二、开普勒-452b与地球的惊人相似性
(一)探索类地行星的重大突破:开普勒-452b类地行星的发现
近年来,由于空间技术和观测手段的不断提高,人类又发现了不少类地行星,其中离地球最近的约 20 光年,这就大大增加了发现地外文明的可能性。然而,这些地外行星多为巨行星和气态行星,因而出现智慧生命的可能性不大,最可能存在一些有机分子或低等的微生物。
开普勒“地球大表哥”的发现,带来了新的希望,因为它是含有丰富液态水的岩石行星。
2015 年 7 月 23 日美国国家航天航空局宣布,一颗 1400 光年外的行星可能是迄今为止最像地球的宜居行星,这是人类在寻找“另一个地球”道路上里程碑式的发现。
开普勒行星“大表哥”的发现,应该是一个好消息,它至少表明类似于地球的行星,在宇宙中并不孤独。但要确定地外文明,仍然任重道远。生命(特别是智慧生命)出现的条件太过于苛刻,即使智慧生命所需要的必要条件全部满足,它也需要上亿年的演化时间,这应该是宇宙中的小概率事件。
距离地球 1400 光年是一个非常遥远的距离,即使利用人类现今最快的航天器,也需要上千万年甚至上亿年的旅行时间才能到达。从人类目前的科技水平来看,这是完全不现实的。现在最佳的探索手段仍然是信息传输最快的电磁信号。如果一旦未来真有一天能够发现地外文明并能与之沟通,它对人类社会的影响以及从中得到的启发将是无以估量的,包括科技、伦理、思维、哲学观念,甚至我们的时空观和宇宙观,并有可能大大促进人类文明进程。这虽然看来还只是一个宏伟、诱人且具有诸多不确定性的长远目标,但它仍可产生与高新技术相关的系列副产品,如射电天文、弱信号探测、光学工程、数据及图像处理、信息传输、气象精确预报,甚至国防安全等。

图 2-3 另一个“地球”

图 2-4 开普勒-452b与地球具体参量的比较

图 2-5 为了克服遥远的空间距离障碍,必须在航天器的设计理念和工作原理上有重大的创新和革命。曲速飞行、虫洞穿越等都是可能的预期方案,但目前这方面还没有实质性的突破

图 2-6 中国的天眼:建造在贵州的直径达 500 米的射电望远镜,探索地外文明已被列入其科学目标之一
(二)挑战与机遇:揭秘壮观、深邃的星空和大自然
国际著名物理学家霍金曾提出这样的问题:“我们为何在此?我们从何而来?我们向何处去?”这里的“我们”,不仅仅指人类,还包括地球上的所有物种,地球、太阳系、银河系,甚至整个宇宙。特别是像人类这样的智慧物种的产生、演化和归宿究竟有什么样的因果关系呢?霍金的提问实际上也反映了这位杰出物理学家对人类自身在宇宙中出现的惊奇以及对人类未来命运的担忧。
迄今为止,尽管人类还没有找到一个确切外星文明的直接证据,但人类文明自身在宇宙中的出现,不就是一个奇迹吗?
有人认为,人类文明的出现或许就是宇宙演化和天体物理的奇妙产物,是一种“精心设计”的结果。
现今,太阳系处在有 4000 亿颗恒星的银河系中的位置,恰到好处,它既不在靠近银心的区域,也不处在银河系的边缘。银心区域的恒星密度太大,各种宇宙线和辐射太强,极不适合生命的产生和演化。而在银河系的边缘,则很难维持一个稳定的恒星轨道,以保证太阳在围绕银心的绕转中,有一个稳定的周期(大约为每两亿多年绕转一周)和平稳的轨道。人类在地球上出现的时间,大约为太阳系诞生后的 50 亿年,这是太阳系的黄金年代,是最为稳定和生机勃勃的时期,脱离了太阳系早期的混沌和紊乱现象。
正处在壮年时期的太阳,在今后上亿年的时间里,她可以慷慨地供给地球恰到好处的光和热。在太阳系中的宜居带里,只有金星、火星和地球,是太阳系里的 3 颗姊妹行星。金星是用希腊女神命名的行星,火星是用希腊战神命名的行星。大约 30 多亿年前,这 3颗行星几乎都具有相近的生态环境,有演化出生命甚至高级生命的自然条件:浓密的大气,充沛的水分甚至海洋,适宜的温度,还有屏蔽有害宇宙射线的磁场。然而,历经几十亿年的岁月变迁,她们却走上了完全不同的演化轨迹。金星,已经变成了一颗灼热的星球,其表面平均温度高达 470 多摄氏度,大气压几乎是地球的 90 多倍,大气的主要成分为二氧化碳。那里几乎没有液态水的任何踪迹,大气中偶发的则是具有强腐蚀作用的硫酸雨,那里真是一个可怕的人间炼狱!火星,现在已是一颗干涸寒冷而荒芜的红色沙漠星球。它的大气压只有地球的百分之一,几乎没有氧气。由于极度寒冷,火星现在已没有液态水存在的状态,现有的水体可能只能以冰冻的形式分布于火星的地层深处。
反观我们的家园——地球,则是太阳系中唯一的蓝色星球。她不大不小,尺寸适宜,刚好为千百万个物种,特别是人类,提供了一个舒适宜居的重力环境。她离太阳不远不近,刚好能获得太阳充足而温馨的光和热,并使大地万物沐浴阳光和持续数亿年的光合作用,繁衍出数以万计的生命物种。太阳系中最大的行星——木星,以其强大的引力场成为地球的星际保护伞,它把那些可能对地球造成灾难和伤害的彗星和小行星都吸引过去并以捕获,如 1994 年对苏梅克彗星的捕获就是一次化险为夷的天体物理重大事件。地球的卫星——月球,其大小和距离也恰到好处,使地球保持着稳定而最佳的倾角,还有月球引力引起的潮汐效应,使地球四季分明,万物丛生。地球还有一个稳定的磁场,它像一面坚实的盾牌,屏蔽了几乎所有有害宇宙射线的肆虐。另外,地球还有一段精彩而独具特色的“传奇历史”,那就是 6500 万年前一颗小行星与地球的碰撞。这既是一次大灾难,也是一次千载难逢的机遇。说是灾难,因为它造成了一次物种大灭绝,终结了恐龙称霸地球的历史;说是机遇,因为它开创了哺乳动物在地球上生活的新纪元,特别是人类这一智慧物种,进化成为地球主宰者,创造出一系列令人眼花缭乱的现代科学成果和高新技术。如果有外星文明存在的话,他们一定会对人类地球文明的产生赞叹不已。
人类确实取得了辉煌的成果,但未知领域超过人类现今的认知。人类不能只从自身的状态、伦理、科技水平、信息手段和行为方式去推断未知,包括地外文明的状态。除了继续探索、创新,别无他法。或许有一天,真正的突破可能会完全颠覆人类的传统观念!
银河系中大约有 4000 亿颗恒星,据乐观估算,至少有数百万颗行星上存在地外文明,也许科学技术比我们先进得多。如果是这样,地球很可能还是不具备资格加入这一超级文明俱乐部的“贫穷国家”。但超级文明奴役地球的可能性基本上不存在,因为超级文明是已经完全解决了能源和资源的高级理性生命,他们完全无必要奴役人类和抢掠资源,这如同现今已经掌握了空间技术和超级电脑的现代人类,完全无必要去争夺蚂蚁和昆虫的微薄领地,所以,霍金的担心完全不必要。另外,一个比我们先进上万年甚至上亿年的地外文明,电磁通信很可能是被他们视为陈旧落后并早已淘汰了的通信手段,他们完全可能利用比现今先进得多的方式或信息通道进行信息联络。人类目前所知的可能突破速度瓶颈的方案,或许有量子纠缠中量子相干的“瞬时”传送(爱因斯坦将其称为幽灵般相互作用)、虫洞穿越、曲速飞行甚至利用高能引力子穿越空间额外维度的方案(如欧洲强子对撞机中的实验方案),用于有效地克服宇宙空间中遥远距离的障碍,但这些均尚未获得可供观测的效应。前景如何,尚未知之。
相反,另一种极端的估算则认为,由于产生智慧生命的条件极其苛刻而且还必须具备某些偶然因素,地球上出现的智慧生命则可能是宇宙中(至少在银河系中)极为罕见的事例,甚至可能是独一无二的。银河系诞生初期强烈的宇宙射线,则可能造成了这一星系早期环境的“寸草不生”,任何可能进化到高级生命形态的胚胎,很可能已经过早地窒息于襁褓之中了。这也许回答了费米悖论提的问题:“既然生命繁衍的空间如此广阔,但宇宙为何显得如此的安静?人类为何显得如此的孤独?”

图 2-7 电磁波是至今人类认识和掌握的最快通信工具
人类赖以生存的这颗蓝色星球,不仅在太阳系中得天独厚,在整个银河系中也是出类拔萃的。如果是这样,人类科技文明的出现则可能是宇宙中(至少是银河系中)极其珍贵的智慧花朵。我们应当加倍地珍惜她、呵护她,使她具有尽可能长久的生存时间,能够一直健康地延续下去。

图 2-8 费米(1901—1954),著名的理论物理学家、核物理学家,诺贝尔物理学奖获得者
“费米悖论”是一个有关外星人、星际旅行的科学论述,阐述的是对地外文明存在性的过高估计和缺少相关证据之间的矛盾,很多相关的问题已经得到重视,内容包括天文学、生物学、生态学和哲学。新兴的天体生物学给问题的解决引入了跨学科的研究手段。
人类能用 100 万年的时间飞往银河系各个星球,那么,外星人只要比人类早进化 100万年,现在就应该来到地球了。换言之,“费米悖论”表明这样的悖论:外星人是存在的——科学推论可以证明,外星人的进化要远早于人类,应该已经来到地球并存在某处;外星人是不存在的——迄今,人类并未发现任何有关外星人存在的蛛丝马迹。