人类在宇宙中是孤独的吗?

作者: 小雨

来源: 原理

发布日期: 2016-07-09

本文探讨了宇宙中是否存在其他智慧生命的可能性,分析了科学家对外星生命存在的乐观态度,以及计算可能存在先进文明数量的方程式。文章还讨论了宇宙中适合生命存在的条件和概率,以及发展成技术文明的复杂步骤。最终,文章指出,尽管宇宙中可能存在智慧生命的机会巨大,但发展成先进文明的概率仍然未知,需要更多数据来证实。

在整个宇宙的历史长河中,或许除了我们,并没有其它的智慧以及拥有先进科技文明的外星人存在。事实上,有许多科学家对外星生命的存在都持乐观态度。例如不久前,在《纽约时报》中,Adam Frank(天文物理学家,作家,Coursera上有他的课程)就非常乐观的相信宇宙中肯定有智慧生命的存在。但是在他的方程中没有考虑到的是许多其它未知因素的大小,包括无生源论、演化、长期可居住的条件以及其它因素等等。

不可否认的是存在智慧、先进文明的生命体的概率的确很大,但同时巨大的不确定性又暗示着我们或许是宇宙中唯一的高科技先进文明。

1961年,弗兰克•德雷克首先提出了一个计算在银河系内可能存在其它先进文明数量的方程式。他依赖于一些列的未知量(比如银河系内恒星形成的速率;恒星有行星的可能性;位于可宜居地带行星的平均数等等。)来估算现在存在于我们星系和宇宙中的先进文明的数量。

在下图的下行公式中Adam Frank和他的同事Woodruff Sullivan基于德雷克方程提出了一个新的方程来寻找在宇宙中有可能发展成先进文明的数量:A=Nast × fbt。Nast代表了在给定一个体积内(可以是银河系内,或整个宇宙)适合人类居住的行星数量,fbt则表示为在其它行星发展出先进文明的概率。

在德雷克方程提出来的这55年中,许多当时只能估算的量现在都已经被精确地测量。

首先,我们对宇宙的大小和尺度有更深的理解。这几十年来,基于地面和太空望远镜对电磁波谱全波段的观测让我们可以计算宇宙的大小以及有多少星系包含在其中。我们对恒星的形成以及恒星如何运作也有了更好的了解,因此当我们观测深空的时候,我们同时可以估算出现在以及自大爆炸以来有多少恒星存在。这个数字非常的巨大,大约为10²⁴,这代表着在过去的138亿年间,宇宙其它地方可能产生像我们一样的生命的机会次数。

我们曾经迫切地想知道有多少恒星拥有绕着它们公转的行星,这些行星中有多少是岩石行星并且拥有像地球一样的大气层,又有多少行星处于离恒星正好的距离使它们表面可以有液态水的存在。在过去的无数个时代中,对于这些问题我们只能够想想。

但是,在行星研究飞跃发展的今天,特别是NASA的开普勒太空望远镜做出的贡献,我们已经对外面的世界掌握了许多可靠数据,包括:80 - 100%的恒星都有行星或者行星系统围绕着它们转,大约20 - 25%的这些系统拥有一个行星处于恒星的“可居住地带”,或者在恰好的位置允许行星表面有液态水存在。并且大约有10-20%的这些行星跟地球很像(类地行星),并且拥有相同的大小和质量。

综上所述,现在你应该知道为什么有许多科学家对存在外星生命感到乐观。但事实真的如此吗?我想我们应该更加的严谨些。因为,如果想要发展成像我们人类一样的文明,需要有三个大步骤的发生:1. 无生源论的发生,也就是指从无机物中产生生命的过程。2. 生命必须在几十亿年的时间内生存并繁衍,才能演化成今天我们所谓的“智慧”生命。3. 最后,智慧生命必须成为技术文明。

所谓的技术文明就是必须获得能够宣布自己存在于这个宇宙的能力,或者达到能够离开自己的母星并探索宇宙的阶段,又或者需要有能力探测来自其它文明传送过来的信号。最好的情况是三者兼得。

说了这么多,其实最真实的答案还是:我们不知道。我们知道宇宙中可以产生智慧生命的机会次数是一个巨大的数字,在10²²量级。我们也知道能够从生命演化至先进文明并进行宇宙旅行的外星生命概率很低。

但我们不知道的是这样的概率是10⁻³、10⁻²²、10⁻⁵⁰或是它们之间(甚至更糟)。我们知道像我们人类这样的智慧生命至少出现过一次。但是我们想知道更多,我们需要数据。在获取更多数据能够暗示寻找到一些关于外星先进技术文明的蛛丝马迹之前,所有的主张都只是猜测,而不应该是肯定的。

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