人类可能是2500个银河系里唯一的技术文明

1万个银河系才有可能出现4个技术文明。

超级地球“开普勒22b”想象图。NASA

为什么我们至今未能与外星文明取得联络？新研究结果表明，这可能是因为文明在宇宙中真的太稀有了，可能每1万个像银河系这样的星系中，才有可能出现4个像我们这样的文明。

究其原因，则可能是因为唯有当一个行星上不但存在足量的水和陆地，还同时存在能够长期维持的板块构造时，才有可能演化出有能力进行星际通信的文明——需要指出的是，这里指的是技术文明，而非一般意义上的生命。

根据美国达拉斯德克萨斯大学Robert Stern和瑞士苏黎世联邦理工学院Taras Gerya两位科学家的看法，板块构造对于复杂生命体的演化至关重要。在地球上，复杂的多细胞生命大多是在大约5.39亿年前的寒武纪大爆发期间出现的。而寒武纪大爆发得以发生的主要原因，正是现代板块构造的出现。它极大地加速了复杂生命的出现。

地球岩石圈可分为六大板块。这些板块漂浮在熔融的地幔之上。板块与板块的交界处是俯冲带、山脉、裂谷、火山和地震带。

现代板块构造起源于大约10亿至5亿年前的新元古代。在此之前，地球的岩石圈近乎一个整体。随着温度的逐渐下降，岩石圈的密度和强度增大，俯冲成为可能——岩石圈的一部分开始被挤入另一部分的下方，并在经历了漫长的岁月之后，熔融物质在两个板块的分裂处再次上升回到表层。

现代板块活动带来的环境压力，迫使复杂生命在大约5亿年前开始大量涌现——因为只有适应力强的生命，才有可能在这样的环境中幸存下来。环境压力带来的演化压力，迫使海洋中和陆地上的几乎所有生命开始大发展。由此，生命最终经由自然选择，而非设计或指令，演化出了人类。

研究人员认为，能够长期维持的海洋陆地共存环境，是演化出智慧和技术文明的关键。但仅有大陆和海洋依然不够，因为生命的演化极为缓慢，只有板块构造的出现，才能推动它加速发展。

地球是太阳系唯一已知存在板块构造的行星。不仅如此，板块构造在系外行星那里也可能极为罕见——尤其对于所谓的“超级地球”而言，那里的岩石圈完全是一体的。

行星演化理论还认为，大部分存在海洋的系外行星，其海洋都是一个深不可测的全球性海洋，根本没有大陆。而这意味着它可能会和一个没有水的行星一样，成为生命的荒漠。只有地球那样，拥有一个相对较浅的海洋，以及允许物质从大洋底部上升成为大陆的构造，才有可能在这两者之间建立起精妙的平衡。

海洋很关键，因为生命起源于海洋；陆地同样也很关键。因为陆地能够为生命提供养分，并加速碳的循环；同时在氧的协助下，燃烧成为可能，并使文明发展出技术成为可能。

如果说拥有板块构造的行星是稀有的，拥有适量水和陆地的行星是稀有的，那么拥有技术和通信能力的文明同样也是稀有的。计算结果显示，拥有板块构造的行星只占行星总数的大约17%，而同时拥有适量水和陆地的行星更少，只占行星总数的大约0.02%至1%。两个因素一结合，其结果是同时拥有板块构造和适量水与陆地的行星，只占所有行星的0.003%至0.2%。

研究人员将这些数据引入著名的德拉克方程，结果显示，银河系中的地外文明数量在0.0004至2万个之间。如果取其最低值，那么就意味着每1万个银河系中，才有可能演化出4个技术文明。

德拉克方程中的其他变量或许会影响这一结果。例如文明如果能够维持数十亿年，那么存在于某一特定时期内的文明数量就会增加；又例如某些行星上演化出了某种从未踏上过陆地的海洋技术文明……但这些可能都是特例。

该理论还可以对所谓“大过滤器”假说作出解释。大过滤器假说认为，所有文明的发展都一定会遇到某种瓶颈，导致大部分文明无法发展到有能力进行星际航行的阶段。如果是这样，那么这种瓶颈可能就是海洋、陆地和板块构造的缺乏。不过尽管文明的数量很少，却并不为零。

总而言之，生命稀有，地球稀有。但这也并不等于说所谓“哥白尼原理”就此破产。它只意味着一个行星想要拥有与地球相同的特质，其概率非常小。文明依然有可能在宇宙中的别处发生，只是我们肩负的责任非常重。

参考
The importance of continents, oceans and plate tectonics for the evolution of complex life: implications for finding extraterrestrial civilizations
https://www.nature.com/articles/s41598-024-54700-x