人類尚未與宇宙中的其他生命建立聯(lián)系,其原因是因為我們在宇宙中是第一個擁有可以與其他文明交流的科技的文明嗎?
是的。
這個問題相當復雜,細節(jié)眾多。所以這個問題的答案恐怕會很長,抱歉。
費米悖論是說,如果智慧生命是普遍存在的,為什么我們找不到任何證據(jù),為什么我們探測不到電磁信號?
關于費米悖論的三種解決辦法如下:
我們是第一個。
我們是并不尋常·。
我們被干了。
我們是第一個:很明顯,我們是第一批會使用工具以及復雜工具的智慧科技文明,或者可能是這個星系的第一個。
實際上這比人們所想象的更加合情合理。許多事實使人們覺得這是不可能的。(我們只是浩如煙海的群星中一顆普通的行星,環(huán)繞著一顆普普通通并不起眼的恒星運動;為什么我們應該是第一個?)
然而,這些事實可能并沒有人們想象中的那么具有說服力。
首先,我們的宇宙剛進入了一個足夠平穩(wěn)的時期,這不僅為生命誕生提供了條件,也足以讓生命在當長的一段時間里得到發(fā)展。早期的宇宙是相當暴烈的,到處都充斥著超新星爆發(fā)、伽馬射線暴還有其它一系列可怕的事件,每一件都能輕易摧毀一個星系里的絕大部分生命。如今的宇宙比當時友好多了。
圖解:大質量恒星通過核聚變將輕元素轉化為重元素的藝術想象圖。當核聚變產(chǎn)生的壓力不足以抵抗重力時,這顆恒星就會迅速坍縮為一個黑洞。理論上,坍縮過程中的能量將會從自轉軸兩端射出形成伽馬射線暴。圖源:wikipedia
另外,因為金屬主要是由超新星和中子星爆發(fā)產(chǎn)生,所以早期的恒星系統(tǒng)幾乎沒有金屬。只有后來產(chǎn)生的太陽系其行星里才會含有豐富的金屬。如果他們的星球上連鐵都沒有,那么他們的文明又怎么可能會發(fā)展到鐵器時代呢?
隨著我們對恒星系統(tǒng)結構的認識越來越深入,我們發(fā)現(xiàn)我們的太陽確實很普通,但我們的太陽系卻是實實在在的與眾不同。當我們觀察其它恒星系統(tǒng)時,發(fā)現(xiàn)它們的行星傾向于擁有相同的體積;然而我們的太陽系,擁有體積較小的內側巖石行星以及體積巨大的外側氣態(tài)巨行星,這是很不同尋常的,甚至可以說是獨一無二的。
圖源:wikipedia
這很重要,因為行星的體積和其金屬含量很重要。如前所述,你不能讓一個在不含有鐵的行星上誕生的智慧生命發(fā)展到鐵器時代。那些遠大于我們地球的氣體巨行星不大可能含有易獲得的鐵。
許多人都以為進化應該是有目標的,比如以智慧生命為目標。但其實這是不正確的。實際上,我們并不比恐龍進化的更好。進化的結果并不一定是智慧生命。
因為發(fā)生了一系列巧合才有了我們人類如今。小行星與地球的一次偶然相撞為我們掃清了進化的道路,所以才會有有智慧的哺乳動物。沒有小行星?那地球上的生命可能會大不一樣,不,是肯定。
圖源:space
我們能發(fā)展出文明是因為我們發(fā)現(xiàn)了蘊藏在煤炭和石油里的巨量能量。這些煤炭和石油來源于那無數(shù)埋在地下的寒武紀生命。沒有寒武紀大爆發(fā),沒有隨后被埋在地下的廣闊森林來產(chǎn)生碳和碳氫化合物,就不會有工業(yè)革命,人類文明的發(fā)展也將永遠停留在封建社會。
圖解:寒武紀大爆發(fā)。圖源:John Moffitt sur Twitter
我們并不尋常:這提出基本相同的論據(jù)來論證智慧生命可能并不唯一,我們也不一定是第一個,但一個能進化出智慧生命并且有足夠發(fā)達的科技來發(fā)射或是接受電磁波的種族可并不常見。在任何一個特定的時期,一個星系中也不過只有一兩個。
這種認為我們并不尋常的解決辦法假設存在一種大篩子,比如某種統(tǒng)計上稀少或其他反常的事物,這可能并不一定使得生命很罕見,但確實讓會使用電磁波的智慧生命變得很稀有。
要想進化出智慧生命,除了需要一條能發(fā)展出智慧生命的進化之路以外,還需要其它一系列條件:能使其茁壯成長的良好環(huán)境,能使其科技進步的豐富資源,等等。
像大篩子這樣使得生命從“細菌”到“能使用電磁波”的每一步發(fā)展都近乎不可能的事物可能不止一個。
一個可能的大篩子是放氧光合作用。產(chǎn)生氧氣的光合作用并不是一定會發(fā)生的。實際上,光合作用產(chǎn)生氧氣的過程進行的是很緩慢的,而且產(chǎn)生的氧氣也是極其有限的。
在這顆行星早期,大氣里是不含氧氣的。生命就在這沒有氧氣的大氣里發(fā)展。藍菌門,地球上最早的光合放氧生物,產(chǎn)生的氧氣幾乎將當時的生物悉數(shù)抹除。氧氣對厭氧生物是有毒的。
圖解:顯微鏡下的筒孢藻屬,藍菌門的一個屬。圖源:wikipedia
就我們所知,如果大氣沒有氧氣,那生命就不能進行高效的新陳代謝。沒有高效的新陳代謝,就不會有高耗能的大腦。機體進行抽象思考需要耗費相當巨量的能量。你的大腦消耗的能量占你身體消耗的總能量的相當一部分。任何懂計算機的人都知道,處理數(shù)據(jù)需要消耗能量,很多能量。
所以這就可能使得光合放氧作用是很少見的。如果是這樣的話,那智慧生命可能也并不是那么常見。
預計將于明年發(fā)射的詹姆斯·韋伯空間望遠鏡,其任務就是尋找大氣中含氧的系外行星。如果真的找到的話,那對尋找地外生命來說無疑是一件大好事。因為如果沒有光合作用的話,大氣中的氧就會和其它東西結合,然后消失。
圖解:詹姆斯韋伯望遠鏡的頂部3/4預覽。圖源:wikipedia
我們被干了:這個也是假設存在一個大篩子,只不過這個大篩子并不是在我們前面,而是在我們后面。
根據(jù)這個假設,會使用工具的智慧生命可能普遍存在,但經(jīng)歷漫長工業(yè)化發(fā)展的智慧生命就不是那么常見了,甚至可能,不存在。
智慧生命發(fā)展的趨向于從體力勞動到腦力勞動。問題是,在建立文明之前,那些讓生命體生存發(fā)展的行為特征,正好成為了它在龐大復雜文明社會里發(fā)展的阻力。
對原始社會的小群采獵者來說,像部族制度、敵外意識、對外侵略、暴力行為之類的行為特征,是他們生存下來的必要條件。而對于一個全球化的工業(yè)社會,這恰恰是其生存的阻力。
隨著時代的發(fā)展,僅憑一人之力可以殺死的人的數(shù)量迅速增加。一個采獵者幾乎不可能在5分鐘內殺死500人,至少不會那么容易。但對一個生活在現(xiàn)代工業(yè)社會的個體來說,只要有周詳?shù)挠媱潱?分鐘內殺掉500人輕而易舉。隨著科技的發(fā)展,在未來,一個人在5分鐘內殺死5000人可能都不是什么難事,甚至五十億人,甚至一百五十億人……你懂我的意思。
所以這種我們被干了的想法假設,在發(fā)展科技直到足以星際交流的過程中,我們會不可避免的跨過一個門檻。一旦跨過這個門檻,決定是否抹除那些種族將變得輕而易舉,那些以后也會面臨同樣選擇的種族。
參考資料
1.維基百科全書
2.天文學名詞
3. quora- D
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