银河系外星人,他们可能不是人,但大概率真的存在
前几天晚上,我带着家里的小侄子在阳台看星星,他突然指着天上问:“叔叔,银河系外面的外星人长什么样?他们是不是也得上补习班?”我愣了一下,不是因为他问的补习班好笑,而是我突然意识到——在大部分人的想象里,“外星人”这个概念其实挺模糊的,我们总说UFO、说外星人绑架地球人,但如果你真较真起来问一句:银河系外星人到底是什么人?这里面藏着一个非常有意思的科学推导过程,比科幻电影复杂,但也比科幻电影更让人起鸡皮疙瘩。
咱们得把概念捋清楚。“外星人”这个词在科学语境下其实很宽泛,它指的就是任何地球以外的生命体,但如果锁定在“银河系里”这个范围,事情就变得具体多了,银河系是什么?就是我们现在身处的这个巨大的恒星系统,它的直径大约有10万到18万光年,里面塞着1000亿到4000亿颗恒星,而每一颗恒星,理论上都可能像太阳一样,拖家带口地领着一堆行星。
这就引出了一个关键问题:银河系里可能有多少个“地球”?这个问题不是科幻小说瞎编的,天文学家弗兰克·德雷克早在1961年就鼓捣出了一个著名的“德雷克方程”,试图估算银河系里能和我们通信的文明数量,这个方程长这样:
N = R* × fp × ne × fl × fi × fc × L
看着挺唬人,其实拆开来看特别有生活感:R*是银河系里恒星形成的平均速率,大概每年新冒出7颗恒星;fp是有行星的比例,这个数字近十年被开普勒望远镜干到了几乎100%,也就是说几乎每颗恒星都有行星;ne是宜居带行星的数量,保守估计5%到20%;fl是有生命的比例,fi是演化出智慧生命的比例,fc是发展出通信技术的比例,你看,每个变量背后都是实打实的天文观测和生物化学推演,不是凭空猜的。
重点来了:根据近年的开普勒探测数据(可以参考NASA开普勒任务2013年的统计公报),光是在银河系的宜居带里,就可能存在至少3亿颗类地行星,3亿个“地球”,这个数字大到什么程度?大到如果这些星球上只有万分之一发展出了人类这样的技术文明,那银河系里现在至少该有300个星际文明。
费米悖论:为什么我们一个都没见着?
这就撞上了一堵著名的大墙——费米悖论,物理学家恩里科·费米当年在洛斯阿拉莫斯国家实验室吃午饭的时候,跟同事聊到外星人,突然来了一句:“他们都在哪儿呢?”这句话把所有人都问住了,算出来的数字告诉我们银河系应该挺热闹,可现实是,我们连一块外星口香糖都没捡到过。
对这个悖论的解释,比科幻小说精彩得多,我整理了一个表格,把目前科学界比较认真的几种假说列出来:
| 假说名称 | 核心观点 | 对我们意味着什么 |
| 稀有地球假说 | 地球上复杂的生命是无数低概率事件堆出来的,比如大撞击形成月球、板块构造、寒武纪大爆发,这些巧合在宇宙里极少见 | 我们可能是银河系里唯一的复杂生命,孤独是真的 |
| 大过滤器假说 | 生命演化路上有一道几乎过不去的坎,要么发生在生命起源阶段(那个坎在我们身后),要么发生在技术文明阶段(坎就在前面等着我们) | 如果过滤器在前方,那我们就悬了 |
| 黑暗森林假说 | 出自刘慈欣《三体》,但逻辑是自洽的:文明为了生存必须隐藏自己,暴露即毁灭 | 我们几十年来兴高采烈往外发信号,可能是在犯傻 |
| 动物园假说 | 外星文明知道我们的存在,但选择不干涉,把我们当成自然保护区的动物观察 | 他们可能正在某处看着我们吵吵嚷嚷 |
他们可能根本不是“人”
聊到这儿,其实还有一个更根本的问题:就算银河系里真有外星生命,他们凭什么得是“人”?我们脑子里那个大头细脖子浑身灰皮的形象,完全是好莱坞塞给我们的,真正的银河系外星生命,大概率跟人类形态差得十万八千里。
- 碳基还是硅基? 我们觉得生命非得用碳,因为碳化学键灵活,能搭出蛋白质和DNA这种复杂结构,但化学上,硅和碳在元素周期表同族,也能形成长链分子,如果一个星球温度比地球高得多,硅基分子的稳定性反而可能比碳基更好,所以别老想着血肉之躯,他们可能长得像会动的晶体。
- 液态水是必需品吗? 我们总说“宜居带”就是液态水能存在的区域,但这是以地球生命为模板的,土卫六泰坦上流动着液态甲烷湖,如果有生物演化出来用甲烷当溶剂,那它们会觉得地球就是个烫得要命的不毛之地。
- 时间尺度完全错位 人类的文明史才几千年,这在银河系年龄面前连眨个眼皮都算不上,如果某个地外文明已经发展了几亿年,他们可能早就脱离了肉体形态,变成了一种纯粹的信息结构,或者能量态的东西,你走在路上就算跟一个“外星人”擦肩而过,你也根本认不出来。
我特别喜欢天体生物学家卡尔·萨根的一个观点,他大体说过:如果我们真的发现了外星生命,很可能面临着根本认不出它的尴尬,因为我们对“生命”的定义本身就太狭隘了,狭隘到只认识地球上这一种剧本。
所以回到开头小侄子那个问题——银河系外星人是什么人?严谨地说,我们目前没有直接证据证明他们的存在,但把桌上所有的观测数据、理论模型和逻辑推演摊开来仔细看看,银河系里存在其他生命形态的概率并不低,他们可能正处在微生物原始阶段,困在某颗遥远行星的地下海洋里捂着演化;也可能早就跨过了技术奇点,变成了我们根本无法理解的存在,想想看,此刻你正在读这段文字的时候,银河系中心方向的某个行星上,或许真有一群完全不像“人”的生物也在仰头看星星,也在琢磨同一个问题——对面有没有人在看回来,这个感觉很奇怪,它不是恐惧,也不是期待,就是心里某个地方被轻轻敲了一下,那种微微的痒,大概就是好奇心的本来面目吧。