深邃的寂寞

念天地之悠悠　獨愴然而涕下

王道還 編譯

近幾十年來，越來越多天文學家認為宇宙中可能有許多文明存在。以過世不久的著名天文學家卡爾．沙根 (Carl Sagan, 1935-1996) 的話來說，宇宙間的星球數目，何止「億萬又億萬」，因此，即使發展文明的機會極為渺茫，有些行星仍然會發展出文明，簡直無可避免。甚至有人估計，光是我們的銀河系，高等文明就不下百萬個。只不過宇宙廣袤無垠，彼此無法交流罷了。

這個想法，無數小說、電影、電視影集，以及科教影片，都在推波助瀾。甚至科學界都砸下大筆銀子，建造巨型天線，向宇宙深處播放無線電波，並企圖接收其他智慧生物的訊息。

現在，有兩位著名科學家出面了，向大眾說明：大家相信的想法，錯了。搜尋外星人的努力，大抵不會成功。

他們根據天文學、地質學、古生物學的最新發現，論證我們人類可能真的是天地間唯一的智慧生物；至少在我們所處的宇宙一隅毫無伴侶，而且可能整個宇宙中都找不到契友。他們說：現代科學已經證實，地球的組成與穩定度，宇宙中極為罕見。宇宙大部分地方，都受到強烈輻射線的照射，缺乏必要的化學元素，適合地球生物生存的行星太少。而且太空中落下岩石雨的頻率太高，即使生物出現了，演化到「高級」階段的機率也微乎其微。外太空生物，大概能以微生物的形式生存在許多地方，但是想找到一塊文明能夠發芽茁壯的淨土，可說絕無僅有。

這兩位科學家2000年1月出版《罕見的地球》(Rare Earth)，公開他們的論證與論據，立即引起了批評與贊賞。對書中論證不信服的人，指責他們的基本假定同樣過於簡單，信服的人稱贊作者的論證「精彩」，認為他們「勇氣可嘉」。

《罕見的地球》由美國西雅圖華盛頓大學的古生物學家沃德，與著名的天文學家布朗立合著。沃德以研究生物大滅絕知名，他說：「我們只不過大聲說出了許多人多年來的想法。其實，至少可說，複雜生物是極為罕見的。對我們而言，渦蟲、肝蛭就已經是複雜生物了。」

布朗立是美國國家科學院院士，擔任過美國太空總署「星塵」計畫的首席科學家。這個計畫耗資一億六千六百萬美元，目的在收集星際微塵。「許多人說太陽是一顆尋常不過的恆星。錯了。」他接受訪問時這麼說，「宇宙中幾乎所有環境都不適合生物生存。只有像地球一樣的行星，才是生命的伊甸園。」

美國加州大學柏克萊分校的馬熙教授，是搜尋其他行星系統的權威學者，對《罕見的地球》讚譽有加，認為這書可能引發一場科學革命，改變人們對於外太空生物的想像。他接受訪問時，評論這書：「太精彩了！許多想法我早就有了，但是這書將許多相關議題羅列出來，並仔細地解釋了，我自嘆不如。」舉例來說，書中詳細討論了新發現的太陽系外巨型行星，目前共有三十一個，指出它們不適合複雜生物的發展。馬熙教授接著說：「出版這本書需要勇氣。無論人文界還是科學界，很少有人敢發表這樣反潮流的見解。」

大約四十年前，認為宇宙中各處都有高等文明的想法，獲得了科學的背書。那時天文學家杜雷克，正在美國西維吉尼亞州一座聯邦無線電天文台研究。他是第一位使用無線電接收器掃射天空，搜尋外星人訊號的天文學家，不久，年方二十七的卡爾．沙根加入搜尋團隊。一九六一年杜雷克發表了他的理論，現在叫做「杜雷克方程式」。杜雷克根據他對宇宙生成、形成的知識，推測宇宙中的恆星數量、帶有行星系統的恆星比例、生物在行星系統發生的機率、生命系統演化出高等文明的機率等，再加上每個高等文明的生命期。根據這一連串的假定，最後他得到了一個數字，一萬，意思是：銀河系中有一萬個文明，擁有星際通訊的能力。

後來，沙根修正了杜雷克方程式中的一些假定，把那個數字提高到一百萬——銀河系中有一百萬個文明！由於宇宙中不知有幾億個銀河系一般的星系，所以高等文明的數目實際上是個天文數字。一兆還嫌保守。

不過，《罕見的地球》指出，最近的新發現顯示：杜雷克方程式中隱藏了許多過於樂觀的假定。作者在〈序〉中說：他們的立場「很少有人正式公開說明過，但越來越多的星際生物學家都接受了。」研究生命在（地球以外的）宇宙出現的可能性，就是所謂星際生物學。

沃德給這個題目吸引住了，因為他研究過地球的生物大滅絕事件。現在越來越多證據，指向天外橫禍是生物大滅絕的主因。例如六千五百萬年前，一顆大隕石撞及地球造成一連串災變，許多植物與動物滅絕了，包括恐龍。中生代因而結束。

沃德說，根據新的研究，情況可能更糟。舉例來說，要不是太陽系中有木星，地球遭到天外隕石轟擊的機率，可能會升高一萬倍。因為木星是太陽系太陽系中質量最大的行星（半徑是地球的十一倍，質量是地球的三百一十七倍），它吸引了許多大小隕石，不是首當其衝，就是將它們「導引」到外太空去。「我們正處於地獄深淵的邊緣，」沃德說，這是以受到隕石轟擊的機率而言。要是太陽系沒有木星，地球受到的隕石轟擊，將使地球生命史完全改觀。至少「高等」生物不可能演化出來。

新發現的太陽系外行星，並不令人興奮。那些行星就質量而言，都是木星等級的，可是它們的軌道偏心率很低，所以它們四周的小行星不可能受到庇護，小行星的軌道反而會遭到嚴重的擾動，而「不安於室」。

沃德說：「所有那些『木星』，都是『壞』木星，我們的木星才是『好』的。不然，我們早就給拋到外太空去了，或丟進太陽裡。」

馬熙是搜尋外太空行星的專家，他說沃德的分析，提高了他對外太空存在生物的疑問。沃德認為：即使那些巨型行星有穩定的圓形軌道，其他的因素也可能使它們的保護傘發揮不了作用，小行星上的生物照樣受威脅。舉例來說，越接近星系的中心，恆星密度越高，因此恆星與恆星之間的交會機率大增，在那當兒，行星上的生命系統同樣會遭到毀滅性的天體撞擊，如彗星或行星。「如果你在星系內部，你必然受到轟擊。」沃德說。

更糟的是，星系內部還有強烈的輻射線與不斷的星球爆炸。我們仰望星空，往往產生「永恆不變」的印象。其實星球有生、老、演化，不是永恆不變的。在恆星的生命歷程中，對周遭空間會造成各式各樣的暴力衝擊，例如釋放出強烈的輻射線。所以沃德認為星系中心地帶根本不會有生命存在。

《罕見的地球》另一位作者布朗立則認為：即使星系邊緣，複雜生物演化的機率一樣很低。以質譜儀分析星光，發現星系邊緣的星球，有些元素的含量較少，例如鐵、鎂、矽。部份原因是：那裡的星球「建材」回收利用的過程緩慢。（部份原因是：星系邊緣的超新星數量較少。）超新星實際上是一顆正邁向死亡之路的大星球，重元素（如鐵、鈷、鎳）是超新星爆炸過程中，由輕元素融合成的。

超新星爆炸後向四方釋放的重元素，是未來的星球系統的建材。形成類似地球的行星，這些元素似乎是必要條件。孕育生命的行星，必須有足夠的重力，維持大氣、海洋；大地必須有適當的板塊運動（由地心核反應產生的能量維持）。

根據《罕見的地球》，行星地殼緩慢的運動與循環，是複雜生物演化的關鍵。作者說：板塊運動創造山脈，提高各種環境複雜程度，大幅降低生物滅絕的機率，維持平穩的行星溫度（透過碳的循環），創造大塊陸地供文明發育、演進。布朗立說：「質量關乎我們的存亡。行星太大或太小，板塊運動都可能無法發生。」

同時，布朗立指出：星系雖然是宇宙宏觀結構的基本單位，可是有些星系金屬元素很少，也許根本沒有動物。只有像我們的銀河系一樣的螺旋星系，似乎金屬元素的含量豐富。即使如此，螺旋星系中金屬元素最豐富的地方，僅位於核心。布朗立解釋道：「金屬含量低，表示無法建造一個行星，和地球一樣。這大概是許多人都不想聽到的消息。」

沃德與布朗立還討論了地球的許多行星特徵。現在越來越多科學家認為：那些特徵是使地球適合複雜生物演化的必要條件。舉例來說：距離太陽的軌道位置：太近，地球上的水就蒸發了；太遠，水就結冰了。

月亮的大小與繞地軌道也很適當。不然，地軸傾斜度受到劇烈擾動，地球氣候就不可能穩定了。

地球有足夠的碳維持生命，可是又不太多，不至於造成一發不可收拾溫室效應。（金星的表面溫度非常高，主因在此。）

兩位作者在結論裡強調：「罕見地球」的假說是可以測驗的。例如以大型天文望遠鏡繼續搜尋太陽系外的行星，看看有多少個類似地球。他們也主張繼續在太陽系之內搜尋生命的跡象。既然許多科學家認為「只要有機會，生命就會發生」，在太陽系內找出證據應是第一步。

最後，他們評論了目前搜尋外太空訊號的研究活動，目前這種研究已投入了一億美金： 「這種搜尋是否算得上有效的利用資源，我們很難知道。」

本文來源：

'AFTER ALL, MAYBE WE ARE ALONE IN THE UNIVERSE.'

By WILLIAM J. BROAD,

Science Times, The New York Times

Feb. 8, 2000

本文原刊於《講義》雜誌，公元兩千年五月號，頁138-142。

推薦讀物：《第三種（黑）猩猩》，第十二章，台北市：時報文化出版，2000。

陳文屏增加之參考網站 2004.05

http://www.astro.washington.edu/rareearth/ 知道「披頭四」的歌 “Imagine” 嗎？這個網站裡可以連結，聽到一首歌叫做 “Imagine There’s No Spacemen”!

Rare Earth 這本書有中文版「珍稀地球」 http://www.books.com.tw/exep/prod/booksfile.php?item=0010206185