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其各部分之总和的境地，这就是“自我意识”。
足够复杂的神经网络会不会具有这种半神秘的性质呢？如
果有的话，这种高度先进的复杂“生命体”会不会具有独立生
存的能力、甚至主宰原先创造它的生物化学物种呢？这一幕令
人联想起至少一千零一部科幻电影，它也许深深扎根于那种被
玛丽·雪莱（Mary Shelly）的小说《弗兰肯斯坦》 所激起的恐
惧之中。但是并没有什么理由可以令人怀疑一个历史悠久、技
术先进的文明会创造不出具有智慧、能独立思考，并可能取代
其创造者的生命形式。
也可以从另一个角度来看这个问题。在过去10年里，控制
论得到了惊人的发展。现在控制论专家和计算机工程师正在认
真讨论生产计算机化的人体器官替代物（既有外部的，也有内
部的），以及将脑中记忆的信息转存到芯片上去的可能性。这
些高新边缘技术从理论上为我们展现了一个不死的未来，我们
只要替换身上陈旧的器官或者干脆把整个人的思想移植到人造
躯体上就可以了。不管这种技术引起了多少伦理学问题，它的
可能性是永远存在的，而且说不定已经被某个领先我们数千年
的文明所采用。
这些就是未来技术评论家们所说的“非自然选择”——一
个物种发展到可以驾驭其自身的生物学进化并取代这种进化的
境地。几千年的时间与物种进化并建立起码的文明所需的时间
相比是微不足道的。我们现在所能设想的一切，很有可能已经
由将来可能遇到的外星访问者们实现了。
总而言之，无论我们对于外星生命的特质有什么看法，事
实真相只有在我们有朝一日切实接触了宇宙中的其他智慧生命
之后才会清楚。外星世界的可能环境是多种多样的，也许会有
各种奇异的生态系统和虽不寻常却颇为稳定的事件导致文明的
产生，异星智慧生命的外表和思想与我们也有可能极为不同。
不过，尽管在无尽的宇宙中可能有大量不同的生命形式，多数
文明的外星生物仍会是生物化学类型的，它们具有肢体、头部、
感觉器官和生殖系统，与我们人类的形式相差无几。
在本章开篇之时，我要求你们设想宇宙中充满了生命。但
是宇宙中当然也有可能没有其他的生命。也许我们真是唯一的；
也许我们是创造了文明的仅有的物种，是唯一拥有自我意识的
个体，是唯一从进化的沼泽中爬出来迈入太空的物种。这种可
能性有多大呢？在下一章中我们将就此进行一番讨论。我的问
题是：我们的文明是唯一先进的文明，抑或只是宇宙中不同时
期形成的数以百万计的群体中的一员？
第四章 机会有多大？
“有无数个太阳，无数个地球环绕着这些太阳转动……那些
世界上居住着人类”
——16 纪僧侣布鲁诺（Giordano Bruno）被宗教裁判所烧
死在火刑柱上前一刻
在陨石艾伦山84001上发现的被认为是早期火星生命遗骸的
化石激起了人们对其他星球上存在生命的希望，但如果用公正冷
静的眼光来看的话，在地球以外的行星上产生智慧生命的实际可
能性究竟有多大呢？
在这个问题上正反双方的言辞都颇为强硬，科学界也在这个
争论上明显地分为两派。一部分强烈排斥关于外星生命的所有想
法，认为生命进化过程复杂无比，有许多巧合贯穿其中，所以在
宇宙中不可能发生两次。也有一部分态度略微缓和一些，悲观地
否定宇宙中存在其他智慧生命。①持后一观点的包括《千年计
划》（一份人类如何最终殖民整个银河系的计划书）的作者萨维
奇（Marshalll Savage）和物理学家蒂普勒（Frank Tipler）。
持反对意见的人也丝毫不甘示弱，他们反驳说宇宙如此之大
（从各个角度来看都可以说是无限的），任何事情都有可能发生。
他们承认从无生命物质中产生生命的过程的确惊人地复杂。然而
既然它在地球上发生了，那就完全有理由认为，同样的过程也可
能在我们这个小小的太阳系之外的许多行星上重演，只不过我们
还刚刚开始发现太阳系外存在着大量的行星。这种观点的支持者
包括德雷克，他也是第一个寻找地外智慧生命（SETI）计划的创
始人，此外还有已故的萨根，他真挚热情地相信宇宙中充满了生
命，并且做了大量工作来向公众进行解释。维克拉马辛是另一位
地外智慧生命的狂热支持者，他甚至说道：“我相信，在太阳系
中所有环境适宜的地方都有生命。”＇1＇
在第一章里，我们讨论了火星上的生命。在我们放眼整个银
河系甚至宇宙之前，也许应该先暂停一会儿，考虑一下昔日在我
们的后院——我们太阳系中生命存在的情况。对于宇宙中任何地
方所蕴育的生命来说，存在水乃是关健。水，一种由两份氢、一
份氧所构成的简单分子是所有生化反应的媒介物。没有水就没有
生化反应，没有生化反应也就不可能有我们定义的生命。所以，
只有先找到水，才有机会发现某种类型的生命。
对于水的寻找使我们在意想不到的地方有所发现。美国空军
菲利普斯实验室的研究人员日前报告了他们利用“克莱门坦号”
月球探测器得到的观测结果。这些结果表明月球表面某些环形山
的底部可能以冰的状态保存着水。这些水最初是在月球与陨星或
彗星相撞时留下的。由于月球几乎没有大气而且温差很大（月球
晚间温度为… 220℃，白天则有200~300℃），大部分的水已蒸发
或散逸到太空中去了。
发现月球上可能有水存在，并没有告诉人们在地球的这颗卫
星上有生命或曾有一线希望可能孵化出生命，但它鼓舞了人们今
后对月球的探索以及最终对月球殖民。
按照某些天文学家的观点，火星上曾经有过液态流水的可能
性相当大。艾伦山84001上的化石有可能就是当时生活在水中的
微生物的残骸，该陨石的一些研究者认为，液态水对陨石中生命
形式的形状和式样的塑造过程至为重要。另一些天文学家更进一
步相信，在火星地表下有可能仍有液态水存在。
过去的火星比现在暖和得多。在现在的环境下已经不可能保
持液态水了，因为它冬天的气温在极地已降至…123℃，在赤道则
为…58℃。不过尽管如此，在地表以下，依靠火山活动提供的热
量仍有可能存在液态水。
火星的极冠几乎全都由干冰——固态二氧化碳组成，也许还
包含极少量的水冰。恐怕很难有什么生物可以经受火星极地的严
寒（比地球上南极记录的最低气温还要低得多），并经受住完全
没有大气层过滤的致命辐射的照射。
在太阳系中，除了火星之外，其他较有可能蕴育生命的是木
星的卫星，包括木卫二、木卫四和木卫三，以及土星的卫星土卫
六。
1997年4月，美国国家航天局的科学家们宣布在“伽利略号”
探测器接近木卫三和木卫四时，发现那里有简单的有机分子。在
我写本书的时候，科学家们正热切期盼着从飞越木卫二的探测器
发回的信息。
木卫二的大小和月球相差无几，但地质构造有很大的不同。
它距离太阳是地球与太阳距离的5倍，所以看起来有生命的机会
很小。但是其中蕴藏的地球物理学秘密可能大大改变了这种机遇。
尽管木卫二的表面温度很少超过…145℃，科学家们认为它和火星
一样，在温暖的地下深处有着大量的水源。这么说的证据源自一
个惊人的事实，木卫二的表面异常光滑，不像月球表面由于历经
数十亿年的撞击而形成了大量环形山。究其原因可能是木卫二地
表下的冰层与卫星的核心部分以不同的速率自转，引起巨大的张
力产生强烈的地震，并留下几英里深的裂缝。木卫二的表面看起
来如此光滑的原因，就是地下液态水喷出岩石缝隙到达地面的结
果。
另一种可能使冰融化的热源，是木卫二核心部分含有的放射
性物质。还有一种更为不同寻常的热源，那是由于它和太阳系中
最大的行星木星接近而引起的。木星的质量非常大，它巨大的引
力场可以拉伸和挤压绕其运行的卫星，并因此产生大量的热。
类似的因素也可解释为什么土星最大的卫星土卫六上也有可
能含液态水。科学家们根据光谱分析的结果（以及美国国家航天
局的“伽利略号”探测器发回的资料）断定，土卫六上肯定有水
存在。然而，鉴于它和太阳的距离（14．3亿千米，大约是地球
与太阳距离的10倍）要比木卫二与太阳的距离更远，所以若真有
液态水存在的话，恐怕也还需要强烈的火山运动来提供足够的热
量。
尽管存在一些反对意见，土卫六是太阳系中除了地球之外最
有可能具有生命的地方（比火星的可能性还要大），研究者们相
信那里至少会有一些原始的生物化学系统。在康奈尔大学从事研
究的史奎雷斯（Steve Squyres）信心十足地说：“对于引人人
胜的生物前化学而言，土卫六绝对是个好地方。”＇2＇这番话意味
着土卫六的环境有可能向我们揭示出现原始生命活动的先决条件。
至于在土卫六、木卫二乃至火星上，我们是否能按正确的顺
序在恰当的时间观测到这些先决条件的发生，对此目前尚有争论，
而且在我们发射探测器到那些世界上进行彻底的研究之前，也不
会有肯定的答案。
正如上文所述的那样，如果乐观地看待问题的话，太阳系中
不下一处曾有过原始生命的可能性依然存在，甚至现在都有可能
在邻近的行星上找到原始生命（或者至少也有生命出现之前的状
态）。不过为了使日常生活更加激动人心（也使外空生物学家更
加繁忙），我们最好不要对之抱以太大的希望。更明智的方法是
考虑一个更广泛的问题——在太阳系以外的生命；当我们这么来
想时，关于外星生命、甚至外星智慧生命的问题便立刻呈现出另
一种完全不同的复杂情景。
首先，要在巨大的银河系里寻找生命的愿望受到一系列条件
的限制。我们的讨论已进人一个不同的范围，一个宽广得多的搜
寻空间。然而，当我们摆脱小小的太阳系的束缚，把注意力、望
远镜和探测器转向遥远的恒星时，我们会遇到一个麻烦——距离
的问题。
从日常生活的标准来看，我们太阳系非常巨大——直径约
120亿千米，但当我们试着在环绕其他恒星运行的行星上寻找生
命时，这样的距离便显得微不足道了。
距太阳最近的恒星是半人马座的比邻星，它离地球的距离是
4．3光年。这是一个惊人的距离。它意味着光以每秒30万千米的
速度从那里发出，要经过4．3年才能到达地球。若把它转换为我
们较熟悉的单位，4．3光年就相当于：
300000千米×1 年的秒数×4。3。
一年的秒数是3600（1小时的秒数）乘以24（1天的小时数）
再乘以365（1年的天数）。这个结果是31 536 000，也就是略大
于3150万。
所以，我们有：300000×31536000×4．3。
这个计算结果是略小于 4×1013（40 000 000 000 000，
或是4后面跟13个0，或是40万亿千米）。这样的距离相当于“阿
波罗号”宇宙飞船往返月球5000万次，或者换一种说法：以“阿
波罗号”宇宙飞船的速度飞行（4万千米每小时），需要10万年
的时间才能抵达我们最近的邻居——半人马座比邻星。
我们眼下的问题倒不是研究到达那里的方法，或阐明一个先
进的文明如何长途跋涉来到这里与我们相会。现在的问题是这么
遥远的距离使我们很难对其他世界有任何了解。在第六章里我们
将看到，科学家们获得能证明有其他行星环绕遥远恒星转动的具
体证据只是近两年的事情。尽管这些新发现的天体中，就它们距
离自己的恒星比较近以及可能的物理、化学组成而言，大多不是
合适的研究对象；但是事实上倒目前为止，我们对它们几乎还一
无所知，也不可能有任何线索来断定那里是否会有生命。
妨碍我们得出在宇宙中发现生命的机会的明确答案、甚至得
出近似结论的另一个问题是，我们并不完全清楚决定生命产生和
进化的所有变量以及它们彼此之间的相互关系。例如：如果有足
够长的时间，形成DNA分子的可能性有多大呢？有多少恒星拥有
行星呢？复杂分子演变为生命物质的机遇又是多大？以上这些现
象据我们所知至少已出现了一次，但这也是到目前为止所知的唯
—一次，是不是还有无数这样的情形呢？这些问题是正反双方产
生分歧的焦点。正方相信生命过程会经常地发生，反方则表示如
此复杂的机制不可能再有第二次。
除此以外，争论的问题就是，是不是一旦产生了原始生命后，
它就会渐渐向着能创造文明、甚至也许能彼此交流的智慧生命的
方向演化？为了将问题量化，1961年搜寻外星智慧生命的先驱者
之———德雷克创立了一个被称为“德雷克方程”的公式。尽管
式中大多数变量的取值范围都很大，而且至今没人知道应该代人
什么数字，它对于天文学家来说仍是一个简单明了且极其有力的
工具。由于天文学家、生物学家和地质学家的不懈努力，方程式
中的数据范围渐渐地缩小并得出了德雷克方程的某种形式的解。
这个方程式如下：
N＝R×fp×ne×fl×fi×fc×L
尽管看起来很长，它其实是一个非常简单的数字方程式，而
且只需要科学家把不同的参数值代入即可。难点在于究竟该代入
什么数值。
式中的N代表我们银河系中试图与人类接触的文明的数目。
等号右边的符号代表要回答下面的问题就必须考虑的因素：地球
之外有没有生命？（每一项都是独立的，换言之，赋给fp的值与
赋给L，fi或式中任何其他事物的值均无关联。）当把所有这些
因子的数值都代人该方程后，我们就可以得到N的值。
那么这些要考虑的因素究竟是什么，我们又能不能找到合适
的数值代人德雷克方程呢？
首先，让我们看一看R这一项，它代表恒星形成的平均速率。
有一种常见的错误观念认为宇宙在大爆炸时形成后就再也没有任
何变化了。事实绝非如此。比较流行的理论是，宇宙是不断膨胀
的，不断有新的恒星和行星诞生，与此同时也有一些趋于消亡。
借助像哈勃望远镜这样的仪器，科学家们已经能够观测到这种诞
生过程。银河系中的某些部分看起来要比其他地方富庶，而银河
系中恒星诞生的速度比起很久以前已减慢了许多。即便如此，按
照保守的估计，天文学家推测我们银河系中每年仍有10颗新的恒
星诞生。由此产的取值是可以赢得广泛认同的——比方说，取R
等于10。
fp表示能支持“适宜的”行星系统的恒星在全部恒星中所占
的比例。天文学家这么说“适宜的”意思是指一个含有地球型行
星的系统。毫不奇怪，确定一个行星系统如何形成是很复杂的，
要成为我们所说的“适宜的”行星系统更要有一些前提条件。首
先，这颗恒星的年龄有一定的范围限制。如果恒星的年龄太大，
它的能量会衰竭并释放出对于碳基生命的形成和维持都不利的辐
射，除此之外，当恒星日渐衰老时，环绕它运行的所有行星的自
转速度也开始减慢。当一颗恒星的年龄超过60亿岁时（我们的太
阳目前大约有50亿岁），这种影响会非常明显。那些环绕非常老
的恒星运转的行星自转将会变得很慢，它们的一面将永久地向着
它所属的恒星，另一面则处在无尽的黑夜之中。相反，如果一颗
恒星太年轻，它有可能还来不及形成行星，或者那里生命产生和
进化的机制还来不及达到足够高的水平。
然而，除了以上这些之外还有一个更重要的问题，这就是维
持该系统的恒星的类型。在环绕脉冲星运转的行星上是不会出现
能够建立文明的生命形式的。脉冲星是会释放有害辐射的特殊星
体，这些辐射会大大降低它们周围的行星上出现生命的可能性。
况且，就算是一颗“普通”的恒星，也必须保持很长时间——数
十亿年的稳定，这样才有可能让行星建立起它们自己稳定的生态
系统。
最后，宇宙中还有许多双星——它由两颗彼此互相绕转的恒
星组成。虽然不能完全排除这样的系统形成行星的可能性，天文
学家仍普遍认为双星不太可能形成我们太阳系那样的行星系统。
当德雷克首次提出他的方程式时，对于L的值只能作些猜测。
不过，最近的天文发现已经开始不断缩小可能的数值范围。20世
纪60年代早期，德雷克把fp的数值定为0．5，这意味着有一半的
恒星都能形成行星。
在第六章（主要讨论关于环绕遥远恒星转动的行星的最新发
现）里我们会看到，这些天文学上的新发现既令人鼓舞又叫人灰
心。这些发现清楚地表明除了我们这个行星系统之外尚有其他的
行星系统存在。不过，像德雷克这样的研究者们的原始想法似乎
都太乐观了一些。这个因子的大小不是0．5，看起来倒是0．1更
为接近一些。也就是说，在10颗恒星中只有一颗可能会形成并维
持一个行星系统。
下面轮到ne了，它代表每颗恒星所拥有的地球型行星的数目。
我们又一次被有限的经验所困。在我们这个太阳系中，唯一真正
与地球相似的行星就是地球本身。在某些意义上火星也有几分类
似，还有木星和土星的卫星也可能拥有适合生命的环境。由于我
们对那些地方知道得仍然太少，不妨保守一些，把我们这个太阳
系的ne赋值为1。
在德雷克公式中fl的含义是可能形成生命的地球型行星所占
的比例。面对其取值的问题，我们可真的完全进入一个未知的领
域了。在第二章我们已经看到，要给 fl找一个值�