宇宙文明的發展受到「大過濾器」的制約

天文學家在天鵝座中又發現了一顆可能適宜生命生存的外星行星——開普勒186f。不過，類似宜居外星球的發現，對我們人類文明來說，並不是一個好消息。

2014年4月17日，科學家宣布，他們在天鵝座方向492光年處發現了一顆行星：開普勒186f。這顆行星的特別之處在於，它是在太陽系外發現的第一顆個頭幾乎和地球一樣，又位於所謂「宜居帶」內的行星。換句話說，它與恆星之間的距離剛剛好，我們可以期待這顆星球的表面存在液態水——搞不好還有生命。

這並不是科學家宣布發現的第一顆可能宜居的外星行星。不過，這條新聞中沒有提到的一點是，我們所估計的人類文明在短期內滅絕的可能性，因為這一發現而略有提升。這一切都要歸因於一個概念，被稱為「大過濾器」(Great Filter)。

費米-哈特悖論和大過濾器

人類大概是害怕孤獨的。世界各地的很多古代傳說中都能找到有關其他可居住世界的臆想。而自從被近現代天文觀測證實，自己並非造物專愛的驕子，而是偏安於廣袤宇宙中平淡無奇的一隅，我們更是開始調用現代科學體系中大量可資利用之知識和技術，一方面認真地思考地外生命乃至地外文明存在的可能性，一方面尋找它們存在的蛛絲馬跡——包括在地球上被認為可與外星比擬的極端環境中尋找生命。

於是我們發現了矛盾：根據目前掌握的物理、化學、生物學、宇宙學以及社會學知識，我們認為銀河系應該早就充滿了四處殖民的星際文明，然而不僅地球上找不到外星人曾經造訪的證據，我們在望遠鏡里也瞥不見絲毫外星飛船或工程稍縱即逝的身影——甚至連一個無線電信號都接收不到。

美國物理學家恩里科·費米(Enrico Fermi)在1950年的一次非正式討論中指出了上述矛盾，認為這似乎有些不同尋常。宇宙已經有100多億歲高齡了，僅僅銀河系內便有幾千億顆恆星，而孕育了我們的太陽僅僅是其中較為年輕的一顆。所以哪怕考慮了光速的不可突破性，我們也不該如此寂寞。1975年，美國天體物理學家麥克爾·哈特(Michael H. Hart)在論文中詳細探討了對此可能的解釋。之後，這一問題通常便被稱為費米-哈特悖論(Fermi-Hart paradox)。

大過濾器這一概念，則是美國喬治梅森大學的助理教授羅賓·漢森(Robin Hanson)為了試圖解答費米-哈特悖論而提出的。他把從沒有生命的荒蕪之地到擴張性的星際文明的演進，大致劃分成如下9個階段：

合適的行星系統(存在有機物以及可能宜居的行星);

可自我複製的分子(比如RNA);

簡單(原核)單細胞生命;

複雜(真核)單細胞生命;

有性生殖;

多細胞生命;

腦量較大、使用工具的動物;

我們目前這個階段;

星際殖民擴張。

漢森認為，目力所及的宇宙寂寥無人這一事實說明，上述9個階段——或者可能被細分出的更多階段——中，至少有一個階段是難以實現的。無論是什麼因素在哪個步驟阻止了第9個階段的最終實現，它都被稱為「大過濾器」。

首先值得人類關心的問題是，大過濾器究竟是在什麼位置起作用。如果它位於第8步之前，我們可以額手稱慶自己已經挺了過來，美好的未來還在前面，而且既然地球能夠做到，便沒理由認為其他行星不會抵達我們的階段乃至更進一步。如果它恰恰位於第8步和第9步之間，則意味著生死考驗還在後頭。有鑒於尚未發現其他文明抵達了第9步，我們或許不該對自己的命運太過樂觀。

思前想後，上下求索

歸根結底，要想盡量接近「大過濾器出現在哪裡」這個問題的答案，還是需要先梳理出阻止第9步實現的瓶頸究竟可能有哪些。這個問題已經被爭論了50多年。以下是大過濾器之所以存在的幾個可能性，這些論點是由英國牛津大學的學者安德魯·施耐德-比蒂(Andrew Snyder-Beattie)和羅賓·漢森共同總結的。

「稀有地球」假說

說不定地球在宇宙中確實是孤獨的。儘管一些人認為，既然生命在地球上已經出現了，那麼它一定是相對比較普遍的，但施耐德-比蒂指出，觀察選擇效應把對這個問題的分析複雜化了。樣本只有1個(作為觀察者的我們自己)，很難確定生命出現的概率——我們完全有可能是特例。

通過考察地球生命的歷史，我們不難發現，複雜生命的演化需要的完美條件太多了。不光地球需要位於太陽的宜居帶內，太陽也要遠離銀河系中心以避開破壞性的輻射;我們的氣態巨行星質量必須大到足以掃除奔向地球軌道的小行星;我們大得出奇的月亮還要穩定住地軸傾角使我們能夠享受不同的季節。這還只是複雜生命需要的幾個先決條件。符號語言、工具和智能的出現，同樣需要這樣的「完美條件」。

先進文明很難形成

漢森不相信這一條。如下兩個步驟都是比較容易實現的：一個是普通智力的哺乳動物演化出和人類一樣的能力，另一個是和人類一樣的能力創造出先進的文明。普通智力的動物演化到人類僅僅花了幾百萬年。他說：「如果你殺死地球上所有的人類，但是留下生命——包括有較大腦容量的動物——智能無需太久就能夠再次出現。」不過在這之前的一些過濾步驟，倒可能會花費更長的時間。從簡單的原核細胞(沒有特化細胞器的細胞)到更複雜的真核細胞的跨越，在地球上耗費了超過10億年，多細胞動物以及腦的出現也都差不多歷時10億年。

「狂暴戰士情境」

在這種情景中，強大的外星人隱在暗處等待消滅出現的任何可察覺智能。漢森認為這個也說不過去，因為如果有多種狂暴戰士種族，就會有對立方。他說：「作為一種均勢，你得讓這些競爭中的狂暴戰士全都試圖互相消滅。」

自然活動掩蓋了地外文明

說不定，那些地外文明星球上發生的大規模活動，看起來正好如同自然現象一般。漢森說這聽起來不大可能，因為所有被我們解釋為自然發生的宇宙現象，不論是脈衝星還是暗物質，如果都是由先進的人工過程造成的，那將是一種「異乎尋常的巧合」。

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