智慧是奇跡皇冠上的寶石。

《創造亞當》局部。米開朗基羅
「人們通常只會在真理面前偶爾駐足。」——溫斯頓·丘吉爾
地球氣候宜人,水量充沛;地球含有豐富的各類元素;地球上既有海洋,也有大陸;地球生命很早就已開始孕育……這一切,最終導致了人類——這種擁有自我意識的生物在宇宙中出現。
一個行星同時擁有以上這些條件的確非常罕見。莫非地球是一個被優選過的地方?莫非這是一種精心設計?
在下結論前,有必要以實事求是的態度,回答三個問題。

地出。阿波羅17號 / NASA
第一個問題,生命產生的條件是什麼?
生命的產生需要一般條件,也需要特殊條件。地球生命產生的特殊條件在別處是否也有可能具備?
假如外星生命的結構與地球生命相似,那麼僅銀河系,就存在著幾十億個符合條件的行星。
近年來的系外行星研究結果已經明確,宇宙中形態各異的巖石質行星不計其數。
如果這些行星和它們的太陽距離恰到好處,如果它們擁有一個和地球相似的大氣層,那里就可能有液態水。
隨著技術的進步,探測系外行星的大氣結構也已經越來越可行。

銀河系想象圖。NASA
當然,除此之外,宇宙中也存在著對生命不利的因素。
如果行星位于星系中心,所在區域恒星密度過高,就容易被超新星爆發「消毒」。
的確,星系中心的恒星密度高了,超新星爆發的機率也會高;但與此同時,重元素的生產速度也快了,復雜生命出現的時間有可能更早。
幾十億年時間才演化出人類,或許只是因為地球離銀河系中心太遠。
只有當行星離超新星非常近——比銀河中心平均星際距離還近,或者恰好被超新星爆發的波束照到的時候,才有可能被「消毒」。即便被照到,也不會造成徹底的滅絕——因為波束存在的時間很短,一次只能「消毒」半面。只要大氣層還在,只要生命的種子還在,一旦環境恢復,復雜生命便會卷土重來。

木星和木衛一。新視野探測器 / NASA
其次,如果行星所在的太陽系中沒有木星這樣的大家伙,就有可能經受更多的小行星轟擊,進而使生命的誕生更加困難。
一個沒有木星的太陽系可能會保留更多的小行星,但它們同時也失去了被擾動的機會,失去了闖入內太陽系的機會。
頻繁的生命滅絕事件也許會使復雜生命出現得較晚,但同時會加速生命的分化,提升智慧生命出現的機率。

行星狀星云「科胡特克4-55」。哈勃太空望遠鏡 / NASA
最后,如果宇宙太年輕,那就不會有足夠多的重元素,而這是生命的必要條件;如果生命出現得太晚,也會沒有充足的時間演化出文明。
人類在宇宙中的出現時間相對較早。但在太陽系誕生前,制造恒星和行星的材料,就已經廣泛分布在了各個星系中。
在我們發現的備選宜居行星中,有一部分年齡已經超過70億至90億歲。由此可見,地球生命很有可能不是宇宙中的首例。

系外行星HD 189733b想象圖。
這是哈勃太空望遠鏡發現的首個含有有機分子的系外行星。哈勃太空望遠鏡 / NASA
第二個問題,生命產生的條件是否罕見?
著名的德雷克方程可以用來推算智慧文明的數量。
根據目前所知,我們可以推算出銀河系大約有一萬億到十萬億個有主行星(不包括流浪行星),其中五百億至八百億是潛在的宜居行星。這些行星是巖石質的,溫度適宜,也有液態水存在的條件。
更重要的是,它們擁有構建生命的元素材料。
根據近年的研究,周期表上幾乎所有的元素遍布整個宇宙,而且含量不少。
特別令人吃驚的是,這些元素能夠以有機分子的形態存在于太空里。銀河中心的「人馬座B」分子云不但有水,還有糖和苯。
不但分子云,原行星盤(能夠形成太陽系的盤狀氣體塵埃團)和從恒星流失的物質中,都存在著甲酸乙酯和n-丙基氰這樣的復雜有機分子。
萬事俱備。生命在宇宙中出現的基數是很大的。

40多億年前的地球想象圖。NASA
把無機物變成有機物是容易的,把沒有生命的有機物變成生命就難了。在科學上,這是一個機率。
在我們身上,這個機率是100%。但在別處,這個機率是多少,到目前為止還不得而知。
如果10-25%的備選行星(或衛星)能夠產生生命,那麼銀河系存在或存在過生命的星球數量大約是200億。這是一個比較樂觀的估計。
按照保守估計,這個機率可能是百萬分之一。也就是說,銀河系存在或存在過生命的星球數量大約是4萬。
我們對大型的、特殊的、多細胞的、使用工具的生命最感興趣。尤其是能夠跨越浩瀚的太空,和我們對話的生命。
但是從具備自我復制能力的有機分子到人類,需要幾十億年。很難說智慧生命出現的機率究竟有多高。但是很明顯,這里運氣的成份很大。恒定的溫度、正確的進化和幸運的偶然都必不可少。否則,生命只能在低級形態徘徊。

寒武紀古生物化石。加州大學伯克利分校
與其說我們是進化的必然結果,倒不如講是個意外。從萬事俱備的地球,到人類的出現,這個機率,樂觀一點的話也許只有百萬分之一。也許十億個地球才有機會出現一次人類。
也許銀河系有2億個行星存在有能力和我們對話的智慧生命;但如果保守一點的話,這個機率只有前面這個數字的2萬5千分之一。
換句話說,生命也許常見,智慧生命肯定罕見。
這是通過有根有據的科學計算得出的結論,是我們真誠面對各種不確定性后得出的結論。

地球。國際空間站 / NASA
第三個問題,如果我們沒有在條件符合的地方發現生命,又意味著什麼?
正如前文所述,這是一個機率問題。我們應該繼續尋找。我們無需把信心寄托在可以被證偽的推測上。
科學是一種方法,它能讓人學會用自己的眼睛看世界。
生命是一頂奇跡的皇冠,而智慧是這頂皇冠上的寶石。無論是大眾還是學界,不相信存在地外生命的人已經不多。只要我們足夠幸運,在一代人的時間里,找到地外生命的證據不是幻想。
 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                