为什么说,我们可能是宇宙中唯一的智慧生命?

百家 作者:人工智能学家 2019-10-21 12:19:31
来源:原理

我们在宇宙中是孤独的吗?这个问题可归结为:智慧究竟是自然选择的一种可能结果,还是一种不太可能的侥幸?

显而易见的是,可能的事件可以经常发生;不太可能的事件很少发生,或者只能发生一次。生命的进化史表明,有许多关键的、起到决定作用的适应性都是独一无二的一次性事件——不仅智慧是如此,复杂的动物、复杂的细胞、光合作用和生命本身都是如此,因此人类智慧能得以进化实则是件极不可能的事件。我们的进化可能就像是中彩票一样,并且比中彩票的几率还要小得多。

宇宙大得惊人,仅在银河系内,就有超过千亿颗恒星;而在可见的宇宙中,又有超过万亿个星系,我们能看到的只是宇宙的一小部分。行星的数量与恒星一样众多,甚至比恒星更多,即使可宜居的星球数量很少,但它们的绝对数量也意味着应该会有很多生命存在才对。那么这些生命都在哪里呢?这就是费米悖论:古老而广袤的宇宙具有足够的时间和空间进化出智慧,但我们却没有能证明其它智慧存在的证据。

智慧的进化是否就是不太可能的?很可惜,我们无法通过研究外星生命来回答这个问题。但我们可以研究的是地球45亿年的历史,看看进化的重复不重复都出现在哪些地方。

有的进化是会重复出现的,这指的是不同的物种会独立地趋同于相似的结果。如果重复的进化经常出现,那我们人类智慧的进化或许就是很可能,甚至是不可避免的事件。

同时,确实存在显著的趋同进化例子。澳大利亚的一种已经灭绝的有袋类动物——袋狼,就算是这样一个例子,它们虽然像袋鼠一样有育儿袋,但从其它各方面看它们都和狼更相像,它们是从不同谱系的哺乳动物进化而来的。这样的例子还有袋鼹鼠、有袋食蚁兽和有袋飞鼠(鼯鼠)。

 袋狼。| 图片来源:Wikipedia

其他引人注目的趋同案例还包括海豚和已经灭绝的鱼龙,它们进化出了类似的可在水中滑翔的形状;鸟类、蝙蝠和翼龙,则趋同进化出了飞行。

我们在器官上也能看到趋同。例如不仅脊椎动物进化出了眼睛,节肢动物、章鱼、蠕虫和水母也进化出了眼睛。脊椎动物、节肢动物、章鱼和蠕虫也分别发明了颌。节肢动物、章鱼和四种鱼类(四足动物、襞鱼科、鳐鱼、弹涂鱼)的腿的进化也是趋同的。

这里的关键在于,所有的趋同都发生在真后生动物这个谱系中。真后生动物是复杂的动物,它们都是对称的,都具有嘴、内脏、肌肉,以及神经系统。不同的真后生动物为解决相似的问题进化出了相似的解决方法,但是,使这一切成为可能的复杂的身体结构却是独一无二的。在生命史上,复杂的动物只有过一次进化,这意味着它们的出现是种不太可能的事件。

令人惊讶的是,在我们的进化史上,许多关键事件都是独一无二的,而且甚至是很不可能出现的事件。比如脊椎动物的骨骼,这是让大型动物可以在陆地上移动的关键。构成了所有动植物的复杂真核细胞含有细胞核和线粒体)只进化过一次;也只进化过一次;增加了生命可用的能量并产生了氧气的光合作用,仍只进化过一次。就此来看,人类的智慧也是如此。地球上有着袋狼和袋鼹鼠,但没有有袋人类。

有的进化会重复,有的不会。如果我们只关注于趋同性,就会产生确认偏差。趋同性看起来似乎是规则,我们的进化看起来似乎也是有可能的。但如果放眼望去,会发现无处不在的还有非趋同性;而且最关键、最复杂的适应性似乎都是最不可重复的,因此这些都是进化概率极低的情况。

更重要的是这些事件是相互依存的:在鱼类进化出能让它们爬上陆地的骨头之前,人类是无法进化的;在复杂动物出现之前,骨头是不可能进化的;复杂的动物需要复杂细胞,复杂的细胞需要氧气,氧气需要光合作用……如果没有生命的进化,这一切都不会发生,这些都是奇异事件中的奇异事件。所有的生物都来自同一个祖先;就我们所知,生命只出现过一次。

奇怪的是,所有的这一切都要很长的时间才能出现。光合作用是在地球形成15亿年后才得以进化的;复杂细胞是在地球形成27亿年后才得以进化的;复杂的动物是在地球形成40亿年后才进化而成的,人类智慧则是在地球形成后的45亿年才有的。这些新颖的事物是如此有用,却花了如此长的时间来发展,这意味着它们是极不可能实现的事。

 脊椎动物的骨骼。| 图片来源:Smithsonian Institution

这些只有过一次的创新性、决定性的侥幸事件,可能会导致一系列进化瓶颈。如果是这样的话,我们的进化可能就不像是中了彩票,而是像中了一次又一次的彩票。在其他星球上,这些关键的适应能力可能进化得太晚,以至于智慧都无法在它们所环绕的恒星变成新星之前出现,或者根本就没有进化过。

想想看,智慧的出现取决于七个不太可能的新事物——生命起源、光合作用、复杂细胞、性、复杂动物、骨骼和智慧本身——如果每个新事物的进化几率是10%,那么智慧的进化几率就是千万分之一。

但更不可能出现的或许是复杂适应性。光合作用需要蛋白质、色素和细胞膜的一系列适应性。真后生动物需要多种解剖学上的新事物,比如神经、肌肉、嘴巴等。所以,也许对这七个关键的新事物来说,每个都只有1%的进化几率。这样的话,那么在100万亿个宜居的星球上,也只能有一个可以进化出智慧。如果适合居住的星球很少,那么我们可能就真的是银河系、甚至整个可见宇宙中唯一的智慧生命。

然而,我们就在这里,这一定意味着什么吧?如果进化的几率是100万亿分之一,那么我们碰巧在一个发生进化的星球上的几率是多少?事实上,在那个不可能存在的世界里的可能性是100%,因为我们不可能在一个没有光合作用、没有复杂细胞,或者没有动物进化的世界里进行这样的对话。这就是人择原理地球的历史必须允许智慧生命进化,否则我们就不会在这里思考这些问题。

智慧似乎依赖于一系列不可能的事件。但鉴于行星的数量,这种情况就像是有无数只猴子在无数的打字机上打出《哈姆雷特》一样,它一定会在某个地方出现,而我们就是那个不太可能的结果。

撰文:Nick Longrich(巴斯大学)
原文标题为“Evolution tells us we might be the only intelligent life in  the universe”,2019年10月18日发表于The Conversation,原文链接:http://theconversation.com/evolution-tells-us-we-might-be-the-only-intelligent-life-in-the-universe-124706,中文内容仅供参考,一切内容以原文为准。

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