人类尚未与宇宙中的其他生命建立联系,其原因是因为我们在宇宙中是第一个拥有可以与其他文明交流的科技的文明吗?
是的。
这个问题相当复杂,细节众多。所以这个问题的答案恐怕会很长,抱歉。
费米悖论是说,如果智慧生命是普遍存在的,为什么我们找不到任何证据,为什么我们探测不到电磁信号?
关于费米悖论的三种解决办法如下:
我们是第一个。
我们是并不寻常·。
我们被干了。
我们是第一个:很明显,我们是第一批会使用工具以及复杂工具的智慧科技文明,或者可能是这个星系的第一个。
实际上这比人们所想象的更加合情合理。许多事实使人们觉得这是不可能的。(我们只是浩如烟海的群星中一颗普通的行星,环绕着一颗普普通通并不起眼的恒星运动;为什么我们应该是第一个?)
然而,这些事实可能并没有人们想象中的那么具有说服力。
首先,我们的宇宙刚进入了一个足够平稳的时期,这不仅为生命诞生提供了条件,也足以让生命在当长的一段时间里得到发展。早期的宇宙是相当暴烈的,到处都充斥着超新星爆发、伽马射线暴还有其它一系列可怕的事件,每一件都能轻易摧毁一个星系里的绝大部分生命。如今的宇宙比当时友好多了。
图解:大质量恒星通过核聚变将轻元素转化为重元素的艺术想象图。当核聚变产生的压力不足以抵抗重力时,这颗恒星就会迅速坍缩为一个黑洞。理论上,坍缩过程中的能量将会从自转轴两端射出形成伽马射线暴。图源:wikipedia
另外,因为金属主要是由超新星和中子星爆发产生,所以早期的恒星系统几乎没有金属。只有后来产生的太阳系其行星里才会含有丰富的金属。如果他们的星球上连铁都没有,那么他们的文明又怎么可能会发展到铁器时代呢?
随着我们对恒星系统结构的认识越来越深入,我们发现我们的太阳确实很普通,但我们的太阳系却是实实在在的与众不同。当我们观察其它恒星系统时,发现它们的行星倾向于拥有相同的体积;然而我们的太阳系,拥有体积较小的内侧岩石行星以及体积巨大的外侧气态巨行星,这是很不同寻常的,甚至可以说是独一无二的。
图源:wikipedia
这很重要,因为行星的体积和其金属含量很重要。如前所述,你不能让一个在不含有铁的行星上诞生的智慧生命发展到铁器时代。那些远大于我们地球的气体巨行星不大可能含有易获得的铁。
许多人都以为进化应该是有目标的,比如以智慧生命为目标。但其实这是不正确的。实际上,我们并不比恐龙进化的更好。进化的结果并不一定是智慧生命。
因为发生了一系列巧合才有了我们人类如今。小行星与地球的一次偶然相撞为我们扫清了进化的道路,所以才会有有智慧的哺乳动物。没有小行星?那地球上的生命可能会大不一样,不,是肯定。
图源:space
我们能发展出文明是因为我们发现了蕴藏在煤炭和石油里的巨量能量。这些煤炭和石油来源于那无数埋在地下的寒武纪生命。没有寒武纪大爆发,没有随后被埋在地下的广阔森林来产生碳和碳氢化合物,就不会有工业革命,人类文明的发展也将永远停留在封建社会。
图解:寒武纪大爆发。图源:John Moffitt sur Twitter
我们并不寻常:这提出基本相同的论据来论证智慧生命可能并不唯一,我们也不一定是第一个,但一个能进化出智慧生命并且有足够发达的科技来发射或是接受电磁波的种族可并不常见。在任何一个特定的时期,一个星系中也不过只有一两个。
这种认为我们并不寻常的解决办法假设存在一种大筛子,比如某种统计上稀少或其他反常的事物,这可能并不一定使得生命很罕见,但确实让会使用电磁波的智慧生命变得很稀有。
要想进化出智慧生命,除了需要一条能发展出智慧生命的进化之路以外,还需要其它一系列条件:能使其茁壮成长的良好环境,能使其科技进步的丰富资源,等等。
像大筛子这样使得生命从“细菌”到“能使用电磁波”的每一步发展都近乎不可能的事物可能不止一个。
一个可能的大筛子是放氧光合作用。产生氧气的光合作用并不是一定会发生的。实际上,光合作用产生氧气的过程进行的是很缓慢的,而且产生的氧气也是极其有限的。
在这颗行星早期,大气里是不含氧气的。生命就在这没有氧气的大气里发展。蓝菌门,地球上最早的光合放氧生物,产生的氧气几乎将当时的生物悉数抹除。氧气对厌氧生物是有毒的。
图解:显微镜下的筒孢藻属,蓝菌门的一个属。图源:wikipedia
就我们所知,如果大气没有氧气,那生命就不能进行高效的新陈代谢。没有高效的新陈代谢,就不会有高耗能的大脑。机体进行抽象思考需要耗费相当巨量的能量。你的大脑消耗的能量占你身体消耗的总能量的相当一部分。任何懂计算机的人都知道,处理数据需要消耗能量,很多能量。
所以这就可能使得光合放氧作用是很少见的。如果是这样的话,那智慧生命可能也并不是那么常见。
预计将于明年发射的詹姆斯·韦伯空间望远镜,其任务就是寻找大气中含氧的系外行星。如果真的找到的话,那对寻找地外生命来说无疑是一件大好事。因为如果没有光合作用的话,大气中的氧就会和其它东西结合,然后消失。
图解:詹姆斯韦伯望远镜的顶部3/4预览。图源:wikipedia
我们被干了:这个也是假设存在一个大筛子,只不过这个大筛子并不是在我们前面,而是在我们后面。
根据这个假设,会使用工具的智慧生命可能普遍存在,但经历漫长工业化发展的智慧生命就不是那么常见了,甚至可能,不存在。
智慧生命发展的趋向于从体力劳动到脑力劳动。问题是,在建立文明之前,那些让生命体生存发展的行为特征,正好成为了它在庞大复杂文明社会里发展的阻力。
对原始社会的小群采猎者来说,像部族制度、敌外意识、对外侵略、暴力行为之类的行为特征,是他们生存下来的必要条件。而对于一个全球化的工业社会,这恰恰是其生存的阻力。
随着时代的发展,仅凭一人之力可以杀死的人的数量迅速增加。一个采猎者几乎不可能在5分钟内杀死500人,至少不会那么容易。但对一个生活在现代工业社会的个体来说,只要有周详的计划,5分钟内杀掉500人轻而易举。随着科技的发展,在未来,一个人在5分钟内杀死5000人可能都不是什么难事,甚至五十亿人,甚至一百五十亿人……你懂我的意思。
所以这种我们被干了的想法假设,在发展科技直到足以星际交流的过程中,我们会不可避免的跨过一个门槛。一旦跨过这个门槛,决定是否抹除那些种族将变得轻而易举,那些以后也会面临同样选择的种族。
参考资料
1.维基百科全书
2.天文学名词
3. quora- D
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