1950年的一天,物理学家费米在跟同事讨论外星文明时,突然冒出一句:他们都在哪儿呢?
地球诞生大约46亿年,生命出现在35亿年前,有细胞核的真核细胞是15亿年前左右冒头的,10亿年前出现多细胞生物。
4.6亿年前和3.7亿年前,植物和动物先后爬上陆地。2亿年前恐龙称霸,700万年前猿类出现,15万年前智人基本长成现在的模样。
一万年前人类学会种地,5000多年前苏美尔人开始在泥板上刻字。300年前咱们大规模烧化石燃料,50年前登上月球,20年前互联网开始爆炸式普及。
看出来了吧?文明是在加速跑的,尤其最近这一百年,几年一个样,搁古人身上根本没法想。
宇宙已经138亿岁了,只要有哪个文明比我们早出发1亿年、1万年、哪怕就早1000年,按这种指数级的势头,早就应该把银河系铺满了。可我们盯着星空看了快一个世纪,架起最大的望远镜和信号接收器,一声响动都没听着。
这就矛盾了。理论上不应该冷清成这样,事实却清清楚楚地冷清着。最偷懒的一种解释是:地球就是唯一,生命是宇宙里独一份的奇观。
这个说法大多数人接受不了,但它确实是最省事儿的答案,有点像阴阳五行——不深究原理,反正能凑合解释。
想要更硬核的说法,就得算一算宇宙里到底可能有多少文明。
1960年,美国天文学家弗兰克·德雷克掏出了一条公式,用来估算银河系里可能跟我们打招呼的地外文明数量,这就是德雷克方程。
它是七个参数的乘积:银河系内恒星的数目,乘以拥有行星的恒星比例,乘以每个恒星系里宜居行星的平均数目,乘以孕育出生命的行星比例,乘以低级生命进化成智慧生命的概率,乘以智慧生命发展出通讯能力的概率,再乘以科技文明持续时间在整个行星演化周期里所占的比例。
公式简洁,但暂时没法真的解出来。不涉及生命的那几项,靠观测样本还能估个大概;涉及生命的项,样本只有地球这一个——地球上是100%,别的地方都是0,这数据显然不够用。
我们只能凑合着假设。银河系之外最近的星系离我们200万光年,光速摆在那儿,直接假定没戏。
银河系里恒星大约4000亿颗,中间那两项按10%估,宜居行星大概40亿颗。再往后就头疼了,生命出现、进化出智慧、再练出通讯能力,这三步没法准确算。
有科学家乐观估到31%,但保守起见按万分之一算,剩下大约40万个候选。真正让人心里发毛的是最后一项——文明能活多久。
高级文明在往上爬的同时,也在破坏环境、掌握毁灭性的力量,这一点人类已经深有体会。就算没赶上灭绝恐龙那种天灾,这样的物种也随时可能被自己一手玩儿完。
再往细里想更瘆人:假如过去某种生物一万年里冲上科技巅峰,又在千把年内自我毁灭,毁灭方式还很干净,几亿年地质变迁下来,一点痕迹都留不下。金字塔、万里长城这种硬货,一百万年内也会被自然抹平;生物多样性恢复十几万年就够了。
也许地球早就轮换过好几茬智能文明,只是每一茬都昙花一现。文明还可能拐向另一条路——不再往外扩,而是往里收。
现在大家都是低头族,虚拟世界已经黏住几乎所有人。再往前走一步,就是干脆放弃肉身,把意识以数字信号的形式塞进一台运行着虚拟世界的计算机里。物质需求瞬间蒸发,只要给机器供电就行,能耗对一颗星球来说可以忽略不计。
可这样的文明,对外面的宇宙来说,就等于消失了。假如一个星球的星际通信能力平均只能维持500年——注意,这里指的是它能被别的恒星系探测到的那段时间——按前面的比例算下来,当前银河系里的科技文明数量只有0.5个。
那基本就是我们自己了。这些数字误差都在好几个零上下,别当真,但思路是有意思的。聊到这儿其实还没完。
哪怕银河系里真的挤满了文明,我们跟人家聊得起来吗?这可不是两种动物之间那种小差异——对方还是细胞结构吗?有没有固定的形状和大小?会不会已经进入某种纯思维空间?
想象一旦放开,就是脱缰的野马。
不过咱们对生命至少有个底:它得是一个复杂的、跟环境做选择性物质交换的个体。而且宇宙里再奇怪的地方,构成它的质子、中子、电子都是一样的,同种原子的物理性质不会变。
高中化学告诉我们,碳原子最外层四个电子,形成四个稳定共价键,这已经顶到化学键数量的天花板了。它能拉出超长的碳碳长链,两边还能挂各种官能团——苯环、酸根、别的碳链,或者碳碳双键这种更稳的结构。
这才是复杂大分子的基础。有人会说硅不也四个共价键吗?问题是硅的电子层多一层,最外层离原子核远,电磁力弱,键就没碳稳。
碳碳键像两个人手挽手,硅硅键像两个相扑运动员用小拇指勾着,一比就知道谁扛得住竞争。看看碳同族这一列:碳、硅、锗、锡、铅,从偏旁就能看出来,越往下越是容易失电子的金属。
所以生命大概率就是碳基的,氨基酸、蛋白质、核苷酸这些在自然状态下就能凑齐,实验室里难合成不要紧——再小的概率,几亿年下来也基本是必然。
水也不是非它不可,液态水温度窗口小,宇宙里不常见,但液态甲烷海洋——比如土卫六上那个——一样能给化学反应搭个场子。
氧气更别提,古代地球上它是毒气,第一次物种大灭绝就是氧气搞出来的,后来生命才慢慢适应,把这个"死神"改造成了自己的能量来源。绕这一大圈,结论是:星际生命的差别其实没想象中那么离谱,大概率还是碳基的、有形的个体。
只要生命存在,群居和协作就是最有效的生存策略,文明就有可能冒出来。基数够大、时间够长,再小的概率也会兑现。
那问题就来了:既然理论上文明可能不少,那些比我们落后的文明呢?
大家一想到外星人就默认对方是高维碾压,其实未必。
地球从野人到今天也就走了三百来万年,跟46亿岁的地球比根本不值一提,而宇宙里更年轻的星球比比皆是——木星21亿岁,土星16亿岁,海王星才9亿岁。这些地方冒出个比我们年轻的文明,逻辑上完全成立。
地球到现在也还养着老虎、鲨鱼、河马这些比人类到得还早的物种,只不过人类"偶然"抢到了进化先机。真碰上更落后的文明,会怎么样?
《三体》里那条黑暗森林法则说得挺狠:两个文明一旦碰面,早晚会一方吞掉另一方。这套逻辑对人类不新鲜——大航海时代对非洲、美洲的殖民就是活生生的例子,底子还是抢资源。
可放到星际尺度上又不太一样,来回一趟消耗的能量就够呛,除非真的搞大移民,否则划不来。
也不是只有互相吞掉这一条路,卡尔达舍夫的文明等级理论就提到,不同等级的文明之间是可以通过技术交换、生态协作合作的。地球上河马和牙签鸟、鲨鱼和引水鱼,就是现成的例子。
当然,技术落差摆在那儿,合作里也难免是强的一方掌握话语权,"平等"这词儿在星际关系里估计得打折。有意思的是,倒过来想也未尝不可——人类历史上有些反常的加速期,那些至今解释不清的史前遗迹,被不少人当作外星文明造访过的证据。
也许还没等我们找到低等文明,高等文明早就把我们当低等文明观察过了。
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