遼寧
當(dāng)談到外星生命時(shí)，我們?nèi)祟悆A向于樂觀地認(rèn)為宇宙中有豐富的生命形式存在。畢竟，地球似乎沒有什么特別之處，而生命不僅在這個(gè)星球站住了腳，還進(jìn)一步進(jìn)化，繁榮，變得復(fù)雜，分化，智力以及科技持續(xù)發(fā)展。如果相同的成分無處不在，并且是相同的規(guī)則在起作用，那么假設(shè)我們是宇宙間唯一的生命，難道不會有太多的空間在被浪費(fèi)嗎？
但這不是一個(gè)可以通過遵循邏輯或訴諸情感來回答的問題，回答這個(gè)問題需要的只有數(shù)據(jù)與觀測。雖然我們的研究披露了大量可能有生命存在的候選行星，但我們尚未找到一個(gè)存在智能外星人，復(fù)雜生命，甚至是簡單生命的行星。在整個(gè)宇宙中，人類可能真的是孤獨(dú)的。
圖解：當(dāng)一個(gè)物種同時(shí)擁有智能，工具使用以及好奇心時(shí)，也許征服星際的野心就會不可避免地出現(xiàn)。但這是一個(gè)沒有科學(xué)支持的假設(shè)，我們必須小心（并且懷疑）我們從中得出任何這樣的結(jié)論。
在我們這一代人之前，我們對除太陽系之外的行星幾乎一無所知。我們當(dāng)時(shí)就知道 - 正如我們現(xiàn)在所知道的那樣 - 僅我們的銀河系中就有數(shù)億萬顆恒星，我們還認(rèn)為整個(gè)可見宇宙中有數(shù)千億個(gè)星系。（我們現(xiàn)在知道，在我們可觀察到的宇宙中，可能大概有2萬億個(gè)星系。）
總的來說，在可觀測的宇宙中大概有有10^2?顆恒星。在很長一段時(shí)間里，我們所能做的只有猜測它們周圍是否有行星系統(tǒng)。我們不知道什么比例的行星更可能與地球大小相近;我們不知道他們與恒星的軌道距離是多少;我們不知道像我們這樣的世界有多么普遍或罕見。
但在過去的30年里，系外行星科學(xué)的格局已經(jīng)發(fā)生了不可逆轉(zhuǎn)的變化。
圖解：在宇宙中特定的部分，NASA開普勒任務(wù)觀測到了恒星周圍軌道上的行星。據(jù)我們所知，幾乎所有的恒星周圍都有行星系統(tǒng)。
直接成像，徑向速度研究以及過境系外行星測量的結(jié)合徹底改變了我們的認(rèn)識。在NASA現(xiàn)已結(jié)束的開普勒任務(wù)帶領(lǐng)下，我們學(xué)到了很多東西，包括：
1）約80-100％的恒星有行星或有與它們相關(guān)的行星系統(tǒng)，
2）這些系統(tǒng)中大約有20-25％，在其恒星的“可居住區(qū)域”中存在行星，或者處
3）在其表面有可能形成液態(tài)水的正確位置上，
這些行星中大約10-20％在大小和質(zhì)量上類似地球。
那里的大部分恒星（大約20％）也是K，G或F級恒星：即質(zhì)量，光度和壽命都類似太陽。把所有這些數(shù)字放在一起算一下，就是在宇宙中可能有大約1022顆類似地球的行星，具有生命生存的條件。僅在我們的銀河系中，就可能有數(shù)十億顆類似地球的有生命機(jī)會的行星。
圖解：我們目前發(fā)現(xiàn)的與地球大小相似的行星，都被發(fā)現(xiàn)圍繞在比太陽更冷，更小的恒星周圍。這與我們的儀器限制有關(guān);這些系統(tǒng)具有比地球相對于太陽更大的行星到恒星的比例。
但是知道灌木叢中有一只鳥與手中有一只鳥可不一樣。同樣的，擁有生命的原料和地球早期相似的條件，并不能保證生命就一定會在這樣的星球上出現(xiàn)。即使生命確實(shí)出現(xiàn)了，它有多大的可能會持續(xù)存在，茁壯成長，進(jìn)一步變得復(fù)雜以及分化？除此之外，它需要多久才能擁有高超的智力和先進(jìn)的技術(shù)？鑒于過去45億年間發(fā)生的所有事 - 包括那些由于看似隨機(jī)的過程而發(fā)生的曲折進(jìn)化 - 可以肯定地說，地球上生命出現(xiàn)的具體方式在宇宙中是獨(dú)一無二的。那么生命，復(fù)雜生命或擁有先進(jìn)技術(shù)的生命呢？
圖解：X-Files第10季的宣傳片中墜毀的外星飛船，體現(xiàn)了我們對與智能外星物種接觸的希望和恐懼。但目前為止，我們?nèi)詻]有證據(jù)表明它們在銀河系或宇宙中的任何地方存在。
如果我們要求自己在科學(xué)上是誠實(shí)、謹(jǐn)慎的，并且既不樂觀也不悲觀地看待證據(jù)，那么就其他地方的生命存在幾率而言，這是我們可以做出的斷言。無論對于外星人是否存在，或我們是否在宇宙中獨(dú)自存在，以及其他任何觀點(diǎn)，我們是抱有期待還是害怕的態(tài)度，在可能范圍內(nèi)目前都沒有決定性的證據(jù)來支持或反駁它們。
銀河系中可能存在成千上萬的太空文明，智能外星人修正他們的宇宙后院或故意向地球隱藏自己，這些猜測都讓我們很興奮，但是這些都缺乏證據(jù)來證實(shí)?；蛟S有朝一日，一系列未被排除的可能性會帶領(lǐng)我們了解到更多知識，但在今天我們還不能做出任何判斷。
圖解：不僅在行星上，在星際空間中也一樣，原子可以形成分子，包括有機(jī)分子和生物過程。如果生命的成分無處不在，那么生命也可能無處不在。這都是由前幾代恒星導(dǎo)致的。
我們所知道的是，在遙遠(yuǎn)的過去，如果一顆行星的形成過程類似于地球，那么為了擁有我們這樣可識別的先進(jìn)文明，三個(gè)重要步驟必不可少。
1.生命一定是以某種方式起源于非生命。在這個(gè)過程中偶發(fā)性，以及作為生命起源的非生物先導(dǎo)分子都很重要。由有機(jī)過程的原始原料進(jìn)化到生命就是第一個(gè)重要步驟，而想被歸類為生命就意味著必須滿足一定條件，最基本的有，具備新陳代謝，能夠?qū)ν獠看碳ぷ鞒龇磻?yīng)，生長，適應(yīng)，進(jìn)化以及繁殖。
在我們的星球上，這一重要步驟在40億年前至少發(fā)生過一次。它在太陽系的其他地方發(fā)生過嗎？銀河系呢？甚至整個(gè)宇宙中呢？我們不知道，在銀河系中的數(shù)十億候選行星中，或在可見宇宙中的10^22候選行星中，這可能在以怎樣的頻率發(fā)生。
圖解：行星上太陽光反射和大氣過濾被吸收的陽光是人類目前正在研究的兩種，應(yīng)用于測量遙遠(yuǎn)星球大氣含量和表面土壤的技術(shù)。未來，有機(jī)痕跡的搜尋研究也會被應(yīng)用，這些都可能揭示一個(gè)確定有生命居住的星球的跡象。
2.生命必須演化，發(fā)展才能進(jìn)化為多細(xì)胞生物，再進(jìn)一步復(fù)雜和分化。數(shù)十億年來，地球上只有單細(xì)胞生命且相對簡單，代際間的基因復(fù)制錯(cuò)誤提供了生物體中大量的變異。在資源富足的地方，首先開始利用的最簡單的生物填補(bǔ)了這個(gè)生態(tài)位。大多數(shù)情況下，他們能夠堅(jiān)持下去。
只有當(dāng)某些條件發(fā)生變化時(shí)，例如資源可用性，環(huán)境可生存性的變化或同其他生物的競爭，滅絕才會發(fā)生，從而使新生物有機(jī)會出現(xiàn)。種族滅絕和物競天擇的壓力使得地球上發(fā)生了許多關(guān)鍵的進(jìn)化步驟：DNA吸收，真核生物，多細(xì)胞生物以及有性生殖等。這可能是有生命的星球上一定會發(fā)生的事件，也可能是極為罕見卻只在地球上多次發(fā)生過的事件。但我們不知道到底是怎樣的。
圖解：Alan Chinchar 1991年對于軌道上空間站自由的演繹表示，任何創(chuàng)造這樣?xùn)|西的文明一定會被視為科學(xué)/技術(shù)先進(jìn)，但目前推斷它們的存在只是一廂情愿而已。
3.智慧生命必須沿著正確的軌跡進(jìn)化，才能成為擁有先進(jìn)科技的文明。這可能是三步中最不確定的一步。寒武紀(jì)爆發(fā)是在5億年前，但僅在最近幾百年里，地球上的生命才掌握了能被外星觀察者認(rèn)為是智能生命標(biāo)志的先進(jìn)技術(shù)。
我們可以向宇宙廣播我們的存在; 我們也可以通過太空探測器和載人航天計(jì)劃拓展我們的世界; 我們還可以在宇宙中尋找和傾聽其他形式的智慧生命。但是在我們的星球之外的宇宙中，我們沒有任何已知的證據(jù)。像我們這樣的生命可能很常見，但我們也可能是可觀察宇宙內(nèi)的唯一生命。
圖解：德雷克方程是估算當(dāng)今銀河系或宇宙中，擁有先進(jìn)航天技術(shù)文明數(shù)量的一種方法。但在我們知道如何估算這些參數(shù)之前，我們只是在猜測可能的答案。（羅切斯特大學(xué)）
基于今天的科學(xué)知識量化一種智能生命在我們宇宙中出現(xiàn)的可能性，是一個(gè)古老的概念：至少可以追溯到20世紀(jì)中葉。恩里科·費(fèi)米（Enrico Fermi），著名的費(fèi)米悖論（對地外文明存在性的過高估計(jì)和缺少相關(guān)證據(jù)之間的矛盾）命名者認(rèn)為，假定這一推測推導(dǎo)出智慧生命在宇宙中很常見的概念，那么，這些生命都在哪呢？我們怎么一個(gè)都沒見過？
德雷克方程是一種量化我們無知的著名方法，但我們?nèi)匀粚ν庑巧椭腔鄣拇嬖谝粺o所知。這一假設(shè)解決方案包括：
1）外星人就在那，但我們沒有用正確的方式去傾聽，
2）智能生命自我毀滅太快，無法長時(shí)間保持技術(shù)先進(jìn)的狀態(tài)，
3）智能生命很常見，但通常會選擇隔離自己，
4）地球被有意回避了，
5）星際旅行太難了，
6）或外星人已經(jīng)在這里了，但是選擇對我們隱藏自己（像黑衣人里一樣）。
這些答案通常會忽略最明顯的選項(xiàng)：即上述三個(gè)重要步驟中的一個(gè)非常難，而當(dāng)談?wù)摰饺钪嬷械闹悄苌鼤r(shí)，其實(shí)就只有我們。
圖解：智慧外星人，如果它們在星系或宇宙中存在，可能會因?yàn)楦鞣N跡象被發(fā)現(xiàn)：例如電磁，行星修正，或它們的航天行為。但目前我們還沒找到任何有外星人居住的星球的證據(jù)。我們可能真的獨(dú)自存在于宇宙中，但更誠實(shí)的答案是我們對相關(guān)可能性的了解不足以讓我們下斷言。
我們的科學(xué)發(fā)現(xiàn)使我們在尋求宇宙知識時(shí)取得了顯著的成就。我們知道宇宙有多大，其中有多少恒星和星系，有多少恒星類似太陽，擁有地球大小的行星，并且軌道上有可能適合居住的行星。我們知道生命的原料無處不在，我們知道生命是如何進(jìn)化，繁榮，并在地球上創(chuàng)造了我們。
但是生命是如何開始的，以及在一個(gè)行星上從非生命中發(fā)展出生命的可能性有多大？如果生命確實(shí)出現(xiàn)了，那么它變得復(fù)雜，差異化和智能化的可能性有多大？如果生命達(dá)到了這所有里程碑，那么它擁有航天技術(shù)或先進(jìn)科技的可能性有多大，這種生命能存活多久？答案可能就在那里，但我們必須記住所有可能性中最保守的那個(gè)。在整個(gè)宇宙中，直到我們有相反的證據(jù)，唯一存在生命的證據(jù)就是我們。
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