乍一看,這樣的問題似乎過于自負了。
宇宙這么大,地球不太可能如此重要。要更深入地回答這個問題,我們或許要先看看宇宙有多大。根據(jù)目前科學家的推測,在我們生存的宇宙里,如果讓光從宇宙的一邊跑到另一邊,至少需要930億年,這已經(jīng)是個天文數(shù)字了。
這么大的宇宙,其中像銀河系這樣大的星系至少有10萬個,而像太陽系這樣不起眼的小星系,則數(shù)不勝數(shù)。即便100個太陽系這樣的星系里面才會產(chǎn)生一個地球的話,那么宇宙中像地球這樣的星球,也會有無數(shù)個。
根據(jù)這樣的概率,我們很難相信地球是宇宙唯一出現(xiàn)文明的星球。而且,如果地球不是唯一出現(xiàn)文明的星球,就很難證明地球就是第一個出現(xiàn)文明的星球。
▲圖為宇宙的時間表,代表了137.7億年來宇宙的演化。最左端的是現(xiàn)在可以探究的最早的時間,當時宇宙開始爆發(fā)出指數(shù)級增長。在接下來的數(shù)十億年中,隨著物質(zhì)之間的引力作用,宇宙的膨脹逐漸減慢。最近,隨著暗能量的排斥作用開始主導宇宙的膨脹,膨脹又開始加速。
不過,事情遠沒有那么簡單。這要從一個科學家的假設說起。1950年,美國芝加哥大學的物理學教授費米(Enrico Fermi)在一個私下場合討論了一個有趣的問題:如果有外星人,他們在哪呢?這個問題讓他開始了一個簡單的計算,也就是我們上面的計算。通過計算,他認為不可能沒有外星人,畢竟,宇宙中像地球這樣的星球?qū)嵲谔嗔???扇绻型庑侨?,為什么到現(xiàn)在為止,還沒有確實的證據(jù)來證明它們的存在呢?
▲恩里克·費米(Enrico Fermi),美國物理學家,對量子物理、核物理、統(tǒng)計力學等學科都有貢獻。
費米的這一猜想后來被稱為「費米悖論」(Fermi paradox)。在此之前,費米曾參與曼哈頓計劃,設計了原子彈,還被稱作「原子能之父」,可是在提出這一悖論之后,人們就忘了他的其他成就。很快,「費米悖論」成為了人們熱議的話題。
1975年,天體物理學家邁克爾·H·哈特(Michael H. Hart)開始重點考慮費米提出的悖論,并衍生出了自己的說法,這種說法傾向于后來的「地球殊異假說」(Rare Earth hypothesis),其核心是說,地球是非常特殊、稀有的,因為要產(chǎn)生地球?qū)嵲谑翘y了。
首先,銀河系在宇宙的位置不遠不近,既不在中心,也不在邊緣,雖不是特別穩(wěn)定,但也不過于動蕩。而太陽系又在銀河系的比較合適的位置,不用擔心過多的小行星、隕石、彗星,整體來說比較平靜。
我們的太陽是一個很穩(wěn)定的恒星。而且地球的位置也剛剛好,它距離太陽不會過遠,以至于太冰冷;它距離太陽也不會過近,以至于太熱。更不用說,要想造就人類文明,還需要水這種宇宙稀缺的資源。除此之外,我們還需要有板塊、大氣層、陸地、海洋、一個不大不小的衛(wèi)星。想要產(chǎn)生生命,需要的條件非常復雜,而想要產(chǎn)生高級生命,并出現(xiàn)發(fā)達的文化,更是難上加難。
如此看來,就算宇宙中有足夠多的地球,要產(chǎn)生一個像地球一樣的星球,也不是很容易。
到目前為止,我們還沒有考慮到宇宙和地球的壽命問題。我們生活的宇宙,據(jù)科學家的推算,還很年輕,距離大爆炸只有137億年左右,地球的年齡則有45.5億年歷史。
如果假設產(chǎn)生人類文明需要45.5億年,那么有沒有可能,在地球誕生之前就產(chǎn)生了一兩個類似的文明呢?
答案可能是否定的,因為那個時候的宇宙還過于動蕩。這樣,想要產(chǎn)生高級文明,看來只能在地球誕生前后出現(xiàn),不會早太多。
這時,加上我們剛才的「地球殊異假說」,似乎地球是宇宙第一個出現(xiàn)文明的星球就有了理論基礎(chǔ)。但先不要高興得太早。
關(guān)于「費米悖論」還有很多種說法,其中,對于「地球殊異假說」的批駁也不在少數(shù)。
比如,就算像地球這樣的高級文明并不多,也不至于只有地球一個。我們假設宇宙中只有100個適合產(chǎn)生高級文明的星球,每個文明都和地球年齡相仿,前后只差1萬年。
那么,如果有一個星球比地球早出現(xiàn)了1萬年,它為何還沒有發(fā)現(xiàn)地球呢?要知道,人類的工業(yè)化才短短幾百年,就讓我們能夠登月,并且知道了宇宙的很多知識。如果一個星球比地球早上萬年,它會發(fā)展出怎樣發(fā)達的科技水平呢?
于是,對此就有了若干說法。其中比較著名的是「大過濾理論」(Great Filter)。這個理論的內(nèi)容是,宇宙中有一個大過濾器,一旦一些文明發(fā)展到一定程度,就不再向前發(fā)展,就衰落了,或者自我滅亡了,就像我們歷史上的亞述文明、赫梯文明一樣。
正如地球的歷史一樣,古代文明不斷滅亡,最終只有幾個文明能夠走到今天。宇宙也是一樣,或許有很多地球,但發(fā)展到地球水平的本來就不多。而在人類文明前面,或許也擺著一個大過濾器。那些比我們發(fā)展更快的文明可能都沒能突破前方的大過濾器,而人類,也正一步步走向大過濾器。
▲從左至右有好幾個過濾器,一開始有很多文明,而到最后只有極少數(shù)文明能走出過濾器。地球目前可能已經(jīng)跨越了一些過濾器,但前面是否還有過濾器是無從得知的。
除了這個理論,還有很多聽起來更夸張的說法。有人說,地球就像一個動物園,外星人早就發(fā)現(xiàn)地球了,人類只是被觀賞和實驗的對象,人類和外星文明間隔著一個單向玻璃。
還有說法稱,外星人就生活在我們身邊,只不過我們還沒發(fā)現(xiàn)罷了。最著名的「黑暗森林法則」,曾出現(xiàn)在小說《三體》中,意思是宇宙就像一個黑暗森林,每一個文明即使意識到了除了自己還有別人,也不愿意出聲,因為出聲意味著可能會被更強大的文明消滅。
不管怎么說,宇宙中有無更多的高級文明,以及地球是否是宇宙唯一的文明,或者第一個出現(xiàn)的文明,這都是懸而未決的猜想。聲稱有更多高級文明和鼓吹地球是第一文明的人,都能各自找到理由,誰也不能證偽對方的說法,這也是「費米悖論」之所以今天還能被稱作「悖論」的原因。
但是,通過費米的猜想,人類得以站在不一樣的角度審視地球之外的世界,也能夠更全面地看待我們過去的歷史。在幾千年的歷史里,從「地心說」到哥白尼提出的「日心說」,人類最后認識到,地球和太陽都不過是巨大宇宙當中的塵埃。
人類曾認為自己是「天選之子」「宇宙之精華」,也曾像康德那樣,通過思考頭頂?shù)男强斩复輾Я俗陨淼闹匾浴?。這樣的過程也許還會重復。
與此同時,相比過去,我們倒是能更加「去人類中心主義」的眼光看待宇宙和地球,也能知道人類何其渺小。