地球为什么有生命，天文生物学革命与稀有地球假说：探索宇宙中外星生命的可能性与科学依据

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    引言 天文生物学革命与稀有地球假说（节选）

    每一个晚上，都有大量的外星生命频繁地出现在全球的电视机和电影院屏幕上。“星球大战”系列如此，“星际迷航”系列也是如此，《X 档案》同样如此。其传达的意思十分明确：宇宙中充满了外星生命形式，它们有着各式各样的形体构型和智力，仁慈的程度也不一样。我们的社会对於外星生命明显很着迷。我们期望其他行星上有生命存在，并且还期望宇宙中能出现众多的智慧生命，进而创造出外星文明。

    人们希望（也可能是害怕）宇宙中其他地方存在智慧生命，这导致了对宇宙中其他地方存在智慧生命的估测偏差的部分原因。天文学家弗兰克·德雷克和卡尔·萨根有一部现在很有名的著作，这部著作也导致了估测偏差的部分原因，他们在书中对我们所在的银河系中可能存在的先进文明数目提出了一种估测方法（即德雷克方程）。以这个方程进行估测的基础是，先对以下这些数目进行合理评估：银河系里行星的数目，在这些行星中可能有生命栖息的行星所占的比例，以及不仅有生命而且已经发展出文明的行星所占的比例。德雷克和萨根得出了一个令人震惊的结论：智慧生命在整个银河系中应当是普遍存在的，并且广泛分布。事实上，卡尔·萨根在 1974 年做出估计。他认为仅仅是我们所在的银河系这一个星系，就有可能存在 100 万个文明。并且我们要知道，银河系也仅仅是宇宙中数以千亿计的星系中的一个。由此可以推断出，宇宙中智慧外星物种的数目肯定是极为庞大的。

    银河系中存在 100 万个由智慧生命创造的文明，这是一个令人激动的观点。然而，这个观点可信吗？德雷克方程的这个解蕴含了一些需要进行检验的假设。其中最为重要的一点是，它假设一旦生命在某颗行星上开始起源，就会朝着更高的复杂性演化，最终会在众多行星上发展出文明并达到巅峰。当然，这也正是我们的地球所经历的情况。生命大约在 40 亿年前开始起源。之后从单细胞生物逐步演化出了具有组织和器官的多细胞生物。最终高等植物和动物出现了。然而，这样一种生命史，即复杂性不断增加直至演化到动物级别，是演化必然的结果吗？它真的是一种常见的现象吗？倘若它实际上只是一种极为稀有的结果呢？在本书里，我们将进行论证。其一，不仅仅是智慧生命，就连最为简单的动物，在银河系乃至整个宇宙中都是极为稀少的。其二，我们并非在说生命是稀有的，而是在强调动物是稀有的。其三，我们坚信，微生物或者与微生物形态类似的生命在宇宙中是普遍存在的，并且这种普遍存在的程度有可能比德雷克和萨根所预计的还要高。然而，高等植物和动物等复杂生命可能比人们通常所认为的要稀有得多。简单生命具有普遍性，而复杂生命具有稀有性，我们将这两个预言合并起来，称之为“稀有地球假说”。在后面的章节里，我们会对这个假说背后的理由进行解释，说明它可以如何被检验，并且还会指出如果这个假说是正确的，那么它对我们的文明意味着什么。

   

    我们对地外生命开始了热切的搜求，而这只是刚刚开始。我们已经进入了一个极为非凡的发现时代。这是一个令人激动的时代，展现出了新知识的曙光，这种景象或许自欧洲人乘着木帆船抵达新世界之后就未曾再有过。我们也在不断抵达新的世界，以快速变化的速度获取着数据。旧的思想在逐渐衰亡，新的观念随着每一幅新的卫星图像或者每一项深空探测的结果而起伏不定。在众多关于宇宙中生命的假说里，生物学或者古生物学每有一项新发现，就会对其中的某些假说起到支持或者打击的作用。这是一个时代很不寻常，一门新的科学即天文生物学正在诞生。它主要关注的是宇宙中能够支持生命存在的条件。

    ……

    1976 年“海盗 1 号”宇宙飞船抵达火星时，人们曾抱有极大希望，以为要发现第一种地外生命，或者至少是能间接表明其存在的信号。然而，“海盗 1 号”并未找到生命。实际上，它发现了对有机质存在不利的条件，包括极寒、有毒的土壤以及水分的缺乏。很多人认为，这些发现打破了地外生命能在太阳系中被发现的所有幻想。对于新生的天文生物学领域而言，这是一次极为严重的打击。

    差不多在这个时候，发生了另一个重要事件，这让人心生沮丧。第一批对太阳系外行星的严肃研究，都得出了负面结果。很多天文学家认为其他恒星很可能普遍有行星围绕运转，但这只是一个抽象的推理。因为在运用地面望远镜进行搜索后，没有任何证据能表明在我们太阳系之外还有其他行星存在。到 20 世纪 80 年代早期，人们对这个领域出现真正进展不再抱有希望。因为我们似乎连环绕其他恒星运转的行星都无法探测到。

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    波兰天文学家尼古拉·哥白尼把地球从宇宙中心移开，让它处于环绕太阳运转的轨道上。此后，地球便遭遇了一轮又一轮的贬低。我们不再处于宇宙的中心，只是栖息在一颗小小的行星上。它环绕的恒星既小又普通，位于银河系中一个不显眼的区域。如今，所谓“平庸原理”已确立了这一观点。按照此观点，地球并非唯一存在生命的行星，而是众多这样的行星中的一个。人们对其他智慧文明的数量有各种估计，从 0 到 10 万亿个都有。

    然而，若稀有地球假说正确，它会扭转这种去中心的态势。倘若拥有高等动物的地球实际上在银河系的这个区域，比如在最近的 1 万光年内，是独一无二且最为另类的呢？倘若地球比这更为特殊，是银河系中乃至整个可见宇宙中唯一有动物的行星，就像一座动物堡垒，孤立在仅沾染着微生物的浩瀚宇宙中呢？如果是这种情况，当智人由于漫不经心的管理而使动植物陷入灭绝的境地时，宇宙会因每个物种的灭绝而遭受多大的损失呢？

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