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进化史告诉我们,人类是宇宙中唯一的智慧生命

星空天文  · 公众号  · 科学  · 2019-10-25 13:00

正文

智慧的出现在宇宙中是小概率事件,而它的唯一结果是我们。

“赫拉克勒斯”星系团。 ESO / INAF-VST / OmegaCAM


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。







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