篩選星際文明（二）

生命篩

滿足什么條件的生命更有機會成長為星際文明？讓我們從結果出發進行反向推導。

進化樹的分叉點

首先，星際文明必然由智慧生命組成，他們有目的、有計劃地向太空發展。從地球的經驗看，智慧只能產生在一定體積的大腦中。這樣我們就到了星際文明生命進化樹的第一個關鍵分叉點：合適的大腦。對地球而言，如果恐龍沒有因天災滅絕，或者東非草原上的生存壓力不那么巨大，都不會有人類大腦的出現。自從6500萬年前由恐龍滅絕引領的生物大滅絕（很有可能也是由外部事件如小行星撞擊導致的）之后，鳥類和哺乳動物的大腦與身體尺寸的比例都在穩定增長。如果足夠大的腦容量是一次篩選，那應該發生在3億年前，在生物出現羊膜卵（能給生物大規模遷徙提供條件）之后很快出現了哺乳類或鳥類的先祖。或者，另一次篩選應該是語言能力的產生，這種語言能力只在哺乳類動物中而不是鳥類中產生過，并且只有在腦容量足夠大的情況下才能產生。

其次，星際文明必然會建造并操縱宇宙飛船，而且飛船可與母星保持通信聯系。這就使水生生物自主進入太空的可能性大大降低。以地球的經驗看，水生生物一般不具有靈活的肢體，使得它們使用和制造工具的能力大打折扣，自然也就無法建造復雜的航天器。而且在水中進行物理、化學實驗將十分困難，水生生物發展出自然科學簡直是不可想象的任務。人類直到18世紀才發現空氣的存在，水生生物要發現水的存在也絕非易事。科學家推測木衛二歐羅巴上可能有海洋生物甚至魚類的存在 ，但它們的確不適合進行太空探險。

同理，那種水母狀的空中漂浮生物也難以沖出大氣層。生活在類木行星上的充氣生物在阿瑟·克拉克等人的科幻小說中曾有提及。霍金就認為，氣態星球上可能存在水母狀的巨型浮游生物，它們像吹脹的小型飛船那樣飄在氣體中，以吸收閃電的能量為生。

這樣我們就到了星際文明生命進化樹的第二個關鍵分叉點：上陸。地球動物登上陸地大約發生在3億年前。當時，為干旱環境所迫的總鰭魚，從一個水塘艱難地爬到另外一個水塘，終于在擁有大量新鮮空氣的陸地上存活下來。胸鰭和腹鰭變成了四肢，鰓退化了，鰾變成了肺，最終演化成兩棲類動物。在外星上，如果沒有水生脊椎動物（這樣它們才能進化出肢體），如果沒有適合它們上陸的環境，將很難進化出星際文明。之所以說“很難”而不是“不可能”，是因為曾有科學家設想，如果有合適的條件，章魚有可能上陸，逐漸進化為智慧生物。章魚的多條腕足，倒是極其適合操作復雜的飛船而不至于手忙腳亂。

小概率的生命起源

一切發達的星際文明都可以追溯到最原始、最簡單的生命形態，它們位于生命進化樹的根部。在40億年前的地球上，由無機分子合成的有機小分子聚集在熱泉口，或者火山口附近的熱水中，通過聚合反應，形成了生物大分子，這些大分子進行自我復制、自我選擇，進而通過分子的自我組織，并自我復制和變異，形成核酸和活性蛋白質，同時分隔結構同步產生，最后在基因的控制下進行代謝反應，為基因的復制和蛋白質的合成提供能量，這樣一個由生物膜包裹著的能自我復制的原始細胞，就在地球上產生了。

上述過程看似簡單，卻有四道無法逾越的鴻溝。一是自我選擇，組成生物大分子的都是非常有限的幾種分子。在無機條件下，或者在閃電情況下，或者在熱水中，這些分子如何能自我選擇，合成DNA和RNA，且把其他的大分子拋棄掉？二是自我復制，DNA、RNA能夠復制，能夠為下一代遺傳下去，這個功能是如何進化出來的？三是分隔結構，細胞膜和細胞內的膜結構是怎么形成的？四是新陳代謝的問題，最早的生物怎樣學會吸收外界的能量？

從無機物到有機物，從有機化合物到有機生命體的演化，每一步都具有無數的偶然性。并不是具備了與早期地球相似的環境和形成條件，就能產生生命。有人曾經比喻說，這些無機物好像一個垃圾堆，里面有塑料、廢棄金屬、橡膠等垃圾，而最簡單的生命，一個單細胞，就像一輛能開動的汽車；在一陣狂風過后，這些垃圾被卷來自動組裝成了一輛完好的汽車，因此，生命起源的過程充滿了隨機和偶然。

影子生物圈

生命是什么？生命的最基本定義是具有吸收營養、釋放廢物、生長以及繁殖和進化的能力。很難對什么是營養物、什么是排泄物下定義，因為不同的物種會利用多種多樣的能量來源。一個物種的排泄物可能是另一個物種的營養源。

長期以來，我們堅信空氣、陽光、食物、水和適宜的溫度、氣壓，以及適宜的酸堿度，是生命存在不可或缺的條件。但地球其實絕不只有這溫柔的一面，生物圈也并不僅僅是我們看到的這樣。早在1965年，錢學森就曾撰文指出：行星上能不能有與地球上的生命不同的生命？能不能不以碳、氫、氧、氮等原子的組合為基礎，而以其他原子組合為基礎？這種不同的生命也許能生存于完全不同于地球上的環境：耐高溫或耐低溫，有很短的壽命或有極長的壽命。

美國宇航局太空生物學家卡羅爾·克萊蘭提出過一種名為“影子生物圈”的理論。該理論認為在地球或地球之外，存在著不同于已知生物理論的生命形式，與已知生物相比，它們可能有著不同的生物化學和分子生物學特征。這些生物可以是微生物，也可以是智慧體，由它們構成的生物圈就被稱為“影子生物圈”。它們之所以沒被發現，是因為此前科學家們探索生物世界使用的只是傳統的生物化學方法。克萊蘭認為，這些生物極有可能生活在極端自然環境或非標準的生存環境當中，如干燥的沙漠、冰原、地下深層、深海海底、高海拔的山頂和高原、高層大氣中的顆粒、高輻射環境以及被金屬或其他有毒物質嚴重污染的地方。因此，“外星人”很有可能就生活在我們眼皮底下，只是我們不知道而已。

適于星際移民的文化（文化篩）

擁有基本的環境和生理特征等“硬件”條件后，一個普通文明需要加載什么樣的“軟件”才能踏上飛向太空的天梯呢？恰當的文化是必不可少的。首先就是拓荒精神。

擴張的本能

近代史上有兩次最著名的擴張：一是地理大發現與新航路的開辟，二是美國西進運動。雖然二者都伴隨著對落后民族使用暴力，但擴張的根本目的在于開辟市場和生存空間，而不是軍事征服。在這兩次文明的擴張中體現出的冒險精神和勤勞務實，塑造了今日歐洲海洋國家和美國的民族性格。與之形成鮮明對照的是中國明代的海禁和后來中國及日本的閉關鎖國政策。

據估計，到2040年，全球制造業工人數量將從現在的1.63億下降到區區幾百萬。由于生活必需品的唾手可得，人們有能力選擇自己喜歡的生活方式和工作內容。到那時，人類是否會沉溺于安樂窩中，不愿意向充滿未知風險的星空邁出一步？

對此，提出“大篩選”理論的羅賓·漢森認為，只要宇航條件允許，我們的后代一定會試圖向外進行殖民擴張，首先征服其他行星，然后是其他恒星，最后是其他星系。這個預期是有理由的。即使我們的后代大多數都滿足于地球上這狹小的空間，害怕殖民者之間的競爭，害怕與外星人接觸，或者想保持宇宙原本的樣子，但只要這個社會的內部競爭是足夠的，并能夠允許大量的成員產生不同的想法并付諸實踐，那這種期望就是可能實現的。畢竟，即便那些沉迷于網絡虛擬現實的、眼光非常狹隘的人，也需要更多的物質和能量來建造和運行更好的電腦，也需要遷徙以減輕區域性的災禍帶來的損失。一百萬年在宇宙尺度上是很短的一瞬，但也足夠讓人類的數量以歷史平均增長速度提高，直至達到可觀測的宇宙的物理上限。這還是考慮到了用黑洞的降熵作用，以及量子計算機所能達到的計算量，這兩點都分別最大化地利用了所有可能的資源。因此，我們有足夠理由期待在宇宙時間尺度上，人類將殖民并開發宇宙中還未被我們利用到的資源，即使我們發現了其他的外星文明并與之產生了交流。

進化論告訴我們，殖民者之間的競爭壓力能帶來可行范圍內最大規模的經濟增長，因為一旦誰走得慢了、猶豫太久或選擇不進行擴張，就會被其他人超越。在不斷延長的星際旅程中，將會有不斷變快和高風險的殖民探測器被發射出去，一切就是為了盡早開拓那廣闊的處女地。

但是，一旦外星文明形成了類似中國封建社會長達兩千年的超穩定社會結構，或者像瑪雅文明那樣相信時間輪回，避免一切變革，那將造成社會發展的停滯，通往星際文明之路自然就斷絕了。

避免自毀的清醒

具有擴張因子的文明固然充滿活力，但卻具有內部爭斗乃至自毀的傾向。兩次世界大戰都發生在發達的工業化國家之間，接踵而至的冷戰又囤積了足夠毀滅人類若干次的核武器。一個文明必須擁有避免自毀的清醒，才能成長為星際文明。

現在的國際局勢已不大可能發生全面核戰爭，但即便是范圍有限的核戰爭也會造成災難性后果。核武爆炸后會將大量煙塵物質釋放到大氣層中，在人口密集地區的上空形成臭氧洞。除了對動植物造成嚴重危害外，數百萬人還將遭受皮膚癌、視力損傷以及其他負面影響的傷害。不只是戰爭會毀滅文明，工業化造成的環境災難同樣會毀滅文明的根基。人類正在面臨全球變暖、物種滅絕等環境危機，如果處理不好，這些危機可能演化為災難，吞噬人類的健康和積累數百年的工業成就，把人趕回田野討生活。

面對自我毀滅的危機，文明中的組織和個體能否及時凝聚起來，決定了它是否能在通向星際文明的階梯上更進一步。這就要求文明的性格應該既不貪婪無度，又積極進取；既勇于競爭，又愛好和平。這些看似矛盾的品行要集中在一個個體身上并不難，要集中在一個族群身上就十分困難了。近代史上，恐怕只有乘“五月花號”航向美洲開辟殖民地的那批清教徒符合要求。事實上，也正是這些人確立了美國精神。美國成為今日的超級大國，除了得天獨厚的自然條件外，與上述精神也不無關系。

但成功的道路絕非只有一條。縱觀人類歷史，還有一個民族同樣征服了看似無法逾越的天塹，把自己的基因和文化撒播到極其廣袤的區域，這就是波利尼西亞人。

波利尼西亞人的祖先約在2500年前從東南亞陸續遷來，途經美拉尼西亞或密克羅尼西亞，最初定居于社會群島，爾后散布到廣闊海域，北至夏威夷，東抵復活節島，西南到達新西蘭。令人驚奇的是，他們在沒有航海圖和指南針的情況下，僅僅依靠對水溫、波浪的感知和對島嶼相對位置的記憶，使用簡陋的船只就完成了征服大洋的壯舉。

文化隔離

開展拓殖并不是越早越好。16世紀首批歐洲航海家第一次接觸波利尼西亞人時，驚訝地發現，他們既沒有織布機、陶器和役畜，也沒有鐵器。到了18世紀末歐洲殖民者侵入時，波利尼西亞社會還處在原始公社制解體的不同階段。除了自然條件受限，這也是地理阻隔造成的文化隔離導致的。而在大陸上發展出的文明之間則不會有這么大的差距，在陸地上，任何技術或社會領域的發明都能很快傳播開。

所以，在航天技術和通信技術尚不成熟時過早地進入星際，只能使母星文化分裂成一個個小碎片。科幻作家阿西莫夫在小說《赤裸的太陽》中虛構了這樣一支人類后裔：他們離群索居在遙遠的太陽系外行星上，彼此距離甚遠，老死不相往來。他們平時交流溝通全靠電話和郵件，以至于面對面交流是一件極其失禮的行為。這部小說探討了少數人與主流社會在物理上隔絕后，會產生何種奇特的亞文化。這種孤獨的亞文化在星際航行時代可能會成為常態。如果各星球（或空間站）之間產生了文化隔離，那么互相理解將變得困難，星際沖突就有可能發生。這就又回到了文明如何避免自毀的問題上。

文化絕非孤立存在，而是建立在物質基礎之上。星際文明需要怎樣的科學技術來建立牢靠的物質基礎？我們下期再談。

【責任編輯：楊 楓】