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深度長文:人類,可能是宇宙中最高級的文明嗎?

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仰望星空,我們總會追問:浩瀚宇宙中,我們?nèi)祟愂俏ㄒ坏闹腔凵鼏幔咳绻皇,我們會不會是宇宙中最高級的文明?/p>



這個問題看似玄奧,卻能通過科學(xué)的邏輯拆解分析,找到一個相對合理的答案。

首先我們可以明確一個核心前提:“人類是宇宙間最高等的文明”這一假設(shè),并非單一的判斷,而是等價于以下四種說法之一,我們可以逐一拆解、分析,所有分析均基于現(xiàn)有科學(xué)理論,遵循“宇宙規(guī)律通用、物質(zhì)構(gòu)成一致”的原則,拒絕神話傳說與無根據(jù)的猜測,始終用已知推測未知,而非用未知解讀未知。

這四種說法分別是:一、宇宙中根本沒有地外生命;二、存在地外生命,但始終沒有形成文明;三、存在地外文明,但文明等級低于人類;四、存在地外文明,且所有文明的等級與人類相當(dāng)。

接下來,我們就從這四個角度,結(jié)合天文學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)等多學(xué)科知識,一步步揭開這個宇宙謎題的面紗。

一、宇宙中有沒有地外生命?

要判斷人類是否是宇宙最高級文明,首先要解決一個基礎(chǔ)問題:宇宙中除了地球,還有沒有其他生命存在?



很多人會覺得,宇宙如此之大,擁有數(shù)千億個星系,每個星系又有數(shù)千億顆恒星,怎么可能只有地球有生命?從概率上來說,這種想法有一定道理,但生命的誕生并非“有星球就有可能”,它需要滿足一系列極其苛刻的條件,而這些條件的疊加,讓生命的出現(xiàn)變得異常艱難——當(dāng)然,這種“艱難”是相對的,前提是宇宙的“基數(shù)足夠大”,只要形成與地球相似的環(huán)境,生命早晚有出現(xiàn)的可能。

為什么我們始終強(qiáng)調(diào)“與地球相似的環(huán)境”?

核心原因在于:宇宙間的物質(zhì)構(gòu)成和物理規(guī)律是統(tǒng)一的。

目前人類已發(fā)現(xiàn)的元素僅有118種,其中天然存在的只有90多種,無論在宇宙的哪個角落,這些元素的性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律都不會改變。我們常說的“碳基生命”,之所以被認(rèn)為是最可能存在的生命形式,并非人類的“自我中心”,而是因為碳元素的獨(dú)特性質(zhì)——它能形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵,構(gòu)建出復(fù)雜多樣的有機(jī)分子,而這些有機(jī)分子正是生命的基礎(chǔ)。

有人會問,除了碳基生命,會不會有銫基、鍶基、鋯基甚至氖基生命?

從理論上來說,不能完全排除這種可能性,但現(xiàn)實中幾乎沒有實現(xiàn)的條件。要湊齊一套非碳基生命的“零件”,需要的巧合遠(yuǎn)比碳基生命更多,而目前人類觀測到的宇宙,本質(zhì)上就是物質(zhì)與規(guī)律的無限重復(fù),沒有足夠多的變量來支撐非碳基生命的誕生。



即便是被很多人討論的“硅基生命”,雖然硅元素與碳元素有一定相似性,能形成類似的化學(xué)鍵,但硅基生命的適應(yīng)性極其有限,其誕生條件的苛刻程度遠(yuǎn)超碳基生命。

更關(guān)鍵的是,目前無論是頂級科學(xué)家還是普通研究者,對非碳基生命的研究都處于空白階段,與其糾結(jié)于這種極低概率的可能性,不如聚焦于碳基生命這個“最大可能”——這不是敷衍,而是科學(xué)研究中“抓主要矛盾”的基本邏輯。

綜合來看,碳基生命的誕生需要三個核心條件:合適的恒星、合適的行星,以及難以量化的“創(chuàng)世幾率”。這三個條件環(huán)環(huán)相扣,缺一不可,每一個條件都在不斷篩選、淘汰著宇宙中的星球,最終能滿足所有條件的,寥寥無幾。

(一)合適的恒星:生命的“能量源泉”與“安全屏障”

恒星是行星的“母體”,也是生命誕生的基礎(chǔ)能量來源,一顆不合適的恒星,無論其行星條件多好,都不可能孕育生命。結(jié)合目前的天文觀測數(shù)據(jù),一顆能孕育生命的恒星,需要滿足三個核心要求。

1. 恒星必須處于宇宙中的“荒涼地帶”,遠(yuǎn)離危險源。這里的“危險源”,主要是超新星爆發(fā)。

超新星是大質(zhì)量恒星死亡時的劇烈爆炸,其釋放的能量堪稱“宇宙級炸彈”——爆發(fā)時釋放的能量,相當(dāng)于整個星系數(shù)千億顆恒星能量的總和。如果用一個形象的比喻:假如你擁有與超新星爆發(fā)比例相當(dāng)?shù)某芰Γ湍芤砸粩橙?0億人,而且是讓他們同時上,你一個人“車輪戰(zhàn)”擊敗所有人,打完之后還能再擊敗幾十個這樣規(guī)模的人群。



超新星爆發(fā)的威力有多恐怖?它能將周圍恒星系統(tǒng)的行星炸得面目全非,行星表面的液體、氣體都會被瞬間蒸發(fā),哪怕是最頑強(qiáng)的細(xì)菌,也無法在這種沖擊下存活。根據(jù)天文觀測估算,超新星爆發(fā)的“安全距離”約為25光年——也就是說,只要行星距離超新星爆發(fā)點小于25光年,就會被徹底摧毀,永遠(yuǎn)失去孕育生命的可能。

目前銀河系的超新星爆發(fā)頻率約為每50年一次,而銀河系中存在大量恒星密集的區(qū)域,比如銀河系中心、各大星團(tuán)(星團(tuán)是指恒星數(shù)量超過10顆、相互之間存在引力作用的星群)、星協(xié)(比星團(tuán)聯(lián)系更弱的恒星群體),這些區(qū)域的恒星密度極高,超新星爆發(fā)的頻率也會大幅提升。

以銀河系最大的星團(tuán)——半人馬座ω星團(tuán)為例,它的半徑約80光年,包含約1000萬顆恒星,僅在其25光年內(nèi),就有50多萬顆恒星,這里的超新星爆發(fā)頻率約為每2000萬年一次。2000萬年,對于生命的演化來說,只是短暫的一瞬間——地球用了約8億年才孕育出最原始的生命,而半人馬座ω星團(tuán)的行星,還沒等生命誕生,就會被超新星爆發(fā)徹底摧毀。

半人馬座ω星團(tuán)是為數(shù)不多能用肉眼觀測到的星團(tuán),在古代,人們甚至誤以為它是一顆單獨(dú)的恒星,直到近代天文望遠(yuǎn)鏡發(fā)明后,才發(fā)現(xiàn)它是一個龐大的恒星集群。而像這樣的星團(tuán),在銀河系中還有很多,它們雖然壯觀,卻因為頻繁的超新星爆發(fā),成為了生命的“禁區(qū)”。



相比之下,我們的太陽就顯得“得天獨(dú)厚”——它位于銀河系的“郊區(qū)”,屬于恒星密度極低的荒涼地帶,周圍沒有密集的恒星集群,距離最近的超新星爆發(fā)點也遠(yuǎn)超25光年的安全距離,這為地球生命的演化,提供了最基礎(chǔ)的安全保障。

2. 恒星的質(zhì)量必須適中,不能太大也不能太小。恒星的質(zhì)量,直接決定了它的溫度、壽命和能量釋放強(qiáng)度,而這些因素,都與行星的宜居性密切相關(guān)。

如果恒星質(zhì)量太大(比如超巨星、巨星),它的核心核聚變反應(yīng)會非常劇烈,溫度極高,釋放的能量也異常龐大,這樣的恒星壽命很短——通常只有幾百萬到幾千萬年,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠生命演化所需的時間(地球生命用了38億年才進(jìn)化出文明)。

而且,大質(zhì)量恒星死亡時,必然會發(fā)生超新星爆發(fā),其周圍的行星都會被摧毀,根本沒有生命演化的機(jī)會。

如果恒星質(zhì)量太。ū热缂t矮星),它的核心核聚變反應(yīng)溫和,溫度較低,釋放的能量也很少,其周圍的行星必須離它非常近,才能獲得足夠的熱量維持液態(tài)水的存在。

但這樣一來,行星就會面臨三個致命危險:

一是容易被恒星潮汐鎖定,導(dǎo)致行星一面永遠(yuǎn)是白天,一面永遠(yuǎn)是黑夜,白天溫度極高,黑夜溫度極低,根本無法形成穩(wěn)定的宜居環(huán)境;

二是年輕的紅矮星非常“狂暴”,每天會爆發(fā)好幾次耀斑,輻射強(qiáng)度會瞬間增加幾百到幾萬倍,行星的大氣會被強(qiáng)烈的輻射剝離,表面的生命也會被輻射殺死;三是行星離恒星太近,恒星風(fēng)會不斷吹襲行星,逐漸剝離行星的大氣,最終讓行星變成一顆沒有大氣、沒有液態(tài)水的死星。

不過,紅矮星也有一個優(yōu)勢——它的壽命極長,可達(dá)幾萬億年,遠(yuǎn)超太陽的100億年壽命。如果一顆行星能挺過紅矮星的“狂暴期”,成功保留大氣和液態(tài)水,那么在漫長的時間里,也有可能孕育出生命,但這種可能性極低,需要的巧合太多。



目前的天文觀測顯示,銀河系中75%左右的恒星都是紅矮星,而像太陽這樣的黃矮星,只占銀河系恒星總數(shù)的約5%,屬于“少數(shù)派”。這也意味著,在銀河系中,能為生命提供穩(wěn)定能量和安全環(huán)境的恒星,本身就非常稀少。

3. 恒星不能處于雙星或多星系統(tǒng)中。很多人看過《三體》,知道三星系統(tǒng)的環(huán)境極其惡劣,但實際上,現(xiàn)實中的雙星、多星系統(tǒng),環(huán)境比《三體》中描述的還要糟糕。



首先,雙星、多星系統(tǒng)中,多顆恒星相互繞轉(zhuǎn),引力環(huán)境極其復(fù)雜,外圍的星云很難凝聚成行星——即便能凝聚成行星,行星的軌道也會非常不穩(wěn)定,時而靠近恒星被烤焦,時而遠(yuǎn)離恒星被凍僵。比如,如果太陽系是雙星系統(tǒng),有兩顆太陽相互繞轉(zhuǎn),那么地球的軌道就會被嚴(yán)重干擾:當(dāng)其中一顆太陽靠近地球時,地球的溫度會飆升到類似金星的水平,液態(tài)水會被蒸發(fā);當(dāng)這顆太陽遠(yuǎn)離,另一顆太陽也未靠近時,地球的溫度會驟降到類似火星的水平,整個星球會被冰封。這種劇烈的溫度變化,根本無法孕育生命。



其次,雙星、多星系統(tǒng)中的恒星,會相互影響彼此的活動,導(dǎo)致恒星耀斑、黑子爆發(fā)的頻率大幅增加,釋放的能量也更加狂暴。我們的太陽只是一顆單星,一次大型耀斑爆發(fā),就會對地球的電網(wǎng)、衛(wèi)星造成巨大影響,甚至引發(fā)極光;而雙星系統(tǒng)中的恒星,耀斑爆發(fā)的強(qiáng)度會是太陽的數(shù)倍甚至數(shù)十倍,其周圍的行星,哪怕有大氣和液態(tài)水,也會被這種狂暴的能量摧毀。

更危險的是,雙星、多星系統(tǒng)中,恒星之間的引力相互作用,可能會導(dǎo)致其中一顆恒星“吞噬”周圍的行星,或者將行星“甩”出恒星系統(tǒng),讓行星變成一顆流浪行星,在宇宙中漫無目的地漂泊,最終因為沒有能量來源而徹底凍結(jié)。

《三體》中的“三體系統(tǒng)”,就位于半人馬座,而現(xiàn)實中的半人馬座三體系統(tǒng),雖然比小說中描述的更穩(wěn)定一些,但依然無法孕育生命。



根據(jù)天文觀測,銀河系中約三分之一的恒星都處于雙星或多星系統(tǒng)中,這意味著,又有三分之一的恒星,被排除在了“能孕育生命”的名單之外。

綜合以上三個條件,我們可以做一個粗略的估算:銀河系共有約1400億顆恒星,排除掉位于恒星密集區(qū)、質(zhì)量過大或過小、處于雙星/多星系統(tǒng)中的恒星后,能滿足“合適恒星”條件的,可能只有百分之幾;而如果要滿足“能孕育文明”(即周圍38億年沒有超新星爆發(fā))的條件,這個比例可能會降到千分之一甚至萬分之一。也就是說,銀河系中,能孕育生命的恒星,可能只有幾萬到幾十萬顆。

(二)合適的行星:生命的“宜居家園”

找到合適的恒星后,還需要一顆合適的行星,才能孕育生命。如果說挑選恒星是“百里挑一”,那么挑選行星就是“千里挑一”——行星的條件,比恒星更加苛刻,每一個條件的細(xì)微偏差,都可能導(dǎo)致生命無法誕生。

首先要明確一個前提:不是每顆恒星都能擁有行星。

比如雙星、多星系統(tǒng)中,行星要么被恒星吞噬,要么被甩出去,很難穩(wěn)定存在;而一些質(zhì)量過大或過小的恒星,其周圍也很難形成行星。我們假設(shè),那些滿足條件的“合適恒星”,每顆都擁有七八顆行星(類似太陽系),但即便如此,能滿足“宜居條件”的行星,依然是鳳毛麟角。

1. 行星與恒星的距離必須合適,處于“宜居帶”內(nèi)。



所謂“宜居帶”,就是指行星與恒星的距離適中,能讓行星表面的溫度維持在0-100℃之間,從而保證液態(tài)水的存在——液態(tài)水是生命誕生的必要條件,沒有液態(tài)水,就不可能有生命。

很多人覺得,“距離合適”是一個很寬松的條件,畢竟行星一字排開,總有一顆距離合適。但實際上,這個條件非常苛刻,哪怕距離偏差百分之幾或十幾,行星的溫度就會發(fā)生巨大變化,徹底失去宜居性。

比如地球的地軸傾斜了23.5度,就導(dǎo)致了四季分明,夏天炎熱、冬天寒冷;而如果地球的軌道稍微靠近太陽一點(比如靠近10%),表面溫度就會飆升,液態(tài)水會被蒸發(fā),變成類似金星的“煉獄”;如果稍微遠(yuǎn)離太陽一點(比如遠(yuǎn)離10%),表面溫度就會驟降,整個星球會被冰封,變成類似火星的“冰球”。

地球在演化過程中,也經(jīng)歷過多次冰期,有研究表明,這些冰期的出現(xiàn),很可能只是太陽的能量輸出稍微“抖動”了一下——僅僅是太陽功率的微小變化,就足以改變地球的氣候,可見行星與恒星的距離,對宜居性的影響有多巨大。

除此之外,行星與恒星的距離合適,還有一個重要意義:讓太陽風(fēng)能夠“適度”地吹襲行星。

行星形成之初,大氣成分中97%都是氫氣(因為行星和恒星都是由同一片星云形成的,星云的主要成分就是氫氣),而氫氣過多,會導(dǎo)致行星無法形成穩(wěn)定的大氣環(huán)境,也無法孕育生命。太陽風(fēng)的作用,就是吹走行星表面多余的氫氣,但又不能吹得太干凈——如果氫氣被完全吹走,行星就無法形成水(水是由氫和氧組成的),同樣無法孕育生命。



這里就需要行星的“地磁”來配合:當(dāng)?shù)厍蛐纬珊笃,地核逐漸冷卻,形成了穩(wěn)定的地磁場,地磁場能阻擋太陽風(fēng)的持續(xù)吹襲,留住適量的氫氣,為水的形成和大氣的穩(wěn)定提供保障。而金星就沒有這么幸運(yùn)——它的地磁場非常微弱,無法阻擋太陽風(fēng),表面的氫氣被徹底吹走,大氣成分幾乎全是二氧化碳,而且非常稀薄,表面溫度高達(dá)467℃,成為了一顆沒有生命的“煉獄星球”。

僅僅是“距離合適”這一個條件,就足以排除掉絕大多數(shù)行星——在一顆恒星的七八顆行星中,能處于宜居帶內(nèi)的,往往只有1-2顆,甚至沒有。

2. 行星的大小必須適中,不能太大也不能太小。行星的大小,直接決定了它的引力、大氣、地質(zhì)活動等關(guān)鍵因素,而這些因素,都與生命的誕生和演化密切相關(guān)。

如果行星太大(比如木星、土星這樣的氣態(tài)巨行星),它的引力會非常強(qiáng),會牢牢吸引住表面的氫氣和氦氣,形成厚厚的氣態(tài)外殼,無法形成固體表面——而生命的誕生,需要固體表面作為“載體”,氣態(tài)巨行星上,根本無法孕育生命。當(dāng)然,也有一些例外:如果一顆大行星離恒星非常近,恒星的輻射會吹走它表面的氣態(tài)外殼,但這種情況的概率極低,而且即便如此,行星表面的輻射強(qiáng)度也會非常大,依然無法孕育生命。

這里我們可以延伸一下:行星的大小,不僅影響生命的誕生,還會影響文明的發(fā)展。

如果行星太大,引力會非常強(qiáng),生命想要“上天”就會變得異常困難——比如登陸木星并返回地球,這在目前來看是完全不可能的。先不說木星是氣態(tài)行星,無法登陸,僅僅是從木星表面起飛返回地球,就需要消耗大量的燃料:按照目前比沖最高的液氫液氧燃料計算,返回時需要消耗99.3%的燃料;如果用煤油火箭,燃料消耗比例會高達(dá)99.94%,剩下的0.06%的質(zhì)量,甚至連火箭的外殼都造不出來。即便使用多級火箭,難度也依然極大。

有人會問,核飛船能不能解決這個問題?

理論上可以,但實際操作難度極大。

核裂變飛船雖然技術(shù)相對成熟,但動力有限;核聚變飛船雖然動力充足,但目前人類還無法實現(xiàn)核聚變的可控化,更不用說小型化——想要制造出能用于星際旅行的核聚變飛船,可能需要《三體》中“水滴”那樣的特殊材料,而以目前人類的材料科學(xué)水平,還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到。



除此之外,固體行星如果太大,引力加速度也會很大,這會限制生物的體型。生物的體重是按照三次方增長的,而生物的支撐結(jié)構(gòu)(比如腿)的面積是按照二次方增長的——也就是說,生物的體型越大,身體對支撐結(jié)構(gòu)的壓力就越大,哪怕腿再粗,也無法承受過大的體重。比如地球上的藍(lán)鯨,雖然體型龐大,但它只能生活在水中,依靠水的浮力抵消體重;如果藍(lán)鯨擱淺在陸地上,用不了多久,就會被自己的體重壓死。

如果行星的引力太大,生物的體型就會被迫變得很小——比如螞蟻大小的生物,雖然它們能舉起比自己體重大幾倍的東西,但它們的腦容量會非常有限,無法進(jìn)化出智慧;而且它們使用的工具(比如沙粒、小石子),威力也非常小,很難進(jìn)入石器時代,更不用說發(fā)展出文明。

反過來,如果行星太小,也無法孕育生命和文明。

行星太小,引力就會很弱,無法吸引住足夠的大氣——沒有大氣,就無法阻擋恒星的輻射,也無法調(diào)節(jié)行星的溫度,行星表面的液態(tài)水會被蒸發(fā),最終變成一顆沒有生命的死星。而且,行星太小,內(nèi)核冷卻的速度會非?臁魏涡乔蛐纬蓵r,內(nèi)核都是熾熱的,通過收縮放熱維持溫度,而大物體的散熱速度很慢(比如火山噴發(fā)形成的巖石,散熱需要幾十、幾百甚至上萬年),小星球的散熱速度則會快得多,很快就會變成沒有地質(zhì)活動的死星。

沒有地質(zhì)活動,行星就無法造山,而太陽提供的能量會讓風(fēng)雨不斷侵蝕地表,久而久之,行星表面的山峰和陸地會被徹底風(fēng)化,整個星球會被海洋覆蓋。雖然海洋中可能存在一些簡單的生命,但想要在全是海洋的星球上發(fā)展出文明,幾率幾乎為零——文明的發(fā)展需要工具、需要火、需要陸地環(huán)境,而海洋無法提供這些條件。

更重要的是,小星球的“規(guī)!碧,無法為生命的演化提供足夠的“試錯空間”。比如一顆半徑是地球0.7倍的星球,表面積只有地球的0.5倍,重力只有地球的三分之一,生物的個體可能會更大,但生存空間會更小,生物的總量也會大幅減少——可能只有地球的六分之一。地球用了46億年才進(jìn)化出文明,按照這個比例,這顆小星球可能需要276億年才能進(jìn)化出文明,而宇宙的年齡也只有約138億年,顯然,這樣的小星球,根本沒有足夠的時間孕育文明。

3. 行星必須擁有合適的大氣。

大氣是生命的“保護(hù)傘”,它能阻擋恒星的有害輻射,調(diào)節(jié)行星的溫度,為生命提供呼吸所需的氣體。



如果行星的大氣成分不合適,比如主要由甲烷、氨氣、二氧化碳、硫酸等氣體組成,雖然不能完全排除生命存在的可能,但幾率非常小——這些氣體無法為碳基生命提供合適的生存環(huán)境,也無法形成穩(wěn)定的氣候系統(tǒng)。

比如木星的大氣,主要由氫氣和氦氣組成,還有少量的甲烷、氨氣等氣體,其表面的大氣流動非常劇烈,形成了著名的“大紅斑”——一場持續(xù)了350年的風(fēng)暴,風(fēng)速高達(dá)50級,比地球上最強(qiáng)烈的臺風(fēng)還要猛烈?guī)资。這個大紅斑的長度約25000千米,上下跨度約12000千米,足以輕松裝下幾個地球,這樣惡劣的大氣環(huán)境,根本不可能孕育生命。



4. 行星必須擁有大量的液態(tài)水,比如海洋。

液態(tài)水是生命誕生的必要條件,這一點已經(jīng)被科學(xué)界普遍認(rèn)可——海洋就像是生命的“裝配平臺”,能讓有機(jī)分子快速流動、相互碰撞,從而形成更復(fù)雜的生物大分子。如果沒有海洋,有機(jī)分子分散在陸地或空氣中,很難有機(jī)會相互結(jié)合,也就無法形成生命。

有人會問,除了水,其他液體能不能作為生命的“載體”?比如氨氣、二氧化碳、甲烷等液體,形成的“氨氣!薄凹淄楹!,能不能孕育生命?

從理論上來說,不能完全排除,但幾率極小。

宇宙中只有90多種天然元素,能湊齊一套碳基生命所需的組件,已經(jīng)非常困難,而其他液體的化學(xué)性質(zhì),無法像水那樣穩(wěn)定,也無法為有機(jī)分子的結(jié)合提供合適的環(huán)境。想要在這些液體中孕育生命,需要的時間可能長達(dá)幾萬億年,而宇宙的年齡,還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。



而且,原始海洋必須是“一鍋富含有機(jī)物的濃湯”——雖然這種“濃湯”比我們?nèi)粘:鹊臐鉁”〉枚啵仨氂凶銐虻挠袡C(jī)分子,才能讓它們有機(jī)會相互碰撞、結(jié)合。如果只是一個小小的水坑,哪怕穩(wěn)定存在80億年,也很難孕育生命——因為沒有足夠的規(guī)模,有機(jī)分子的碰撞概率太低,無法形成復(fù)雜的生物大分子。

海洋的規(guī)模,不僅決定了生命的誕生,還決定了生命的演化速度。

生命之所以能進(jìn)化得如此精妙,核心原因就是“規(guī)模足夠大”——數(shù)以億萬計的有機(jī)分子在海洋中相互作用,數(shù)以億億億的生物個體不斷試錯、進(jìn)化,才能積累出復(fù)雜的基因。我們身上的每一個基因,都是從38億年前的原始細(xì)菌開始,經(jīng)過無數(shù)代生物的努力,逐步積累下來的;而有性繁殖的出現(xiàn),更是極大地加速了優(yōu)良基因的富集,為智慧生命的誕生奠定了基礎(chǔ)。

從哺乳動物出現(xiàn)的2.5億年前算起,每20年為一代,至今已經(jīng)有1000萬代。

如果假設(shè)每個哺乳動物都有父母,那么一個人理論上的祖先數(shù)量,會達(dá)到10的300萬次方——這個數(shù)字雖然不準(zhǔn)確,但足以說明,人類的智慧,是無數(shù)祖先共同積累的結(jié)果。而如果沒有足夠大的生物規(guī)模,沒有足夠多的試錯機(jī)會,智慧生命根本無法誕生。

這里還有一個有趣的小知識:物質(zhì)是可以重復(fù)利用的。

一個人體內(nèi)約有10的27次方個原子,而地球的總原子數(shù)約為10的50次方個。按照粗略計算,每個人體內(nèi)至少有10000個原子,是當(dāng)年組成秦始皇的原子——當(dāng)然,這是假設(shè)秦始皇的原子均勻分布在地球中,如果考慮到原子主要集中在生物圈,以及秦始皇一生的原子更替,這個數(shù)字可能會更大。同樣,牛頓、愛因斯坦,甚至2億年前的恐龍,它們身上的原子,也可能存在于我們體內(nèi)——我們都是宇宙物質(zhì)的“集合體”,都是生命演化的產(chǎn)物。

5. 行星必須擁有穩(wěn)定的地磁場。地磁場是行星的“保護(hù)盾”,它能阻擋太陽風(fēng)的侵襲,留住行星的大氣和液態(tài)水。



如果沒有地磁場,太陽風(fēng)會不斷吹襲行星表面,逐漸剝離行星的大氣,最終讓行星變成一顆沒有大氣、沒有液態(tài)水的死星——就像火星一樣,火星曾經(jīng)也有地磁場,但由于內(nèi)核冷卻,地磁場逐漸消失,大氣被太陽風(fēng)吹走,液態(tài)水也被蒸發(fā),最終變成了現(xiàn)在這顆干旱、荒涼的星球。

6. 行星外圍必須有大行星的“保護(hù)”。

在太陽系中,木星就像是地球的“保護(hù)神”,它憑借巨大的引力,阻擋了絕大多數(shù)小行星和彗星的撞擊。



1994年,蘇梅克-列維9號彗星撞擊木星,這是人類歷史上第一次觀測到的彗星撞擊行星的事件,其中碎片G的威力最大,于7月18日07時32分(UTC)撞向木星,釋放的能量相當(dāng)于6萬億噸TNT炸藥,是全球核武器儲備總和的750倍——僅僅這一塊碎片,如果撞擊地球,人類文明就會被徹底摧毀,甚至可能導(dǎo)致人類滅絕,文明倒退幾億年。

小行星帶位于木星軌道內(nèi)側(cè),這里有無數(shù)的小行星,它們的軌道如果發(fā)生偏移,就有可能撞擊地球。而木星的引力,會像“大哥”一樣,將這些偏離軌道的小行星“收拾”掉——要么將它們吸引到自己身上,要么將它們甩出去,從而保護(hù)地球不受撞擊。

雖然木星的保護(hù)范圍主要是太陽系的一個軌道面,但星際空間極其空曠(比地球?qū)嶒炇抑圃斓恼婵者要空),絕大多數(shù)危險都來自于太陽系內(nèi)部的“組件”,它們的軌道面都與地球相似,所以木星的保護(hù)作用,依然非常重要。

7. 行星必須擁有一顆合適的衛(wèi)星(比如地球的月球)。月球的存在,對地球生命的演化,尤其是文明的誕生,有著不可替代的作用——它通過潮汐力,讓地球的海洋產(chǎn)生漲潮和落潮,而潮汐的漲落,是生物從海洋走向陸地的重要推動力。



如果沒有月球,地球的潮汐會非常微弱,生物很難有機(jī)會被擱淺到陸地上,也就無法進(jìn)化出陸地生物——而文明的誕生,必須依賴陸地環(huán)境。

幾十億年來,每天都有無數(shù)生物被潮汐擱淺到陸地上,它們?yōu)榱松妫粩噙m應(yīng)陸地環(huán)境,逐漸進(jìn)化出四肢、肺等器官,最終才有了陸地生物,才有了人類?梢哉f,沒有月球,生物上岸可能會推遲幾億年,而時間越長,生命被意外摧毀的機(jī)會就越大。

而且,月球的形成,本身就是一個極其偶然的事件。



目前最有競爭力的月球形成假說,是“撞擊說”:地球形成之初,并沒有月球,后來一顆與火星大小相當(dāng)?shù)男行牵ū幻麨椤斑羴啞保,與地球發(fā)生了劇烈撞擊,撞擊產(chǎn)生的碎片,一部分掉回地球,一部分飛出地球的引力范圍,還有一部分在地球的引力作用下,逐漸聚集形成了月球。這個假說的有力證據(jù),就是地月的成分非常接近——月球的巖石成分,與地球地幔的成分幾乎一致。

更幸運(yùn)的是,地球不僅形成了月球,還成功留住了它。月球的軌道每年都會向外移動3.8厘米,按照這個速度,數(shù)十億年后,月球會逐漸遠(yuǎn)離地球。

如果地球的自轉(zhuǎn)速度再快一點,月球可能早就被地球“甩”出去,被太陽接管;如果地球的自轉(zhuǎn)速度再慢一點,月球可能會被地球的潮汐力“拉”回來,撞擊地球。而地球的自轉(zhuǎn)速度,恰好處于一個完美的范圍,讓月球能夠穩(wěn)定地圍繞地球運(yùn)行,為地球生命的演化提供了穩(wěn)定的保障。

以上這些條件,并不是孤立存在的,它們相互影響、相互制約,只要有一個條件不滿足,行星就無法孕育生命。而且,這些條件的概率,需要用乘法計算——合適的恒星概率×合適的行星概率,越乘越小。

我們可以做一個粗略的估算:如果合適的恒星占銀河系恒星總數(shù)的1%,合適的行星占合適恒星周圍行星總數(shù)的萬分之一,那么銀河系中,能孕育生命的行星,大約有14萬個(1400億×1%×1/10000)。這個數(shù)字看起來很多,但實際上,這只是“能孕育生命”的行星數(shù)量,想要孕育出文明,還需要過最后一道關(guān)——創(chuàng)世幾率。

(三)創(chuàng)世幾率:生命誕生的“終極考驗”

即便一顆行星滿足了所有的外部條件,擁有合適的恒星、合適的環(huán)境,也不一定能孕育出生命——因為生命的誕生,還需要一個難以量化的“創(chuàng)世幾率”。

簡單來說,就是“一鍋溫暖的有機(jī)物濃湯”,需要多少億年,才能自發(fā)組成生命?

我們可以用一個形象的比喻:把生命的組成部件(有機(jī)分子)比作一堆積木,把海洋比作一個大桶,我們把積木放進(jìn)桶里,使勁搖晃,多久能正好晃出一個完整的城堡?

答案是:幾乎不可能。

要知道,一個圍棋棋盤有361個落點,所有可能的落子組合,已經(jīng)超過了宇宙的原子總數(shù)(約10的80次方個);而一個最簡單的生命(比如細(xì)菌),其組成部件的數(shù)量和復(fù)雜程度,遠(yuǎn)超圍棋的落子組合——想要讓這些部件自發(fā)組合成生命,難度可想而知。



生命的誕生過程,大致可以分為幾個階段:無機(jī)小分子→有機(jī)小分子→有機(jī)大分子→生物大分子→嘌呤、嘧啶、氨基酸→DNA、蛋白質(zhì)→完整的生命。

這個過程沒有任何“神的指導(dǎo)”,完全是隨機(jī)的化學(xué)反應(yīng),從“自己造零件”到“自己組裝”,基本靠“蒙”——每一步都需要極其偶然的巧合,每一步的概率都非常低。

宇宙的總原子數(shù)約為10的80次方個,這個數(shù)字雖然龐大,但與生命誕生的概率相比,依然顯得微不足道。

我們可以做一道簡單的數(shù)學(xué)題:假如一個班級有60個人,只有一種座位排法是最有利于班級的,那么總共有多少種排法?

答案是60的階乘,約為10的81次方——這個數(shù)字,是宇宙總原子數(shù)的10倍。

也就是說,即便讓老師不停地試排座位,試到宇宙再爆炸100次,也很難找到這種最優(yōu)排法。而生命的誕生,比這道題的難度還要大得多。



目前,科學(xué)界普遍認(rèn)可的生命起源假說,是“化學(xué)起源說”——生命是在地球早期的有機(jī)濃湯中,通過一系列隨機(jī)的化學(xué)反應(yīng),逐漸形成的。

除此之外,還有一種“地外來源說”,認(rèn)為地球的生命是“天外飛來”的——宇宙中的有機(jī)分子,隨著冰隕石落在地球上,然后在地球的宜居環(huán)境中,逐漸繁衍進(jìn)化。

這種假說雖然能解釋地球生命為什么出現(xiàn)得這么快(地球形成約8億年后,就出現(xiàn)了最原始的生命),但無法解釋宇宙中最初的生命是怎么來的——它只是把“生命起源”的問題,從地球轉(zhuǎn)移到了宇宙,并沒有真正解決問題。

還有一個有趣的現(xiàn)象,能從側(cè)面說明生命誕生的難度:自從38億年前地球誕生第一批生命以來,再也沒有出現(xiàn)過新的“生命批次”。

按照常理來說,現(xiàn)在地球的環(huán)境比早期更適宜,海洋中的有機(jī)物也更豐富,應(yīng)該會不斷有新的生命誕生才對——哪怕是與現(xiàn)有生命完全不同的“另類生命”,也應(yīng)該有出現(xiàn)的可能。但事實是,我們沒有發(fā)現(xiàn)任何新的生命批次,這可能是因為現(xiàn)在的環(huán)境不如早期的“有機(jī)濃湯”濃厚,也可能是因為新誕生的生命被現(xiàn)有生命壓制、淘汰,還可能是因為生命誕生的概率實在太低,低到在人類的觀測范圍內(nèi),無法再次出現(xiàn)。



有人曾經(jīng)提出過一個有趣的實驗:制作一個全密封的玻璃容器,放入生命所需的所有元素(碳、氫、氧、氮等),將容器放在適宜的溫度、濕度環(huán)境下,不時模擬打雷、下雨等自然現(xiàn)象,觀察生命是否會誕生。

這個實驗的幾率雖然極小,但如果能世代相傳,堅持幾百年、幾千年,說不定真的能觀察到生命的誕生——而這樣的實驗,據(jù)說已經(jīng)有科學(xué)家在嘗試了。

綜合來看,生命的誕生雖然極其艱難,但由于宇宙的基數(shù)足夠大(數(shù)千億個星系,每個星系數(shù)千億顆恒星),所以生命應(yīng)該不是地球獨(dú)有的——每個星系或多或少都應(yīng)該存在一些生命,銀河系中,也應(yīng)該有一批能孕育生命的行星。但生命的誕生,絕對達(dá)不到“非常常見”的地步,它依然是宇宙中的“稀缺品”。

還有一個需要考慮的因素:“錯峰文明”。

有些星球可能曾經(jīng)孕育過生命,甚至文明,但由于恒星壽終正寢、行星環(huán)境惡化,或者遭遇了小行星撞擊、超新星爆發(fā)等災(zāi)難,這些生命和文明已經(jīng)消亡;還有一些星球,可能在未來會孕育出生命和文明,但那時候,人類可能已經(jīng)消亡。這些“錯峰”的生命和文明,與我們?nèi)祟愄幱诓煌臅r間線,就像“錯峰上下班”一樣,我們永遠(yuǎn)無法相遇——對于我們來說,它們的存在,和“沒有”幾乎沒有區(qū)別。



如果你對這個話題感興趣,可以搜索一下“德雷克公式”——這是天文學(xué)家德雷克提出的一個公式,用于估算銀河系中能與外界進(jìn)行交流的高級文明的數(shù)量。

這個公式綜合考慮了恒星形成率、行星數(shù)量、宜居行星比例、生命誕生概率、文明誕生概率等多個因素,雖然不同科學(xué)家對公式中各參數(shù)的估算不同,得出的結(jié)果也相差很大,但它為我們研究地外文明,提供了一個科學(xué)的框架。

二、有地外生命,但沒有形成地外文明

假設(shè)宇宙中存在地外生命,那么接下來的問題就是:這些生命,是否都能進(jìn)化成文明?很多人認(rèn)為,只要有足夠的時間,生命就一定能進(jìn)化出智慧,形成文明。

但實際上,這種想法忽略了一個核心問題:生命的進(jìn)化,核心目標(biāo)是“生存”,而不是“智慧”——智慧只是生命適應(yīng)環(huán)境的一種方式,并不是唯一的方式,也不是最高級的方式。



地球生命用了38億年,才進(jìn)化出人類文明,這38億年里,地球經(jīng)歷了無數(shù)次災(zāi)難(小行星撞擊、超級火山爆發(fā)、冰期等),但每次災(zāi)難都留了一線生機(jī),而且最終都能結(jié)束,讓生命有機(jī)會繼續(xù)演化。如果其中任何一次災(zāi)難沒有留下生機(jī),或者持續(xù)時間過長,地球生命可能就會徹底滅絕,也就不會有人類文明的誕生。

更重要的是,地球的“宜居時間”是有限的——再過十億年,太陽會緩慢膨脹,地球表面的溫度會逐漸升高,液態(tài)水會被蒸發(fā),地球會變得不再宜居,而且這種變化是不可逆的,不會有“結(jié)束”的可能。也就是說,生命的演化,不僅需要足夠的時間,還需要在這段時間內(nèi),沒有遭遇無法承受的災(zāi)難——而這樣的“完美時間窗口”,在宇宙中并不常見。

為什么生命的演化需要這么長的時間?為什么別的星球不能只用一億年,就進(jìn)化出文明?

核心原因就是:智慧的優(yōu)先級,遠(yuǎn)低于生存。

在生命的演化過程中,有幾千上萬個“天賦點”,比如牙齒的硬度、皮膚的厚度、眼睛的視力、耳朵的聽力、肌肉的力量,甚至是毛發(fā)的顏色,這些天賦點的優(yōu)先級,都可能不低于智慧——因為這些天賦,能直接幫助生命生存、繁衍,而智慧的作用,需要很長時間才能體現(xiàn)出來。

比如蟑螂,它們已經(jīng)在地球上生存了3.5億年,比恐龍還要久遠(yuǎn),但它們始終沒有進(jìn)化出智慧,也沒有形成文明——因為它們的生存方式,不需要智慧:它們體型小、繁殖能力強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng),能在各種惡劣環(huán)境中生存,哪怕是核輻射環(huán)境,也能存活。對于蟑螂來說,“生存”就是唯一的目標(biāo),智慧對它們來說,不僅沒有必要,反而可能會消耗更多的能量,影響生存。

還有很多生命,比如植物、細(xì)菌、病毒、真菌等,它們完全放棄了“智慧”這個天賦點,專注于提升自身的生存能力。



植物通過光合作用獲取能量,細(xì)菌通過分裂繁殖延續(xù)后代,病毒通過寄生生存——它們的生存方式雖然簡單,但非常有效,所以它們能在地球上生存數(shù)十億年,甚至比人類更“成功”。

很多學(xué)者傾向于把“進(jìn)化論”稱為“演化論”,因為生命的演化,沒有“高低貴賤”之分,也沒有“固定的方向”——生命只是被動地適應(yīng)環(huán)境,人類眼中的“退化”,從環(huán)境適應(yīng)性的角度來看,其實是“進(jìn)化”。

比如,有些洞穴生物失去了眼睛,這在人類看來是“退化”,但對于洞穴環(huán)境來說,眼睛沒有任何作用,失去眼睛反而能節(jié)省能量,更好地適應(yīng)洞穴環(huán)境——這就是一種“進(jìn)化”。

我們甚至可以這樣說:人類并不比三葉蟲高級。



三葉蟲在地球上繁衍了3.2億年,而人類至今只生存了500萬年;三葉蟲能適應(yīng)各種海洋環(huán)境,而人類的適應(yīng)性,在很多惡劣環(huán)境中,甚至不如細(xì)菌。生命的“高級”與否,從來不是看智慧的高低,而是看生存能力的強(qiáng)弱——能在地球上生存更久、適應(yīng)更多環(huán)境的生命,才是更“成功”的生命。

除了三葉蟲,鱟、水母、海綿等物種,也都是地球的“老居民”:鱟已經(jīng)生存了4.5億年,水母生存了5億年,海綿生存了6億年,它們都沒有進(jìn)化出智慧,但它們都憑借強(qiáng)大的生存能力,在地球上繁衍至今。而藍(lán)藻,更是地球的“王者”——它已經(jīng)在地球上生存了35億年,是地球上最早的生命之一,它通過光合作用,為地球制造了大量的氧氣,為后續(xù)復(fù)雜生命的誕生奠定了基礎(chǔ)。如果沒有藍(lán)藻,地球可能至今還是一顆沒有氧氣、沒有復(fù)雜生命的星球。

人類的智慧,誕生至今只有500萬年,而這500萬年里,人類大部分時間都茍活在石器時代——也就是說,初級智慧并沒有什么絕對的生存優(yōu)勢。我們之所以能進(jìn)化到今天,成為地球的“主宰”,很大程度上是因為這500萬年里,地球的環(huán)境相對平靜,沒有發(fā)生足以摧毀人類的大災(zāi)難。

實際上,人類曾經(jīng)多次瀕臨滅絕——比如7萬年前的多巴火山爆發(fā),導(dǎo)致全球人口銳減到不足1萬人,如果那次火山爆發(fā)再猛烈一點,人類可能就已經(jīng)滅絕了,也就不會有今天的文明。

還有一個大家不愿承認(rèn)的事實:雖然人類站在生物鏈的頂端,但人類遠(yuǎn)不是最成功的生物。在巨型天災(zāi)面前,人類的智慧,甚至不如細(xì)菌、藍(lán)藻這些“低級生命”。



比如,如果現(xiàn)在爆發(fā)超級火山爆發(fā),或者小行星撞擊地球,引發(fā)長達(dá)1萬年的黑夜,那么人類很可能會滅絕,而細(xì)菌、藍(lán)藻等生命,依然能在惡劣的環(huán)境中存活,等待環(huán)境好轉(zhuǎn)后,繼續(xù)繁衍。

科技雖然能提升人類的生存能力,但科技是“身外之物”,是可以被剝奪的。

一旦發(fā)生大災(zāi)難,人口規(guī)模會大幅減少,工業(yè)體系會被打破,人類會進(jìn)入“惡性循環(huán)”——沒有足夠的人口,就無法維持工業(yè)體系;沒有工業(yè)體系,就無法制造先進(jìn)的工具和設(shè)備,無法應(yīng)對災(zāi)難。想要維持現(xiàn)有的工業(yè)體系,至少需要一個完整的中型國家規(guī)模,每個關(guān)鍵行業(yè)都有足夠的人才和設(shè)備——而在大災(zāi)難面前,這樣的規(guī)模,很難維持。在科技沒有突破到“排山倒海”的水平之前,人類始終是“脆弱”的,就像“嘎嘣脆”一樣,稍有不慎,就會滅絕。

回到地外生命的話題:很多有生命的星球,可能因為環(huán)境過于嚴(yán)酷(比如溫度過高、過低,輻射太強(qiáng)),無法讓生命進(jìn)化出智慧;有些星球可能全是海洋,沒有陸地,生命無法上岸,也就無法形成文明;還有一些星球,可能被冰蓋覆蓋,冰蓋之下的深海中,可能存在一些簡單的生命(比如火山口附近的細(xì)菌),但它們永遠(yuǎn)無法上岸,也無法進(jìn)化出智慧。

就算一顆星球的環(huán)境和地球完全一樣,也依然可能終其一生,都無法進(jìn)化出文明。

因為生命的演化,需要“適度的災(zāi)難”和“復(fù)雜的環(huán)境”:適度的災(zāi)難,能像“篩子”一樣,過濾掉劣勢基因,保留優(yōu)勢基因,促進(jìn)生命的進(jìn)化;復(fù)雜的環(huán)境,能促進(jìn)生命的多樣性,讓生命有更多的演化方向。如果一顆星球的環(huán)境過于穩(wěn)定,沒有災(zāi)難,生命就會缺乏進(jìn)化的動力,始終停留在簡單的階段;如果環(huán)境過于單一,生命的多樣性就會不足,也很難進(jìn)化出智慧。

比如,如果一顆星球只有一塊大陸,周邊全是海洋,內(nèi)陸是沙漠,那么生命的生存空間就會非常單一,演化方向也會受到限制,文明的出現(xiàn),就會被大幅延緩。而地球,擁有七大洲、四大洋,地形復(fù)雜、氣候多樣,為生命的演化提供了豐富的環(huán)境,這也是人類文明能誕生的重要原因之一。

盡管地外生命進(jìn)化出文明的難度很大,但放在整個可觀測宇宙這個大基數(shù)上,說“所有地外生命都沒有進(jìn)化出文明”,顯然有些自大——宇宙中,很可能有一些星球,和地球一樣幸運(yùn),孕育出了文明。但如果只看銀河系,說“人類是最幸運(yùn)的,是銀河系中唯一的文明”,倒也說得過去——畢竟,銀河系中,能滿足所有條件的星球,實在太少了。

三、有地外文明,但等級低于人類

如果宇宙中存在地外文明,那么有沒有可能,這些文明的等級,低于人類?

從理論上來說,這種可能性幾乎為零——核心原因就是:文明一旦形成,就會進(jìn)入“科技大爆炸”階段,發(fā)展速度會極其迅速,只需幾千年,就能追上甚至超越人類文明。

人類文明的發(fā)展,就是一個最好的例子:5000年前,人類還處于石器時代,只能使用簡單的石頭工具;3000年前,人類進(jìn)入青銅時代,開始制造金屬工具;2000年前,人類進(jìn)入鐵器時代,生產(chǎn)力大幅提升;幾百年前,人類進(jìn)入工業(yè)時代,蒸汽機(jī)、電力的發(fā)明,讓人類的發(fā)展速度實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍;近幾十年,人類進(jìn)入信息時代,互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、航天技術(shù)的發(fā)展,讓人類的文明等級,再次提升。



從石器時代到信息時代,人類只用了5000年——這5000年,在宇宙的時間尺度上,只是“一瞬間”。如果一顆星球孕育出了文明,哪怕它比人類文明晚誕生5000年,現(xiàn)在也已經(jīng)追上人類文明了;如果它比人類文明早誕生5000年,現(xiàn)在的文明等級,很可能已經(jīng)遠(yuǎn)超人類。

有人會問,會不會有一些文明,發(fā)展速度很慢,始終停留在低級階段?比如,始終停留在石器時代,無法進(jìn)入工業(yè)時代。這種可能性非常小——因為文明的發(fā)展,一旦突破某個“臨界點”(比如學(xué)會使用火、學(xué)會制造工具、學(xué)會語言交流),就會進(jìn)入加速階段,很難停滯不前。而且,生命的演化是“趨利避害”的,智慧的出現(xiàn),會讓文明不斷探索、不斷進(jìn)步,以適應(yīng)環(huán)境、提升生存能力——只要沒有遭遇毀滅性的災(zāi)難,文明的發(fā)展速度,都會非常迅速。

除此之外,宇宙的年齡約為138億年,而人類文明的歷史只有5000年——如果宇宙中存在地外文明,那么它們的誕生時間,很可能比人類早得多,其文明等級,也應(yīng)該比人類高得多。如果我們現(xiàn)在能發(fā)現(xiàn)地外文明,那么它們的等級,要么和人類相當(dāng),要么遠(yuǎn)超人類,幾乎不可能低于人類。

四、有地外文明,但大家等級一樣高

相比之下,這種可能性就非常大了——無論是在銀河系,還是在整個宇宙,很可能存在多個文明,但這些文明的等級,都和人類相當(dāng)。而導(dǎo)致這種情況的核心原因,就是:文明的發(fā)展,有一個“天花板”,無法無限發(fā)展。



我們被近二百年的“技術(shù)爆炸”蒙蔽了眼睛,總以為只要給我們足夠的時間,就會有一代又一代的愛因斯坦,一次又一次地推翻前人的理論,挖掘世界的本源,讓科技無限發(fā)展。但實際上,宇宙的規(guī)律是固定的,世界的本源是簡單的,我們可能已經(jīng)掌握了宇宙中絕大多數(shù)的基礎(chǔ)規(guī)律——宇宙規(guī)律不是“俄羅斯套娃”,不會有無限多的層次,也不會有無限多的未知等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。

首先,違反科學(xué)規(guī)律的事情,我們永遠(yuǎn)做不到——比如,我們永遠(yuǎn)造不出永動機(jī),因為它違反了能量守恒定律;我們永遠(yuǎn)無法超越光速,因為它違反了相對論。

其次,就算不違反科學(xué)規(guī)律,很多事情,我們也無法做到——比如,我們永遠(yuǎn)無法知道孔子一生說了幾句話,因為沒有完整的歷史記錄;我們永遠(yuǎn)無法復(fù)活已經(jīng)滅絕的物種,因為它們的基因已經(jīng)消失。

近幾十年來,我們之所以感覺科技“日新月異”,其實只是電子技術(shù)層面的發(fā)展——比如芯片的升級、互聯(lián)網(wǎng)的普及、人工智能的發(fā)展,這些都是電子技術(shù)的應(yīng)用,而不是基礎(chǔ)理論的突破。其他領(lǐng)域的科技,比如材料科學(xué)、能源科學(xué)、航天技術(shù),與電子技術(shù)相比,發(fā)展速度非常緩慢——這也是為什么1969年人類就能成功登月,而50多年后,人類登月依然非常艱難。

登月的難度,不在于控制系統(tǒng)(電子技術(shù)),而在于化學(xué)燃料的性能和材料的性能——目前人類使用的化學(xué)燃料,能量密度已經(jīng)接近極限,無法提供更強(qiáng)的動力;而材料的強(qiáng)度和熔點,也已經(jīng)接近極限,無法承受更高的溫度和壓力。想要突破這些極限,需要基礎(chǔ)理論的重大突破,而目前,人類在這些領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論,已經(jīng)很多年沒有重大突破了。

就連發(fā)展最快的電子技術(shù),也已經(jīng)接近極限。



任正非曾經(jīng)在講話中提到,芯片的制程已經(jīng)接觸到“量子隧穿”效應(yīng),摩爾定律(芯片上集成的晶體管數(shù)量,每18-24個月翻一番)已經(jīng)失效——也就是說,芯片再也無法通過不斷縮小晶體管尺寸來實現(xiàn)性能的指數(shù)級提升。



當(dāng)晶體管的尺寸縮小到3納米以下,甚至逼近1納米時,微觀世界的量子效應(yīng)會徹底失控,電子不再遵循宏觀物理規(guī)律,而是會像“穿墻術(shù)”一樣,穿透晶體管的絕緣層,導(dǎo)致芯片漏電、功耗飆升,甚至無法正常工作。這不是技術(shù)不夠先進(jìn),也不是工程師不夠努力,而是量子世界的基本規(guī)律在發(fā)揮作用,就像我們無法超越光速一樣,這是人類在電子技術(shù)領(lǐng)域無法突破的物理天花板。

我們曾經(jīng)寄希望于通過新材料、新架構(gòu)來挽救摩爾定律,比如采用石墨烯、碳化硅等新型半導(dǎo)體材料,或者研發(fā)3D堆疊、芯粒等先進(jìn)封裝技術(shù)。這些嘗試確實能在一定程度上提升芯片性能,但都只是“治標(biāo)不治本”——它們無法從根本上擺脫量子隧穿效應(yīng)的束縛,也無法恢復(fù)摩爾定律曾經(jīng)的指數(shù)級增長速度。就像一個奔跑的人,即便換上最輕便的跑鞋、調(diào)整最科學(xué)的姿勢,也無法突破自身的生理極限,芯片的發(fā)展也是如此。

更關(guān)鍵的是,芯片的極限會直接傳導(dǎo)到整個科技領(lǐng)域。

人工智能的發(fā)展需要海量算力支撐,而算力的提升依賴于芯片性能;航天技術(shù)的突破需要小型化、高算力的芯片,來支撐探測器的自主導(dǎo)航和數(shù)據(jù)處理;甚至我們?nèi)粘J褂玫氖謾C(jī)、電腦,其性能提升也早已放緩,從曾經(jīng)每年一次的“性能飛躍”,變成了如今的“小幅升級”。這背后,都是芯片制程逼近物理極限的直接體現(xiàn)。



這也恰恰印證了我們之前的觀點:文明的發(fā)展有其固有的天花板,而這個天花板,就是宇宙的基本規(guī)律。無論是材料科學(xué)、能源科學(xué),還是電子技術(shù),當(dāng)發(fā)展到一定階段,都會遇到無法突破的物理瓶頸。

人類如此,即便宇宙中存在其他地外文明,它們也必然會面臨同樣的困境——它們或許會比我們早誕生幾千年、幾萬年,或許會在某些技術(shù)細(xì)節(jié)上與我們不同,但它們同樣無法違背宇宙的基本規(guī)律,同樣會被這些物理瓶頸限制住文明的發(fā)展速度。

所以,宇宙中即便存在多個地外文明,它們的發(fā)展水平也大概率會和人類相當(dāng)。我們都被困在同一個物理規(guī)律的“牢籠”里,都在各自的星球上,努力突破那些看似可以突破、實則早已注定的極限。沒有誰能真正“領(lǐng)先”誰太多,也沒有誰能成為宇宙中絕對的“最高級文明”——因為我們都受限于同一個宇宙的規(guī)則,都在文明發(fā)展的天花板下,艱難而堅定地前行。

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