个人观点:人类是宇宙唯一智慧文明的概率几乎为零,但我还有很多想说的。
眼下,急于下结论说地球是银河系中唯一有文明迹象的星球亦或不是,似乎都为时过早,更别提在整个宇宙范围内了。这一判断基于我们目前的观察手段还显得相当“近视”,仅能观察到邻近的一小块空间。
我们虽然已经利用最顶尖的望远镜窥见了超过130亿光年之外的星系,但这些都只是模糊的影像。有的朋友可能会质疑,既然模糊不清,为何科学家们能提供那么多精确数据,如质量、大小、元素成分等?
这些全赖于科学家们数百年来积累的知识和技术。通过测量天体的距离,比如借助超新星、光谱红移等手段,我们能计算出它们的质量大小;再通过引力效应,我们能够分析出它们的元素组成。
但即使这样,这些数据也只能算是概略,至于是否有生命或文明存在,则完全无法得知。目前,所有光年之外的远距离观察都只能捕捉到模糊的光点,无法看清任何细节。
即便我们能够观察到距离我们130亿光年远的文明,那也仅仅停留在理论层面。目前能够观察到的恒星,即便距离我们只有100光年,我们所见也仅是一个光点,更无法看清恒星的形状。据说,到目前为止,我们只能看到参宿四的圆形轮廓,这得益于它硕大无比的体积和相对较近的距离。
至于已发现的4000多颗太阳系外行星,基本都是通过凌星法测得,真正通过直接观察到的行星数量寥寥无几。凌星法就是行星的公转轨道恰好位于我们与恒星的连线上,行星在绕太阳公转时,若恰好挡在我们和恒星之间,恒星的亮度就会有所下降,通过这种亮度微小的变化,我们便能推测行星的存在。
此外,还有视向速度法和微引力透镜法等,这些大多都是基于猜测。然后通过一些引力摄动的计算,得出该行星与恒星的距离、质量等数据。
即便那些被直接观察到的行星,在我们看来不过是一两个像素大小,上面是否有生命存在一无所知。因此,在如此背景下,我们是否有资格断言地球是宇宙中唯一有文明的星球?
已知的宇宙星系高达10万亿个,而我们的目光仅仅局限于自己家门口。在银河系中,就有约4000亿颗恒星。借助深空观测,我们发现即便是遥远的宇宙深处,也隐藏着数不尽的星系。
最为震撼的莫过于哈勃极深场照片,简称XDF,是哈勃望远镜耗时十年研究筛选出的一片最小干扰的深空区域。该区域的视野仅为满月的十分之一,哈勃在这一区域持续观测了三年,总计曝光113天,拍摄到了迄今为止最深邃的宇宙景象。
在该照片中,我们至少可以分辨出3000多个星系,其中最远的距离我们约130亿光年,是宇宙大爆炸后4亿多年形成的。据科学家估算,仅这片极小区域就有超过10000个星系。而这片天区不过是天炉座,面积仅为整个天空的12700000分之一。
如果考虑到宇宙的各向同性,那么在任何方向的宇宙深处,星系数量应该是相同的。如此计算,我们已知的星系数量至少有数千亿个,这还只是我们目前已观察到的。实际上,由于观测手段的限制,可能还有很多星系未被发现,因此一些科学家推测,宇宙中的星系数量可能高达万亿甚至10万亿个。
我们尚且不清楚自己的星系,甚至是太阳系中是否存在生命,又如何能断言宇宙中是否有其他文明存在?
也许宇宙中的文明数不胜数,但彼此相遇的机会却是微乎其微。
上世纪60年代,美国天文学家法兰克·德雷克提出了一个估算可能与我们接触的银河系智慧文明数量的公式,即德雷克方程。
每个符号都代表一个概率,例如N表示银河系可能与我们通讯的文明数量,Ng为银河系中的恒星数量,fp表示有行星的恒星比例等。
借助该公式,我们无法精确计算出银河系中文明的数量,因为每个符号背后都有多种可能的概率。因此,不同的人对此有不同的估算。根据这个方程,美国天文学家、科普作家卡尔·萨根估计,银河系存在地外智慧的星球数量约为100万颗;美国科幻作家艾萨克·阿西莫夫认为这样的星球大约有67万颗;而法兰克·德雷克本人则相对保守地估计为10万颗。
但也有人认为,一个星系通常只存在一个文明。
即便是最悲观的估计,一个星系一个文明,宇宙中也存在着数千亿乃至数万亿个文明。这是多么庞大的数量!然而,这些文明都藏在哪里呢?这就是所谓的“费米悖论”。这一悖论过去已经多次提及,这里不再赘述。
宇宙的法则是否限制了文明的发展和交流?
浩瀚的宇宙中既然存在众多文明,为何我们至今没有发现任何地外文明的痕迹?我的看法是,宇宙的法则限制了文明之间的相互发现和交流。
首先,文明的分布非常稀疏。
即便是按照乐观的估计,银河系有100万个文明,也仅占4000亿颗恒星总数的四十万分之一,意味着在40万颗恒星中可能存在一个文明。然而,我们目前仍在自己的太阳系中探索,距离我们最近的恒星也有4.22光年。以我们目前的能力,如何在自己周边40万颗恒星中找到文明呢?
要知道,银河系的平均恒星密度约为每340立方光年一颗。在这样的广袤空间中寻找文明,比大海捞针还难。我们的太阳与最近的比邻星间的距离,按比例计算就像相隔千余公里的两枚硬币,彼此相撞或相遇的机会极低,更何况在40万颗恒星中寻找唯一的文明?按照银河系的平均密度,40万颗恒星所占据的区域,最远的彼此相隔500多光年,两个文明就像相隔上万公里的两粒尘埃,彼此“看到”和“碰到”的机会又有多大?
何况,如果一个星系中只有一个文明,我们是否有能力在有限的生命期间走出银河系?
其次,文明的形式可能千差万别,很难相互沟通。
宇宙中的星球环境差异极大,有冷有热,有水有无水,有氧有无氧,有大有小等等。许多人一直认为,生命只可能在类似地球的环境中产生,但科学界并不完全认同这种观点。例如,土卫六是一个表面温度低至零下179.16℃的星球,大气主要由氮气构成,几乎没有氧气,科学家却怀疑上面可能存在生命,而且是一种与地球生命完全不同的烷基生命。
因此,宇宙中的文明可能有很多形式,有些甚至超出我们的想象,它们的感知、交流方式也与我们完全不同,要发现或与它们交流自然更加困难。
再次,文明很难发展到高级阶段。
宇宙对文明的生存与发展极为严酷,地球就面临着众多灾难威胁,如小行星撞击、太阳能量爆发、地质剧变、极端气候等,随时可能摧毁人类文明。
宇宙文明若要升级到高级阶段,需要一个相当长的稳定时期,但宇宙很难提供这样的机会。比如,超新星爆发、黑洞中子星相撞等极端事件频繁发生,伽马射线暴可能消灭数光年内的所有生命和文明。因此,科学家认为,在宇宙的演化过程中,90%以上的文明可能都被伽马射线暴摧毁了,这可能就是文明难以发展到高级阶段的原因。
此外,低级文明没有能力走出自己的星系,甚至没有能力发现最近的相邻恒星文明,何况宇宙文明本身就极为稀少。
这些因素综合在一起,解释了为何至今我们没有发现地外文明的原因。并且,很有可能我们永远也发现不了地外文明,而其他地外文明也永远找不到我们,更无法到达地球。但这并不意味着宇宙中不存在文明,这也是为何说宇宙中不存在地外文明的概率为零的原因。
然而,既然我们无法发现地外文明,也就无法证明它们的存在。因此,在没有确凿证据证明地外文明存在的情况下,我们不妨认为,地球就是宇宙中唯一的文明——至少到目前为止是这样。