我们可能是宇宙中唯一的智能生命

作者: 带你飞的科学探索

来源: 新浪探索

发布日期: 2019-10-30

本文探讨了人类可能是宇宙中唯一的智能生命的可能性,通过分析演化史中的关键事件,指出这些事件的独特性和不可重复性,以及它们对智能生命演化的依赖性。文章还讨论了宇宙的规模和宜居星球的可能性,提出了费米悖论,并引入了人择原理来解释为什么我们存在于一个允许智慧生命演化的星球上。

从演化角度来讲,人类可能是宇宙中唯一的智慧生命。根据定义,“可能事件”会经常发生,而“侥幸事件”很少发生,或者只发生一次。人类的演化史表明,许多关键的适应事件(不仅仅是智能,还有复杂的动物、细胞、光合作用和生命本身)都是独特的,而且只发生了一次,因此是几乎不可能的“侥幸事件”。我们的演化可能就像中了彩票一样,只是可能性要远小得多。

宇宙的规模大得惊人。银河系有超过1000亿颗恒星,而在可见的宇宙中,存在超过1万亿个星系。这还只是我们能看到的宇宙的一小部分。即使适合居住的星球很少,但它们的绝对数量(行星和恒星一样多,甚至更多)表明,宇宙中有可能存在许多生命。外星人都在哪里呢?这个问题就是费米悖论。宇宙很大,很古老,有时间和空间让其他智能生命演化,但没有证据证明它们存在。

智能真的几乎不可能演化出来吗?不幸的是,我们不能通过研究外星生命来回答这个问题。但是我们可以研究45亿年来的地球历史,看看演化有没有重复过,以及在哪里重复。有时候,不同的物种会独立地趋同于相似的演化结果。如果演化经常重复,那么人类的出现概率是很高的,甚至是不可避免的。

我们确实能看到一些趋同演化的显著例子。袋狼是澳大利亚的一种已经灭绝的有袋类动物,具有像袋鼠一样的育儿袋,但其他方面看起来像狼。

我们还可以在澳大利亚看到袋鼹、袋食蚁兽、袋貂和袋鼯等有袋类动物。值得注意的是,在澳大利亚的整个演化史中,哺乳动物在恐龙灭绝后的分化是与其他大陆平行的。其他引人注目的趋同案例还包括海豚和已经灭绝的鱼龙,它们都演化出了在水中“滑翔”的鳍肢;还有鸟类、蝙蝠和翼龙,它们演化出了趋同的飞行能力。

我们也能看到个别器官的趋同。眼睛不仅在脊椎动物中演化,在节肢动物、章鱼、蠕虫和水母中也出现了。脊椎动物、节肢动物、章鱼和蠕虫独立演化出了颌。所有这些趋同都发生在同一个谱系中,即真后生动物(Eumetazoa)。真后生动物是复杂的动物,有对称的嘴、内脏、肌肉和神经系统。不同的真后生动物演化出了相似的解决方法,来解决相似的问题,但是,使这一切成为可能的复杂的身体结构是独一无二的。

复杂动物在生命史上只演化过一次,表明它们的出现是概率极低的。令人惊讶的是,在人类的演化史上,许多关键事件都是独一无二的,而且很可能是不可能重现的。一是脊椎动物的骨骼,可以让大型动物移动到陆地上。所有动植物都是由复杂的真核细胞构成的,包括细胞核和线粒体,而真核细胞也只演化过一次。性,只演化了一次。光合作用也只演化过一次,这一过程增加了生命可利用的能量,并产生了氧气。就此而言,人类的智能也是如此。

世界上有袋狼和袋鼹,但还没有“袋人”。

有些地方的生命演化会重复,有些地方则不会。如果我们只寻找趋同性,就会产生确认偏差。趋同似乎是普遍的规律,因此我们的演化也是可能重复的。然而,当你寻找非趋同性时,却可以发现无数的证据;而且关键的是,复杂的适应性看起来最不可重复,因此是极不可能的。更重要的是,这些事件是相互依存的。直到鱼演化出能让它们爬上陆地的骨骼,人类的出现才成为可能。

直到复杂的动物出现,骨骼才能够演化出来。复杂的动物需要复杂的细胞,而复杂的细胞需要光合作用产生的氧气。如果没有最初生命的演化,这一切都不会发生。

所有的生物都来自同一个祖先;就我们所知,生命肇始只发生了一次。奇妙的是,所有这些过程都花了很长时间。光合作用在地球形成后15亿年时才演化出来,复杂细胞和复杂动物是在地球诞生27亿和40亿年后才演化出来,而人类智能的出现,要等到地球形成45亿年后。这些开创性的事件经过了如此长的时间来发展,意味着它们极不可能再次出现。

一系列不太可能发生的事件这些只发生一次的开创事件,似乎完全只是侥幸,或许可以作为一系列演化的瓶颈或过滤器。如果是这样,那人类的演化就不像是中了彩票,而是像中了一次又一次的彩票。在其他星球上,这些关键的适应能力可能演化得太迟,以至于智慧生命无法在它们的太阳变成新星之前出现,或者根本就没有出现。

想象一下,智能生命取决于7个可能性极低的开创事件——生命起源、光合作用、复杂细胞、性、复杂动物、骨骼和智能本身——假设每个都有10%的演化几率,那演化出智能的几率变成了千万分之一。复杂的适应性可能性或许更低。光合作用需要蛋白质、色素和细胞膜的一系列适应;真后生动物需要多种解剖学上的新特征(神经、肌肉、嘴巴等)。因此,也许这7个关键的开创事件都只有1%的时间在演化。

如果是这样,就相当于在所有的宜居星球中,只有100万亿分之一的星球会演化出智能。

如果适合居住的星球没这么多,那我们可能就是银河系,甚至是可见的宇宙中唯一的智能生命。不过,我们就在这里。这一定意味着什么,对吧?如果智能生命出现的几率是100万亿分之一,那我们碰巧出现在这样一个星球上的几率是多少?

事实上,出现在一个不可能存在的星球上的可能性是100%,因为我们不可能在一个没有光合作用、复杂细胞,或者动物没有演化出来的世界里进行这样的对话。这就是人择原理:地球的历史必须允许智慧生命演化,否则我们就不会在这里思考它。

智能生命似乎依赖于一系列不可能的事件。但是,考虑到行星的数量,就像无数的猴子敲打着无数的打字机,最终写出一部《哈姆雷特》一样,智能生命一定会在宇宙的某个地方出现。这个几乎不可能的结果便是我们自己。

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