第24章 外星生命
根据开普勒太空望远镜提供的观测数据，我们的银河系当中至少存在几十亿颗类地行星，平均来说每颗恒星都至少有一颗行星。此外，宇宙中有几十亿个星系，这意味着类地行星的数量比地球上所有沙滩的沙粒加在一起还要多，总数大约为1000000000000000000000000（10的24次方）。如果把那些奇异环境（比如寒冷卫星上的海底世界）也包含进去，那么能够维持生命的世界的数量就会再扩大10倍。由此可见，宇宙当中肯定有很多能够让人类定居的环境。就像前文提到的，即便航行速度永远无法超越光速的5%，人类也能在200万年内踏遍整个银河系。银河系的年龄大约是这个时间的6500倍，即135亿年左右，所以，如果一个太空文明在这段时间内逐渐建立起来，那他们肯定早已经占领了银河系，当然也包括地球。既然如此，为什么人类仍旧存在？为什么他们没有取代我们？
这个问题最初由意大利物理学家恩利克·费米提出，后来便成为著名的“费米悖论”。仔细想想，这其实相当令人费解：就算那些地外生命对太空旅行厌恶至极，我们也不至于连一点儿痕迹都探测不到吧？可以穿梭于太空的那些无线电信号都去哪儿了？为了解答这一难题，人类提出了很多理论，但没有一个令人满意。或许那些生命压根儿就没有发展出高级智慧？或许其他星球上的生命对地球不感兴趣？或许他们离我们实在太远，以至于还没来得及跨越这段距离？或许真正高智慧的生物都喜欢待在家里，用探险以外的方式自娱自乐？或许他们已经摆脱肉体的束缚，把意识都存进了计算机里？或许他们觉得人类实在太蠢，懒得搭理我们？或许他们只是还没注意到我们？毕竟宇宙是一个很大的地方，即便是天文望远镜也只能窥见银河系的一角。有人据此总结道：“宇宙中没有地外生命，因为我们还没有探测到。”但尼尔·德格拉塞·泰森认为，这个总结就像我们检查一杯海水，发现没有鲸鱼，就说整片海洋中也不存在鲸鱼。
1961年，天文学家法兰克·德雷克提出了一个依据宜居星球数量、发展出智力和科技的概率、文明的寿命长度等变量来估测“可能会与我们接触的地外文明的数量”的公式。[1]可问题在于，我们一直都没能找到可靠的变量来填进这个公式，只能凭空猜测一些数据。这就导致公式的答案会随着猜测数据的不同而千变万化。近几年，由于人类一直在寻找太阳系外的行星，我们终于弄清了这个方程的某些变量到底是多少。每年银河系都会新生两颗恒星，其中大多数都伴有行星。大约有几百亿颗具有宜居环境。此外，生命的智慧最终似乎总是能够形成文明。公式中比较棘手的变量是出现生命并演化出智慧的概率，以及文明寿命的预期长度。根据取值的不同，德雷克公式答案的跨度非常大：从银河系中只有一个文明（人类自己），到银河系中有几百万个文明，每个数字都有可能出现。考虑到费米悖论，德雷克公式确切答案的值可能并不会很大，但这并不必然意味着生命在宇宙中真的很罕见。
地球是一块可爱的石头，也是我们已知的最宜居的星球，不过这并不是说地球是生命俱乐部的唯一会员。人类也不是奇迹般地从天而降，发现地球刚好完美地契合人类所需。我们在这颗星球上经历了几十亿年的进化才变成如今的模样。地球之所以如此适合人类生存，恰恰是因为我们在不断地朝着适应环境的方向进化。如果人类的进化过程发生在一个沐浴着紫外辐射的星球上，那么我们可能会觉得地球上的臭氧层实在难以忍受，因为我们根本无法吸收足够的紫外线。地球生命在地球环境的影响下逐渐变化，反之亦然。我们脚下的岩石由早已灭绝的海洋生物组成。人类文明在发电厂、汽车、飞机中燃烧着古代生命的遗骸。生命刚刚出现时，地球上的氧气还很稀少。之后，大约在24亿年前，氧气以有毒副产物的形式被某些微生物生成出来。最终当大气中充满氧气的时候，地球上出现了新的生命形式，它们开始利用氧气进行呼吸。当生命在不断适应环境时，它们也在改变着环境。
地球的环境并不总是这样友好。在生命刚出现时，我们的星球是一个灼热的、充满放射性的、火山随时喷发的地狱，不断受到来自太空坠物的猛烈撞击。地质学家们根据希腊神话中的“冥界”，将这段时期命名为“冥古宙”。地球经历了很多个阶段，其中可能包括一个持续数亿年的“雪球期”。在此期间，海洋全部结成了冰，从太空看去地球和木星的卫星一样毫无生气。不过，生命幸存了下来。即便是现在，生命也仍在各种极端环境中蓬勃发展着。上至大气层，下至地壳深处，几乎到处都可见细菌的身影。它们能够承受强烈的辐射、高温、高压，也能在强光或无光，甚至没有水源和营养物质的环境中活下来。它们可以在滚烫的酸性水中顽强生存，以火山口喷发的化学物质为食，也能在油井深处茁壮成长，甚至可以在岩石夹缝中依靠矿物质偷生，就连南极冰盖下绵延数英里的严寒也没能杀死它们。事实上，地下生命比地上生命还要多，生活在地下的细菌总量高达100万亿吨。若是堆积起来，它们能在地球上形成一个厚度超过5英尺的外壳。
不过生命形式确实有一定的局限性。我们不会期望在恒星表面上发现生命，因为强烈的热能会让复杂大分子瞬间蒸发。[2]据我们所知，想要形成生命，必须有一个能够让有机化合物稳定存在的环境温度，还要有某种液体充当溶剂（至少我们是这么认为的）。水是一个很理想的可以满足生命必需条件的溶剂，但它可能并不是唯一的。土卫六表面覆盖着温度比液氮还低的、由碳氢化合物构成的湖泊。我们不能否认，即便是这样严苛的环境，也可能存在某种微生物甚至具有更大形态的生命。如果真的如此，那么它们的化学属性肯定和人类不同（仍然算是生命，但不是我们所熟悉的形式）。不过，鉴于人类已知的绝对支持生命存在的环境目前只有地球，“地球上的各种环境是孕育生命的最佳条件”就成为一个看起来极有把握的推断，虽然这有些沙文主义。
在地球变得宜居之后没多久，生命就出现了。不过整个生命进化长河有80%的时间都被单细胞生物占据。这表明，虽然生命在宇宙中可能比较普遍，但复杂生命则要稀有得多。太空中可能有很多世界布满细菌，有很多海洋挤满藻类，但拥有鱼类、蜥蜴、树木、山羊、狮子的世界相对来说可能会非常少。然而，地球早期的生命起源可能并不如看起来那样重要，因为它可能是一次偶然的侥幸。对于科学实验来说，只出现一次的结果本质上没有什么意义，因为我们是该实验唯一的观察者。就算我们是宇宙中唯一的生命，我们也无从知晓，因为地球外那些数不清的没有生命的世界无法提供对照性的观察结果。[3]不过，从另一方面来看，如果我们真的能够在其他地方发现生命（哪怕是在太阳系内），而且其起源模式和地球不同，那就意味着生命形式在宇宙当中是非常丰富的。
宇宙中有很多地方可以供人类寻找生命，在太阳系内至少就有10颗星球被认为具有地下液态水。[4]土卫二上的间歇泉会不断地将液体喷射至太空，随后凝结成薄雾状的小冰晶从天而降。NASA的卡西尼号航天器在土卫二的羽流中采集到了盐分，说明它的地下水分和地球上的海洋没有什么不同。如果土卫二上发展出了生命，那么这些生命很有可能是一种会随着喷泉水流被射入太空的微生物，正等着被飞过的航天器收集起来。木卫二冰盖下的含水量比地球上全部海水加起来还要多，这给生命提供了一个更为诱人的生存条件。木卫二的海洋似乎和下面的基岩直接接触，而且木星的引力场让它成为一颗被潮汐锁定的卫星，所以强烈的地质活动可以通过海底环境为火山喷发提供营养物质。在喷发出大量温暖的养分后，地球海底的火山附近形成了一个非常富饶的环境，这和古代孕育了生命的生态系统十分类似。既然如此，木卫二黑暗的海底世界中会不会已经孕育出了微生物，甚至是多细胞生物？
考虑到火星拥有地下水，而且曾经既温暖又湿润，火星以前似乎也出现过生命。既然火星用了几百万年才沦落为一片阴冷干旱的荒漠，那么在这段时间内，会不会有一小部分生命躲进了地下，或者干脆适应了新环境并幸存下来？这个问题目前仍没有确切答案。对火星生命我们只进行过两次探索，即1976年发射的两台海盗号火星探测器。当年，每台探测器都进行了四项天体生物学实验。最终三项实验都失败了，只有一项取得了成效。[5]探测器并没有检测到有机物（生命的重要组成部分）的存在，原因可能是环境中存在高氯酸盐（最近的火星探测任务中检测到了高浓度的高氯酸盐）。加热之后，高氯酸盐会和有机物发生反应，生成氯甲烷和二氯甲烷，这两种物质当年已被海盗号火星探测器成功检测到。综合来看，在被探测器检测到之前，这些有机物可能就已经被破坏了。科学家们曾做过一次实验，他们向阿塔卡马沙漠土壤（和火星土壤成分类似）中加入高氯酸盐，然后让海盗号火星探测器重复当年的任务，结果得到了和火星一样的检测结果。这样看来，火星上可能真的有生命存在？
就算海盗号火星探测器没有受到高氯酸盐的影响，其结果是准确的，我们也无法得出火星上根本没有生命的结论，因为这种归纳方式就像从美国得克萨斯州和俄罗斯西伯利亚各采了一捧土壤，然后就分析总结说地球上没有生命一样，禁不起推敲。实际上，人类对火星生命的搜寻工作还没有真正开始，而且每执行一次火星任务，我们都能发现更多埋藏在地下的“避难所”生态系统。此外，“避难所”似乎也不是火星上含有生命的必要条件，看看地球上生活在极端环境中的那些顽强生命你就明白了。当今地球上的某些细菌甚至有可能在火星地表环境中幸存下来，这一点尤其令人兴奋，因为在不断撞击的过程中，偶尔会有一些火星碎片被冲击力带到太空中，在地球上发现的众多陨石中就有132块来自火星。在这些陨石当中，会不会刚好有几颗携带火星生命，并把这些生命送到了远古时代的地球上？
生命可能会搭着各种顺风车在太空中广泛传播（所谓的“泛种论”），这种想法大大简化了生命的起源，因为生命仅需萌生一次，之后利用星际彗星在宇宙中四处传播便大功告成。难道人类真的起源于万古之前，起源于围绕着另一颗太阳旋转的另一颗行星？的确有这种可能，不过我们根本没必要用这种可能性来解释生命的起源。尽管我们并不会指望生命会突然之间从无到有，但也没证据表明生命是一种罕见的东西。有机分子和氨基酸是生命的基本组成部分，它们几乎无处不在，经常会随着各种陨石降落在地球上。而且氨基酸的合成也并不困难，就像1952年哈罗德·尤里和斯坦利·米勒在某次实验中所证明的那样，氨基酸会在带电环境中自发形成。当年，哈罗德·尤里和斯坦利·米勒在烧瓶中混入了水、甲烷、氨和氢，以模拟地球早期的“原始汤环境”。之后他们把这些混合物放到了用来模拟闪电的电火花当中。不到一周的时间，所有生命必需的氨基酸全部自发地出现了。
真正困难的部分是蛋白质的形成。蛋白质通常由成百上千个氨基酸组成，这个数字让它的结构尤为复杂。另外，这些氨基酸需要精确地折叠成错综复杂的三维结构，才能让蛋白质正常工作。从氨基酸转为蛋白质是一个重要的质变，天文学家弗雷德·霍伊尔[6]将这个过程形容为“龙卷风呼啸而过之后，垃圾场中的废品自发地组成了一架波音747”。由此看来，蛋白质似乎不太可能突然之间凭空出现（这种可能性微乎其微），不过对于早期生命来说，如此大规模的蛋白质也并非必需品。只要满足能储存信息、能驱动化学反应来供能、能生育繁殖这几个条件，就能构成一个基础的生命形式。在人类细胞当中，DNA负责储存信息，蛋白质负责驱动化学反应。不过，我们的细胞还会利用一种被称为RNA（核糖核酸）的简单核酸体，在DNA和蛋白质之间充当短期信使。和DNA紧密排列的双螺旋结构不同，RNA是一条能够自发形成的单链，可以同时起到DNA和蛋白质的作用。事实上在某些原始生命（比如病毒）当中，RNA正是这样做的。因此我们可以设想，生命起源于能够自我复制的简单RNA，最终进化成能够执行复杂任务的DNA，并且拥有了生成蛋白质的能力。
在有机分子的繁殖过程中，可能会出现子孙后代逐渐变异的现象（突变），此时进化过程便可以通过自然选择完成。进化是自然界出现复杂生命体的唯一途径，它可以利用在几百万年（或几十亿年）间逐渐积累起来的微小变化，让量变形成质变。由于突变是随机的，有人就认为进化也是随机的，但事实恰恰相反。进化实际上是定向的，可以通过不断地试错找到生存下去的办法。在每一代生命当中，那些提高了生殖成功率的突变体拥有更强的传宗接代的能力，其他生命体则会被彻底抛弃（以死亡的形式）。设想一群以捕猎为生的动物，随机性的突变可能会给该物种的身体带来各种进化趋势，但只有最强壮的、奔跑速度最快的那一群体才能幸存下来。最终，整个种群将拥有更强健的肌肉、更简洁的身体线条，身体就好像是以奔跑为目的而精心设计出来的。进化会不断塑造地外生命，就像物理定律会塑造那些相隔甚远的行星、恒星、星系一样。
外星人长什么样？乍一听，好像应该和地球人有很大不同。设想一颗有一面始终朝着太阳的行星[7]，朝阳那一侧很热，而背阴那一侧很冷。如果这种行星上出现了生命，那么它们可能会分布在地平线的环带上。再设想一个像木星一样的气态巨行星，上面可能会出现一群在云层中游来游去的生物，还有一群飘浮着的细菌推动着整个生态系统的循环往复。在各种不同的环境压力和千变万化的生存条件下，自然选择无疑会产生一个绚烂多彩的生命万花筒。不过，这些生命的生物学功能可能没有什么太大区别，因为宇宙各处的物理定律都是一样的。虽然我们无法否认，生命会有不同的分子构造，比如用硅取代了碳，但我们有充足的化学证据能够解释为什么地球进化出了碳基生命，而不是硅基生命。和碳原子类似，硅原子也能和其他原子结合形成4个化学键，不过硅键比碳键更脆弱。尽管我们可以轻而易举地呼出二氧化碳以清理体内废物，但想要呼出一坨坨的二氧化硅固体块可就没那么容易了。
你有没有发现，所有的脊椎动物（比如鱼类、爬行动物、两栖动物、恐龙、鸟类、哺乳动物）都非常相似？尽管它们的形体、大小、颜色都大为不同，但都有头部、躯干、4个附肢（比如手臂、大腿、翅膀、鱼鳍）、贯穿身体的消化道，以及左右对称的身体。这是因为所有的脊椎动物共享同一个祖先。大约在5.4亿年前，动物界主要由珊瑚、掘穴蠕虫、水母组成，除此之外几乎再无其他。后来，在“寒武纪生命大爆发”中突然（从地质学的角度来看）涌现出了让人眼花缭乱的生命形式，它们身上长着眼睛、大腿、鱼鳍，甚至是薄如羽片的鱼鳃。地球上第一次出现了以捕猎为生的、能够利用长有獠牙的颌骨把猎物撕个粉碎的食肉动物。地球上所有复杂动物的祖先都来自这个时期。
1909年，查尔斯·沃尔科特[8]在加拿大落基山脉发现了保存得最为完好的寒武纪化石。这种被称为“伯吉斯页岩”的化石不仅含有数目惊人的生物遗骸，而且保存良好：眼睛、生物组织，以及其他柔性部位的印痕清晰可见。第一次发现这种化石的时候，查尔斯·沃尔科特把它们和人类所知的生物进行了对比，试图将其归进某种已知的化石分类。但他最终发现，有很多奇怪的标本和当今所有已知生物都对不上。在很长一段时间内，大家都把这些化石当成是某种未曾见过的稀世珍宝。直到20世纪60年代科学家们开始全面研究这些化石给生命多样性所带来的重要意义，这个持续了半个世纪的尴尬局面才终于被打破。其实埋藏于这些化石中的某些生物，如今已经变得众所周知，比如三叶虫——早在恐龙时代，三叶虫就已经存在了，它们在海洋中漂荡了2.7亿年——但也有一些生物的容貌、特征实在过于离奇，科学界至今也不知道它们到底是什么。[9]
在这些奇怪的生物当中，有些长了5只眼睛，有些头上冒出了手臂，还有一些长出了像花一样的根茎，以便从古代海洋中汲取各种养分。此外，还有巨型食肉虾、长着大钳子的海蝎、长达几英尺的带刺蠕虫。很多动物的进化方向似乎只是一时兴起，根本没有留下任何后代。不过，在这些令人印象深刻的生物当中，还隐藏着一个小小的、毫不起眼的、长得跟鳗鱼似的皮卡虫，它是人类已知的最早拥有脊椎结构的生物，皮卡虫这种生物没有任何过人之处：它不是体型最大的生物，不是最强壮的生物，也不是数量最多的生物，然而整个种族却成为众多家喻户晓的动物的祖先，就连人类也和它们有着深厚的渊源。皮卡虫为什么进化得如此成功？这到底是个纯粹的意外，还是暗藏着什么深刻的原理？是什么让它们的身体构造优于其他生物？正如生物学家斯蒂芬·杰·古尔德所问：“如果时间可以倒流，生物可以重新进化，我们还能得到同样的观测结果吗？”
利用这些问题的答案，我们可以猜想地外生命的种种。在生活环境类似的情况下，生命的进化路径是会随之相似，还是会塑造出一些前所未有的生命形式？目前我们还不知道答案，但我们可以肯定，一些关键的进化点对生物有着非常深远的影响。在众多器官当中，眼睛对地球生物进化的影响可能是最大的。眼睛这种感觉器官给予了动物狩猎、躲避天敌、搜寻食物的能力。没有感觉器官，你能做的事就只有漫无目的地乱逛，期待食物从天而降。眼睛有着各种各样的形式，比如许多微生物长有可以检测光的方向和强度的受体，而那些拥有聚焦能力的复杂眼睛，据科学家们估算，至少独立进化了50多次。虽然人也是一种视觉生物，但我们的眼睛绝非是最好的：夜行动物拥有更好的夜间视野，猛禽拥有更广阔的视域，甚至有些动物可以看到比人类丰富得多的颜色。[10]
地球上的动物之所以会进化出眼睛，是因为它们真的很实用。我们的太阳是一个巨大的核反应堆，每时每刻都在以光子的形式向太空中放出大量辐射。其中很多光子会传播到地球上，并在各种物质之间来回反射。“进化之神”偶然发现，这些光子中的能量会刺激到某些蛋白质，然后光信号就被转换成了电信号。而且这些蛋白质还可以吸收或反射不同波长的光，从而分辨不同的颜色。[11]考虑到大多数宜居星球都围绕着像太阳一样的恒星旋转，我们有理由认为，大多数复杂生命都会进化出眼睛。不过，恒星并非都长得一模一样。如果我们生活在昏暗的红矮星附近，那我们或许能够看到红外光谱。人类之所以可以看到地球上五颜六色的光线，是因为我们的感光器官是在地球上逐渐进化出来的，刚好可以分辨这些颜色。即便是在地球上，眼睛也有很多种类。比如新西兰大蜥蜴[12]的头上长有第三只眼，还有些动物的眼睛长在了奇怪的位置上。石鳖是一种海洋生物，它背上的壳布满了能够感光的“眼睛”。某些品种的管虫的眼睛长在摄食触角上。盒水母的24只眼睛分属于4个不同的类型，能够给它们提供360度的视野。
尽管我们已经发现地球上的生物种类是如此丰富多彩，并据此推测其他星球上的生命形式也会和地球一样让人眼花缭乱，但我们有充足的理由说明，其实智慧生物之间没有什么太大的不同。一方面，由于需要支撑着一颗较大的大脑，智慧生物的身体必须达到一定的尺寸才行。虽然昆虫是地球上进化得最为成功的生命之一，但它们却不大可能拥有高级智慧，因为它们的大小存在某种上限。昆虫通过皮肤上的小孔进行呼吸，考虑到动物体型越大，表面积和体积的比值就越低（表面积和尺寸的平方成正比，体积和尺寸的立方成正比），一个巨型昆虫会因为缺氧而死亡（昆虫尺寸增加一倍，其氧气摄入量就会相应地减少一半）。[13]不过人的肺部有数以百万计的肺泡，它们的表面积加在一起有网球场那么大，所以人类不存在昆虫所遇到的问题。另一方面，巨型昆虫在蜕皮时会需要更长的时间才能让外骨骼脱落，在此期间很容易被其他动物捕食（而且每次抛弃外骨骼都是对身体资源的极大浪费）。即便对于龙虾来说这都是一个难题，更别说为了获得智慧体积变得比龙虾还大很多的昆虫了。
身体构造又会如何呢？即便物种来自不同的进化方向，它们通常也都会汇聚于同一种进化方式。比如鱼类、哺乳动物、爬行动物听上去有很大不同，但鲨鱼、海豚、史前鱼龙分别以不同的进化方向得到了差不多的身体构造。在地球上，生命主要有两种对称方式：一种是两侧对称，即身体左右两部分呈现镜面对称（比如人类自己）；另一种是辐射对称，即围绕着中心点形成多个对称模块，比如海星。这些对称性非常有利于保持身体平衡，而且遗传密码也可以得到重复利用。所以我们几乎可以肯定，其他星球上的生命也会采用类似的进化方案。有一种说法是，如果进化可以重来，人类可以有五只眼睛、三只耳朵。可是，我们真的会选择这个进化方向吗？人体上有很多成对儿的东西，一方面是因为生物具有两侧对称性，另一方面是为了给身体提供一定的备份（失去了一只眼睛后，仍然可以用另一只眼睛看东西）。但是我们只有一颗心脏和一个胃，这是因为它们的创造成本很高，而且这些器官如果成对出现且同时工作，可能会把身体搞得一团糟。
由于生物体需要能量，所以它们都长着某种形式的胃和消化道，以及一个在体内输送养分和废料的循环系统。尽管某些动物的方式比较另类——比如海星，为了进食它可以把胃吐出体外——但生命确实需要找到一种属于自己的进食方式。除此之外，生物体还需要在体内传递各种信号，所以中枢神经系统也是必不可少的。大多数感觉器官，比如耳朵和眼睛，都长在大脑附近，而且生长朝向非常有利于它们和世界互动。仔细想想这的确很有道理，因为只有长在高处，感觉器官才能发现机会，侦测危险；只有躲在层层包围之中，大脑的感觉系统才能得到很好的保护。综上所述，一个生命体必须拥有消化系统、循环系统、神经系统、眼睛和耳朵，以及一个位于颈部之上、被头骨保护着的大脑。
智慧物种会通过互相交流来协同行动或交换信息，而声波是一种较为便捷的交流方式。通过音高的变化，我们可以在没有视野的情况下传递各种信息。无论是在大海中还是在陆地上，生物的发声方式都经历了很多次的更新迭代。鲸鱼是发声生物中的佼佼者，它的歌声可以传播上千英里，位于地球各地的鲸鱼都可以利用这种歌声进行“口头”交流。狩猎者往往比猎物拥有更高的智力，因为前者必须规划出复杂的战术才能挣口饭吃。对于狼、海豚、虎鲸、黑猩猩这些依靠协同行动来合作捕猎的物种来说，这一点尤为明显。[14]面对一头猛犸象，一个势单力薄的人没有任何机会取胜，但一群人可以互相合作，分散它的注意力，引诱它走入陷阱，最终将其制服。如果没有共同的语言，这些都不可能实现。掌握了技术的复杂生物会倾向于使用附属物操纵工具。反过来，对工具的使用又会在该种群中掀起一阵“军备竞赛”，使大脑的尺寸和复杂度更上一个台阶，而人类正是这样的一个物种。对于陆生动物来说，四条腿可以为两侧对称的身体提供强有力的支撑。不过，假如能够用两只脚站立起来，这些生命就可以腾出两只手来操纵工具。这样看来，我们脑海中外星生命的形象变得更加清晰了：他们身上长着脑袋、躯干、眼睛、耳朵、两条胳膊、两条大腿，有高级智力，能够说话，而且祖先是狩猎动物。
果真如此吗？章鱼是一种好奇心很强的动物，而且智力颇高。它们会使用工具，会把椰子壳套在身上以保护自己，还会扔石头把水族馆的玻璃给打碎。它们的“胳膊”可以操纵物体，经过训练之后甚至还能打开罐子。它们可以逃离迷宫，识别不同的图案和形状，有时还会自娱自乐，顽皮地把玩具扔进水流后再接住它们。章鱼们还可以凭借柔软的身体在狭小的缝隙中穿梭，以便从水箱中逃生，或者偷偷爬上渔船寻找食物。此外，我们还有充足的证据可以证明，生活在水族馆中的章鱼可以利用它们的狩猎技巧在夜幕中对鲨鱼进行伏击，然后吃掉它们。此外，章鱼还长了九个大脑、三个心脏，跟我们想象中的外星人一样怪异。
大概是发觉自己的身体不够强大，章鱼才进化出了智力，掌握了灵活的策略以便追捕猎物或躲避危险。由于缺乏锋利的牙齿作为武装，章鱼会先仔细打量对手的身材，然后再决定到底是该利用环境伪装自己，还是该效仿食肉动物发起猛攻，抑或该寻找掩体保护自己，甚至干脆喷出一团墨汁然后逃之夭夭。虽然和蜗牛、鼻涕虫同属一科，但章鱼显然代表了地球上某种独一无二的进化路线。我们可以大胆想象，在一个水生的外星世界当中，一群八腕目生命可能已经掌握了合作捕猎的技巧，并在水下建立了新的文明。
事实上，我们可能根本无法预测外星生命到底会是什么样子。尽管地球上各式各样的生物给我们提供了一些线索，让我们可以推测外星生命的某些属性，但除非我们可以和它们面对面坐下来交谈，否则一切都是凭空想象。我们可以确定的是，无论它们长什么样，无论它们住在哪里，最终都要遵守同样的物理定律，都要经历几十亿年的演变才能进化成智慧物种。我们是一连串历史事件的最终产物，它们也必将如此。不过，不要以为智力是进化过程的最终目标。从最底层的细菌到食物链顶端的人类，地球上每个生物都处于令人难以置信的进化链条的尾部。由此可见，人类能够幸存至今的概率真是像中了宇宙头彩一样。不过别忘了，流感病毒也活到了现在。平均来说，历史上每1000个物种中只能有一种留存至今。曾经至少有10个不同的人属生物生活在地球上[15]，但只有我们活到了今天。
对于地球上的生物来说，较大的大脑几乎不会带来更好的生物适应度。大多数物种把力气花在了更大的牙齿、更大的爪子或更大的生殖器官上面。尽管某些动物表现出了相当的智力，但人类这种能够发展出科学技术的高级智力就像孔雀开屏一样，是一种非常罕见的现象。当年雨林正在不断被草原取代，而我们生活在非洲的祖先可能正是为了适应这种气候变化才逐渐进化出了智力。之后为了能够长距离行走，寻找更多的食物，能够制定更为复杂的捕猎策略，人类又被迫进化出直立行走的能力。面对瞬息万变的生存环境，大多数生物都没能存活至今，就连人类也曾差点儿翻船。为了适应环境，我们的大脑不断进化，终于掌握了制定独特策略、发明特殊工具的能力。所以，人类种族的不断优化不是为了解决某个特定的挑战，而是为了能够战胜所有的挑战。人类变成了万能的全才，而那些地外生命可能也是如此。
智力的出现是否必然会带来先进的科学技术？在长达数百万年的时间里，石器都是世界上最先进的工具。可是有很多同为人属的生命没能发展出石器技术，因此没能熬过这段时期，整个文明就这样轻易地灭亡了。对于出现在其他世界的高级文明来说，那里的物种也必须设法熬过漫长的探索发现时期，找到养活大量人口的办法，而这正是生命追求艺术、发展工业、实施行政管理的前提。之后他们还要掌握存储、分享信息的能力，还要发明科学、数学、工程学来制造机器、驱动能量、创造载具、运输货物。他们既有好奇心又有创造力。之后他们还会凝视夜空，试图了解自己在宇宙中的位置，还会在太空中寻求更多的资源和机会，将自己的文明发扬光大。和人类一样，他们也是天生的冒险家。
那么，这些外星生命在宇宙中到底有多少呢？宇宙中可能早就挤满了高级文明，只是我们没发现；不过也可能只有人类自己。但是放眼整个历史，哥白尼原则始终颠扑不破。[16]曾经我们以为地球就是一切，后来我们发现，地球不仅不是宇宙的中心，也不是银河系的中心，甚至都不是太阳系的中心。考虑到我们不知道宇宙中高级文明的数量到底是多如牛毛还是屈指可数，我们可以做出这样一种假设：人类在宇宙中并没什么特别之处，我们的环境也并非独一无二，因此我们并不孤单。即便是德雷克公式给出的较为保守的答案，也意味着银河系内最终会出现至少50种文明。当然，这些文明不会立刻就发展起来。由于进化过程通常需要几十亿年，而科学技术的发展只需要几千年，所以有些文明可能在技术上遥遥领先于人类，还有些文明已经被人类远远甩在了后面，甚至还有些文明尚未问世。
如果是第一种情况，那我们将很难发现他们的存在，因为他们较为先进的交流方式无法被人类识别。不过，如果他们的好奇心比较强，那么可能会保留了一些陈旧的无线电探测器，以防有朝一日出现像人类一样较为原始的文明，开始朝着深空不断地发射信号。由于人类的信号微弱得可怜，他们不得不使用非常先进的射电望远镜才能侦测到我们，不过这对于一个高级物种来说应该不成难题。[17]当然，他们也可能相距太远，以至于还没发现我们。尽管人类的广播信号已经在太空中飘荡了大约一个世纪，但这段时间对于银河系来说只是一眨眼的工夫。就像气泡一样，我们的传输范围在太空中形成了一个颇具规模的区域，囊括了500多颗恒星——不过对于太空来说这片区域实在太小，还不到银河系的0.0001%。如果前文提到的50个文明在银河系当中等距分布，那么离地球最近的文明也有几千光年之远。这意味着在相当长的一段时间内，地外文明无法接收到我们的信号。即便困难重重，某些文明也有可能已经听到地球人的声音。如果给他们足够的时间，他们或许会下定决心调查这个声音的来源。
很难想象人类和地外生命相遇时的场景会是什么样。面对地外生命，每个人、每个文化的态度都不尽相同：有人敌视，有人猜疑，有人合作，有人同情，还有人将其视为人类的榜样。[18]纵观人类史，我们在初次接触其他较为原始的文明时表现得并不怎么友好。不过，考虑到高级智慧生命在发展科技的过程中肯定会遇到很多足以毁灭整个文明的雷区，而他们显然已经成功跨越了这一障碍，所以他们可能早就摆脱了随意消灭原始文明的冲动。这可能是费米悖论一个较为合理的答案。也许外星人之所以没被人类发现，是因为他们没理由被发现。在高级智慧生命看来，我们只不过是手无寸铁没有任何威胁的低级生命，也没什么值得学习的科学技术，他们又有什么理由对人类文明动手呢？[19]也许最终只有那些足够开明的、可以长期生存下去的物种才有资格参加星际联盟，成为太空议会的一员。祝人类好运吧。
【注释】
[1]高级地外文明的数量=恒星形成的速率×拥有行星的恒星所占的比例×平均每颗恒星拥有的类地行星数量×有可能进化出生命的行星所占的比例×产生智慧物种的概率×发展出通信技术的概率×高智文明的预期寿命。
[2]除非该恒星很久以前就死掉了，并一直冷却至今。不过没有任何恒星拥有充足的时间完成这一过程。通常需要万亿年的时间恒星才能让温度冷却至生命可以接受的水平，即便如此，上面巨大的引力也会把生命扼杀。
[3]这就是所谓的“人择原理”。我们也可以将其扩充一下：我们无法知道物理学定律是不是出于适应生命的目的而被精准“微调”过，因为只有那些发展出了生命的宇宙才能被其中的生命观测到。
[4]火星、土卫二、木卫三、木卫四、谷神星、土卫一、木卫二、土卫六、海卫一、冥王星。
[5]四项科学实验分别为：（1）利用质谱仪寻找有机物；（2）利用色谱仪寻找氧气、二氧化碳和其他气体；（3）一个寻找碳固定反应的光合作用实验；（4）在营养物质中添加可追踪的碳14，寻找生命新陈代谢的痕迹。对于最后一项实验，第一次注射碳14时获得了阳性结果，但之后的每次注射都没有产生任何有效结果（由此可以推测，要么是因为第一次反应来自某种未知的化学反应，要么是因为这些生物一开始的确存在，但后来消失了）。
[6]弗雷德·霍伊尔提出了“大爆炸”一词，但他原本是想用这个词嘲讽大爆炸模型的。
[7]即“潮汐锁定”。潮汐锁定会造成卫星绕轴自转的周期和绕行星公转的周期有大约相同的时间，比如我们的月球。
[8]1916年，查尔斯·沃尔科特为罗伯特·戈达德提供了他人生中第一笔火箭研究经费，所以查尔斯·沃尔科特也算是为人类的航天事业添了砖加了瓦。
[9]面对种类如此丰富的生物标本，一位名叫西蒙·康威·莫里斯的调查员失声惊呼：“该死，这些生物该不会属于一个全新的‘门’吧！”“门”是生物分类中的一个术语，等级仅次于“界”。地球上一共有34门动物，其中你最熟悉的（哺乳动物、鸟、鱼、爬行动物）大概就是脊索动物门了。昆虫、蜘蛛、螃蟹属于节肢动物门。鱿鱼和蜗牛属于软体动物门。其余的31门动物尽管属于不同的生物门类，但看上去其实都是一些长得差不多的蠕虫。
[10]比如虾蛄有12种颜色受体，可以看到紫外光谱中的颜色（人类有三种颜色受体，狗有两种）。
[11]从某种意义上而言，物体的真实颜色和你看到的颜色正好“相反”，因为你看到的是反射光。比如，一个绿色的物体反射绿色的光，是因为它优先吸收绿色以外的光线。
[12]虽然新西兰大蜥蜴长得像蜥蜴，但它们实际上源于一个比大多数恐龙还要早的独立谱系。
[13]如今最大的昆虫是新西兰巨沙螽，它是一种和蟋蟀很像的怪物，身长足足有8英寸。不过在恐龙时代，地球上的氧气含量比今天高很多，各种巨型昆虫可以生活在当时的环境下，比如翼幅高达几英尺的巨大蜻蜓。
[14]考虑到狩猎者群体中更容易演化出智力，而农业也可以为一个文明提供必不可少的专业技能，那么外星人会不会是杂食动物？这种可能性很高。灵活的饮食和高等智力息息相关，因为杂食动物必须学会利用各种不同种类的食物。有很多智力卓群的动物都属于杂食动物，比如猪、熊、獾、负鼠、浣熊。黑猩猩是地球上第二聪明的物种，它们也是一群杂食的、会协同合作的猎手，就像人类一样。
[15]科学界公认的几种主要人属生物为：先驱人、直立人、匠人、佛罗勒斯人、能人、海德堡人、尼安德特人、罗德西亚人、鲁道夫人、智人（我们自己）。
[16]哥白尼原则假定地球在宇宙中并非处于特殊地位。
[17]人类无线电信号衰减的速度非常快，因此我们很难在一光年之外检测到自己发出的信号。
[18]科幻小说中，几乎每个种族都有着固定的刻板印象。比如在《星际迷航》里，瓦肯人逻辑卓群，克林贡人残暴不仁，贝塔索人多愁善感，佛瑞吉人爱钱如命。可是没有任何人类只具备其中一个特点，由此我们可以推测，外星人的性格应该也是多种多样的。
[19]这种试图解释费米悖论的理论被称为“动物园假说”。《星际迷航》中，“最高指导原则”是星际联盟（地球也是其中一员）的最根本原则。