在浩瀚無垠的宇宙之中,人類總不免心懷樂觀,認為生命之花在無數星球中綻放。畢竟地球並非特殊的存在,生命不僅萌芽於此,且前進演化不息、繁衍生息、變異無常,終至智力之巔、科技之巔。若一切物質皆由相同元素構成,宇宙法則一以貫之,則假定我們在宇宙中孤單而行,豈不浪費了無垠的空間?
然而,此一問題無法單純依邏輯推演或情感取舍得出答案,唯有數據和觀察方能提供解答。盡管研究顯示無數星球或許蘊藏生命,但至今我們仍未在任何星球上發現智能生物、復雜生命,乃至基本生命之跡象。在整個宇宙範圍內,人類或許果真孤獨無依。
物種具備智慧、工具使用能力以及探索欲望,便會不可避免地萌生征服星際之願景。但這僅是一種無科學依據的假設,我們需審慎對待,質疑其中任何結論。
在我們之前,人類對太陽系之外的行星知之甚少。正如我們今日所知,僅銀河系便有億萬之星,而整個可觀察宇宙中又包含無數星系。(如今我們得知,在可觀察宇宙中可能存在約2萬億個星系。)
長久以來,我們只能揣測這些星系周圍是否也環繞著行星系統。我們不確定其中多少行星與地球相似;我們也不清楚它們與各自恒星的距離;我們也不知曉與地球類似的世界是普遍存在還是罕見。
然而,在過去三十年中,系外行星科學的圖景已徹底改變。
NASA的開普勒任務在宇宙的特定區域內,透過觀測恒星周圍的行星軌域,向我們揭示了幾乎所有恒星都有行星系統。直接成像、徑向速度研究以及過境系外行星測量的結合,完全改變了我們的認知。在開普勒任務的引導下,我們認識到:
1)大約80-100%的恒星有行星或相關的行星系統,
2)其中大約20-25%的行星,位於其恒星的「宜居帶」,
3)在這些行星上,可能存在液態水,
而其中大約10-20%的行星在大小和質素上與地球相似。
在那些相似於太陽的恒星中(大約20%),它們質素、亮度和壽命也類似。把這些數碼綜合起來,意味著在宇宙中可能存在大約10的22次方顆類似地球的行星,擁有生命孕育的條件。僅在我們的銀河系內,就可能有數十億顆有生命可能的地球類行星。
我們所發現的與地球大小相似的行星,大多圍繞比太陽更冷、更小的恒星。這是由於我們的儀器限制;在這些系統中,行星與恒星的比例大於地球與太陽之間的比例。
然而,知道森林中有鳥與手中有鳥是兩回事。同樣,即便生命的成分與地球早期相似,也不能保證生命必然在這樣的星球上誕生。即使生命確實出現了,它能持久存在、茁壯成長、復混成、分化嗎?此外,它需要多長時間才能發展出高度的智力和先進的技術?考慮到過去45億年間發生的所有事情——包括那些看似隨機的過程所引發的曲折前進演化——可以肯定的是,地球上生命的出現在宇宙中是獨一無二的。那麽生命、復雜生命或擁有先進技術的生命呢?
X-Files第十季的預告片中,墜毀的外星飛船體現了我們對於與智能外星生物接觸的希望和恐懼。但到目前為止,我們還沒有任何證據表明它們存在於銀河系或宇宙的任何地方。
如果我們要求自己在科學上誠實、謹慎,並且對證據既不樂觀也不悲觀,那麽這是關於生命存在的可能性,我們所能做出的聲明。無論是否存在外星生物,或是否我們在宇宙中孤獨存在,以及其他任何觀點,我們所抱有的期望或恐懼,在目前為止並沒有決定性的證據來支持或反駁它們。
銀河系中可能存在數以千計的太空文明,智能外星生物在宇宙的後院進行改造或故意向地球隱藏自己,這些猜測令人激動,但缺乏證據來證實。或許有一天,一系列未被排除的可能性將引領我們獲得更多知識,但如今我們還無法做出任何斷言。
不僅在行星上,在星際空間中,原子也能形成分子,包括有機分子和生命過程中的生物。如果生命的成分無處不在,那麽生命也可能無處不在。這一切都是由先前的恒星造成的。
我們所知的是,在遙遠的過去,如果一顆行星的形成過程與地球相似,那麽為了有我們這樣可辨識的先進文明,三個重要步驟是必不可少的。
1.生命必須以某種方式從非生命中誕生。在這個過程中,偶然性,以及作為生命起源前的非生物先導分子都至關重要。從有機過程的原料前進演化到生命是第一個重要步驟,而要被定義為生命,就意味著必須滿足某些條件,其中最基本的包括新陳代謝、對刺激的反應、生長、適應、前進演化和繁殖。
在我們的星球上,這一重要步驟至少在40億年前發生了一次。它在太陽系的其他地方發生過嗎?在銀河系中呢?甚至在整個宇宙中呢?我們一無所知,在銀河系中的數十億候選行星中,或在可觀察宇宙中的10的22次方候選行星中,這可能在怎樣的頻率下發生。
目前,人類正在研究的技術包括行星上太陽光的反射和大氣過濾吸收的陽光,這些用於測量遙遠星球大氣成分和地表土壤。未來,有機痕跡的搜尋研究也將被套用,這些都可能揭示一個確定居住生命的星球的跡象。
2.生命必須前進演化,發展為多細胞生物,進一步復混成和分化。數十億年來,地球上只有單細胞生命,且相對簡單,基因復制錯誤提供了生物體中大量的變異。最先利用資源的地方,最簡單的生物填補了生態席位。大多數情況下,他們能夠生存下去。
在條件適宜的環境下,生物圈的演化往往伴隨著變異和滅絕的大幕拉開,這為新物種的湧現提供了舞台。自然選擇和物種滅絕事件推動了地球上一系列關鍵的前進演化飛躍,例如DNA的整合、真核細胞的誕生、多細胞結構的形成以及性生殖的出現。這些或許是充滿生機的星球普遍會經歷的變遷,也可能是極為稀少的奇跡,在地球這顆星球上重復上演。然而,具體的真相我們依舊難以揭曉。
正如艾倫·欽查1991年在對空間站自由的設想中所暗示的那樣,能構想並實作此等壯舉的文明無疑會被貼上科技先進的標簽。然而,基於當前的認知,關於它們的存在我們仍然只能抱有美好的設想。
3.智慧生命的演化必須遵循特定的路徑,才有可能孕育出擁有先進科技的文明。在這三個階段中,這一步可能是最充滿變數的。盡管寒武紀生命大爆發已在5億年前上演,然而直到近幾個世紀,地球上的生物才發展出足以被外星觀察者視作智慧生命標誌的先進技術。
我們或特許以向宇宙宣告我們的存在,也可以透過航天器和載人飛行任務擴充套件我們的視野,還可以在星海中搜尋其他形式的智慧生命。然而,在地球之外的宇宙中,我們仍未能找到任何確鑿的證據。或許像我們這樣的生命在宇宙中並不罕見,但也可能我們在可觀測的宇宙中是唯一的生命體。
德雷克方程式為我們提供了一種估算現今銀河系乃至整個宇宙中存在先進航天文明數量的方式。然而,在掌握了計算這些參數的準確方法之前,我們所有的嘗試不過是猜測而已。
在科學知識的指導下,嘗試量化智能生命在宇宙中的出現的可能性,是一個經久不衰的話題:至少可以追溯到20世紀中葉。著名的費米悖論提出者恩裏科·費米認為,如果根據推測智慧生命在宇宙中普遍存在,那麽他們到底身處何方?為何我們始終未能遇見他們?
德雷克方程式為我們提供了一種量化我們所不知的著名工具,然而對於外星生命及智慧文明的存在,我們依舊一無所知。這一假設包含了以下幾種可能的解決方案:
1)外星生命確實存在,但我們沒有使用正確的方式去探索,
2)智慧生命往往在技術進步的道路上自我淪陷,
3)智慧生命普遍存在,但他們更傾向於自我孤立,
4)有意避開地球,
5)星際旅行的難度極大,
6)或者外星人已經隱匿在我們之中(就像【黑衣人】中的情節一樣)。
這些解答往往會忽略一個最直接的選項:在生命前進演化的三個關鍵階段中,可能其中一個格外艱難,以至於在整個可觀測宇宙中,唯有我們存在。
智慧外星生命,如果它們確實存在於星系間或宇宙之中,我們可能會透過多種跡象發現它們,如電磁訊號、行星工程或航天活動等。然而,到目前為止,我們尚未找到任何居住著外星生命的星球的證據。我們或許真的獨自漂泊在宇宙的海洋中,但更誠實的說法是我們對於相關可能性的理解還不足以支撐我們做出定論。
科學的發現引領我們在追尋宇宙真理的道路上不斷前進。我們了解了宇宙的規模、其中的星辰數量、類似太陽的恒星以及可能孕育生命的行星系統。我們意識到生命的組成部份遍布各地,也知曉了生命的前進演化歷程,以及它如何在地球上孕育出我們。
然而,生命究竟如何起源,一個行星上從無生命物質中誕生生命的機率有多大?如果生命確實出現了,那麽它走向復混成、分化以及智慧化的概率又是多少?在生命歷經所有這些裏程碑後,它發展出航天技術或高度科技文明的可能性有多大,這樣的生命又能延續多久?答案或許近在咫尺,但我們必須牢記,在所有可能中,最保守的那個可能才是我們所擁有的現實。在整個宇宙的範圍中,至少在我們找到相反的證據之前,生命存在的唯一實證就是我們自己。