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美刊:如果我們不是地球上首個高級文明會怎樣?

2021-11-03新聞

美國【發現】月刊網站10月3日發表題為【如果我們不是地球上首個高級文明會怎樣?】的文章,作者是科迪·科蒂爾。全文摘編如下:

世紀之交,地球科學家加文·施密特等人沈迷於地質史上5600萬年前的一個時期:古新世-始新世極熱期。最讓他們感興趣的是它與我們這個時代的相似之處:碳濃度激增,溫度飆升,生態系被破壞。在專業研討會上,專家們試圖猜測何種自然過程會引發如此嚴重的全球暖化現象。在隨後的晚宴上,他們盡情做出不那麽常規的猜測。

人類造物都會消失

在一次這樣的活動中,目前擔任美國太空總署戈達德航天研究所所長的施密特忍不住拿這兩者做比較。如果現代氣候變遷——無疑是人類工業活動的產物——和古新世-始新世極熱期如此相似,他若有所思地說:「那麽原因相同的話,豈不是很有趣?」他還說:「但是,顯然沒人認真對待這個問題。」直到將近20年後,他自己才把這件事當真。

2017年的一天,施密特接待了來訪的美國羅切斯特大學天體物理學家亞當·法蘭。後者試圖了解其他星球上的文明是否會像我們一樣不可避免地改變它們的氣候。

施密特提出了一個他多年來一直在醞釀的奇怪想法:「是什麽讓你確信我們是這個星球上的第一個文明?」這讓法蘭吃了一驚。

幾乎所有的人類造物都有一個共同點,那就是從地質學角度講,它們將「立即」消失。金字塔、人行道、寺廟和烤麪包機逐漸被侵蝕,迅速被埋葬,在移動的構造板塊下化為灰燼。以色列南部的內蓋夫沙漠是地表最古老的廣袤地帶,也只能追溯到180萬年前。一旦我們消失,地球不用多長時間就會擦掉人類文明在其表面留下的銘印。化石記錄是如此零散,以至於像我們這樣的短命物種(至少到目前為止算不上長壽)可能永遠也無法在其中找到一席之地。

那麽,身處遙遠未來的觀察家們如何才能知道我們曾經存在過呢?如果我們存在的直接證據註定會被遺忘,那麽還有什麽東西能暗示他們嗎?這些令人好奇的問題與施密特對法蘭提出的問題之間只差一小步:萬一我們就是忽視了很久以前統治世界的一些史前祖先的未來觀察家呢?

作為宇宙愛好者,法蘭突然對在其身下而不是頭頂、廣袤到令人難以置信的世界感到茫然。他說:「看著地球的過去,就好像它是另一個世界一樣。」乍一看,答案似乎不言而喻——我們當然會知道是否曾有其他物種像智人一樣殖民全球。或者,他現在想知道,我們真能知道嗎?

先進文明壽命有限

打個比方,把地球的整個歷史壓縮到一天裏:復雜生命出現在大約3小時前;工業時代只持續了幾千分之一秒。鑒於我們如此迅速地讓我們的家園變得不適宜居住,一些研究人員認為,先進文明的平均壽命可能只有幾個世紀。如果真是這樣,那麽過去幾億年可能隱藏了任意數量的工業時期。

在那次對話結束後的幾個月裏,針對在人類之前地球上存在文明的可能性這一問題,法蘭和施密特似乎做出了首個全面的學術回應。就連科幻作品也大多忽略了這個想法。不過,20世紀70年代,一種生存於誌留紀的智慧爬行動物首次在英國科幻電視劇【神秘博士】中登場,這種動物在冬眠了4億年後被核試驗喚醒。為了向這些虛構的前輩致敬,兩位科學家將他們的思想實驗稱為「誌留紀假說」。

兩位科學家都迅速解釋說,他們實際上並不相信這一假說。沒有絲毫證據能證明該假說。正如法蘭所說,問題的關鍵在於,「這個問題很重要,理應從敏銳的角度予以回答」,而不是立刻不予考慮。此外,他說:「你看了才能去了解,而你要先知道看的是什麽才能去看。」為了看到一個工業文明可能留下哪些痕跡,他們從我們唯一意識到的一點著手。

我們留在這顆行星上似乎不可磨滅的痕跡有朝一日將化為一層薄薄的巖石,由我們用來構建人類世界的廣泛材料構成。它們將共同構成我們的「技術特征」,即伴隨每個技術物種而來的獨特銘印。例如,當前這個地質時代——人類世——的沈積物很可能含有數量反常的氮和稀土元素,前者來自化肥,後者來自電子器材。更能說明問題的是,上述沈積物可能含有並非自然生成的物質,比如氟氯碳化物、塑膠和人造類固醇。

當然,我們沒有理由認為所有文明都必須以同樣的方式呈現出來,但它們必定具有某些普遍特征。施密特指出,就連外星人也不能違反物理學定律:「每個技術物種都需要能量嗎?是的,那麽能量從何而來?」

我們人類在燃燒作用的幫助下征服了地球。這樣一來,似乎可以合理地斷定,各處占優勢地位的生命形式也是這麽做的。很長一段時間以來,我們以化石燃料為基礎建立工業,而拋開氣候影響不談,這麽做將留下地質足跡。碳分多種類別,被稱為同位素。當我們燃燒死亡已久的生物組織時,我們會改變大氣中碳同位素的比例,這一變化被稱為「蘇斯效應」。科學家們已經指出,在古新世-始新世極熱期等事件中,上述比例是類似的。如果有人研究另外5000萬年的情況,他們在人類世應該不難看到同一比例。

費米悖論引發思考

那麽古新世-始新世極熱期到底發生了什麽呢?那些煙霧是否來自原始運輸工具的引擎?不太可能。那段時期的碳激增曲線要比始自我們工業革命時期的碳激增曲線平緩得多。發生在遙遠過去的其他類似事件的情況也是如此;地質學家尚未發現任何像人類世的情況那樣突然的事件。說是這麽說,但短暫可能正是問題所在——不管是在巖石記錄還是在天文學層面上,要分辨出短暫的間隔可能都非常困難。這就引出了費米悖論。

如果宇宙如此遼闊,擁有如此多宜居行星,為什麽我們沒有發現任何其他智慧生命的跡象?這正是令意大利物理學家恩裏科·費米感到困惑的地方。一個解答是,曾經出現大量文明,但它們結束得如此之快,以至於在任何給定時刻幾乎沒有文明幸存。與太空一樣,時間是無垠的。人類在時間上可能與其他許多外星世界建設者沒有重疊,這降低了我們發現它們的概率。還有一種更樂觀的推測:它們能不讓我們註意到,不是因為它們消失了,而是因為它們掌握了可持續發展的技能,使它們的「技術特征」變得不那麽引人註目。

盡管如此,法蘭仍懷疑一個技術物種能變得無從探測——它肯定是微妙的,但不會是隱形的。要制造太陽能電池板,就需要原材料;要想獲得這些原材料,就需要某種其他形式的能量。至於風力發電,最近的研究表明,即使我們制造了足夠多的渦輪機來為地球提供動力,它們也會導致短期的變暖。法蘭說,這在全球層面證明了沒有免費午餐的道理,「你無法建立一個環繞世界的文明卻不收到某種反饋」。

自發表「誌留紀假說」以來,兩位科學家不出所料吸引了許多學者和怪人。施密特和法蘭都意識到,研究早期地球人前景誘人。但是,不管接受他們假說的人是誰,他們仍看到了自己研究中有意義的科學教訓。

舉例來說,他們希望這能激勵向內看的地質學家(以及向外看的天體生物學家)改進自己的探測方法。他們認為,要發現一個過去的文明,科學家們必須同時搜尋從碳濃度波動到合成化學物質的一切廣泛訊號。

這一假說還與著名的德雷克方程式式有關。德雷克方程式式用於計算銀河系內活躍文明的數量。該方程式式假定,每個宜居行星最多有一個文明;上調該估值可能會徹底改變輸出值,或者說我們在銀河系有智慧鄰居的概率。

或許最重要的是,法蘭和施密特的工作代表了要求采取行動和保持謙遜的呼聲。費米悖論的兩種潛在答案(滅絕和技術超越)或許都是可能的。如果真是如此,那麽我們得做出選擇。施密特問道:「我們是要以可持續的方式生活,還是要繼續制造混亂?」他說:「我們在宇宙中越招搖,我們存在的時間就會越短暫。」走過一扇門,人類會在宇宙中獲得一個持久的位置。走過另一扇門,我們就會結束宇宙,只留下大災變的一絲痕跡,供以後大腦發達的傻瓜們去發現——或忽視。