番外·黑暗森林证伪(中)
“三体的原著中，黑暗森林的逻辑在社会学中确实是几乎无懈可击的。但是，宇宙社会学，必定要建立在一个大的前提上，即：宇宙中肯定会有相当数量的文明。一旦违反这个前提，后面的社会学无论推演的再精致，再无懈可击，都不过是空中楼阁，不可能成真。”
“所以，我们将以文明的存在为切入点。”
“你们知道大过滤器理论吗？”
“好像听过……但是没有太注意。”若烈回忆着
“大过滤器理论指的是：在生命发展的过程中，可能有很多难度被我们忽视的发展过程，最终使生命跨不过去，消耗完了所有资源之后被迫灭绝。这些发展过程就是一层层的滤网，它过滤着宇宙中的生命，使原本很多有可能诞生的生命最终归于虚无。这就是对费米悖论的解释：宇宙中的文明真的很少，所以他们才互相见不到。”
“……”若烈刚想反驳，但直觉告诉他听完再说。
“大过滤器的九重滤网分别是：
合适的行星系统（存在有机物以及可能宜居的行星）；
可自我复制的分子（比如RNA）；
简单（原核）单细胞生命；
复杂（真核）单细胞生命；
有性生殖；
多细胞生命；
确定发展方向为智力的动物；
人类文明这个阶段；
星际殖民扩张”
“那我们就先从第1层说起吧。”
若烈和伯根洗耳恭听，等着反驳或者接受新知识。
“首先，如果要发展出文明乃至高等文明，星系的年龄需要够长，也就是说星系需要够稳定，否则上面的恒星乃至行星没有足够的时间给物种演化。我们所在的银河系，在宇宙中就已经是非常特殊的星系了。宇宙的年龄，大约是136-138亿年，那你猜银河系的年龄是多少？50亿年？100亿年？答案是135亿年！也就是宇宙诞生没多久，不到宇宙年龄的1%，银河系就已经诞生了雏形。我们知道的大多数星系年龄应该都没那么悠久，大麦哲伦星系10亿年，仙女座星系100亿年。诞生在近70亿年之内的星系都是不可取的，就算是100亿年，在宇宙中有这样悠久历史的星系也是很少的，更不用说135亿年。”
“可是宇宙那么大……”若烈咕哝着说
“其次，星系的‘运气’要好。这个很好理解，宇宙是危险的，某些星系级的灾难发生的能量释放会无比剧烈，这是任何生物哪怕是假想中的硅基生命，氨基生命都不可能承受宇宙级别的灾害。至于再具体点到文明生成的地步，宇宙中的金属（这里的金属是指比氦更重的元素）不是随便哪里都有的，比铁重的元素只能通过超新星爆发得到。只有属于I族的恒星才有比较大量的金属。意味着宇宙中有大片的金属匮乏区，这样的区域也许能产生生命，但是自然资源的约束注定了他们发展不出高级文明。”
“等等等等”若烈挥手打断了钟弑，“为什么文明的诞生一定要用金属？”
“那你猜人类的文明为什么要用金属？”钟弑笑笑，“金属必然是文明诞生的条件。从原始部族来说就是这样，从原子组成角度来说，它硬度比普通的硅酸盐，或者是碳化合物都要大。从导热性导电性来讲，他也要比上述材料都要优质，而热能电能是文明发展的必要利用能量，毕竟……”钟弑笑了一下，“人类文明发展到现在，本质也就是烧开水而已嘛。”
“呃……呃，好吧，你继续说。”
“而且说了灾难，我们要着重说一下这种超新星超能天体。天体物理学界对于超新星有一个普遍的说法，就是“无论你想象的有多大，超新星都比你想象的要大。”
“超新星即为大型恒星死亡时，在引力作用下，外部外壳坍缩引起的最后的核聚变。在这种情况下，恒星将会爆发出不可想象的巨大能量，其波及范围足以达到数万光年！这是什么概念？假设把恒星化为一个一厘米大小的炸弹，请注意，一厘米大小！再把这个炸弹放在地球上，那么这个炸弹最终的波及范围达到七十四万六千二百八十公里！这个一厘米炸弹爆炸时产生的能量足以抹掉整个月球还能往月球轨道外扩散将近一倍的距离！这就是超新星的影响范围，一个小小的恒星便可对整个星系的生命格局产生影响。”
“所以说无论几率有多小，只要是超新星爆发，那么在它影响范围内几乎所有的行星都没有太大可能产生生命。如果是在星系的中心区，几乎每十几万年就能有一颗恒星变为超新星。也就是说，在星系中的位置也是非常重要的，像太阳系处在的这种悬臂末端的荒凉地带是非常幸运的。”
“第三，就像刚才说的，行星系统在星系中的位置要合适。不能距离中心太近，太近了，绕星系轨道半径小，容易发生行星系统的冲突，也容易被陨石和小行星袭击。”
“另一方面，大多星系中心有大质量黑洞，这也是宇宙中出现的另外一大灾难。你可能说黑洞，这种东西那么稀少。不要忘了，在银心区域可是有质量相当于8亿个太阳这样的怪物存在的，它的引力陷阱范围可能达到一光年，这在黑洞密集的银心区域覆盖面也是非常广的，几乎逃不过。”
“此外，黑洞在原始的高能级宇宙中还有可能引起黑洞星，类星体这样的范围灾难，这可是比超新星还要恐怖的超巨天体。”
“啊这……”若烈完全没话说了
“第四，行星系统中恒星要恰当合适。首先质量不能太大，这关系到恒星的寿命，也跟之前说过的超新星有关，太年轻，演化的太剧烈，辐射雨很容易就破坏的原始生命的分子链结构；太老了，生命的诞生与进化可是以亿年为计量单位的，说不定在进化的路程中，恒星就直接膨胀成红巨星甚至超新星直接把整个星系都打没了。
太阳，年龄是50亿年。恒星的寿命反比于质量的2.5次方，这就非常合适。质量过大的恒星十几万年就死掉了，这点时间连猿人进化成人都不够。而质量太小的恒星宜居带太靠近恒星，很容易被潮汐锁定，这是极不利于生命产生的。”
“第五，行星的年龄足够大，质量足够大。质量足够大很好理解，小质量行星连自己的大气都没有，磁场也很难诞生，生命根本存活不了。至于年龄，地球年龄46亿岁，也是太阳出现没多久就诞生了，而生命诞生于大约38亿年前。一个生命出现了38亿年的超年轻星球，诞生大分子链都是靠撞大运，更何况诞生生命，诞生一个这么逻辑自洽的生命系统。所以我们完全有理由相信年轻行星是难以诞生文明的。”
“六，行星必须要有一颗合适的卫星，这里的合适不只指卫星的质量要合适，也指卫星的轨道以及其特殊的转动方式要合适，比如说月亮（？！）月球。月球由于其特殊的轨道，对于地球的潮汐影响是极大的，潮汐也就代表着海洋生物的生活规律，须知地球早期生命哪怕到寒武纪，也全部是生活在海洋中的。没有潮汐的影响，就代表着生命登上陆地的几率大大减小，也就代表他们不可能到的火这一文明的基础。你说水中不能产生文明吗？绝对不可能，因为水生生物基本上不可能会确定向智力进化的方向，环境太过优渥且运动方式简单。而且，水中说明他们不可能应用金属，这对于高等文明的发展来说是致命的。”
“第七，也是开头就说过的一点，生命演化的不确定性。星球有进化生命的可能，但没有诞生生命的义务，更没有诞生文明的义务。自生命诞生以来，生命的存在形式不停的演化，所有的基因都在艰苦的摸索着生存下去的方式，经过一轮又一轮的物种灭绝。直到非洲智人的一个特殊的变异：脑结构变异，使其生存能力大大增强，并且进化方向从此确立为智力，然后才产生了人类文明。不要忘了，智力，可不是唯一的进化方向呀。试想一下，如果恐龙没有灭绝，那么哺乳动物只能维持着昼伏夜出且小体型的状态，永远占据不了地表。就算恐龙后来灭绝了，也没有证据表明当时发展智力是一条更好的进化之路。如果他们当初环境都很舒适，或者说大脑那几个部分没有出现复制错误，或者变异的基因没有扩散开。我们有理由相信，很有可能智人和尼安德特人这些人一样，被自然环境淘汰在历史中，那么地球文明的诞生又要延后几十万年。”
“如果诞生生命可以说是一个小概率事件，那么诞生文明的概率就更小的离奇。除了以上的条件，还有很多的条件，例如最好有一颗大卫星帮我们抵挡外来天体。生命诞生的极偶然性导致提前或延后个几十万年都是正常，因为目前科学界的推测是一个行星，平均诞生生命的时间是100万亿年！就算生命诞生了，行星的气候变化引起的物种灭绝也有极大的可能，甚至包括偶尔发生的外来天体，流行性病毒的大规模死亡，或是地球上的突发灾难。即使发展出向智力方向进化的生命，也有可能在一次大规模的捕猎中全灭，地球早期的生命可是非常稀少的，就连来到中原大地的那些原始智人，他们的数量一度不超过2000只。也就是说，万一运气不好，一场洪水把这2000只智人全部给卷走，现在的世界最大的大陆上一片文明可能根本不存在！”
“至此，所有的条件都已经陈列完毕，让我们来推导一下生命在宇宙中诞生的几率到底有多大。”
“拿银河系为例吧，银河系有多少颗恒星？以前是认为一千亿颗，后来又有认为一万亿颗。感觉数字好大对不对，换成科学计数法呢？是1.0*10^{12}个。那一个行星产生出地球这样文明的概率有多大呢？根据我们前面进行的推论，根据以上那几个决定因素：
1.首先行星系统不能离星系太近，占比1%
2.恒星质量要适中，并且不能是双星或多星系统，估计占比0.1%
3.行星位于宜居带，并且是岩石行星，估计1%
4.行星质量合适，并且有足够寿命，并且有磁场，估计1%
5.行星有一颗大卫星，并且产生生命，并且进化成复杂生命，概率撑死了0.01%
那么银河系产生复杂生命的期望是：10^{13}*0.01*0.001*0.01*0.01*0.01*0.0001=0.05
也就是说，银河系产生复杂生命的期望是0.05，不能说极低，但也是很低啊。也许你说，那宇宙呢，宇宙可不止银河系一个星系，的确，宇宙中估计有一千亿个星系。但是也别忘了，我还有很多条件没加呢，星系的年龄，行星轨道不能太椭圆，行星没有被潮汐锁定，演化方向，灭绝事件的频率，乃至于恒星系的结构，别忘了木星和土星也为我们抵挡了相当的外来天体，以及其他各种因素。”
“整体算下来，宇宙中产生文明的期望值，不会超过10³数量级。”
时间陷入停滞，只有旁边摆动的小草和某种昆虫摩擦翅膀的声音才印证着这生命的奇迹，告诉他们这一切的珍贵。
许久，若烈和伯根同时从牙缝中吐出一个字：
“淦！”
“这就是地球生命的真实情况啊。”钟弑看着远方，在漆黑的夜中模糊不清的群山，“地球生命的诞生是如此的巧合，简直就像上帝眷顾一般。天使为第一个生命吟唱着洗礼，万物的颂歌送给第一个细胞的诞生。我们人类就是在这样的环境下诞生出来的。”
“但是现在人类这傻孩子，就为了那么一点点利益和面子，就把核武器丢到互相的国土上，丢在我们共同的家园上。把上帝赋予我们的万物，都用在了自我毁灭上。”伯根感叹到。
若烈沉默着，仿佛感慨文明的兴衰，又仿佛回忆着刚才的推导过程，出不来。
世界重新寂静。
“所以，我们将以文明的存在为切入点。”
“你们知道大过滤器理论吗？”
“好像听过……但是没有太注意。”若烈回忆着
“大过滤器理论指的是：在生命发展的过程中，可能有很多难度被我们忽视的发展过程，最终使生命跨不过去，消耗完了所有资源之后被迫灭绝。这些发展过程就是一层层的滤网，它过滤着宇宙中的生命，使原本很多有可能诞生的生命最终归于虚无。这就是对费米悖论的解释：宇宙中的文明真的很少，所以他们才互相见不到。”
“……”若烈刚想反驳，但直觉告诉他听完再说。
“大过滤器的九重滤网分别是：
合适的行星系统（存在有机物以及可能宜居的行星）；
可自我复制的分子（比如RNA）；
简单（原核）单细胞生命；
复杂（真核）单细胞生命；
有性生殖；
多细胞生命；
确定发展方向为智力的动物；
人类文明这个阶段；
星际殖民扩张”
“那我们就先从第1层说起吧。”
若烈和伯根洗耳恭听，等着反驳或者接受新知识。
“首先，如果要发展出文明乃至高等文明，星系的年龄需要够长，也就是说星系需要够稳定，否则上面的恒星乃至行星没有足够的时间给物种演化。我们所在的银河系，在宇宙中就已经是非常特殊的星系了。宇宙的年龄，大约是136-138亿年，那你猜银河系的年龄是多少？50亿年？100亿年？答案是135亿年！也就是宇宙诞生没多久，不到宇宙年龄的1%，银河系就已经诞生了雏形。我们知道的大多数星系年龄应该都没那么悠久，大麦哲伦星系10亿年，仙女座星系100亿年。诞生在近70亿年之内的星系都是不可取的，就算是100亿年，在宇宙中有这样悠久历史的星系也是很少的，更不用说135亿年。”
“可是宇宙那么大……”若烈咕哝着说
“其次，星系的‘运气’要好。这个很好理解，宇宙是危险的，某些星系级的灾难发生的能量释放会无比剧烈，这是任何生物哪怕是假想中的硅基生命，氨基生命都不可能承受宇宙级别的灾害。至于再具体点到文明生成的地步，宇宙中的金属（这里的金属是指比氦更重的元素）不是随便哪里都有的，比铁重的元素只能通过超新星爆发得到。只有属于I族的恒星才有比较大量的金属。意味着宇宙中有大片的金属匮乏区，这样的区域也许能产生生命，但是自然资源的约束注定了他们发展不出高级文明。”
“等等等等”若烈挥手打断了钟弑，“为什么文明的诞生一定要用金属？”
“那你猜人类的文明为什么要用金属？”钟弑笑笑，“金属必然是文明诞生的条件。从原始部族来说就是这样，从原子组成角度来说，它硬度比普通的硅酸盐，或者是碳化合物都要大。从导热性导电性来讲，他也要比上述材料都要优质，而热能电能是文明发展的必要利用能量，毕竟……”钟弑笑了一下，“人类文明发展到现在，本质也就是烧开水而已嘛。”
“呃……呃，好吧，你继续说。”
“而且说了灾难，我们要着重说一下这种超新星超能天体。天体物理学界对于超新星有一个普遍的说法，就是“无论你想象的有多大，超新星都比你想象的要大。”
“超新星即为大型恒星死亡时，在引力作用下，外部外壳坍缩引起的最后的核聚变。在这种情况下，恒星将会爆发出不可想象的巨大能量，其波及范围足以达到数万光年！这是什么概念？假设把恒星化为一个一厘米大小的炸弹，请注意，一厘米大小！再把这个炸弹放在地球上，那么这个炸弹最终的波及范围达到七十四万六千二百八十公里！这个一厘米炸弹爆炸时产生的能量足以抹掉整个月球还能往月球轨道外扩散将近一倍的距离！这就是超新星的影响范围，一个小小的恒星便可对整个星系的生命格局产生影响。”
“所以说无论几率有多小，只要是超新星爆发，那么在它影响范围内几乎所有的行星都没有太大可能产生生命。如果是在星系的中心区，几乎每十几万年就能有一颗恒星变为超新星。也就是说，在星系中的位置也是非常重要的，像太阳系处在的这种悬臂末端的荒凉地带是非常幸运的。”
“第三，就像刚才说的，行星系统在星系中的位置要合适。不能距离中心太近，太近了，绕星系轨道半径小，容易发生行星系统的冲突，也容易被陨石和小行星袭击。”
“另一方面，大多星系中心有大质量黑洞，这也是宇宙中出现的另外一大灾难。你可能说黑洞，这种东西那么稀少。不要忘了，在银心区域可是有质量相当于8亿个太阳这样的怪物存在的，它的引力陷阱范围可能达到一光年，这在黑洞密集的银心区域覆盖面也是非常广的，几乎逃不过。”
“此外，黑洞在原始的高能级宇宙中还有可能引起黑洞星，类星体这样的范围灾难，这可是比超新星还要恐怖的超巨天体。”
“啊这……”若烈完全没话说了
“第四，行星系统中恒星要恰当合适。首先质量不能太大，这关系到恒星的寿命，也跟之前说过的超新星有关，太年轻，演化的太剧烈，辐射雨很容易就破坏的原始生命的分子链结构；太老了，生命的诞生与进化可是以亿年为计量单位的，说不定在进化的路程中，恒星就直接膨胀成红巨星甚至超新星直接把整个星系都打没了。
太阳，年龄是50亿年。恒星的寿命反比于质量的2.5次方，这就非常合适。质量过大的恒星十几万年就死掉了，这点时间连猿人进化成人都不够。而质量太小的恒星宜居带太靠近恒星，很容易被潮汐锁定，这是极不利于生命产生的。”
“第五，行星的年龄足够大，质量足够大。质量足够大很好理解，小质量行星连自己的大气都没有，磁场也很难诞生，生命根本存活不了。至于年龄，地球年龄46亿岁，也是太阳出现没多久就诞生了，而生命诞生于大约38亿年前。一个生命出现了38亿年的超年轻星球，诞生大分子链都是靠撞大运，更何况诞生生命，诞生一个这么逻辑自洽的生命系统。所以我们完全有理由相信年轻行星是难以诞生文明的。”
“六，行星必须要有一颗合适的卫星，这里的合适不只指卫星的质量要合适，也指卫星的轨道以及其特殊的转动方式要合适，比如说月亮（？！）月球。月球由于其特殊的轨道，对于地球的潮汐影响是极大的，潮汐也就代表着海洋生物的生活规律，须知地球早期生命哪怕到寒武纪，也全部是生活在海洋中的。没有潮汐的影响，就代表着生命登上陆地的几率大大减小，也就代表他们不可能到的火这一文明的基础。你说水中不能产生文明吗？绝对不可能，因为水生生物基本上不可能会确定向智力进化的方向，环境太过优渥且运动方式简单。而且，水中说明他们不可能应用金属，这对于高等文明的发展来说是致命的。”
“第七，也是开头就说过的一点，生命演化的不确定性。星球有进化生命的可能，但没有诞生生命的义务，更没有诞生文明的义务。自生命诞生以来，生命的存在形式不停的演化，所有的基因都在艰苦的摸索着生存下去的方式，经过一轮又一轮的物种灭绝。直到非洲智人的一个特殊的变异：脑结构变异，使其生存能力大大增强，并且进化方向从此确立为智力，然后才产生了人类文明。不要忘了，智力，可不是唯一的进化方向呀。试想一下，如果恐龙没有灭绝，那么哺乳动物只能维持着昼伏夜出且小体型的状态，永远占据不了地表。就算恐龙后来灭绝了，也没有证据表明当时发展智力是一条更好的进化之路。如果他们当初环境都很舒适，或者说大脑那几个部分没有出现复制错误，或者变异的基因没有扩散开。我们有理由相信，很有可能智人和尼安德特人这些人一样，被自然环境淘汰在历史中，那么地球文明的诞生又要延后几十万年。”
“如果诞生生命可以说是一个小概率事件，那么诞生文明的概率就更小的离奇。除了以上的条件，还有很多的条件，例如最好有一颗大卫星帮我们抵挡外来天体。生命诞生的极偶然性导致提前或延后个几十万年都是正常，因为目前科学界的推测是一个行星，平均诞生生命的时间是100万亿年！就算生命诞生了，行星的气候变化引起的物种灭绝也有极大的可能，甚至包括偶尔发生的外来天体，流行性病毒的大规模死亡，或是地球上的突发灾难。即使发展出向智力方向进化的生命，也有可能在一次大规模的捕猎中全灭，地球早期的生命可是非常稀少的，就连来到中原大地的那些原始智人，他们的数量一度不超过2000只。也就是说，万一运气不好，一场洪水把这2000只智人全部给卷走，现在的世界最大的大陆上一片文明可能根本不存在！”
“至此，所有的条件都已经陈列完毕，让我们来推导一下生命在宇宙中诞生的几率到底有多大。”
“拿银河系为例吧，银河系有多少颗恒星？以前是认为一千亿颗，后来又有认为一万亿颗。感觉数字好大对不对，换成科学计数法呢？是1.0*10^{12}个。那一个行星产生出地球这样文明的概率有多大呢？根据我们前面进行的推论，根据以上那几个决定因素：
1.首先行星系统不能离星系太近，占比1%
2.恒星质量要适中，并且不能是双星或多星系统，估计占比0.1%
3.行星位于宜居带，并且是岩石行星，估计1%
4.行星质量合适，并且有足够寿命，并且有磁场，估计1%
5.行星有一颗大卫星，并且产生生命，并且进化成复杂生命，概率撑死了0.01%
那么银河系产生复杂生命的期望是：10^{13}*0.01*0.001*0.01*0.01*0.01*0.0001=0.05
也就是说，银河系产生复杂生命的期望是0.05，不能说极低，但也是很低啊。也许你说，那宇宙呢，宇宙可不止银河系一个星系，的确，宇宙中估计有一千亿个星系。但是也别忘了，我还有很多条件没加呢，星系的年龄，行星轨道不能太椭圆，行星没有被潮汐锁定，演化方向，灭绝事件的频率，乃至于恒星系的结构，别忘了木星和土星也为我们抵挡了相当的外来天体，以及其他各种因素。”
“整体算下来，宇宙中产生文明的期望值，不会超过10³数量级。”
时间陷入停滞，只有旁边摆动的小草和某种昆虫摩擦翅膀的声音才印证着这生命的奇迹，告诉他们这一切的珍贵。
许久，若烈和伯根同时从牙缝中吐出一个字：
“淦！”
“这就是地球生命的真实情况啊。”钟弑看着远方，在漆黑的夜中模糊不清的群山，“地球生命的诞生是如此的巧合，简直就像上帝眷顾一般。天使为第一个生命吟唱着洗礼，万物的颂歌送给第一个细胞的诞生。我们人类就是在这样的环境下诞生出来的。”
“但是现在人类这傻孩子，就为了那么一点点利益和面子，就把核武器丢到互相的国土上，丢在我们共同的家园上。把上帝赋予我们的万物，都用在了自我毁灭上。”伯根感叹到。
若烈沉默着，仿佛感慨文明的兴衰，又仿佛回忆着刚才的推导过程，出不来。
世界重新寂静。
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