粥全粥到
Interested in big things, and happy in small ways.
正文
我們為什麽這麽特殊（三）
迄今為止，天文學家們已經在銀河係裏發現了幾千顆圍繞恒星轉動的行星，而且數學模式估算在整個銀河係裏大約有1000億顆恒星（類似太陽）可能有圍繞它們轉動的行星。根據現有的人類的觀測手段獲得的數據，在宇宙中大約有1000-2000億個類似銀河係的星係。基於這個燒腦的巨大數量，我們有理由相信宇宙中一定還有類似人類的“有意識的生命“ （sentient beings)。龐大的星球數量僅僅是在統計學上給生命的產生提供了可能性，但不是充分條件。著名的Fermi Paradox就是關於“宇宙裏存在其它文明的高度可能性”和“迄今為止沒有任何證據顯示有其它文明存在”之間的矛盾。
人類出現和存在於宇宙中，是一連串極其不可能的事件匪夷所思地一個接一個都發生了的巧合結果。
特殊的時間。巧合開始於重元素的產生，這裏重元素是指比氫和氦重的元素。根據大爆炸理論，宇宙的第一批恒星是由130多億年前大爆炸留下的氫和氦的雲形成的。當時這些恒星不可能產生圍繞它們的行星，因為行星的產生需要碳，氧，矽，鐵等等重元素。之後微量的重元素逐漸在恒星內部形成的，當這些恒星死亡爆炸時這些微量的重元素被甩到星際的物質雲裏，之後從這些物質雲裏形成的下一代恒星就有了稍高的重物質含量。到大約45億年前太陽形成時，這種一代又一代恒星的物質積累已經進行了幾十億年，即使這樣，太陽98%的成分是氫和氦，隻有2%是重元素。這2%基本就是太陽係整個環境裏的重元素的比例。所以在這麽少的重元素環境裏，類似地球的行星的形成是非常不容易的。這說明了如果人類在銀河係裏即使不是唯一的文明，也是最早誕生的文明之一。
特殊的位置。銀河係是一個直徑大約10萬光年的圓片，太陽位於距離銀河係中心大約27000光年，稍微超過半徑一半的位置。越靠近銀河係中心物質雲的密度越大，雖然物質雲的密度越大更有利於形成類似地球的行星，但卻對生命不是一件有利的事情。靠近銀河係中心星雲密布就會有很強的宇宙射線，例如大量超新星的頻繁爆炸產生的射線，中子星之間聚合產生的伽馬射線，還有一個名稱為Sagittarius A的巨大黑洞，等等這一切，讓靠近銀河係中心的區域不可能有生命的存在。離著中心越遠，這些災害對生命的影響越小，但低密度的物質雲又給形成類似地球的行星造成困難。所以銀河係裏離中心23000到30000光年的環帶是一個生命“宜居區”，這個區域占了銀河係半徑的7%，隻有5%的恒星在這個區域裏。太陽位於這個宜居區的中部。在這個區域裏迄今隻發現太陽係是一個長期穩定的行星環繞係統，沒有其它行星係統能夠提供地球所享有的祥和環境。
特殊的星球。天文學家迄今發現了大約50多顆類似於地球的行星。當我們談論“類似地球的行星”時，我們通常指有岩石硬殼和地球大小差不多得星球，按照這個標準，金星是最類似於地球的，可是我們卻不可能生存在金星上。兩顆星球有幾個非常重要的不同之處。金星有著很厚的地表殼，沒有磁場，沒有地殼板塊運動。地球的地殼很薄，而且是有不停的板塊運動，這保證了人類可以利用礦產為技術文明的發展提供了條件，還把營養物質帶到地麵，保證了生態環境的物質循環。地球還有一個金屬地心，伴以快速自轉，產生了一個巨大磁場，這個磁場提供了一個保護層，擋住了有害的宇宙射線。另外月球的存在也是另外一個維持地球穩定的必要條件，沒有月球的引力，地球在圍繞太陽旋轉時會翻滾。這種穩定的雙星係統也是極其罕見的。
特殊的生命。在地球形成大約十億年後，距今34億年，單細胞生命在地球上誕生了。在這裏簡單的一句話，生命就從無到有了，可是這個從無到有的過程在幾十億年前是怎麽發生的，科學家還沒有答案。特定的無機分子在特定的條件下組合成生命結構和功能所必需的有機分子，再組裝在一個小袋子裏，成為一個可以複製的單細胞生物，每一步都是極小極小概率事件，但就這麽神奇的發生了，而且在地球幾十億曆史上隻發生了一次。此時的單細胞生物被稱作原核生物，沒有細胞核和線粒體。在此之後的20億年裏，這些原核生物是地球上唯一的生命形式。這些原核生物到現在還遍布在地球的每個角落，成為地球上最成功的物種，細菌。那地球上的動植物，還有我們人是怎麽來的？大約在15億年前的一天，又有一件不可思議的極小概率事件發生了。一個原核生物在吞噬了另外一個原核生物後，並沒有例行消化掉被吞噬的，那個被吞噬的原核細胞神奇被保留下來，成為另外一個細胞裏的寄居者，這個新組合成的細胞就成了真核細胞，寄居者就是我們身體細胞裏的線粒體。有了線粒體的真核細胞大大提高了對能量的利用，於是就開始向更複雜生命體的進化。這個15億年前的融合細胞，就是地球上所有動植物（包括人類）的老祖宗。之後在漫長的十幾億年裏，單細胞真核生物進化成多細胞生物。
綜上所述，在銀河係裏還有類似人類文明存在的可能幾乎不存在。那在整個宇宙呢？基於整個宇宙巨大的星球數量和生命在地球上出現的速度，我們有理由相信宇宙某處還存在生命。但基於宇宙和地球的年齡以及地球生命的進化速度，我們也有理由相信，宇宙中有比人類更先進的文明的可能是微乎其微的，人類文明在茫茫宇宙中是孤獨的。
圖片來源：Scientific American
今天我們就可以看到，當一個國家發達起來後，人們會追求學業，事業和賺錢，而不再重視家庭。所有發達國家的生育率都是低於可持續率。窮國家生育率還是比較高的，但窮國家發達起來，人們都普遍受高等教育，生育率就下降到不可持續水平。
也許，其他星球上的文明也是這樣，達到一定水平後就失去動力，然後自然消失了。
人類，像動物一樣，在進化過程中會遇到危險。進化本身就是個十分危險的過程。Neanderthal當年在進化過程中就消失了，原因是進化過程中大腦開始發育變大，變得更聰明。但半拉子聰明是最危險的：大的大腦有它的缺陷：需要更多的能量，而且對痛的忍受能力下降，這在野外生存是很不利的。我們Homosapian比Neanderthal幸運，我們比他們進化得快一點，很快跳過那個坎，達到很聰明的程度，能夠製造武器來捕食，能夠製造房屋來禦寒和抵抗天敵。
人類的未來，關鍵是看是否有足夠的聰明人能夠越過這個坎，能夠在受到高等教育的前提下，把家庭和生育放在第一位。如果人不夠足夠聰明，停留在半拉子聰明狀態，很可能像Neanderthal 一樣被淘汰掉。