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进化史告诉我们,人类是宇宙中唯一的智慧生命

更新时间:2020-01-19 10:14点击:

  在宇宙中,我们是孤独的吗?答案取决于智慧是自然选择过程中出现的一种大概率结果,还是一种小概率意外。大概率意味着常见,而小概率意味着稀有——甚至于是唯一。

  演化史告诉我们,演化过程中的许多适应现象——不仅仅是智慧,还包括复杂的动物、复杂的细胞、光合作用以及生命本身——都是独特的、小概率的。我们的出现,很可能是中了大奖。

  宇宙的浩瀚超乎想象。银河拥有千亿颗恒星,可观测宇宙中有万亿个星系,我们看到的,只是整个宇宙的一小部分。即便宜居行星罕见,它们的数量也是可观的——宇宙中存在着许多行星,它们的数量甚至可能比恒星还要多——所以宇宙中理应充满了生命。但是它们在哪里呢?它们并没有出现——这就是费米悖论。虽然宇宙很大也很古老,也为智慧的出现提供了充足的时间和空间,但是却没有证据表明它们存在于地球以外。

  智慧的出现是否是一桩难事?我们没有办法通过研究地外生命来回答这个问题,但我们可以研究45亿年的地球生命演化史,来审视演化是否具有某种可重复性。

  演化有时候的确是可以重复的,不同的物种能够各自独立地演化,并在某处交汇。假如演化的重复是一种常见现象,那么我们的出现就是大概率的,在宇宙的别处也可以是一种无法避免的必然。

  动物的演化中存在一种趋同现象。比如已灭绝的澳洲袋狼,它的外形像狼,却有袋鼠那样的育儿袋,它和袋鼠本属于不同的哺乳类分支,却演化出了相似的特征。又比如海豚和灭绝了的鱼龙体型十分相似;鸟类、蝙蝠和翼龙同样拥有飞行能力等等。

  趋同演化现象也存在于单一的动物器官身上。眼睛不是脊椎动物专有的,颌也是如此。更不用说大部分动物都演化出了腿。但是所有这些趋同现象都发生在同一个谱系的动物身上,它们都属于“真后生动物”。

  真后生动物是一种结构较为复杂的动物,它们的身体都拥有对称性结构,都有嘴,有内脏,有肌肉,有神经系统。不同的真后生动物会针对相似的问题演化出相似的解决方案,但这类复杂的动物在生命的演化史上却只出现了一次,表明它们的出现具有很大的不可重复性。

  事实上,生命演化史上的许多关键性事件都是独特的、难以复制的。比如脊椎动物的骨骼,它是大型动物能够在陆地上行走的关键;比如拥有细胞核和线粒体的真核细胞,结构复杂的它们是所有动物和植物体的基础;又比如性别的分化,比如为生命提供能量并生产氧气的光合作用,以及人类智慧本身——它们在生命的演化史上都只出现了一次。

  演化存在可重复性,也存在不可重复性。假如我们只看到趋同,我们就会形成一种偏见,视趋同为一种规律,进而让我们的出现看起来也是大概率的。假如我们同时也审视演化中的不可重复性,就会发现后者才是普遍的。事实上,演化中那些关键的、复杂的适应现象,几乎都是不可重复的。

  而且,出现在演化中的种种适应,大多是环环相扣的。人类的出现,有赖于鱼类演化出骨骼并登上陆地;骨骼的出现有赖于复杂动物的出现;复杂动物的出现需要复杂细胞的出现;而复杂细胞依赖光合作用生产的氧气——归根到底,所有这一切,都依赖于生命本身的演化;而生命的演化,也是诸多孤立事件中的孤立事件——至少就目前我们所知而言,生命只出现了一次。

  这一系列事件的发生,同时也经历了极为漫长的时间。光合作用是地球形成后15亿年时才出现的,复杂细胞出现于地球形成27亿年后,复杂动物出现于地球形成40亿年后,人类则出现在地球形成45亿年后。所有这些地球演化史上的革新之发生,都经历了极为漫长的时间。这同样表明它们是小概率的。

  所有这些革新和重大改变,形成了地球生命演化史上的一条由一个个瓶颈构成的长链。这条长链想告诉我们什么呢?它想告诉我们,人类的出现不是中大奖,而是一次又一次地反复地中大奖。换句话说,这条长链上的所有事件完全有可能出现得很晚,甚至于在太阳核燃料耗尽之前一个也不出现。

  所以智慧的出现实际上依赖于一连串可能性很小的革新,生命的起源、光合作用的出现、复杂细胞的出现、性别的分化、复杂动物的出现、骨骼的出现,直至智慧本身的出现——这些事件中的每一个都只有大约10%的演化机率,因此智慧的出现整体而言只有千万分之一的机率。

  如果继续深究,我们会发现这个机率实际上还要低得多。光合作用要进行,需要蛋白质、生物色素和细胞膜的高度配合;真后生动物的出现,有赖于动物体在解剖结构上发生的多次革新,比如神经、肌肉和嘴的出现等等。

  因此实际上所有的重大“进化”可能都只拥有1%的机率。如果是这样,那么智慧的出现实际上只有百万亿分之一的机率。假如宇宙中宜居行星是相对稀少的,那么我们完全有可能是银河系,甚至于是整个可见宇宙中唯一的智慧生命。

  假如宇宙演化出智慧的机率是百万亿分之一,那么我们恰好出现在这个行星上的机率又有多少?实际上,这个机率正好是100%,因为我们无法与那些没有出现光合作用,没有出现复杂细胞或动物的世界进行对话。这就是“人择原理”:地球的演化史必须允许智慧生命出现,否则我们就没有机会在这里思考这个问题。

  智慧的出现依赖于一连串的小概率事件,但是由于行星的基数极为庞大,整件事情就像是无数只猴子在无数只打字机上打字,并恰巧打出一部《哈姆雷特》一样。智慧的出现是小概率的。但因为我们存在,所以唯一的结果就是我们。

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