天文學(xué)家在天鵝座中又發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)，對我們?nèi)祟愇拿鱽碚f，并不是一個好消息。圖為開普勒186f的示意圖。圖片來源：NASA

2014年4月17日，科學(xué)家宣布，他們在天鵝座方向492光年處發(fā)現(xiàn)了一顆行星：開普勒186f。這顆行星的特別之處在于，它是在太陽系外發(fā)現(xiàn)的第一顆個頭幾乎和地球一樣，又位于所謂“宜居帶”內(nèi)的行星。換句話說，它與恒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(tài)水——搞不好還有生命。

這并不是科學(xué)家宣布發(fā)現(xiàn)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(nèi)滅絕的可能性，因為這一發(fā)現(xiàn)而略有提升。這一切都要歸因于一個概念，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(guān)其他可居住世界的臆想。而自從被近現(xiàn)代天文觀測證實，自己并非造物專愛的驕子，而是偏安于廣袤宇宙中平淡無奇的一隅，我們更是開始調(diào)用現(xiàn)代科學(xué)體系中大量可資利用之知識和技術(shù)，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(huán)境中尋找生命。

于是我們發(fā)現(xiàn)了矛盾：根據(jù)目前掌握的物理、化學(xué)、生物學(xué)、宇宙學(xué)以及社會學(xué)知識，我們認為銀河系應(yīng)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(jīng)造訪的證據(jù)，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(xué)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(jīng)有100多億歲高齡了，僅僅銀河系內(nèi)便有幾千億顆恒星，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(xué)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。之后，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(xué)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：

1. 合適的行星系統(tǒng)（存在有機物以及可能宜居的行星）；
2. 可自我復(fù)制的分子（比如RNA）；
3. 簡單（原核）單細胞生命；
4. 復(fù)雜（真核）單細胞生命；
5. 有性生殖；
6. 多細胞生命；
7. 腦量較大、使用工具的動物；
8. 我們目前這個階段；
9. 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(xiàn)的。無論是什么因素在哪個步驟阻止了第9個階段的最終實現(xiàn)，它都被稱為“大過濾器”。

首先值得人類關(guān)心的問題是，大過濾器究竟是在什么位置起作用。如果它位于第8步之前，我們可以彈冠相慶自己已經(jīng)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。如果它恰恰位于第8步和第9步之間，則意味著生死考驗還在后頭。有鑒于尚未發(fā)現(xiàn)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。

思前想后，上下求索

歸根結(jié)底，要想盡量接近“大過濾器出現(xiàn)在哪里”這個問題的答案，還是需要先梳理出阻止第9步實現(xiàn)的瓶頸究竟可能有哪些。這個問題已經(jīng)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(xué)的學(xué)者安德魯·施耐德－比蒂（Andrew Snyder-Beattie）和羅賓·漢森共同總結(jié)的。

“稀有地球”假說

說不定地球在宇宙中確實是孤獨的。盡管一些人認為，既然生命在地球上已經(jīng)出現(xiàn)了，那么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(yīng)把對這個問題的分析復(fù)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(xiàn)的概率——我們完全有可能是特例。

小行星闖入地球大氣層的藝術(shù)想象畫，地球生命在演化歷史上不止一次熬過了這樣的災(zāi)難。圖片來源：NASA

通過考察地球生命的歷史，我們不難發(fā)現(xiàn)，復(fù)雜生命的演化需要的完美條件太多了。不光地球需要位于太陽的宜居帶內(nèi)，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(tài)巨行星質(zhì)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(wěn)定住地軸傾角使我們能夠享受不同的季節(jié)。這還只是復(fù)雜生命需要的幾個先決條件。符號語言、工具和智能的出現(xiàn)，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(xiàn)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(chuàng)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(xiàn)?！辈贿^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）到更復(fù)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(xiàn)也都差不多歷時10億年。

“狂暴戰(zhàn)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(xiàn)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(zhàn)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(zhàn)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(fā)生的大規(guī)?；顒樱雌饋碚萌缤匀滑F(xiàn)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(fā)生的宇宙現(xiàn)象，不論是脈沖星還是暗物質(zhì)，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”。

自然災(zāi)害

僅僅身為地球人顯然便是有風(fēng)險的。一顆小行星的撞擊、附近一顆超新星射過來的一束輻射，或者一座足夠大的火山，都可以終結(jié)我們所知的文明——甚至大部分的生命。“不過一點共識就是，我們已經(jīng)挺過了一系列這樣的災(zāi)難?！彼猩急粡氐紫麥绲目赡苄圆淮?。漢森說：“如果一些人類幸存下來，要過10000年他們才會重建文明，這可不是眨眼之間的事情，那做不到。”此外，從統(tǒng)計角度來看，這些事件會發(fā)生，但不會發(fā)生得很頻繁。施耐德比蒂表示，“未來一個世紀或者300年內(nèi)都不大可能發(fā)生一次這種極為罕見的事件?！?/p>

終結(jié)文明的“基本技術(shù)”

這是最值得探討的一個論點，同時也確實最受關(guān)注。它意味著大過濾器果然是我們必須在未來面對的挑戰(zhàn)，而如果對它的探討能夠促使我們對技術(shù)采取更加自省和審慎的態(tài)度，便能夠增加我們沖破挑戰(zhàn)的可能性。過去20萬年的時間里，人類挺過了超級火山、小行星撞擊和天然存在的流行病。但是核武器出現(xiàn)之后，我們的生存記錄只有區(qū)區(qū)幾十年。本世紀可能出現(xiàn)的一些全新技術(shù)之后，情形會如何，自然更是難以斷言。熬過了自然災(zāi)害的我們，未必不會在自己發(fā)明的自殺性技術(shù)上失足。

很多有名望的科學(xué)家，比如劍橋生存風(fēng)險研究中心的皇室天文學(xué)家馬丁·里斯（Martin Rees）認為，生物技術(shù)的進步有造成災(zāi)難的可能。其他一些科學(xué)家，比如斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）、麥克斯·泰格馬克（Max Tegmark）和斯圖亞特·羅素（Stuart Russell），以及劍橋中心，對于機器超級智能誘人但缺乏充分研究的可能性，表達了嚴肅的關(guān)切。

不過就很多具體的技術(shù)領(lǐng)域而言，能否形成全宇宙普適的大過濾器，仍是值得進一步論證的問題。比如施耐德比蒂認為，氣候變化可能是滅絕的催化劑，然而所有文明都遭遇差不多的政策失敗，聽上去比較離譜。機器智能或者分布式生物技術(shù)的崛起，確實可能導(dǎo)致人類文明的終結(jié)，卻未必會阻止星際文明的形成——若是機器人取代了我們，想來它們也會向宇宙進發(fā)，留下它們自己的文明足跡。

就算機器智能的崛起取代了人類文明，也未必會阻止星際文明的形成。圖片來源：變形金剛海報

開普勒186f還是一毛不拔比較好

漢森認為，對于我們這個文明的命運，關(guān)鍵是要專注于我們能夠控制的事情。這意味著，我們應(yīng)當把理論上可能殺死我們的事情列一個表，然后想方設(shè)法去解決它們。

除此之外，我們還可以通過天文觀測，從整個銀河系的宏觀角度去估算，大過濾器到底更有可能在我們的身前還是背后。

費米－哈特悖論剛剛被提出之時，人們曾認為行星本身就很稀少。然而從那之后，天文學(xué)工具已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)以千計的外星行星，而且這似乎還只是冰山一角。

不過，每發(fā)現(xiàn)一顆位于宜居帶內(nèi)的類地行星，比如開普勒186f，地球是能夠維系生命的唯一行星的可能便要減小一分。大過濾器便更有可能潛伏在宜居行星和繁盛文明之間的路途之上。

若是開普勒186f上生存著智慧生命，對人類來說將是一個委實糟糕的消息，因為那會把大過濾器的位置進一步推后到文明發(fā)展過程中的技術(shù)階段。這將暗示，我們和我們的外星同伴都面臨著災(zāi)難。

具體就開普勒186f而言，我們?nèi)杂泻芏嗬碛烧J為智慧生命可能并沒有出現(xiàn)。大氣層可能沒有濃厚到足以阻止冰凍，或者這顆行星已經(jīng)被潮汐鎖定，造成了一個相對靜止的環(huán)境。發(fā)現(xiàn)這樣的惡劣條件的確應(yīng)該慶賀一番。

正如哲學(xué)家尼克·俾斯特羅姆（Nick Bostrom）所言——

夜空的寂靜最是寶貴……在對地外生命的探索中，沒有消息就是好消息。那預(yù)示著人類的美好未來。

（編輯：Steed）

編譯自：arstechnica.com，Habitable exoplanets are bad news for humanity；Universetoday.com，Where Are The Aliens? How The ‘Great Filter’ Could Affect Tech Advances In Space