序曲 地球人和外星人

在地球之外，是否還有別的生物生存繁衍？是否也有和地球人類一樣的智慧生命，在萬里之外眺望著我們？

從月宮里的嫦娥，到火星上的“運(yùn)河”，人類從古到今都不缺乏仰望星空、神游于凡俗之外的幻想家。對(duì)于外星生命的樣貌，自然也有各種各樣奇妙的想象。外星人科幻的開山之作當(dāng)屬科幻大師赫伯·喬治·威爾斯（Herbert George Wells）的《世界大戰(zhàn)》（The War of the Worlds）。在這部小說中，來自火星的外星人長(zhǎng)著一個(gè)碩大無比的腦袋，沒有手腳，依靠?jī)膳砰L(zhǎng)長(zhǎng)的觸須行走。而在大導(dǎo)演斯皮爾伯格的想象中，大腦袋、長(zhǎng)脖子、小身體的外星人E.T．長(zhǎng)得又丑又萌，只有一雙巨大的眼睛流露出善意。在大多數(shù)科幻作品里，為了方便讀者想象，外星人往往以類似地球人類的樣貌出現(xiàn)。但是從能自動(dòng)脫水卷成一個(gè)小卷兒的三體人，到能夠與樹木直接形成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的阿凡達(dá)，我們還是能看到各種關(guān)于外星人樣貌的神奇想象。

在我看來，對(duì)外星人的想象可能源自人類內(nèi)心一種特別的孤獨(dú)感。我們習(xí)慣生活在熱鬧的人群中，喜歡那種鄰家雞犬聲、海內(nèi)存知己的感覺。伴隨著地理大發(fā)現(xiàn)和信息的全球流通，地球成了地球村，人類開始成為一個(gè)血脈相連的整體。作為一個(gè)群體概念出現(xiàn)的地球人類，當(dāng)然也希望有自己的鄰居和知己。而我們追尋的目光，必然在地球之外，在茫茫夜空，在宇宙深處。

1968年，在阿波羅8號(hào)飛船離開地球、飛向月球的航程中，幾位宇航員第一次親眼目睹了我們這顆藍(lán)色星球的全貌（見圖1）。于是在天文尺度上，全人類瞬間連接成了一個(gè)有機(jī)的整體，而那種孤獨(dú)感可能也同時(shí)達(dá)到了頂峰：在這茫茫星海里，是否還有我們的同類和朋友？

那么，地球人類真的有鄰居嗎？如果有的話，他們?cè)谀膬海?/p>

事實(shí)上，考慮到整個(gè)宇宙的時(shí)空尺度，我們可能需要極強(qiáng)的人類“沙文主義”情懷，才會(huì)不憚?dòng)谡J(rèn)定地球人類是宇宙中唯一的智慧生物。從空間上說，地球人類所處的太陽系，不過是直徑10萬光年的銀河系邊緣一個(gè)黯淡的小小恒星系。在銀河系里，類似太陽的恒星就有上千億顆，圍繞它們做橢圓運(yùn)動(dòng)的行星更是難以計(jì)數(shù)。而銀河系及其所在的擁有上千個(gè)銀河系的室女座超星系團(tuán)，放在半徑460億光年的整個(gè)可觀測(cè)宇宙中，同樣顯得平淡無奇。從時(shí)間上說，我們身處的宇宙從大爆炸至今已經(jīng)走過了138億年的漫長(zhǎng)歲月。地球人類從誕生至今不過區(qū)區(qū)二三十萬年，無比輝煌的恐龍時(shí)代也不過一兩億年，宇宙的壽命里足夠興起又湮滅數(shù)不清的生命奇跡。在這樣一個(gè)年齡超過百億年、恒星如恒河沙數(shù)（一種估計(jì)是1022到1024顆恒星）的宇宙，生命產(chǎn)生的概率哪怕只有億萬分之一，生命之花也應(yīng)該早已盛開在天涯海角了。

但是如此想來，我們馬上會(huì)碰到一個(gè)邏輯上的難題——他們?cè)谀膬海?/p>

1950年，著名的物理學(xué)家、原子反應(yīng)堆之父恩利克·費(fèi)米（Enrico Fermi）在一次閑聊中，提出了一個(gè)直白簡(jiǎn)單的問題：“（如果確實(shí)存在外星人的話）他們?cè)谀膬海浚╓here are they?）”這個(gè)簡(jiǎn)單提問背后的思想是很深刻的。首先，考慮到宇宙的空間尺度和天文數(shù)字般的行星數(shù)量，存在生命的星球應(yīng)該數(shù)量極其龐大；其次，宇宙的年齡又是如此古老，足以允許生命演化出智慧，并駕駛著他們各自的交通工具往來穿梭（畢竟地球人類從走出非洲故鄉(xiāng)，到制造出能飛出太陽系的飛行器，只用了區(qū)區(qū)五六萬年）。因此，我們地球人類應(yīng)該每天都看得到外星人的航天器往來穿梭，有數(shù)不清的外星使者前來表達(dá)善意或是宣布戰(zhàn)爭(zhēng)才對(duì)啊！

當(dāng)然，費(fèi)米的提問也可以反過來理解：既然我們不能每天都看到E.T．的來訪，那么是不是能夠反推出其實(shí)外星生命（或者至少是智慧生命）并不存在，地球人實(shí)實(shí)在在就是浩瀚宇宙里的生命奇跡呢？

費(fèi)米悖論陸續(xù)衍生出了許多有趣的科學(xué)和哲學(xué)思考。有從正面進(jìn)行解讀的，認(rèn)為費(fèi)米悖論確實(shí)證明了地球人類是宇宙中獨(dú)一無二的存在：宇宙中要么壓根兒就不存在其他生命，要么其他生命還沒有演化到地球人類這樣的智慧水平，要么某些生命雖然曾經(jīng)輝煌過但是早已在歷史中煙消云散。也有從反面進(jìn)行解讀的，認(rèn)為費(fèi)米悖論并不能說明外星人不存在，反而可能說明地球人太愚蠢了。可能是由于短短幾萬年的地球文明還沒有足夠的時(shí)間等到來自外星文明的信息；可能是因?yàn)槿祟愄^落后，壓根兒就不知道怎么去檢測(cè)外星文明的信息，更不知道怎么發(fā)射信息；也可能是因?yàn)槠渌呒?jí)文明很巧妙地隱藏甚至孤立了自己；等等。這個(gè)開放性的問題后來成了許多科幻作品的背景，包括讀者熟悉的劉慈欣的《三體》。在《三體》中，大劉對(duì)費(fèi)米悖論的解釋是，大量的外星智慧生命確實(shí)存在，但是由于文明間的生存競(jìng)爭(zhēng)和交流障礙，所有高級(jí)文明都很好地隱藏著自己。

費(fèi)米悖論的一個(gè)著名衍生品就是美國(guó)康奈爾大學(xué)的天文學(xué)家弗蘭克·德雷克（Frank Drake）于1961年提出的德雷克公式：

N=R*·fp·ne·f1·fi·fc·L

· N=銀河系中可能和我們建立交流的外星文明的數(shù)量（當(dāng)然，我們現(xiàn)在對(duì)它究竟是幾一無所知）；

· R*=銀河系內(nèi)部的恒星生成速率；

· fp=銀河系內(nèi)部的恒星當(dāng)中，有行星系或者可能形成行星系的比例；

· ne=對(duì)于每個(gè)有行星的恒星，其擁有宜居環(huán)境的（類地）行星的平均數(shù)量；

· f1=上述行星中，確實(shí)有生命存在的行星的比例；

· fi=上述行星中，出現(xiàn)智能和文明的行星的比例；

· fc=上述行星中，擁有運(yùn)用科技手段向外太空進(jìn)行廣播的比例；

· L=上述行星中，向外太空進(jìn)行傳播的時(shí)間總量。

 

這個(gè)概念性的公式總結(jié)了影響智慧生命之間交流的各種因素，例如恒星數(shù)量、恒星是否有行星、生命出現(xiàn)的可能性，等等。嚴(yán)格來說，德雷克公式的目的倒不在于真正計(jì)算外星智慧生命的可能性和數(shù)量，而在于從邏輯上探討什么東西影響了我們和外星智慧生命的交流。許多人（包括德雷克本人在內(nèi)）都對(duì)公式的各個(gè)參數(shù)做過估計(jì)，得到的最終計(jì)算值N的預(yù)測(cè)范圍極廣，從僅有萬億分之一個(gè)到數(shù)百萬個(gè)。順便八卦一下，德雷克公式又叫綠岸（Green Bank）公式，是不是很熟悉？我們有足夠理由相信，大劉《三體》中的“紅岸基地”應(yīng)該是在向它致敬。

費(fèi)米的提問實(shí)際上也催生了許多搜索外星智慧生命甚至試圖與之交流的努力。1960年，弗蘭克·德雷克將射電天文望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)了兩顆看起來類似太陽的恒星——天苑四和天倉(cāng)五，并在21厘米波長(zhǎng)頻段上記錄了數(shù)百個(gè)小時(shí)的電磁波信號(hào)。這項(xiàng)探索性研究被命名為奧茲瑪計(jì)劃（Project Ozma），令人毫不意外地一無所獲，但它孕育了此后延續(xù)數(shù)十年、至今有成千上萬名全球科學(xué)家參與的搜尋地外文明計(jì)劃（search for extraterrestrial intelligence, SETI）。隨著技術(shù)的發(fā)展，在可預(yù)見的未來，地球人類將會(huì)有能力同時(shí)持續(xù)監(jiān)聽千萬顆量級(jí)的恒星信號(hào)，極大地提高發(fā)現(xiàn)外星智慧生命的能力。

當(dāng)然，整個(gè)SETI計(jì)劃都基于一個(gè)簡(jiǎn)單但并不顯然的假設(shè)：那些外星智慧生命（如果真的存在的話）必須積極地、持續(xù)地用大功率向全宇宙發(fā)射一些容易被破譯的無線電信號(hào)。從上面的討論就能看到，這個(gè)假設(shè)是很有問題的：如果那些文明還沒有能力發(fā)射高功率的無線電信號(hào)呢？如果他們的信號(hào)我們無法理解呢？如果他們故意隱藏自己不發(fā)射信號(hào)呢？因此，把找尋地外智慧生命的希望完全寄托在SETI或者類似的項(xiàng)目上是不明智的。

因此，2009年升空、圍繞太陽運(yùn)行的開普勒空間望遠(yuǎn)鏡（見圖2）用的就是完全不同的思路。該任務(wù)專注于尋找太陽系之外類似于地球的所謂“宜居”行星。它的邏輯是，我們先不談外星人是不是會(huì)發(fā)來信息，看看是不是真能找到適合人類居住（因此也有可能適合類似地球生命的外星生命出現(xiàn)）的行星再說。等找到了這樣的行星，我們?cè)偃ビ嗅槍?duì)性地探測(cè)外星智慧生命。開普勒任務(wù)碩果累累，在幾年時(shí)間內(nèi)就發(fā)現(xiàn)了上千顆新行星；而主持開普勒任務(wù)的美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）在過去幾年里一次又一次地玩著發(fā)現(xiàn)了各種“另一個(gè)地球”的標(biāo)題黨游戲。當(dāng)然，這些發(fā)現(xiàn)與其說解決了或者要解決費(fèi)米悖論，不如說強(qiáng)化了費(fèi)米悖論：一次任務(wù)就發(fā)現(xiàn)如此多的行星和類地行星，不就更能說明地球和地球人類在宇宙中其實(shí)并不特別，也并不孤單嗎？

如果把開普勒任務(wù)的邏輯推演到極致，就不得不引出另一個(gè)概念——“戴森球”（Dyson sphere）。1960年，美國(guó)物理學(xué)家弗里曼·戴森（Freeman Dyson）在一篇學(xué)術(shù)論文中提出了一個(gè)想法：如果外星智慧生命演化到一定程度，行星本身的能量很可能已經(jīng)不夠用了，因此近乎必然地會(huì)試圖利用整個(gè)恒星產(chǎn)生的能量。實(shí)際上人類已經(jīng)在做了：在地球和太陽軌道運(yùn)行的各種人造航天器都或多或少地需要利用太陽能。那么，當(dāng)外星文明發(fā)達(dá)和擴(kuò)張到一定程度，吸收和利用恒星能源的各種“人”造物體將會(huì)以極高的密度存在于恒星周圍，在極端情況下甚至可以像一個(gè)“球”一樣包裹住整個(gè)恒星（見圖3）。這樣的所謂戴森球結(jié)構(gòu)，可能會(huì)密集到足以像行星那樣遮擋恒星的光線；與此同時(shí)，這些人造物體由于溫度會(huì)大大低于恒星，因此在吸收恒星能量后會(huì)產(chǎn)生波長(zhǎng)長(zhǎng)得多的紅外輻射。因此在戴森看來，利用這一點(diǎn)尋找戴森球，可以幫助我們定位那些遙遠(yuǎn)的高度文明的外星生命。

這聽起來特別科幻，但是開普勒空間望遠(yuǎn)鏡其實(shí)就是依靠這個(gè)指標(biāo)來尋找和分析行星的。那么自然就會(huì)有科學(xué)家利用開普勒發(fā)回的數(shù)據(jù)來分析和尋找可能存在的戴森球了。實(shí)際上，在2015年，科學(xué)家在世界各地的天文愛好者的幫助下，真的從浩如煙海的開普勒數(shù)據(jù)中找到了這么一個(gè)可能的戴森球！這顆被命名為KIC 8462852、距離我們1480光年的恒星，似乎總是被形狀不規(guī)則、軌道高低不同、周期也不固定的許多物體環(huán)繞和遮擋著，這一現(xiàn)象看起來無法用任何已知的天文現(xiàn)象（例如行星、巨大的彗星、星際塵埃等）所解釋。難道這是一個(gè)并未完工的戴森球？如此震撼的發(fā)現(xiàn)當(dāng)然需要更多更細(xì)致的研究，在這一發(fā)現(xiàn)的啟發(fā)下，SETI利用阿倫射電望遠(yuǎn)鏡陣列對(duì)KIC 8462852進(jìn)行了180小時(shí)的無線電監(jiān)聽。就在你讀到這本書的時(shí)候，全世界還有許多大型的望遠(yuǎn)鏡在持續(xù)追蹤著這個(gè)奇怪的天體（當(dāng)然，即便不是戴森球，科學(xué)家也希望能更好地理解這個(gè)反常的天文現(xiàn)象）。不過，目前并沒有發(fā)現(xiàn)什么可疑信號(hào)，但是發(fā)現(xiàn)KIC 8462852的故事至少說明尋找戴森球已經(jīng)不完全是個(gè)科幻概念，人類已經(jīng)實(shí)實(shí)在在地具備了這個(gè)能力。在這個(gè)思路的指引下，我們尋找外星智慧生命的視野將會(huì)極大地拓寬，因?yàn)槲覀兛梢話侀_解碼無線電信號(hào)，或是尋找類地行星的局限，直接通過觀測(cè)恒星光譜就可以嘗試尋找一個(gè)高度先進(jìn)的外星文明了。

在被動(dòng)的尋找之外，人類更激進(jìn)的嘗試是干脆直接向太空廣播，讓“別人”聽到或看到我們的存在。當(dāng)然，這樣我們需要解決的問題比被動(dòng)地等待要多得多，地球人類目前的技術(shù)水平?jīng)]辦法對(duì)著全宇宙廣播，因此需要挑選出極少一部分星體有針對(duì)性地發(fā)送信息。問題之一是我們?cè)趺粗缿?yīng)該沖著哪些星星打招呼呢？而下一個(gè)問題就更麻煩了：我們?cè)趺粗篮汀八麄儭闭f什么？要知道，即便是在同一個(gè)地球上生活、彼此分開不過短短幾萬年的人類，都已經(jīng)發(fā)展出成百上千的語言類別，那么彼此遠(yuǎn)隔千萬光年、所處環(huán)境截然不同的文明之間肯定有著巨大的交流障礙。

所以從某種意義上說，主動(dòng)廣播有點(diǎn)像行為藝術(shù)，與其說是要嚴(yán)肅地和外星智慧生命建立聯(lián)系，倒不如說是在熱熱鬧鬧的現(xiàn)代生活里，給地球人類一個(gè)總結(jié)和反省的機(jī)會(huì)。

上點(diǎn)年紀(jì)的讀者可能都記得著名的旅行者金唱片（見圖4）。1977年，美國(guó)發(fā)射的兩艘旅行者探測(cè)器（旅行者1號(hào)和旅行者2號(hào)）分別攜帶了一張鍍金的唱片，里面記錄了來自地球的聲音和圖像，有55種人類語言錄制的問候語（包括了我們的普通話、粵語、閩南語和吳語），還有當(dāng)時(shí)的美國(guó)總統(tǒng)和聯(lián)合國(guó)秘書長(zhǎng)的問候。難道我們還期待外星人能夠理解巴赫的音樂有多美、什么是聯(lián)合國(guó)、秘書長(zhǎng)是干嘛的嗎？

其實(shí)，不管是思辨式的費(fèi)米悖論和德雷克公式，還是實(shí)踐中的SETI和各種主動(dòng)廣播，都還沒有提供任何線索，能夠哪怕稍微提示一下外星生命是否存在，更不要說外星智慧生命了。據(jù)悲觀的估計(jì)，在我們這幾代人的生命歷程里，我們可能難以得到任何一點(diǎn)點(diǎn)有意義的線索。畢竟，前后幾十年的光陰、直徑一萬多千米的地球，在大宇宙里實(shí)在是太微不足道了。

1974年，位于加勒比海波多黎各的阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡（見圖5）向兩萬五千光年以外的M13星系團(tuán)發(fā)射了著名的“阿雷西博信息”，這條長(zhǎng)約210比特、功率1000千瓦的信息描述了十進(jìn)制、DNA的化學(xué)構(gòu)成、人類的外貌、太陽系的結(jié)構(gòu)以及阿雷西博望遠(yuǎn)鏡的樣貌——這些信息濃縮了當(dāng)時(shí)人類文明的最高成就。然而，即便微弱的信號(hào)真的能跨越兩萬五千光年的距離，即便M13星系團(tuán)上真的有智慧生命解讀了這條信息，即便他們當(dāng)真充滿善意地回復(fù)了地球人的呼叫，地球人類也還需要等待往復(fù)五萬年才能聽到他們的答復(fù)！要知道在五萬年前，人類的祖先還在源源不斷地走出非洲，現(xiàn)代中國(guó)人的祖先還在漫漫遷徙路上。那個(gè)時(shí)候，祖先無時(shí)無刻不面臨著猛獸、疾病和自然災(zāi)害的威脅，應(yīng)該還沒有什么閑情逸致仰望星空或者鉆研數(shù)字。又有誰能夠估計(jì)，五萬年后的人類相比今天的我們會(huì)有怎樣的變化，當(dāng)他們（萬一）接收到了來自M13星系團(tuán)的回答，會(huì)是怎樣的心情？我們需要擔(dān)心嗎？我們應(yīng)該感到高興嗎？我們真的可以找到同類，真的可以被其他文明所理解嗎？

不管地球人類尋找同類的愿望有多么熱切，在我們這一代人的短短幾十年生命中，估計(jì)很難得到任何確定性的“有”或者“沒有”的答案。既然很多時(shí)候我們只能被動(dòng)等待外星生命的出現(xiàn)，那么我們倒不如反求諸己，先追問一下地球上的智慧生命——我們自身——到底是怎么來的，又是如何演變成今天這個(gè)樣子的。這樣的追問也許可以幫助我們更好地理解外星生命是否存在，如果真的存在，大致會(huì)是什么樣子的。

帶著這個(gè)目的，我們來講講人類的生命到底是什么以及人類智慧背后的生物學(xué)故事。

在46億年前，熾熱的原始地球在宇宙塵埃的余燼中逐漸成形，并慢慢冷卻形成堅(jiān)硬的外殼。外殼不斷地被撕裂又閉合，巖漿從地底深處帶來的濃煙籠罩大地，而彗星這樣的宇宙流浪者為地球帶來了最早的水。在這個(gè)表面被沸騰的海洋覆蓋、終日雷鳴電閃、飽受火山噴發(fā)和隕石雨摧殘的地球上，生命開始了漫長(zhǎng)的旅程。今天人們找到的化石證據(jù)證明，最晚在35億年前地球上已經(jīng)出現(xiàn)了細(xì)菌，而間接的證據(jù)（例如碳同位素檢測(cè)技術(shù)）提示我們，哪怕是在更早的40多億年前，在那個(gè)我們今天的人類難以想象的人間煉獄中，已經(jīng)有了生命的最初痕跡。

斗轉(zhuǎn)星移，滄海桑田，40多億年過去，我們這種在分類學(xué)上被歸入脊索動(dòng)物門、脊椎動(dòng)物亞門、哺乳綱、真獸亞綱、靈長(zhǎng)目、類人猿亞目、人科、人屬、智人種（Homo sapiens）的生物，作為我們星球上唯一一種智慧生命“君臨天下”。40多億年太久太久，我們也許永遠(yuǎn)都不可能真正地為我們的生命和智慧尋根溯源，但是這段壯麗歷史中的許多重要事件，卻早已成為了我們的一部分。因此，如果能對(duì)這些構(gòu)成“我們”的要素做一點(diǎn)回顧，也許能讓我們更好地理解生命和智慧生命，更好地幫助我們猜測(cè)在茫茫宇宙中到底有沒有我們的同類。

讓我們開始吧！