第三章 宇宙中有其他智能生命嗎？
我想要對宇宙中生命的發展，特別是智能生命的發展，做一些推測。盡管從整個人類發展史看，人類相當愚蠢，在輔助其他生物生存方麵，幾乎可以忽略不計，但我還是會把人類包括其中。我將討論兩個問題是：“在宇宙其他地方，生命存在的概率是多少？”以及“未來生命將如何發展？”
有一個經驗共識是，隨著時間的推移，（宇宙的）一切會變得更加無序和混亂。與觀察結果相對應的理論是的熱力學第二定律（1）。 根據熱力學第二定律，隨著時間的推移，宇宙中的“熵”(2）或者叫做無序的總量，會不斷增加。當然，熱力學第二定律指是“熵”的總量。 就個體獨立係統而言，如果其周圍的無序量急劇增加，則個體內的有序量也會增加。
這就是生物中發生的。我們可以把生命定義為一個有序的係統，這個係統可以使它自己抵禦紊亂的趨勢，並可以自我複製。也就是說，它可以自我複製類似的，但獨立的有序係統。 為了維係生命係統的有序狀態，生命係統本身必須將一些有序形式的能量，如：食物、陽光或電能等，轉換成無序形式的能量——熱量。 借此方式，整個宇宙係統在滿足熱力學第二定律的熵增原理要求的情況下，以熵即無序總量不斷增加作為代價，同時增加獨立生命係統本身及其後嗣中的有序。 （譯者注：如果把一個生命個體，視為一個獨立的生命係統。那麽，要維持生命係統的存在，就必須保證該係統是有序的。維持生命係統的有序狀態，必須以消耗其他有序能量，比如：食物、陽光等作為代價。這些有序的能量被生命係統消耗之後，轉化成不可逆的無序能量——熱。這就是熱力學第二定律，也稱之為熵增原理在生命係統中的應用。）此種解釋，聽起來就像一對夫婦住在一個房子裏，隨著一個個新生兒的不斷降生，房子變得越來越亂。
一個生命體，就像你或者我，通常有兩個基本要素：要素一，是一組指令，它告訴係統如何維持生命係統的運行，以及如何進行自我複製；要素二，一個運載指令的機製。在生物學中，這兩部分被稱為基因和新陳代謝。但值得一提的是，它們不需要任何生物邏輯。舉例來說，就像計算機病毒，它本身是一種程序，它可以在計算機的存儲器中，進行自我複製，並將自己輸送到其他計算機上。因此，這就是我給出的生命係統的定義。
像生物病毒一樣，它是一種極其簡單的生命形式。因為它隻有指令或基因，並無任何新陳代謝機製。然而，它會修改染病計算機，或者被病毒感染肌體細胞的新陳代謝機製。有些人質疑病毒是否應該算作生命，因為它們是寄生生物，離開寄生載體，它們不能獨立生存。但是，包括我們人類在內，大多數的生命形式都是以寄生方式存在的。它們需要用其他生命體來喂養，依附於其他生命體而生存。我認為計算機病毒應該算作生命。這也許觸及到了某些人性的東西，到目前為止，計算機病毒是我們人類創造的唯一生命形式，然而它純粹是破壞性的。談到按照我們人類的式樣創造生命的話題，稍後我會在我們的電子生活形式中再次提及。
我們通常認為的“生命”是基於碳原子鏈，還有一些其他原子，如氮或磷。人們可以推測，生命也可能以另外的化學基礎構成，例如矽。但是，碳似乎更是得天獨厚，因為它具有最豐富的化學成分。具有誇克（QCD（3））級電荷和甚至時空維度的、超精細調整的物理常數的碳原子的存在，似乎是天經地義的事。如果這些物理常數，有顯著不同的值，則碳原子核就會趨於不穩定，或者核外電子就會墜毀在原子核上。乍一看，宇宙如此精細的設計似乎非常值得注意。這或許證明，宇宙是專門為人類的生存而設計的。然而，人們對這種觀點需持謹慎態度，因為人擇原理指出，宇宙必須與我們人類的存在相兼容。這是基於一個不證自明的事實：如果宇宙不適於生存，我們就沒有機會問，為什麽宇宙被調整的如此精準。人們在應用中，可以選擇人擇原理（4）的強、弱兩個不同版本。對於強人擇原理（SAP），人們假設有許多不同的宇宙，每個宇宙都有不同的物理常數值。在少數情況下，這些值將允許像碳原子這樣的物體存在，這些物體可以作為生命係統的基石。既然我們必須生活在這些宇宙中的一個，我們就不應該對那些被精準調整過的物理常數再感到驚訝。如果不是這樣，我們人類就不會在這裏。因此，強人擇原理並不十分令人滿意，因為人們要問其他宇宙存在的意義又是什麽呢？如果它們與我們的宇宙分離，那麽它們那裏所發生的一切，又是如何影響我們所在宇宙的呢？作為替代，我將采用所謂的弱人擇原理（WAP）。也就是說，我將采用給定的物理常數的值。我將看到，在宇宙曆史的這個階段，從生命存在於這個星球上的事實出發，可以得出什麽樣的結論。
大約138億年前，宇宙開始於大爆炸時，沒有碳元素存在。 在極高的溫度下，所有的物質都以質子和中子的粒子狀態存在。 開始的時候，有相同數量的質子和中子。 然而，隨著膨脹，宇宙冷卻了下來。 大爆炸後大約一分鍾，氣溫將下降到大約十億度，大約是太陽溫度的一百倍。 在這個溫度下，中子開始衰變成更多的質子。
如果宇宙過去所發生的僅此而已的話，那麽宇宙中的所有物質，最終都會成為最簡單的元素——氫，其核由一個質子構成。然而，一些中子與質子碰撞並粘在一起，形成下一個最簡單的元素氦，其核由兩個質子和兩個中子組成。 但是，在早期宇宙中，不會形成更重的元素，如碳或氧。 很難想象僅靠氫和氦兩種元素，就可以建立一個生命係統。無論如何，早期的宇宙仍然太熱，不能使原子結合成分子。
宇宙繼續膨脹並冷卻。 但是，有些區域的密度略高於其他地方，在這些區域裏，由於高密度形成的多出來的物質的引力，使該區域的膨脹減慢，並最終阻止了該區域的膨脹。事實上，星係和恒星在大約大爆炸後20億年開始形成。早期的一些恒星比我們的太陽大得多; 它們會比太陽更熱，在高溫下它們把原來的氫和氦燃轉化成更重的元素，如碳，氧和鐵。 這個過程可能隻需要幾億年。 在那之後，一些恒星以超新星的形式爆炸，並將重元素向太空拋撒，變成後來恒星形成的原材料。
其他恒星離我們太遠，我們無法直接看到它們是否有行星環繞它們。然而，有兩種技術讓我們能夠發現圍繞其他恒星的行星。首先是觀察恒星，看來自恒星的光量是否恒定不變。如果有一顆行星，在恒星前方移動，那麽來自恒星的光將會略微模糊，恒星會變暗一點。如果這種情況有規律地出現，那是因為行星的軌道經過恒星前麵，行星重複經過恒星前方的結果。第二種方法是，準確地測量恒星的位置。如果有一顆行星圍繞恒星運行，它將引起恒星位置的輕微擺動。這是可以被觀察到的。同樣，如果觀測到的擺動是有規律的，那麽可以推斷，這種擺動是由環繞恒星的軌道上的行星引起的。這些方法，大約在二十年前首次應用，到現在已經發現了幾千顆行星，正在環繞遙遠的恒星運行。據估計，五顆恒星中，就有一顆恒星有一顆類似地球的行星，在一個環繞恒星、適於生命生存的軌道上運行。我們的太陽係是在大約45億年前，或者是大爆炸後90多億年後形成的，太陽係來自氣體雲與早期恒星殘餘物的混合物質。地球的形成主要來自較重的元素，包括碳和氧。不知何故，這些原子中的一些，以DNA（5）分子的形式排列。這就是著名的雙螺旋結構，由弗朗西斯·克裏克（6）和詹姆斯·沃森（7）於20世紀50年代在劍橋新博物館所在地的一間小屋中發現。雙螺旋中的兩條連接鏈是成對的含氮堿基（8）。有四種類型的含氮堿基 - 腺嘌呤，胞嘧啶，鳥嘌呤和胸腺嘧啶。一條鏈上的腺嘌呤總是與另一條鏈上的胸腺嘧啶相匹配，而鳥嘌呤與胞嘧啶相匹配。因此，一條鏈上的含氮堿基序列，在另一條鏈上定義了獨特的互補序列。然後兩條鏈可以分開，每條鏈被當做模板，用以構建更多的鏈。因此，DNA分子可以在其含氮堿基序列中，複製遺傳信息編碼。序列的部分也可以用於製造蛋白質和其他化學物質，它們可以執行指令，按序列編碼，並組裝DNA所需的原料，以便DNA的自我繁殖。
正如我之前所說，我們不知道DNA分子是如何首次出現的。 由於隨機產生DNA分子的機會非常小，有些人認為生命來自地球之外的地方——例如，在行星還處於不穩定階段的時候，生命的種子被夾在火星脫落的岩石中，帶到了地球。——也就是說，生命的種子漂浮在銀河係中。 然而，DNA似乎不太可能在太空輻射中，存活很長時間。
如果在某個星球上，生命出現的可能性很小，那麽人們可能會預期生命的出現需要更長的時間。 更準確地說，人們也許預期過，在太陽膨脹並最終吞噬地球之前，隻要生命有足夠的時間，進化成像人類的智能生命，生命會盡可能晚的時段出現。可能發生這種情況的時間窗口，就是太陽的壽命——大約100億年。 在這個時間窗口裏，智能生命很可能已經掌握太空旅行的技術，並能夠逃生到其他星球。 但如若不能逃脫，地球上的生命將注定被毀滅。
有化石證據表明，大約三十五億年前，地球上有某種形式的生命。 這大概是在地球（形成）5億年之後的事。那時，地球已經變得穩定，並且冷卻到足以使生命發展的溫度。 但是，宇宙中的生命可能需要70億年進化。好在，還仍然有時間發展成像我們一樣的、探求生命起源的生物。如果在行星上，生命發生概率非常小，為什麽生命會在大約十四分之一的窗口期時間內，在地球上發生？
地球上早期的生命表明，在適當的條件下，很有可能自發地生成生命。 也許有一些簡單的組織形式可以構建DNA。 一旦DNA出現，它就會成功地、完全取代了早期的生命形式。 我們不知道這些早期的生命形式會是什麽，但一種可能性是RNA（9）。
RNA就像DNA，但更簡單，沒有雙螺旋結構。短長度的RNA可以像DNA一樣自我複製，最終可能會形成DNA。 我們不能用非生物材料在實驗室中製造這些核酸。 但是，鑒於地球的大部分被海洋覆蓋的50億年的時間裏，可能存在合理概率，使得核糖核酸（RNA）產生。
隨著遺傳基因（DNA）的複製，會出現隨機錯誤，其中很多都是有害的並且會消失。 有些本來是中性的——它們不會影響基因的功能。而一些錯誤本來有利於物種的生存——所有這些都是按照達爾文（10）的自然選擇（物競天擇）（11）原理進行的。
生物進化的過程起初非常緩慢。 在最早的細胞進化成多細胞生物之前，花費了大約25億年。 但是，從多細胞生物進化到魚類，再從魚類進化到哺乳動物，總共用了不到10億年的時間。然後，進化的速度進一步加快。從早期的哺乳動物到人類，隻用了大約一億年的時間。 其原因是，早期的哺乳動物已經具備了，我們人類所擁有的所有基本器官。 從早期哺乳動物發展到人類，所需的一切就是做細微的調正。
隨著人類進化，到達了一個可以與遺傳基因（DNA）的發展相媲美的關鍵階段，這就是語言的發展，特別是書麵語言。這意味著，信息可以代代相傳，而不是僅僅依靠遺傳基因（DNA）的傳遞。在近一萬年的曆史記錄中，人類的遺傳基因（DNA）已經發生了一些可檢測到的變化，這種變化是由生物進化引起的。但是，人類代代相傳的、所積累的知識總量的增加更加可觀。我用我的書告訴你，在我作為一名科學家的漫長職業生涯中，我所了解的宇宙。正是通過這樣的方法，我把我頭腦中的知識，轉化成了你們可以閱讀的文字。
人類的卵子或精子中的遺傳基因（DNA）含有約30億對含氮堿基。然而，在此基因序列中，許多基因編碼信息似乎都是雙置的或者未被激活的。因此，我們基因中有用信息的總量可能大約是一億比特。對於一個問題，給出肯定或否定的回答，所含的信息量就是 1比特。相比之下，一本平裝小說可能包含200萬比特的信息。因此，一個人的基因信息量大概與50本哈利波特相當。一個國家級圖書館可能藏有大約五百萬本書籍——大約10萬億比特的信息量。 書籍或互聯網上傳遞的信息量是遺傳基因（DNA）的10萬倍。
更重要的是，書籍中的信息，可以更快地更改和更新。我們用了幾百萬年的時間，從不太先進的早期猿類進化而來。在那段時間裏，我們遺傳基因（DNA）中的有用信息，可能隻改變了幾百萬比特。因此，人類生物進化的速度大約是每年一個比特。相比之下，每年約有五萬本用英文出版的新書，其中包含1000億比特的信息。當然，絕大多數這些信息都是垃圾，對任何形式的生命都無用。但是，即便如此，有用的信息以數（每年）百萬甚至數十億的速度增加，遠遠高於遺傳基因（DNA）的改變。
這意味著我們已經進入了一個新的進化階段。起初，進化是通過自然選擇——從隨機突變開始的。這個達爾文所稱的進化過程，持續了大約35億年，並且產生了發明並使用語言作為交換信息工具的人類。但是，在過去的一萬年左右，也許可以說，人類的信息傳遞方式是通過外部方式進行的。在這個階段，內部記載的信息通過遺傳基因（DNA）傳遞給後代。但是，現在外部存儲方式，如：書籍，和其他長期存儲方式，已經有了巨大增長。
有些人將“進化”的概念，僅僅局限於內部遺傳物質的傳遞過程。他們反對將“進化“的概念，應用於外部信息的傳遞過程。我認為，這種觀念過於狹隘。基因並非我們的全部。我們也許沒有我們的穴居祖先強壯，或者可能也不比他們更聰明。但是，我們與他們的區別在於，我們在過去的一萬年中，特別是在過去的300年中，所積累的知識。我認為，把外部信息的傳遞，以及內部遺傳基因轉變都包括在內，采用這樣更廣闊的觀點，來看待人類進化，才是合理的。
外部信息傳遞的進化尺度，就是信息累積的時間尺度。 信息傳遞的進化曾經是數百年，甚至數千年長的時間。但是，現在這個時間尺度縮小到大約五十年或更短。另一方麵，我們處理這些信息所用的大腦，還隻是在達爾文進化意義上的，經過幾十萬年進化而來的。 現在問題來了。在十八世紀，據說有人讀過當時的每本書。但如今，如果你每天讀一本書，你需要幾萬年的時間，閱讀完國家圖書館內的全部藏書。幾萬年後，等到你讀完那些書時，又會有更多的新書。
這意味著，沒有一個人可以成為哪怕是僅僅占據人類知識成果一個角落的主人。 人們隻能成為，狹窄、單一領域的專門人才。這可能是未來人類發展的一個主要限製。可以肯定是，人類的知識不可能像過去300年間一樣，按照冪指數的速率繼續增長。對於人類後代來說，更大的桎梏和危險，是我們人類現在仍然持有的那些人類穴居時代的本能，特別是那些攻擊、侵略性的欲望與衝動。以征服或殺害男性，掠奪婦女和食物等侵略方式，建立自己的生存優勢，這種殺虐本能一直延續到今天。但是，現在的殺虐可以摧毀整個人類，以及地球上的大部分生命。核戰爭仍然是最直接的危險，但還有其他一些，例如人造基因病毒的擴散等，或者溫室效應變得不穩定。
沒有時間等待達爾文的進化使我們人類變得更聰明，比原來更好。然而，我們現在正在進入，一個可稱為人類自我設計進化的新階段，我們將能夠改變並改善我們的遺傳基因（DNA）。我們現在已經繪製了遺傳基因（DNA）圖譜，這意味著在我們閱讀了“生命寶典”後，我們可以開始用正確的方式，書寫人類基因的篇章。起初，改造基因的工作將局限於遺傳基因缺陷的修複，比如囊性纖維化和肌肉組織營養不良，這些缺陷由單個基因控製，因此相當容易識別和修正。 其他品質，如智力，可能受到大量基因的控製，找到它們並找出它們之間的關係會更加困難。 盡管如此，我相信在本世紀，人們會發現如何提高智力，以及改變像攻擊、侵略這一類的人類的本能。
針對人類基因改造工程的相關法律可能會出現。但是，有些人仍然無法抗拒改善人類特征的誘惑，這些誘惑包括：比如增強記憶力，抗病能力，以及延長壽命等。 一旦有這樣的超人出現，未經基因改造的人類將麵臨重大的政治問題。與超人相比，他們將完全失去參與競爭的能力。可以想見，他們會逐漸死亡、消逝，或者被淘汰，成為無關緊要的人。 取而代之的是，會有一群有自我設計與改造能力的生物，他們會以前所未有的速度，不斷改進提高自己。
如果人類設法重新設計自己，減少或消除自我毀滅的風險，人類完全可能會向外太空擴散，並殖民到其他星球和恒星。然而，對於以化學物質為生命基礎的生物，比如：以遺傳基因（DNA）的化學物質為基礎的人類生命形式來說，長途太空旅行將是困難的。與旅行時間相比，這些生物的自然壽命太短。根據相對論，沒有什麽能比光更快地行進，所以從我們到最近的恒星，往返至少需要8年的時間，而到達銀河係的中心，需要大約5萬年。在科幻小說中，人們克服這一困難的方法是：通過扭曲空間，或者經過高維度空間進行旅行。但是，無論生命的智慧發展的有多高，我都不認為這些是可能的。根據相對論中，如果一個人可以比光更快地旅行，那麽就會導致問題的出現，也就是這個人就會回到過去，並改變過去。這個人同時也會看到大量的來自未來世界的遊客，他們用好奇的眼神，觀望著我們過去的古怪的、落後是生活方式。
有可能利用基因工程，使以遺傳基因（DNA）為基礎的生命體，無限期地存活，或至少存活10萬年。 但是，更簡單的方法就是，設計、發射適合持續足夠長時間的星際旅行的機械，我們幾乎已經具備了這樣的能力。這種方式幾乎已經在我們的能力範圍內了。 當這些機器人到達一顆新恒星時，它們可以降落在一個合適的行星上，並開采礦物，用來生產更多的機器人。然後，這些新的機器人又可以旅行到更多的星係。這些機器人將是一種新的生命形式，這種生命形式基於機械和電子元件而不是大分子。就像以DNA為基礎的生命，可能曾經取代早期的生命形式一樣，這些機器人生命體最終可以取代以遺傳基因（DNA）為基礎的生命體。
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在我們探索銀河係的過程中，我們遇到地外生命文明的機會有多大？如果關於地球上生命出現的時間尺度的論證是正確的話，那麽在許多其他恒星的行星上，都應該有生命存在。其中有些星係比地球早50億年形成。可是，為什麽銀河係沒有出現自我設計的機械或生物生命形式呢？又為什麽沒有智能生命造訪地球，甚至殖民地球呢？順便說一下，我打算把不明飛行（UFO）作為來自外太空的某種文明，加以考慮。因為我認為外星文明造訪地球，都會是顯而易見的，而且也及有可能是令人不愉快的。
那麽，為什麽沒有外星文明造訪過我們？也許是生命自我產生的可能性是如此之低，以至於在銀河係中，乃至整個（目前人類）可觀測的宇宙中，地球是唯一有生命形式存在的星球。另一種可能性是，自我複製係統形成的合理可能性，如細胞，但大多數這些生命形式，並沒有進化成智能生物。我們習慣性地認為，智能生命是進化的必然結果，但如果不是這樣的話會怎樣？人擇原理（Anthropic Principle）應警示我們要對這些觀點持謹慎態度。進化更可能是一個隨機過程，智能生命的出現隻是大量可能結果之一。
我們甚至還不清楚，智能是否具有任何長期生存價值。如果地球上的所有其他生命，因人類行為而被滅絕，細菌和其他單細胞生物仍可能繼續生存。作為智能生命產生的必不可缺的一步，生命形式從單細胞到多細胞用了2.5億年如此長的時間。從進化的過程看，也許智能生命原本不太可能在地球上出現。這是整個太陽生命周期中，最好的一段時間。這與智能生命產生概率很低的假設是一致的。在這種情況下，我們預期有可能在銀河係中，找到許多其他生命形式，但我們不太可能找到智能生命。
造成生命未能發展到智能階段的另一種方式是，如果小行星或彗星與載有生命的星球發生碰撞。1994年，我們觀察到休梅克－利維9號彗星（12）（Shoemaker-Levy9）與木星的碰撞。 撞擊產生了一係列巨大的火球。 據認為，大約六千六百萬年前，一個相當小的天體與地球相撞，導致了恐龍的滅絕。一些小的早期哺乳動物幸存下來，但任何像人類一樣大小的生物，幾乎無一例外的肯定會被毀滅。很難說這種碰撞發生的頻率，但有一個合理的猜測，大概平均每兩千萬年可能會發生一次。如果這個數字是正確的，那將意味著，地球上的智能生命的發展隻是因為幸運地得益於，在過去的六千六百萬年中，地球沒有遭遇其他天體的重大碰撞。而那些在星係中，曾經有生命誕生的其他行星，可能沒有足夠長的無碰撞時期用來演化智能生物。
第三種可能性是生命形成和演化為智能生命的合理概率，但係統變得不穩定，智能生命自我毀滅。這將是一個非常悲觀的結論，我非常希望這不是真的。
我更喜歡第四種可能性：還有其他智能生命形式的存在，與之相比我們人類的文明似恐怕是小巫見大巫。2015年，我參與了宇宙智能生命探聽計劃（13）（Breakthrough Listen）的啟動。該計劃使用無線電觀測來尋找存在的外星智能生命，並擁有最先進的設施，慷慨捐助的雄厚資金支持，以及數千小時的使用專用射電望遠鏡的觀測時間。它是有史以來規模最大的科學研究計劃，旨在尋找地外文明的證據。該項太空探測所發送的信息，是一項國際競賽，旨在創造出可被高級文明閱讀的信息。但是我們需要注意的是，在我們還沒有進入更高等級文明階段的時候，不要對外星文明做出回答。現階段，如果我們遇到一個更先進的文明，可能有點像美州原住民與哥倫布的會麵。我想，他們也不會認為這種接觸會更好。
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是否還有其他地外智能生命文明存在？他們是否與我們已知的生命形式相似，還是不同？認真地說，如果在宇宙的某處有智能生命存在，他們也一定距離我們十分遙遠，否則他們早就到訪地球了。同時，我認為，我們也許不會知道，我們是否被其他文明造訪過；這有點像美國電影《獨立日》（14）所描述的情景。
條目注釋：（資料來自：維基百科）
(1) 熱力學第二定律（英語：second law of thermodynamics）是熱力學的三條基本定律之一，表述熱力學過程的不可逆性——孤立係統自發地朝著熱力學平衡方向──最大熵狀態──演化，同樣地，第二類永動機永不可能實現。這一定律的曆史可追溯至尼古拉·卡諾對於熱機效率的研究，及其於1824年提出的卡諾定理[1]:p.176-177。定律有許多種表述，其中最具代表性的是克勞修斯表述（1850年）和開爾文表述（1851年），這些表述都可被證明是等價的。定律的數學表述主要借助魯道夫·克勞修斯所引入的熵的概念，具體表述為克勞修斯定理。雖然這一定律在熱力學範疇內是一條經驗定律，無法得到解釋，但隨著統計力學的發展，這一定律得到解釋[2]:p.288-292。這一定律本身及所引入的熵的概念對於物理學及其他科學領域有深遠意義。定律本身可作為過程不可逆性[2]:p.262及時間流向的判據。而路德維希·玻爾茲曼對於熵的微觀解釋——係統微觀粒子無序程度的量度，更使這概念被引用到物理學之外諸多領域，如信息論及生態學等[2]:p.287。
(2) 化學及熱力學中所謂熵[注 2]（英語：entropy），是一種測量在動力學方麵不能做功的能量總數，也就是當總體的熵增加，其做功能力也下降，熵的量度正是能量退化的指標。熵亦被用於計算一個係統中的失序現象，也就是計算該係統混亂的程度。熵是一個描述係統狀態的函數，但是經常用熵的參考值和變化量進行分析比較，它在控製論、概率論、數論、天體物理、生命科學等領域都有重要應用，在不同的學科中也有引申出的更為具體的定義，是各領域十分重要的參量。
（3）量子色動力學（英語：Quantum Chromodynamics，簡稱QCD）是一個描述誇克膠子之間強相互作用的標準動力學理論，它是粒子物理標準模型的一個基本組成部分。誇克是構成重子（質子、中子等）以及介子（π、K等）的基本單元，而膠子則傳遞誇克之間的相互作用，使它們相互結合，形成各種核子和介子，或者使它們相互分離，發生衰變等。多年來量子色動力學已經收集了龐大的實驗證據。
（4）人擇原理（英語：Anthropic principle；或人存定理），是一種認為物質宇宙必須與觀測到它的存在意識的智慧生命相匹配的哲學理論。有些支持者提出人擇原理解釋了宇宙的年齡和為什麽物理常數能夠保證有意識生命的存活。所以他們也認為這個宇宙能給予智能生命（可觀測者）存活的那麽高的標準是一件正常的事情[1][2]。 約翰·D·巴羅和法蘭克·迪普勒給出的強人擇原理（SAP）指出宇宙存在的某些機能的協調性最終會導致智慧生命的湧現。而有些以布蘭登.卡特為首、對SAP持有批評態度的人給出了弱人擇原理（WAP）, 指出表麵上的調和宇宙往往是選擇偏差所帶來的（尤其是幸存者偏差）比如，隻有那些最終有能力給出生命生存條件的宇宙中能有生命，觀察並給出調和性的解釋。多數情況，這個對多重宇宙論的爭論，應該在統計出宇宙總體的數量以及從這些中找出有選擇偏好（我們作為觀察者所在的宇宙協調性）後才能給出結論。
（5）脫氧核糖核酸（英語：deoxyribonucleic acid，縮寫：DNA）又稱去氧核糖核酸，是一種生物大分子，可組成遺傳指令，引導生物發育與生命機能運作。主要功能是信息儲存，可比喻為“藍圖”或“配方”[1]。其中包含的指令，是建構細胞內其他的化合物，如蛋白質與核糖核酸所需。帶有蛋白質編碼的DNA片段稱為基因。其他的DNA序列，有些直接以本身構造發揮作用，有些則參與調控遺傳信息的表現。
（6）弗朗西斯·哈利·康普頓·克裏克，OM，FRS（英語：Francis Harry Compton Crick，1916年6月8日－2004年7月28日），英國生物學家、物理學家及神經科學家。他最重要的成就是1953年在劍橋大學卡文迪許實驗室與詹姆斯·沃森共同發現了脫氧核糖核酸（DNA）的雙螺旋結構，二人也因此與莫裏斯·威爾金斯共同獲得了1962年諾貝爾生理及醫學獎，獲獎原因是“發現核酸的分子結構及其對生物中信息傳遞的重要性”[1] 。克裏克在2004年因大腸癌病逝於美國加州。他的同事克裏斯多福·科赫，曾感歎道：“他臨死前還在修改一篇論文；他至死仍是一名科學家”[2]。
（7）詹姆斯·杜威·沃森（英語：James Dewey Watson，1928年4月6日－），美國分子生物學家，20世紀分子生物學的牽頭人之一。與同僚佛朗西斯·克裏克因為共同發現DNA的雙螺旋結構，而與莫裏斯·威爾金斯獲得1962年諾貝爾生理學或醫學獎。
（8）含氮堿基（nitrogenous base）是一類擁有氮原子的化合物，在性質上為堿性，是一種堿基。而胺類是最典型的含氮堿基。另外組成DNA與RNA的堿基，如嘧啶類，也是含氮堿基，又稱核堿基。[1][2]
（9）核糖核酸（英語：Ribonucleic acid），簡稱RNA，是一類由核糖核苷酸通過3',5'-磷酸二酯鍵聚合而成的線性大分子[1]。自然界中的RNA通常是單鏈的，且RNA中最基本的四種堿基為A（腺嘌呤）、U（尿嘧啶）、G（鳥嘌呤）、C（胞嘧啶）[注 1]，相對的，與RNA同為核酸的DNA通常是雙鏈分子，且含有的含氮堿基為A（腺嘌呤）、T（胸腺嘧啶）、G（鳥嘌呤）、C（胞嘧啶）四種。RNA有著多種多樣的功能，可在遺傳編碼、翻譯、調控、基因表達等過程中發揮作用。按RNA的功能，可將RNA分為多種類型。比如，在細胞生物中，mRNA（傳訊RNA）為遺傳訊息的傳遞者，它能夠指導蛋白質的合成。因為mRNA有編碼蛋白質的能力，它又被稱為編碼RNA。而其他沒有編碼蛋白質能力的RNA則被稱為非編碼RNA（ncRNA）。它們經由催化生化反應，或透過調控或參與基因表達過程發揮相應的生理功能。比如，tRNA（轉運RNA）在翻譯過程中起轉運RNA的作用，rRNA（核糖體RNA）於翻譯過程中起催化肽鏈形成的作用，sRNA（小RNA）起到調控基因表達的作用。此外，RNA病毒甚至以RNA作為它們的遺傳物質。 RNA通常由DNA經由轉錄生成。RNA在細胞中廣泛分布，真核生物的細胞核、細胞質、線粒體中都有RNA[2]:36。
（10）達爾文主義是與生物演化有關的一係列運動和概念，其中也包含與查爾斯·達爾文無關的思想[1][2][3]。隨著時間的推移，“達爾文主義”的含義已經發生了變化，這取決於誰在使用這個詞語[4]。在美國，“達爾文主義”經常被創造論者作為貶義詞使用。但在英國，這個詞並無貶義，它用來指代演化論[5]。 這個詞語是由托馬斯·亨利·赫胥黎在1860年創造出來的[6]，那時候被用來描述演化概念，包括早期的概念，諸如馬爾薩斯主義和斯賓塞主義。到了19世紀晚期，它開始代表“自然選擇是唯一的演化機製”這個概念。與拉馬克主義相比，在1900年左右，直到達爾文和格裏哥·孟德爾的思想統一成現代演化綜論以前，它一直被孟德爾定律所掩蓋。隨著現代演化綜論的發展，這個詞語有時候會與特定的思想聯係起來[4]。 後來，隻有科學作家還在使用這個詞，於是它越來越多的被認為不適合用來描述現代演化綜論[7][8][9]。例如，因為達爾文並不熟悉格裏哥·孟德爾的理論[10]，所以對遺傳僅僅有含糊和不準確的認識，對遺傳漂變更是一無所知[11]。
（11）自然選擇（英語：natural selection，傳統上也譯為天擇）指生物的遺傳特征在生存競爭中，由於具有某種優勢或某種劣勢，因而在生存能力上產生差異，並進而導致繁殖能力的差異，使得這些特征被保存或是淘汰。自然選擇則是演化的主要機製，經過自然選擇而能夠稱成功生存，稱為“適應”。自然選擇是唯一可以解釋生物適應環境的機製。 這個理論最早是由達爾文在1859年出版的《物種起源》中提出，其於早年在加拉巴哥群島觀察了數種動物後發現，島上很少有與鄰近大陸相似的物種，並且還演化出許多獨有物種，如巨型的加拉巴哥象龜，達爾文於開始以為，島上的鴬鳥應與南美洲發現的為同種，經研究，十三種燕雀中隻有一種是與其大陸近親類似的，其餘皆或多或少發生了演化現象，他們為了適應島上的生存環境，改變了鳥喙的大小。
（12）休梅克－利維9號彗星（英語：Shoemaker-Levy 9，簡稱SL9，臨時編號 D/1993 F2，又譯休梅克－利維9號彗星或休梅克－利維9）是一顆彗星，於1994年7月中下旬與木星相撞。這是人類首次直接觀測太陽係的天體撞擊事件，引起全球多家主流媒體的關注，也引發各地天文學家與天文愛好者的觀測熱潮。人們透過這次事件更多了解到木星及其大氣的資料，以及木星所扮演的在太陽係內以強大引力清理“太空垃圾”的“清道夫”角色。
（13）突破倡議（Breakthrough Initiatives）是一個由俄國科技業富豪尤裏·米爾納於2015年創建的計劃，準備在十年內，投資1億美金，尋找外星生命。 整個計劃分為幾個項目。突破聆聽項目將會尋找從超過100萬個恒星係統可能發射出來無線電或激光信號。突破信息項目準備設計出一條代表人類與地球的信息，在不久的將來送入太空。突破攝星項目企圖發射數千枚小探測器至最近星球半人馬座阿爾法星附近，速度高達光速的20%。[1]
（14）《獨立日》（英語：Independence Day）是一部於1996年上映的美國科幻動作電影，羅蘭·艾默瑞奇身兼導演及聯合編劇，演員包含威爾·史密斯、比爾·普曼、傑夫·高布倫、瑪麗·麥克唐納德、裘德·赫希、瑪格麗特·柯林、蘭迪·奎德、羅伯特·勞吉亞、詹姆斯·瑞布霍恩和哈維·菲爾斯坦等人。
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