为何搜寻地外智慧生命时多以地球条件为准？ 第1页

大学里上《自动控制论》的时候对人工智能略有提及，那时候我开过一个巨大无比的脑洞：核聚变生物。

我们现在设想的一切生物都是基于化学反应而存在的，不管你碳基还是硅基还是别的什么基，化学反应决定了你掌握的能级就那样，化学反应能闹出多大动静你说是不？然而生命的存在一定伴随着能量的转移，生命，是个跟宇宙的总体大趋势唱反调的东西，它的熵一定很低，要维持低熵的存在一定有能量的转移——集中或者耗散，生或者死。化学反应仅仅是能量转移的一种方式，还有别的能量转移的方式。

那么，如果有一种生物的存在是基于核反应呢？

准确的说应该是聚变反应，裂变反应在宇宙中其实相当的稀少，远远不如聚变反应来得普遍。在恒星的内部存在着漫长而复杂的核聚变，仅仅以人类可怜的大脑都能想象出（理论推测）无数种核聚变，实际存在多少种，现在还很难说清楚。

然后我惊喜的发现，恒星上的核聚变种类数量，跟常见生物身上生化反应的数量，在数量级上相当。

那么完全有可能，某个恒星内部形成了某种“秩序”，以至于它可以称得上是个生命体。甚至因为它庞大无比的体积、漫长的生命周期，它拥有某种“自我意识”，它能够认识到自己是某种造物。

这样的话，我们的太阳其实是个毛茸茸的小可爱。

不得不承认，刚刚开始意识到生命并不一定是我们常见的花花草草鸟兽虫鱼那个样子的时候，人是很容易激动的。认识到“碳基生物”与“硅基生物”的不同会非常激动，认识到其实核聚变尽管在我们日常的尺度上过于暴烈，但是在太阳那个尺寸上也不过如此的时候，人就变得更激动了。

在渺小的人类眼里，核聚变极其暴烈：

然而其冲击波也就比音速略微快一点，即使是光辐射，也仅仅为299792458 m/s。放到太阳这个尺度里面，光速也显得挺慢的，假设太阳的“屁股”上发生了一场剧烈的核聚变，这个核聚变的光辐射在真空中传播到太阳的“脑袋”上，也需要整整4.64秒。

也就是说，太阳这玩意儿反应一定挺慢的，就像你脚背上被蚂蚁叮一口，你得要4.64秒以后才能意识到自己被叮了。

实际情况比这个还要糟糕，太阳内部的核反应发出的光子，可能需要上百万年才能到达太阳表面，因为太阳内部可不是真空。

所以说，核聚变对于太阳这个尺度的东西来说，既不暴烈，也不迅猛，反而显得微弱而缓慢，足够支撑起一个稳定的生命体存在。

这么来看其实整个宇宙中跟太阳这样差不多的主序星都有可能是某种“生命体”，它足够复杂、存在代谢过程、甚至有可能在漫长的生命周期里面拥有了自我意识。

想一想，宇宙中闪闪发光的恒星们，都是一个又一个的生命体！

这些生命体之间会不会存在某种“通信联络”呢？太阳通过光辐射的微弱变化实现某个形式的“载波”把信号发送给半人马座α星，它俩互相聊起了天，我们以为的“太阳气象”其实就是太阳在跟半人马座α星扯犊子。

甚至这种巨大无比的核聚变生物会与其它形式的生命体交换信息达成某种“沟通”。

那么这种场景居然有可能成为现实：

想一想还真TM带感呢。

还好紧接下来的一门课就是《信号系统》。

指挥自动化专业的课程设置还是有一定的科学性的，它有效阻止了学生们乱TM开脑洞，不会沉浸在脑洞中无法自拔从而耽误你成为一个对社会有用的人，对军队有贡献的人。

在《信号系统》专业里我们学习了噪声这个概念，它让我们意识到，因为宇宙尺度的巨大，这种“核聚变生物”的存在是没有意义的。

就现在人类掌握的所有能量功率，从巨大无比的“沙皇核弹”，到你家里电动牙刷上面那个小马达都算上，考虑到地球和太阳之间的距离，把这些功率都集中到一个非常狭窄的频段，比如说一束激光，送到太阳那个位置也远远低于能够检波的最低阈值……

换句简单的话说就是人类拼尽吃奶的力气也不可能让太阳注意到你。

假设太阳真的有个“传感器”，你就当它是个眼睛吧，人类玩了命也不可能引起太阳的注意。人类目前掌握的总功率大概是2 x 10^13瓦这个数量级，而太阳仅仅是投射到地球上的功率就高达1.740×10^17瓦，比人类牛逼出去4个数量级。

那么即使人类把自己掌握的一切能量全部集中成为一束激光，精确无误的biu到太阳的“眼睛”上，这一束激光也没办法从太阳自己产生的噪音中检出，于是毫无悬念的被太阳忽略了。

半人马座α星的情况比这个还要惨，在太阳的这个距离上，尽管半人马座阿尔法星（主星，不是那个暗淡的）发射功率也非常惊人，但是它依旧没办法引起太阳的注意。夜晚你可以抬头看看星空，那些星星惨淡的光线到达太阳以后比人类拼尽全力的那一束激光要小十几个数量级，更容易淹没在太阳自己的噪音中间。

总之，整个宇宙除了非常近的伽马射线暴，没有任何东西可能引起太阳的注意。

或者脉冲星的电磁脉冲束刚好扫过太阳，或者另一颗恒星直接一头撞到太阳上。

这两个事情发生的概率都低到没办法计算。

因此即使太阳就是个生命体，而且有相当厉害的自我意识，还不知道图个什么进化出一个“传感器”，它也不可能感受到周边别的东西的存在。在太阳的光球层以内，宇宙中别的任何东西都显得非常非常的暗淡不起眼。

宇宙的尺度实在是太大太大太大了，而恒星实在是太亮太亮太亮了，因此就算恒星是个生命体，它也没办法感知周边别的东西的存在。

所以它根本就不可能“长”出什么感受器来，它更不会有任何跟外界沟通的需求。

这么看的话，太阳就算有了自我意识，它也一定是个自以为是的死胖子。

从那以后我就理解了包括但是不限于SETI在内的名目繁多的搜寻地外智慧生命计划，一定要以地球条件为参考的原因，不管你脑洞开得有多大，没有意义的东西就是没有意义。

太阳离我们的距离在宇宙中显得相当近了，仅为一个天文单位，就算它就是个生命体甚至有自我意识，但是这有什么意义呢？相互无法理解的生命体之间，本身不可能达成沟通，甚至你找到了也没法意识到它就是个智慧生命，更没法证明它就是个智慧生命。

脑洞就是脑洞而已。

相信我，科学家开脑洞比你厉害一万倍，你能开出来的脑洞，他们早就开过无数遍了。最终，开脑洞还是要落到实处来，毕竟脑洞不能当饭吃。地外智慧生命的存在首先是要符合人类的理解能力，人类，一种卑微渺小的存在，仅仅掌握了一个石头行星表面一点微不足道的资源，何德何能跑去定义什么是“生命”呢？

归根结底，人类只能认跟自己差不多的东西叫“生命”而已。

是的，为什么生命一定会产生在位于宜居带上的星球呢，他们的存在为什么要有水呢，也许它们身体内部以液态氨或者二氧化碳为溶剂进行生化反应。说不定在地心深处也有另一种生物呢，他们以地热为能量，长得像石头一样，他们呼吸氧气呼出二氧化硅。他们也就是你脑洞大开的硅基生物。

想到这儿，我觉得我家的小米扫地机器人也是个生命呢。它以电为食，能发出声音，还能够运动。它坏掉那一刻就是生命终止的那一刻。

什么？你说我说得不对，那不是生命！于是我们争论不休谁也说服不了谁。怎么办呢？

所以说，基于共同的认识，接下来的讨论才有意义。不然这就不是严肃的科学。

那么什么才是共同的认识呢，首先我们先定义什么是生命：

生命的传统定义如下（摘自维基百科）：

体内平衡：能够调节体内环境以维持身体处于一个相对恒定的状态，例如恒温动物能发汗来降低过热的体温，也能靠发抖来产生额外的热量以保持体温。
组织性：由一个或以上的生物基本单位──细胞所组成。
新陈代谢：能够转换非生物为细胞成分（组成代谢）以及分解有机物（分解代谢）来获取和转化能量。生物体需要能量来维持体内平衡及产生其他生命现象。
生长：使组成代谢的速率高于分解代谢的速率来让细胞体积增大，并在细胞分裂后使细胞成长。一个生长中的有机体增加其细胞的数量和体积，而不止是将得到的物质积存起来。某些物种的个体可以长得很巨大，例如蓝鲸。
适应：对环境变化作出反应的能力，与生物当前的身体构造、生活习性及遗传有关。这种能力对生存是很重要的。生物可以通过进化适应环境。
对刺激作出反应：反应可以以很多方式进行，从单细胞变形虫被触碰时的收缩到高等生物在不同情况下的复杂反射。最常见的反应是运动，例如植物的叶片转向太阳以及动物追捕其猎物。
繁殖：能够产生新的个体。包括只需一个亲本的无性生殖和需要至少两个亲本的有性生殖。

为什么要下定义呢？下定义的好处划定一个界限，界限里面是生命，外面不是。另一个好处是能够降低沟通成本。要是早知道这个定义，我就不会把小米机器人算作生命了，也能够避免之前的争论。此外，也能够把所谓纯能量生命体一类的东西排除在外。

由于地球上的生命是唯一已知的生命形式，天体生物学家们对外星球生命的生存条件提出了以下三点假设，这样做能够极大减轻科学工作者们的负担：

第一，绝大多数生命体都是碳基生命；

第二，要有液态水的存在。新陈代谢需要水，水在目前来看是作为生物体内生化反应的完美溶剂。而水在满足一定温度和气压下才会是液体，所以才会有宜居带的说法。

第三，围绕着类似太阳这样的恒星公转的行星更有可能产生生命。特别大的恒星寿命很短，它的行星没有足够的时间产生生命。而特别的小的恒星不足以产生足够的热量，并且它的行星更容易被潮汐锁定。

那么基于我们现在的认知，系外行星的生命大概会长什么样子呢？

2013年，在Kepler Mission项目工作的研究人员通过统计得出，仅仅在银河系中，就有4*10^10个与地球差不多大小的类地行星，其中的1.1*10^10绕着与我们太阳相似的恒星公转。而趋同进化理论指出：在遇到同样的问题时，动物在相似环境下会进化出类似的解决方案。所以，假设此行星的环境（大小，重力，大气，海洋陆地百分比等）非常类似地球，那么在这星球上生存的动植物很有可能地球上的动植物长得相似，于是类人型的生物长得与人类相似也并非绝无可能。

而在低重力星球，比如火星，又是另外一种情况。火星处于太阳系内宜居带的边缘，但它的环境却非常严酷。在地球上有一种生活在牛肠道里能够产生甲烷的一种细菌在火星上非常容易存活。所以，类似这种细菌的生物生存在火星上是非常有可能的。此外，在低重力星球中，对于肌肉和骨强度的需求并不像地球上的生物那么大，这里生物的腿很有可能长得细而长。与地球生物相比，他们需要的能量更少，因此心脏与血管也更小更细。类人型生物长得比地球人要更高。

绝大多数现在发现的系外行星都是超级地球（superearth），它的质量一般是地球的1.2倍到5倍。与低重力星球相反，超级地球的质量比地球大，也意味着上面的重力比地球要高。复杂的生命会更矮更加强壮，骨密度会更高，拥有更加强壮的肌肉，血液通过循环系统时也需要更多的能量。因此他们的心脏也会更大。在这个星球上，类人型生物（两脚兽）也许不会进化出来，因为仅用双腿很难支撑他们的身体。

地球上地表的平均温度是5摄氏度。而水在0-100度之间都是液体，所以这意味着一些相对地球热一点的星球上也可能存在生命。他们也许能够进化出发光的皮肤用于反射阳光或者是双循环系统用于把热量带到皮肤表面。

生活在一颗围绕着红矮星的行星上的外星生物，除了可见光外会有着更广阔的视觉范围，甚至可能会看得见红外线，所以他们用于接受光线的眼睛会长得更大。为了让别的生物能够看得见自己，他们的皮肤也可能会进化出红色。红矮星的辐射会比太阳更强，这里的生物也许会进化出厚厚的外壳用于抵挡辐射。

目前关于生命的定义并不是完美的，是基于目前科学家们对已经发现生命的认识而产生的。随着科学的发展，我们对世界的认识也不断更新。比如在18世纪和19世纪，牛顿的力学体系是完美的。但20世纪初随着物理学的发展，大家发现这只在宏观世界中低速和弱引力的条件下适用，于是就有了爱因斯坦的相对论和量子力学。很有可能我们现在对生命的认知就像三百年前牛顿的力学体系一样是不完善的。但如果以后我们真的找到了地外生命，他们也许是科学家想象出来的硅基生命或者铁基生命，也许这种生命形式在我们的想象力之外。那么我们对生命本身到底是什么这个问题，也会有新的认识。

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12月21日更新：

看评论发现大家对其他的生命形式（硅基生命等）更有兴趣。趁热打铁又写了一个回答有关于此的。需要强调的是，科学家并没有否认他们的存在，但寻找或者验证这种完全未知的生命体非常困难，因此寻找这些生命目前并不是天体生物学的主流。

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  cheng-feng-po-lang-14-18-62 网友的相关建议: 
      

哪里是在外星人，明明是在找殖民地嘛

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  tommaxmim-18 网友的相关建议: 
      

吐槽一下，这类问题太多了，拷贝回答过来还被处罚，浪费资源。

经济性才是星际殖民的关键出发点。

参考串联回答。

哈哈

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  tang-hong-hai-37 网友的相关建议: 
      

根据我司规定，五十人以上猿工群以及五万粉以上微博账号、一万粉以上抖音账号、不论粉丝多少的公众号，不管是因公注册还是私人持有，都必须填表上报。我司不知道知乎。

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