,我们也没有发现任何能够证明地外生命存在的证据呐?这些地外生物都在哪儿?

    这又涉及到另一个问题:宇宙是有限的,还是无限的?宇宙有没有边界?这里我们没有在“宇宙”前面加上“我们所处的”这样的限定词,因为一旦加上了这样的限定词就相当于承认了宇宙是有限的。

    假设宇宙是无限的,那任何概率非零的事件在无限的宇宙中都有发生的可能性,毕竟无穷大乘上任何非零正数结果都是无穷大。这种假设下,我们可以认为宇宙中是有其他生命存在的,并且有无数生命存在。

  如果假设宇宙是有限的,上面对无穷大的描述在这个有限的宇宙中就不存在了,只要事件发生的概率足够小,那该事件就不会普遍存在。但是需要注意的是,根据天文学家们的推算,银河系有1000~4000亿颗恒星,整个宇宙有20万亿亿~40万亿亿颗恒星,这已经是相当大等我数量了,即使生命产生的概率很小,在这么大的基数中,依然有可能发生;比如,我们假设生命产生的概率为一亿分之一,那银河系会有1000~4000个小星系有其他生命存在,整个宇宙会有20万亿~40万亿个小星系有生命存在,这是个相当可观的数字了;当然,这个一亿分之一的概率是我们假设的,没有任何依据;

    无论宇宙是有限的还是无限的,我们都有理由相信地外生命是存在的,那我们也要发出那个疑问了:“他们都在哪儿?”

    孤独的地球

    也许地球真是孤独的,宇宙中产生生命的概率实在太低了,低到只有地球上孕育出了生命,其他所有星球上到现在依然是一片死寂,没有任何生命。

    这种假设与我们上面的分析不太相符,但是也不能认为完全没有可能。如果地球真的是孤独的行走在宇宙中,人类身上所担负的责任将无限巨大;没有现成的石头可以让我们摸着过河,我们需要加倍小心,任何错误的抉择都可能将人类带入死路;如果未来某一天人类真的不幸走到了万劫不复的境地,我依然相信我们会以某种方式将生命送到广袤的宇宙中,并期望他们在其他地方重新发展繁荣,完成人类未尽的事业;也许我们现在的所有努力都是为了这一天到了的时候能为自己争取到一次重新开始的机会。

    生命隔离

    这种理论认为宇宙中有其他生命存在,但是由于彼此之间相隔的距离或时间太遥远了,各个生命系统都无法突破这种距离而产生接触;

    若以海王星作为太阳系边界,则太阳系直径为60个天文单位;银河系直径介于10万~18万光年之间(1光年=63241.08天文单位);与太阳系距离最近的恒星系统是半人马座α星C,距离4.22光年;

  宇宙尺度的距离对于生命来说是十分遥远的,这种大尺度的距离隔离开了宇宙中的生命群,使得他们彼此之间难以相遇,甚至难以探查到对方等我存在。

    另一个方面,时间也是生命隔离产生的一种可能;可观测的宇宙年龄大约为138.2亿年,太阳系的年龄大约是46亿年,地球的年龄大约是45.5亿年,地球形成之后的10亿年左右开始形成原始的地球生命,人类的出现也是最近几百万年的事,1957年苏联发射了世界上第一颗人造卫星,距今(2020年)也只有63年,第一次载人航天也仅仅是1961年的事。

  相对于整个宇宙的发展,生命的诞生、发展时间是相当短暂的;生命的发展期间在整个宇宙的时间尺度之内是随机分布的,某个生命群落已经随所在星系毁灭,另一个生命群落可能才刚刚诞生;生命之间可能正是由于这种时间上的隔离而无法相互理解。

    这种隔离思想也有颇多疑点。

    首先,生命真的无法突破距离上等我隔离吗?就人类而言,仅仅经历了几百万年的发展,我们已经能够将航天员送到月球,而且,主要技术进步主要是最近不到300年的时间内完成的;工业革命以来,人类的技术进步以指数形式加速前进,近几年来悲观者认为人类技术进步会减速,摩尔定律会失效,但我们更愿意相信乐观的预测;我们认为人类等我发展速度可能会减慢,但还会以比较快的速度一直向前。在这种发展速度下,经历几万几十万年之后,我们能否突破生物群距离上的限制呐?我们认为完全是可以的。

    至于时间上的隔离,主要是看生命在宇宙中存在的普遍程度了,生命存在越普遍,他们发展期间的重合概率就越高,相互之间取得联系的概率也就越高;另外,如果生命能够突破距离上的限制,他们就能通过星际殖民避免随星系一同毁灭,从而保证自身一直延续下去,这样,时间隔离也就不再是问题了。

    这又引出另一个问题,既然生命通过自我发展可以突破“生命隔离”,那为什么没有地外生命到访地球呐?这一点我们下面再讨论。

  生命过滤

    “生命过滤”理论认为,生命在发展过程中会遇到各种毁灭性的灾难,这些灾难起到过滤器的功能,有些生命群落没有躲过这种过滤器被摧毁了,或者被限制了发展;宇宙中这种过滤机制太强大了,大部分生命群落都无法逃脱被过滤的命运,这导致了生命群落之间的交流机会少到可以忽略,这也是我们至今未发现地外生命的原因。

    看一下地球生物发展史就能发现,地球生命自诞生以来经历过6次物种大灭绝;无论是环境变化,还是小行星撞击,或者是其他物种的活动,都可以看成是上文提到的“过滤器”;这些过滤器消灭了当时大部分生物,从海洋生物种到陆地生物,从无脊椎生物到脊椎生物,每一次大灭绝都会消灭其中的大部分;

    需要注意的是总有一部分生物逃过大灭绝,存活到现在;鸟类等我祖先是恐龙,鳄鱼的历史也可以追溯到恐龙时代,鹦鹉螺、珊瑚等一些海洋生物甚至能追溯到第一次生物大灭绝之前;由此可见,对于生物群落整体而言,我们上文提到的“过滤器”起到的过多是限制而不是完全灭绝的作用;

    我们并不是十分关心前面几次生物大灭绝,毕竟不是发生在我们身上,我们想问的是:人类能否躲过“生命过滤”?

  我们没办法十分笃定的说人类的出现是地球生物演化的必然还是完全是随机事件,但人类对地球资源的利用效率和对地球环境的改造程度是其他物种无法企及的。人类学会了种植作物,解决了大部分人吃饭的问题,甚至有多余的粮食养活数量庞大的肉用动物;人类学会了冶炼金属,生产工具的进步极大提高了人类对自然的改造效率;人类提取了石油煤炭的化学能,又驾驭了电能,这些能源帮助人类跨越大洋,将地球连成一个整体,直至走出地球到达月球;甚至,人造太阳也有望在十几年内实现稳定商用。

    这些先进技术能否使人类逃过宇宙的“生命过滤”呐?我们依然无法给出答案,在整个宇宙的尺度上,我们无法预测未来发生在地球上的“生命过滤”的形式和强度,也就无法判断我们能否应对这种未知的“过滤”。但我们依旧保持乐观,只要给人类一段相对稳定的发展时期,我们就能拥有应对未来危机的能力。

    黑暗森林

    刘慈欣在他的小说『三体』中提出这样一种观点:宇宙就像一个黑暗的森林,其中存在的文明既是猎人也是猎物,大家都尽量隐藏自己,一旦有文明暴露自己的位置就会被其他隐藏在黑暗里的文明毁消灭,以确保已经暴露的文明不会发展到对自己构成威胁的程度。

    这种观点能够部分解释我们对地外生命的疑问,但也只能看成是艺术家的艺术创作。看一下我们的人类自己的行为就可以了:1972,1973年我们分别向太空发射了两张地球名片,以期地外生命能够发现我们的存在;只要技术允许,我们从未停止对外太空的探索,1964年火星探测器第一次传回近距离火星照片,1969年人类登陆月球;

    我们并没有因为对地外生命的恐惧而隐藏自己,而是积极探索未知的宇宙,人类求知的欲望是无限的。从另一个角度讲,即使宇宙中的文明倾向于隐藏自己,当文明扩张到一定程度之后,由于自身星系的资源不能支持自身的持续扩张,文明也不得不探索其他星系以获取自身发展所需的资源,从而暴露自己。

另一种可能

    前面几种理论都无法很好的解释我们对地外生命的疑问,实际上他们也只是对这个问题合理假设,我们对宇宙的了解实在太有限了,这限制了我们的想象力。

    既然都是假设,我们也掺和一下吧;我们假设太阳系甚至银河系都处在宇宙中生命分布比较稀疏的部分,这里资源相对于宇宙其他区域某些资源比较匮乏,或者位于其他文明群落对宇宙的开发尚未的区域,这导致我们被遗忘在这个角落里;同时,地球文明的发展程度太低了,地外生命的存在迹象一直都在,但以我们目前的技术无法探查或者无法理解,这导致我们产生了对地外生命等我各种遐想。

  这种假设太异想天开了?那请回忆一下,你开车行驶在路上的时候关注过路边的蚂蚁巢穴吗?巢穴里面的蚂蚁能知道你从它们身边路过吗?也许我们就是所有被忽略的蚂蚁巢之一,高级生命一直从我们身边路过,我们没有值得他们关注的地方,他们一直无视我们,我们发展水平太低,也无法探查他们的存在;在我们自己看来,人类才是宇宙的唯一,但实际上我们只是一群被忽视的蚂蚁。

最后

    现在我们能否对费米的“他们都在哪儿?”的疑问做出明确回答呐?很显然,不能。

    受限于人类的发展进度,我们对广袤宇宙的探索仍然十分有限,以这样有限的认知无法得出确定的答案。

最后的最后,再次声明,这不是一篇严谨的科普文章,不是!

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