「人們偶爾會被真理絆倒,但大多數人站起來便匆匆離開,就像什麼事都沒發生過一樣。」——溫斯頓·邱吉爾
雖說宇宙浩瀚,包羅萬象,擁有著巨量的行星、恆星、甚至是星系,而且我們在地球上所能看到的一切都來自星辰,我們甚至能追溯到任何一種元素的起源,貌似科學的聖杯近在咫尺!但是每當提起生命的起源,科學似乎又進入了死胡同,這一切的原因都歸咎於地球是我們目前所知唯一存在生命,乃至智慧生命的星球。如果在宇宙中的其他地方真的沒有生命,那麼這意味著什麼?是否證明了上帝的存在?今天就說下生命在宇宙中是否有其特殊性?以及目前我們關於生命所知道的。
這是我們的地球!
而這是其他的星球。
乍一看,我們無疑生活在一個特別優越的地方。一個擁有所有生命要素的星球上,包括:
我們與太陽的距離適中,所以溫度有利於生命的生存。
我們有合適的大氣壓力,在地球的表面有液態水。
我們有合適的成分(包括合適的重元素和有機分子)來孕育生命。
我們有適量的液態水,所以我們的世界既有海洋也有大陸。
我們的世界裡生命很早就開始存在了,在整個歷史中生命自我維持、演化,並產生了我們:有知覺、有自我意識的智慧生物。這些情況看起來極其罕見,所有的因素都需要在合適的環境中發生,我們的宇宙一定是被特別設計來產生我們人類,否則我們出現的可能性會非常小,甚至說人類的偶然發生是不合理的。
對很多人來說,這是一個非常有說服力的論點,但我們要用科學的態度問自己三個問題:從科學的角度來說,需要什麼樣的條件才能產生生命?這些條件在宇宙的其他地方是罕見的還是普遍的?最後,如果我們不能在所期望的地方和條件下找到生命,那能證明上帝的存在嗎?這些都是大問題,下面我們一個一個分析!
1、從科學的角度來說,需要什麼樣的條件才能產生生命?
關於生命的存在我們列出的條件都是基於這樣一個假設,即任何存在於外行星上的生命都和我們一樣,它們都以原子和分子的化學性質為基礎,以液態水作為其功能的基本要求,並且不會生活在一個我們所知對所有生命都有毒的環境中。僅就這些標準而言,我們已經知道,僅在銀河系中就有數十億顆行星符合標準。
我們對系外行星的研究表明,有大量的巖石行星在離其中心恆星適當距離的軌道上運行,如果它們有類似於地球的大氣層,那麼它們的表面就會有液態水。科學家正在研究探測這些系外行星大氣層及其組成成分;目前可以研究大約海王星大小的行星,在詹姆斯·韋伯太空望遠鏡升空以後會進一步推進這一項研究。
除了以上的條件,我們還需要考慮行星在星系的位置、小行星等其他外在因素!例如:如果行星離銀河系中心太近怎麼辦;超新星的高爆發率會不會給生命帶來滅頂之災?如果沒有像木星這樣的行星來清理小行星帶會怎麼樣;飛向行星的小行星數量之多難道不會毀滅任何行星上形成的生命嗎?我們地球上的生命出現在了宇宙相對年輕的時候,這個事實又說明了什麼?在時間上有何特殊性?
對於以上的所有問題都是否定的!如果我們離銀河系中心更近,恆星的形成速度更高,超新星的形成速度也更高。但最重要的是,大量的重元素會在那裡更快地生成,使複雜的生命有機會從宇宙的早期開始。而在太陽系所處的「郊區」,生命的出現則需要等待更長的時間!所以其他地方的生命很可能更早的出現。
至於超新星對一顆行星上的生命進行毀滅清除,則一顆行星必須非常接近一顆超新星才會發生這種情況,這個距離遠比星系中心恆星之間的距離要近的多,或者是超新星爆發時的伽馬射線暴直接擊中一顆行星。即使是後一種情況,仍然非常罕見,就算伽馬射線暴擊中行星只會滅絕半個星球上的生命,因為伽馬射線暴非常短暫!
行星上的大氣層不會完全被吹走,深海生物應該還能存活,而且我們有充分的理由相信,無論情況多麼糟糕,複合生命重新出現的機率非常高。就像一些生物學家所說的,一旦生命佔據了一個世界,就很難將它完全消滅。
小行星也是如此。確實一個沒有類木行星的太陽系將會有更多的小行星,但是如果沒有類木行星,小行星的軌道是否會受到幹擾而進入太陽系內部?它會讓物種滅絕事件變得更普遍,還是更罕見?然而,即使有更多的影響,這是否會降低複雜/智能生命的可能性,或者大量的滅絕事件會加速生命的分化,使智慧生命更有可能出現?畢竟不是滅恐龍的那顆小行星,哺乳動物也不會走上歷史的舞臺。
因此我們需要木星來維持生命的證據充其量也只是似是而非。但即使這些事情是真的,我們仍然會有數以千萬計的世界符合生命存在的標準。
最後,地球上的生命確實出現得相對較早,但是像我們太陽和太陽系的成分在星系中大量存在,它們比我們的恆星系統形成早了數十億年。我們甚至發現潛在的宜居世界中,這些行星可能有70到90億年的歷史!所以不,我們可能並不是第一。生命出現的條件,在我們能測量的範圍內,似乎存在於整個銀河系,甚至可能存在於整個宇宙。
2、這些條件在宇宙的其他地方是罕見的還是普遍的?
科學家們對德雷克方程(Drake equation)的估計往往過於樂觀:德雷克方程最常用來估計銀河系中有智慧文明的數量。所以,讓我們把實際的數字運用到科學所知道的最好程度,加上現實的不確定性,然後看看我們會得出什麼。
將我們目前發現的系外行星比例外推到還沒有看到的區域上,在我們的星系中應該有大約1 - 10萬億顆行星圍繞著恆星運行,其中大約有400 - 800億顆行星可能具備以下三種屬性:巖石行星,那裡的溫度和地球一樣,在其表面應該可以支撐和維持液態水的存在!
除此之外,外行星上還需要有正確的成分來創造複雜的生命。那麼構成生命的成分呢?它們在那裡存在的可能性有多大?
在銀河系中已經有足夠多的恆星存在和死亡,以至於元素周期表中的所有元素在整個銀河系中都以相當高的豐度存在。這些重元素也組合成了複雜的分子。
那它們的組合正確嗎?上圖是銀河系中心的人馬座B分子雲。我們除了發現水、糖、苯環和其他在星際空間中「存在」的有機分子外,還發現了令人驚訝的複雜分子。
比如甲酸乙酯(左)和氰乙酸正丙酯(右)!在我們測量過的每一個分子雲,原行星盤和恆星噴流中都有這些複雜的分子。因此,僅在我們的星系中出現智慧生命的機率非常高。
但是首先,我們需要從非生命中創造出生命。這是一個偉大的壯舉,也是所有學科的自然科學家面臨的最大難題之一:生物起源的問題。
到目前為止,我們還不能在實驗室裡從非生命中創造出生命。所以現在還不能說這個過程的可能性有多大。一個樂觀的估計是,它可能發生在多達10% - 25%的世界裡,這意味著我們銀河系中有多達200億顆行星上可能存在生命。
但也可能遠遠少於這個數字!地球上出現生命的機率有多大呢?換句話說,如果我們不停地進行形成太陽系的化學實驗,是否需要幾百次、幾千次、甚至幾百萬次的嘗試才能讓生命誕生一次?保守地估計,我們假設出現生命的概率是百萬分之一,這仍然意味著,考慮到400億顆溫度適宜的行星的悲觀估計,僅在我們的星系中至少有4萬顆行星上有生命。
如果我們關於智慧生命的出現以樂觀的估計來看待上述的樂觀估計,那麼僅在我們的星系中,也許就有2億個世界能夠與我們交流。但是,如果我們對生命的出現和它獲得智慧的機率做出悲觀的估計,那麼我們的銀河系擁有文明的機率只有2.5萬分之一。
生命存在的條件確實無處不在,但生命本身可能是普遍的,也可能是罕見的,而我們所認為的智慧生命在銀河系中可能是普通的,也可能是罕見的,甚至根本不存在。
3、如果我們不能在我們所期望的地方和條件中找到生命,那能證明上帝的存在嗎?
如果我們在銀河系,甚至是整個宇宙中,都沒有發現生命,這怎麼解釋?科學到頭來是不是要尋求上帝的幫助,問:為什麼我們單單我們人類會在地球上出現?當然,有些人會這樣認為。但對大多數人來說,這是一種錯誤的思考方式。
我們知道宇宙的神性或超自然起源的信仰是建立在人類意識對未知事物的敬畏之上,而科學的奇妙之處在於,它能為我們一點一點解開未知的神秘面紗,曾幾何時我們甚至不知道,太陽為什麼會發光發熱,而現在科學已經為我們初步的揭示了宇宙的起源問題。曾經的神話,超自然現象一一被科學打破。
在幾乎所有研究宇宙的科學家的專業觀點中,其他星球上很可能存在生命,如果我們投入精力去尋找的話,很有可能在一代人的時間裡找到其他星球上的第一個生物特徵。那在地球之外是否有智慧生命,或者更具體地說,在我們的星系中,是否有智慧生命,這是一個值得懷疑的命題,但是這個科學問題的結果並不支持或反對上帝的存在。只能說生命在宇宙中存在的普遍性和罕見性!
宇宙的真相就寫在那裡,寫在宇宙本身上,科學永遠不能證明或否定上帝的存在,但如果我們用上帝作為藉口,得出科學結論,將會阻礙科學的發展。就像牛爵爺晚年解釋不了引力的瞬時超距作用,搬出上帝一樣。最後上帝也沒能幫他解決問題,所以科學的事情需要科學的手段就解釋,而上帝只是科學之外的信仰。