地球上的生命在宇宙中是独一无二的吗？

要了解地球以外是否存在生命，我们必须正视我们在宇宙中的意义。我们是独一无二的特别，还是仅仅是平庸之辈？

我们都居住在一个围绕一颗中年恒星运行的小行星上，这颗恒星是构成银河系物质旋涡中约 2000 亿颗恒星之一。我们的星系只是可观测宇宙中估计数千亿个此类结构之一——这个体积现在从我们这里向各个方向延伸超过 270,000,000,000,000,000,000,000 (2.7 × 10²³) 英里。

然而，尽管我们看似平庸，但我们仍在努力做到这一点。文艺复兴时期的学者尼古拉斯·哥白尼大约在 500 年前将地球从太阳系中心移开时，这一点变得显而易见。他的思想是过去几百年中最伟大的科学指南之一，也是我们辨别宇宙基本结构和现实本质的旅程中的一个重要路标。

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在我们评估自身意义的努力中，我们面临一个难题：一些发现和理论表明生命可能很容易是普通的和常见的，而另一些则表明情况恰恰相反。我们如何开始汇集我们对宇宙的认识——从细菌到宇宙大爆炸——来解释我们是否特殊？随着我们更多地了解我们在宇宙中的位置，这一切对我们寻找外星生命意味着什么？我们该如何迈出下一步？

我们所知道的

在 17 世纪，商人兼科学家安东尼·范·列文虎克使用他手工制作的显微镜成为第一个看到细菌的人，这是一次将他带入微观世界奇妙之旅。在那次非凡的下降中，沿着物理尺寸的阶梯滑下，进入我们体内蓬勃发展的宇宙，这是第一个线索，表明我们身体的组成部分，我们的分子结构阵列，存在于生物尺度的光谱的一个极端。在范·列文虎克感到惊讶的那一刻之前，我怀疑人类是否有机会以超出肤浅的方式思考这个事实。

地球上有些生物在物理尺寸和质量上都比我们大——看看鲸鱼和树木就知道了。然而，我们更接近尺度的上限，而不是生命光谱的微观末端。最小的繁殖细菌只有几百亿分之一米宽；最小的病毒比这还要小 10 倍。人体大约比我们所知的最简单生命体大 1000 万到 1 亿倍。

在温血陆生哺乳动物中，我们也属于体型较大的一类，但还不是最极端的。在尺度的另一端，我们最小的同类是小鼩鼱，它们是微小的毛皮和肉屑，重量仅为两克。它们存在于可行性的边缘，它们的身体不断地散发热量，它们几乎无法通过贪婪地进食来弥补。但大多数哺乳动物的体型都比我们小，更接近小鼩鼱的体型：以至于哺乳动物的全球平均体重为 40 克，或不到 1.5 盎司。我们复杂细胞、智慧的身体位于上限的边界，体型比我们大的哺乳动物类型相对较少。

我们无可否认地观察到，我们存在于这个边界，这个生物学上微小事物的复杂多样性与生物学上庞大事物的有限选择之间的界面。再考虑一下我们的行星系统。在某些方面，它是不寻常的。我们的太阳不是数量最多的恒星类型之一（大多数恒星质量较小），我们目前的轨道比大多数系外行星系统更接近圆形且间隔更宽，而且我们的行星邻居中没有超级地球。在至少 60% 的系统中都存在着这种比地球大几倍的世界，但我们的太阳系中却没有。如果您是行星系统的架构师，您会认为我们的太阳系是一个离群值，有点偏离常态。

其中一些特征源于这样一个事实，即与大多数行星系统相比，我们的太阳系已经避免了大规模的动态重组。这并不意味着我们可以确保拥有一个平静祥和的未来——最先进的引力模拟表明，在未来几亿年里，一个更加混乱的时期可能会超越我们的系统。再过 50 亿年，太阳将随着阵发性衰老的开始而膨胀，并彻底改变其行星阵列的特性。所有迹象都表明，今天我们也生活在一个时间的界面或边界上，一个恒星和行星青年期与逐渐逼近的衰老期之间的过渡。回想起来，我们存在于这个相对平静的时期并不那么令人惊讶。正如我们环境的许多其他方面一样，我们生活在一个温带的地方，既不太热也不太冷，既没有化学腐蚀性也没有化学惰性，既不太不稳定也不太一成不变。

现在也显而易见的是，这种天体物理学上平静的邻域远远超出了我们当地的星系。就整个宇宙而言，我们存在于一个比年轻、炽热宇宙的快速动荡时期古老许多倍的时期。到处都在减缓恒星的产生速度。其他太阳及其行星的形成平均速度仅为 110 亿至 80 亿年前的 3%。宇宙中的恒星正在慢慢开始熄灭。从宏大的宇宙学角度来看，仅仅在六十亿或五十亿年前，宇宙还在从宇宙大爆炸中减速。现在我们再次处于一个温和的过渡时期。源于真空本身的暗能量正在加速空间的增长，有助于抑制更大宇宙结构的发展。但这意味着生命最终注定要在一个日益难以辨认的宇宙中走向遥远的、荒凉的孤立未来。

将所有这些因素放在一起，很明显，我们对内外宇宙的看法受到了高度限制。这是一种狭隘的视角。事实上，在其他秩序或混乱、空间和时间的情况下，我们对随机事件的基本直觉以及我们对统计推断的科学发展可能会有所不同。而我们与宇宙中任何其他生命都相隔遥远这一事实——以至于我们尚未发现或偶然遇到它——深刻地影响了我们能够得出的结论。

推论

我们掌握的大量证据支持哥白尼的基本观点，即我们是平庸的。然而与此同时，我们环境中的某些细节却表明情况并非如此。其中一些品质导致了所谓的人择原理，即观察到某些自然基本常数似乎经过“微调”，从而使宇宙的潜在特性在边界附近保持平衡，从而使地球及其生命得以存在。稍微偏离任何一边，宇宙的本质就会发生根本性的变化。调整引力的相对强度，要么不会形成恒星，要么不会锻造重元素——要么形成巨大的恒星并迅速消失，在其身后不留下任何重要的东西，没有后代，没有通往生命的道路。同样，改变电磁力，原子之间的化学键会太弱或太强，无法构建分子结构的多样性，而这种多样性使得宇宙中存在如此令人难以置信的复杂性。

我们该如何看待所有这些矛盾？我认为，事实正在推动我们朝着关于我们在宇宙中地位的新科学思想迈进，这既是对哥白尼原理的背离，也是对人择原理的背离，而且我认为它正在成为一项独立的原理。也许我们可以称之为宇宙混沌原理，即秩序（源自希腊语 kosmos）与混沌之间的位置。其本质是生命，特别是像地球上的生命这样的生命，将始终存在于由能量、位置、尺度、时间、秩序和混乱等特征定义的区域之间的边界或界面。行星轨道的稳定性或混沌，或行星上气候和地球物理学的变化等因素，是这些特征的直接体现。在任何一个方向上，离这些边界太远，生命的平衡就会向敌对状态倾斜。像我们这样的生命需要正确的成分组合，平静与混沌的正确结合——正确的阴阳。

接近这些边缘可以使变化和变异保持在可及范围内，但又不会太近以至于它们不断地淹没一个系统。这与金发姑娘区域的概念有明显的相似之处，该概念认为，恒星周围行星的温带宇宙环境存在于狭窄的参数范围内。但对于生命的存在而言，宜居带可能更具动态性——它不必在空间或时间上固定不变。相反，它是一个不断漂移、扭曲、弯曲、多参数的量，就像舞者肢体描绘的路径一样。

如果生命只在这些情况下存在是一条普遍规律，那么它就引发了关于我们宇宙意义的一些有趣的可能性。与严格的哥白尼思想不同，严格的哥白尼思想强调我们的平庸，因此暗示宇宙中存在大量类似的情况，而生命需要参数的不断变化和动态对齐的概念缩小了选择范围。这种新观点所暗示的生命机会也不同于人择思想，后者在其最极端的情况下预测，在所有空间和时间内，生命只会发生一次。相反，这条新规则实际上确定了生命应该发生的地方以及生命发生的潜在频率。它指定了在许多华尔兹参数的虚拟空间中生命所必需的基本特征——它标出了肥沃区域。

关于生命的这样一条规则不一定使生物成为现实的某些特殊部分。生物学可能是这个宇宙——或任何适宜宇宙中最复杂的物理现象。但这可能是它所能达到的最特殊的地步：一种特别复杂的自然结构，在秩序与混沌之间的适当条件下产生。而这种关于生命在自然宏伟计划中地位的概念化直接导致了一种解决关于生命必然是丰富的和生命极其稀有的这两种有说服力但尚未解决的论点之间难题的方法。