((This article is translated from "Beyond Star Trek" of L. M. Krauss))
((未經譯者同意, 請勿轉載))
還好, 布魯諾因為他的主張而被綁在柱子上燒死 (譯註: 布魯諾熱烈聲援哥白尼的地動說, 並主張地球只是眾多世界中的一個, 被羅馬教廷視為異端邪說而處以火刑, 成為科學界在神權統治下的第一個殉道者.) 之後, 只過了 400 年, 編劇們就已經可以自由地讓想像力奔馳了. 我一直佩服好萊塢科幻編劇對外星生物的描寫. 但若要說文學跟幻想有什麼欠缺之處, 那就是宇宙中可能的生命種類及數量. 就算你把矽基的霍塔 [Horta], 像昆蟲的原田 [Harata], 神經機械的博格 [Borg]; 烏奇 [Wooky], 沙蟲 [Sand Worms], 尤達 [Yoda], 以及赫特族賈霸 [Jabba the Hut]; 小 ET, ID4, 異形及 MIB 星際戰警裡所有黏答答的外星怪獸全加起來, 也只看到真正可能生命的皮毛而已.
看看下面的敘述. 以 DNA 做自我複製的生命形式中, 有四個不同的基因 "字母", 而一個基因大約是 1,000 個這種字母的任意組合; 所以你可以算出, 所有可能的變化量大約是 10 的 600 次方. 就算大自然能讓地球上的細胞每秒製造出一種新的基因組合, 那麼在整個地球歷史內能製造出的基因組合也不過是 10 的 47 次方而已.
好, 雖然基因中許多個別字母都是互不相干的, 但是即使如此, 就算所有基因組合中的 99.999999999999999999999999999999999999999999999% (譯註: 別數了, 就是 1 減 10 的負 47 次方啦) 都是垃圾基因, 可能曾在地球上出現過的不同生物總數相較於可能的組合, 比例仍小於一個原子相較於全宇宙的所有原子!
這還只是 DNA 而已. 對於其他自我複製的有機 (或無機) 生物組合, 我們還不確定它們是否也可能存在 - 這樣的話, 前述宇宙生命的可能種類評估可能就要再大上好幾個數量級. 除了可能性的無窮無盡之外, 近年來許多令人振奮的發現也讓我們重新考慮調高生命在銀河他處進化的可能性. 如果要選 "異形紀念年" 的話, 過去這一年是最佳選擇之一. 我們現有的每項間接證據 (一項比一項有力) 都指出, 生命是隨處都有的. 我們以前完全未注意到, 構築生命的磚塊是如何在地球上形成的; 現在我們已有了許多具說服力的理論. 此外, 如我在上一章提過的, 生命總是在錯誤的地方被發現. 對科學家來說, 沒有什麼會比大量的新資訊令我們出乎意料更讓人興奮的了.
要強調的是, 並非任何事都有可能發生. 即使外星生命有如此大量的潛在多樣性, Star Trek, Ｘ檔案及異形電影系列的編劇們 (以及一些幻想被外星人綁架的人及他們的精神醫師) 有時還是寫得太過分了點. 有個常見的例子, 就是編劇偏愛描寫成功的跨種族交配 (這裡我指的並不是地球上常見的跨種族婚姻, 而是 Star Trek 中魯莽的放縱. 如 1960 年代逃過電審員剪刀的有名場景, 科克艦長跟迪拉女王 [Queen Deela]; 如貝芙莉˙庫修 [Beverly Crusher] 醫官跟歐登 [Odan] 大使; 如壯男威廉˙瑞克 [William Riker] 與每個穿裙子的外星人.) 在我上本書出版後收到的信件中, 所有非關物理的議論中, Star Trek 在這一點受到最多的奚落 - 不過我懷疑Ｘ檔案中人類外星混血兒招致的影迷奚落會比 Star Trek 少. 在地球上, 生物學家跟一些農夫都知道, 跨物種交配而產生的後代通常很難養活. 基因密碼雖然延展性無窮, 但同時也很敏感. 你不妨試試在視窗九五 [Windows 95] 上面跑麥金塔 [Macintosh] 程式看看! 即使基因組成十分接近的物種, 在生物學上也可能是無法相容而繁殖的. 就算在一些罕見的情況下後代可以成長 (例如騾子), 它們本身通常也沒有生育能力.
注意, 這只在同一行星上, 數百萬年來共同遵循進化規則, 而且彼此的基因組 [genomes] 沒有太大差異的物種上才成立. 想想兩個在不同行星上發展的物種試圖雜交會是什麼樣的情形. 即使基本的化學反應相同 (通常不太可能), 也很難令人相信雜交的結果 (例如瓦肯人跟人類雜交可以產生史巴克) 會比人類跟黑猩猩 [chimpanzee] 混種更有可能成功地產生後代. (我的說法不能用於推斷瓦肯-人類間類比的一致性.)
無論如何, 過去幾年來的神奇新發現, 已經改變我們對宇宙生命可能性的看法. 在從前, 太陽系外還有行星存在純粹只是猜測而已, 允許生命形成並存活的條件範圍也遠比我們現在所知的要狹隘. 本世紀再也沒有像如今這麼多的理由, 能樂觀地支持在未來發現外星生命 (甚至外星智慧生命) 的可能性.
早在 30 年前, 對於外星文明存在可能性的預估就已被編成日後著名的德瑞克 [Drake] 方程式 (根據提出者法蘭克˙德瑞克 [Frank Drake] 命名). 這條方程式中, 銀河中智慧文明的數量可以用銀河中恆星的數量乘上一連串以比例表示的機率數字而計算出來: 恆星可能有行星系統的比例; 行星系統有類地行星的比例; 恆星穩定的時間足夠讓生命進化的比例; 這些生命能進化出智慧的比例等等. 就某種意義來說, 這條方程式將我們的無知程度參數化, 因為這裡的每項基本機率都可以成為辯論的主題. 因此, 不同的團體所評估的銀河智慧文明數量從數百萬到一不等. 然而, 當我們的知識隨著時間增加, 至少對於其中的某幾項因子已經有比較可靠的評估.
然而, 我一直覺得這種方法有個潛藏的問題, 並且在最近那不勒斯的外星智慧研討會上跟法蘭克˙德瑞克本人討論了我在第二章提過的疑點. 這一點就是, 那些獨立機率的值大多都已經很小了, 它們的乘積一定更小. 所以, 從銀河中大約四千億的恆星中或許只能找到少量的智慧文明. 好, 既然可能性這麼低, 那麼它們就應該很難預估. 罕見事件的統計學是十分精微奧妙的, 如此幼稚天真地將機率應用其上可能不是最好的評估方式.
首先, 若你考慮的機率是由許多個別的機率相乘而得, 那結果必須是個很小的數, 因為每項個別機率都小於一, 所以它們的乘積必定更小. 比方說, 你生活中每項單一個別事件會發生的機率都趨近於零. 我今天早上七點半若要在日內瓦起床, 首先我必須離開研究室出差, 那表示我本來人在研究室, 這又表示我選擇以物理學家為職業, 依此類推. 更直接的, 我要在早上七點半醒來, 表示可能我窗外有個池塘, 裡面某條蝌蚪變成了青蛙, 並且在七點二十九分整鳴叫, 依此類推. 雖然這一切的可能性 (還有其它多到講不完的) 都很低, 導致我最後真的準時起床的機率更是小到不能再小, 但是我還是醒來了. 低機率的事件總還是不斷在發生, 因為不管什麼事件其實發生的可能性都很小.
對了, 如果有人這樣跟你說的話要小心: "我有天作夢老婆從樓梯上掉下來摔斷腿. 後來過了一個禮拜, 她真的摔跤受傷了 - 這不是很神奇嗎? 我作夢會實現的機率那麼低, 可見冥冥之中一定有股詭異的力量在運作." 呃, 著名的物理學家理查˙費曼 [Richard Feynman] 總是對這類問題提出一個有趣的反駁, "你絕不會相信我今天早上發生了什麼!" 當你中計之後, 他會回答, "完全沒什麼特別的!" 重點在於我們會傾向於記住特殊的事件並忘掉平常的事. 無論如何, 神奇的巧合的確很神奇, 但是或許並不如我們想像的那麼神奇.
我們還會遇到另一個相關的問題. 如果要考慮許多個別事件發生的機率, 那麼就要同時考慮他們之間是否有關聯 - 意思是, 它們是否真的彼此獨立. 如果它們有關聯, 直接將個別的機率相乘並不會給你正確的估計值, 最後真正發生的機率可能會比你算出來的要大很多. 比方說, 我在任一時間會說髒話的機率很低 (但絕不是零). 我在任一時間會撞到手肘的機率也很低. 然而, 我撞到手肘然後說髒話的機率並不等於兩者相乘, 因為罵髒話的機率跟受傷的機率彼此相關. 同樣的, 行星能躲過隕石及彗星撞擊的時間夠久到讓智慧生命進化的機率很低. 太陽系外圍有像類木行星的機率也很低. 但是這兩者不是獨立的: 木星的引力強大到足以將許多潛在致命的物體拉離地球的軌道.
這種概念的現代說法是 "條件機率" [conditional probability]. 其闡述者認為, 我們該考慮的不是與事件關聯不如想像中大的 "絕對機率" [absolute probabilities], 而是 "條件機率" - 某些事件在某些前提條件下會發生的機率. 然而, 我們有時並不知道哪些機率是其他機率的條件; 所以當你試圖預估某些特定事件組合 (不是那種實驗室裡精準控制的試驗) 會發生的確實機率時, 事情可能會變得很複雜.
有人針對這個問題發展了一個方法. 這是基於一個直覺上相反但是非常重要的概念: 絕對機率很小的事件, 真正發生的頻率可能反而高於其他可能. 如我之前提過的, 若考慮所有偶然條件, 世界上發生的每件事都可以看成擁有極小的機率. 所以重要的不是絕對機率, 而是相對機率. 有這麼多種結果, 哪一組資料會比其他組更有可能發生呢? 如果某一組可能的結果, 其機率大約為百萬分之一 - 那聽起來很小. 但如果其他上百萬組結果的機率都是十億分之一, 那麼在每一次獨立的測試中, 第一組結果被觀察到的可能就是其他組的 1,000 倍.
當然, 牽涉到這麼多可能的結果, 在操作上重要的並不是某一組特定的結果, 而是觀測到的某一組結果是否靠近具有最大可能性 [maximum likelyhood] 的那組結果. 舉個例子會更清楚. 假設我丟銅板, 並計算正反面的次數. 直覺上我們都知道, 最大的可能是正面的次數大約跟反面的次數相等. 然而, 我們並不會預期正面的次數總是等於反面的次數. 如果我丟 10 次, 我可能會得到 6 次正面, 4 次反面, 或是反過來. 當我丟銅板的次數越來越多, 可能結果的不同組合次數會持續增加, 所以任何特定一組結果的機率 (比方說, 丟 1,000 次得到 499 次正面跟 501 次反面) 就越來越小, 這正是因為有越來越多不同的可能會發生. 但即使任何特定組合的絕對機率降低了, 正面對反面機率接近五十五十的相對機率仍會越來越高. 當你丟了一百萬次之後, 偏離此平均值 10% 的可能性比只偏離 1% 的可能性要小 1,000 倍! 雖然最可能得到的 500,000 正面對 500,000 次反面, 機率不到千分之一, 但是這是真的.
我可以寫下丟一百萬次銅板時, 任何特定的正反面紀錄. 很容易就可以計算出此一特定組合 (比方說, 正正反正反反反正反正反....) 的發生或然律, 因為它發生的可能只有一種. 因為每次丟銅板得到正面的機率是 0.5 (50%), 那麼得到任一特定組合的機率就是 0.5 x 0.5 x 0.5 x .... = 0.5^1,000,000 (0.5 的一百萬次方), 而這個, 不用我說你也知道, 是個很小很小的數字.
所以, 既然每個特定序列 (即使是一百萬次反面) 發生的機率都和其他序列一樣, 那我們為何從不預期看到一百萬次反面呢? 呃, 那是因為有很多正反面組合的方式都會得到 500,000 次正面跟 500,000 次反面, 但是要得到一百萬次反面卻只有一種可能組合. 就這麼簡單.
在這裡, 最大可能性的技巧就是要藉相對機率的比較來找出最可能發生的組合特性, 而不用考慮絕對機率, 並且認清任何一個特定的序列都同樣可能是極端罕見的. 這裡用到的方法可以告訴我們, 導致得到接近 500,000 次正面的序列比任何其他組合都更有可能發生, 所以任何一個可能導致此一結果的序列都比其他組合更容易被觀察到, 不論單一特定序列發生的可能性有多低.
那麼, 這一切跟評估宇宙中存在外星生命的可能性有什麼關聯? 呃, 應該要考慮的不是導致智慧生命的一連串特定事件發生的絕對機率, 而是會導致生命的序列相對於不會導致生命的序列之間的相對機率. 相對機率才是真正重要的. 如果我們過去十年中學到了些什麼, 那就是生命遠比我們想像的還要更堅強. 我現在更願意相信, 在有熱, 有光, 有水的狀況下, 即使產生生命的特定程序發生機率很低, 要讓有機物質 "不" 發展出生命卻是很困難的. 與其考慮行星環境跟地球相似的可能性有多高, 不如先問, "在特定行星上, 數十億年的時間內, 有機物質無法藉任何方式形成自我複製系統的機率有多高?"
我再重複一次, 我對這些問題的答案毫無頭緒, 我也必須強調, 這些答案遠超出我的專業範圍之外. 但對我來說, 就如同前面的丟銅板例子, 演化出生命的途徑可能遠比確定一個星系沒有生命的途徑要多.
當我們思考這些術語時, 若是把焦點集中在導致地球演化出智慧生命所必須的幸運環境組合, 那就未免太離譜了. 如果某個星系演化出某種生命的可能性比確定沒有生命的可能性要高, 那麼 (即使任何特定事件組合導致生命的可能性很低) 我們多多少少就有把握這樣的環境組合在大部分情況下都有可能發生.
我並不是說德瑞克方程式錯了 (它並沒有錯), 也不是說它必須被我的克勞斯方程式取代 (雖然那確實比較響亮好聽). 如果我們能得知導致任何生命形式的所有偶然因素, 我們就可以確切地寫下它的機率, 也就可以準確地決定智慧文明的數量. 或許總有一天, 演化生物學本身有了長足的進化, 我們就可以做到. 不過, 除了那項知識之外, 比較相對機率或許可以提供我們更好的洞察力.
最後, 還有一項壓倒性的因素, 顯示生命 (甚至智慧生命) 在其他地方可能, 甚至很常發生. 那就是我們的存在. 這項無可辯駁的事實顯示了智慧生命至少在銀河中某些已知的特定環境組合下可以形成. 此外, 地球上的自然歷史教訓顯示, 生命不但極度堅強到可以從大滅絕中倖存, 而且導致不同複雜有機生物的演化途徑也有很多種. 由此看來我們應該注意, 雖然自然歷史告訴我們地球上的演化很迅速, 還是花了將近 40 億年才演化出智慧生物, 而且只能靠一連串歷史上的意外. 這明顯地表示, 生命雖然很普遍, 但智慧生命卻不是. 另一方面, 同樣根據上面的敘述, 智慧生命可以源自很多不同的歷史軌跡, 造成我們出現的只是其中之一而已. 想從單一樣本探索所有的可能, 未免太困難了!
一般來說, 既然我們的太陽只是顆很普通的恆星, 在銀河中的位置也沒什麼特別, 而且大自然就跟物理化學定律一樣不斷地重複, 所以我認為銀河中若沒有佈滿生命的話未免太奇怪了. 我相信, 要發現我們在銀河中的表兄弟只是時間問題 (雖然或許是宇宙級的時間) 而已, 不是定理上的問題. 我還可以更進一步地推測, 下個世紀在太陽系中的其他地方, 可以發現微生物形式的生命. (至於它們和地球生命的起源是否相同, 又是另一個值得爭議的問題了.) 然而, 想發現外星智慧生命無疑地還需要很長的一段時間, 因為目前尚無法進行鄰近恆星的來回航程, 而且在缺乏一致的通訊形式時, 想在廣大的太空之間通訊也太過困難.
這麼看吧, 即使沒有船隻可以橫跨大西洋或太平洋, 要向對岸的文明傳遞訊息 (或至少打個招呼) 還是可能的, 例如我們有時會發現漂流數千里外的瓶中信. 但是在歐洲文明發展出越洋航行的這麼長一段時間內, 卻沒有得到關於新世界文明的任何知識.
不過, 跟首批只想發財的越洋探險家不同, 地球第一批星際探險家可能不會有回來的打算. 或許有一天我們將不得不成為流落銀河的難民. 驅使我們離開的, 是物理的定律, 而非人類的定律.
((未經譯者同意, 請勿轉載))
還好, 布魯諾因為他的主張而被綁在柱子上燒死 (譯註: 布魯諾熱烈聲援哥白尼的地動說, 並主張地球只是眾多世界中的一個, 被羅馬教廷視為異端邪說而處以火刑, 成為科學界在神權統治下的第一個殉道者.) 之後, 只過了 400 年, 編劇們就已經可以自由地讓想像力奔馳了. 我一直佩服好萊塢科幻編劇對外星生物的描寫. 但若要說文學跟幻想有什麼欠缺之處, 那就是宇宙中可能的生命種類及數量. 就算你把矽基的霍塔 [Horta], 像昆蟲的原田 [Harata], 神經機械的博格 [Borg]; 烏奇 [Wooky], 沙蟲 [Sand Worms], 尤達 [Yoda], 以及赫特族賈霸 [Jabba the Hut]; 小 ET, ID4, 異形及 MIB 星際戰警裡所有黏答答的外星怪獸全加起來, 也只看到真正可能生命的皮毛而已.
看看下面的敘述. 以 DNA 做自我複製的生命形式中, 有四個不同的基因 "字母", 而一個基因大約是 1,000 個這種字母的任意組合; 所以你可以算出, 所有可能的變化量大約是 10 的 600 次方. 就算大自然能讓地球上的細胞每秒製造出一種新的基因組合, 那麼在整個地球歷史內能製造出的基因組合也不過是 10 的 47 次方而已.
好, 雖然基因中許多個別字母都是互不相干的, 但是即使如此, 就算所有基因組合中的 99.999999999999999999999999999999999999999999999% (譯註: 別數了, 就是 1 減 10 的負 47 次方啦) 都是垃圾基因, 可能曾在地球上出現過的不同生物總數相較於可能的組合, 比例仍小於一個原子相較於全宇宙的所有原子!
這還只是 DNA 而已. 對於其他自我複製的有機 (或無機) 生物組合, 我們還不確定它們是否也可能存在 - 這樣的話, 前述宇宙生命的可能種類評估可能就要再大上好幾個數量級. 除了可能性的無窮無盡之外, 近年來許多令人振奮的發現也讓我們重新考慮調高生命在銀河他處進化的可能性. 如果要選 "異形紀念年" 的話, 過去這一年是最佳選擇之一. 我們現有的每項間接證據 (一項比一項有力) 都指出, 生命是隨處都有的. 我們以前完全未注意到, 構築生命的磚塊是如何在地球上形成的; 現在我們已有了許多具說服力的理論. 此外, 如我在上一章提過的, 生命總是在錯誤的地方被發現. 對科學家來說, 沒有什麼會比大量的新資訊令我們出乎意料更讓人興奮的了.
要強調的是, 並非任何事都有可能發生. 即使外星生命有如此大量的潛在多樣性, Star Trek, Ｘ檔案及異形電影系列的編劇們 (以及一些幻想被外星人綁架的人及他們的精神醫師) 有時還是寫得太過分了點. 有個常見的例子, 就是編劇偏愛描寫成功的跨種族交配 (這裡我指的並不是地球上常見的跨種族婚姻, 而是 Star Trek 中魯莽的放縱. 如 1960 年代逃過電審員剪刀的有名場景, 科克艦長跟迪拉女王 [Queen Deela]; 如貝芙莉˙庫修 [Beverly Crusher] 醫官跟歐登 [Odan] 大使; 如壯男威廉˙瑞克 [William Riker] 與每個穿裙子的外星人.) 在我上本書出版後收到的信件中, 所有非關物理的議論中, Star Trek 在這一點受到最多的奚落 - 不過我懷疑Ｘ檔案中人類外星混血兒招致的影迷奚落會比 Star Trek 少. 在地球上, 生物學家跟一些農夫都知道, 跨物種交配而產生的後代通常很難養活. 基因密碼雖然延展性無窮, 但同時也很敏感. 你不妨試試在視窗九五 [Windows 95] 上面跑麥金塔 [Macintosh] 程式看看! 即使基因組成十分接近的物種, 在生物學上也可能是無法相容而繁殖的. 就算在一些罕見的情況下後代可以成長 (例如騾子), 它們本身通常也沒有生育能力.
注意, 這只在同一行星上, 數百萬年來共同遵循進化規則, 而且彼此的基因組 [genomes] 沒有太大差異的物種上才成立. 想想兩個在不同行星上發展的物種試圖雜交會是什麼樣的情形. 即使基本的化學反應相同 (通常不太可能), 也很難令人相信雜交的結果 (例如瓦肯人跟人類雜交可以產生史巴克) 會比人類跟黑猩猩 [chimpanzee] 混種更有可能成功地產生後代. (我的說法不能用於推斷瓦肯-人類間類比的一致性.)
無論如何, 過去幾年來的神奇新發現, 已經改變我們對宇宙生命可能性的看法. 在從前, 太陽系外還有行星存在純粹只是猜測而已, 允許生命形成並存活的條件範圍也遠比我們現在所知的要狹隘. 本世紀再也沒有像如今這麼多的理由, 能樂觀地支持在未來發現外星生命 (甚至外星智慧生命) 的可能性.
早在 30 年前, 對於外星文明存在可能性的預估就已被編成日後著名的德瑞克 [Drake] 方程式 (根據提出者法蘭克˙德瑞克 [Frank Drake] 命名). 這條方程式中, 銀河中智慧文明的數量可以用銀河中恆星的數量乘上一連串以比例表示的機率數字而計算出來: 恆星可能有行星系統的比例; 行星系統有類地行星的比例; 恆星穩定的時間足夠讓生命進化的比例; 這些生命能進化出智慧的比例等等. 就某種意義來說, 這條方程式將我們的無知程度參數化, 因為這裡的每項基本機率都可以成為辯論的主題. 因此, 不同的團體所評估的銀河智慧文明數量從數百萬到一不等. 然而, 當我們的知識隨著時間增加, 至少對於其中的某幾項因子已經有比較可靠的評估.
然而, 我一直覺得這種方法有個潛藏的問題, 並且在最近那不勒斯的外星智慧研討會上跟法蘭克˙德瑞克本人討論了我在第二章提過的疑點. 這一點就是, 那些獨立機率的值大多都已經很小了, 它們的乘積一定更小. 所以, 從銀河中大約四千億的恆星中或許只能找到少量的智慧文明. 好, 既然可能性這麼低, 那麼它們就應該很難預估. 罕見事件的統計學是十分精微奧妙的, 如此幼稚天真地將機率應用其上可能不是最好的評估方式.
首先, 若你考慮的機率是由許多個別的機率相乘而得, 那結果必須是個很小的數, 因為每項個別機率都小於一, 所以它們的乘積必定更小. 比方說, 你生活中每項單一個別事件會發生的機率都趨近於零. 我今天早上七點半若要在日內瓦起床, 首先我必須離開研究室出差, 那表示我本來人在研究室, 這又表示我選擇以物理學家為職業, 依此類推. 更直接的, 我要在早上七點半醒來, 表示可能我窗外有個池塘, 裡面某條蝌蚪變成了青蛙, 並且在七點二十九分整鳴叫, 依此類推. 雖然這一切的可能性 (還有其它多到講不完的) 都很低, 導致我最後真的準時起床的機率更是小到不能再小, 但是我還是醒來了. 低機率的事件總還是不斷在發生, 因為不管什麼事件其實發生的可能性都很小.
對了, 如果有人這樣跟你說的話要小心: "我有天作夢老婆從樓梯上掉下來摔斷腿. 後來過了一個禮拜, 她真的摔跤受傷了 - 這不是很神奇嗎? 我作夢會實現的機率那麼低, 可見冥冥之中一定有股詭異的力量在運作." 呃, 著名的物理學家理查˙費曼 [Richard Feynman] 總是對這類問題提出一個有趣的反駁, "你絕不會相信我今天早上發生了什麼!" 當你中計之後, 他會回答, "完全沒什麼特別的!" 重點在於我們會傾向於記住特殊的事件並忘掉平常的事. 無論如何, 神奇的巧合的確很神奇, 但是或許並不如我們想像的那麼神奇.
我們還會遇到另一個相關的問題. 如果要考慮許多個別事件發生的機率, 那麼就要同時考慮他們之間是否有關聯 - 意思是, 它們是否真的彼此獨立. 如果它們有關聯, 直接將個別的機率相乘並不會給你正確的估計值, 最後真正發生的機率可能會比你算出來的要大很多. 比方說, 我在任一時間會說髒話的機率很低 (但絕不是零). 我在任一時間會撞到手肘的機率也很低. 然而, 我撞到手肘然後說髒話的機率並不等於兩者相乘, 因為罵髒話的機率跟受傷的機率彼此相關. 同樣的, 行星能躲過隕石及彗星撞擊的時間夠久到讓智慧生命進化的機率很低. 太陽系外圍有像類木行星的機率也很低. 但是這兩者不是獨立的: 木星的引力強大到足以將許多潛在致命的物體拉離地球的軌道.
這種概念的現代說法是 "條件機率" [conditional probability]. 其闡述者認為, 我們該考慮的不是與事件關聯不如想像中大的 "絕對機率" [absolute probabilities], 而是 "條件機率" - 某些事件在某些前提條件下會發生的機率. 然而, 我們有時並不知道哪些機率是其他機率的條件; 所以當你試圖預估某些特定事件組合 (不是那種實驗室裡精準控制的試驗) 會發生的確實機率時, 事情可能會變得很複雜.
有人針對這個問題發展了一個方法. 這是基於一個直覺上相反但是非常重要的概念: 絕對機率很小的事件, 真正發生的頻率可能反而高於其他可能. 如我之前提過的, 若考慮所有偶然條件, 世界上發生的每件事都可以看成擁有極小的機率. 所以重要的不是絕對機率, 而是相對機率. 有這麼多種結果, 哪一組資料會比其他組更有可能發生呢? 如果某一組可能的結果, 其機率大約為百萬分之一 - 那聽起來很小. 但如果其他上百萬組結果的機率都是十億分之一, 那麼在每一次獨立的測試中, 第一組結果被觀察到的可能就是其他組的 1,000 倍.
當然, 牽涉到這麼多可能的結果, 在操作上重要的並不是某一組特定的結果, 而是觀測到的某一組結果是否靠近具有最大可能性 [maximum likelyhood] 的那組結果. 舉個例子會更清楚. 假設我丟銅板, 並計算正反面的次數. 直覺上我們都知道, 最大的可能是正面的次數大約跟反面的次數相等. 然而, 我們並不會預期正面的次數總是等於反面的次數. 如果我丟 10 次, 我可能會得到 6 次正面, 4 次反面, 或是反過來. 當我丟銅板的次數越來越多, 可能結果的不同組合次數會持續增加, 所以任何特定一組結果的機率 (比方說, 丟 1,000 次得到 499 次正面跟 501 次反面) 就越來越小, 這正是因為有越來越多不同的可能會發生. 但即使任何特定組合的絕對機率降低了, 正面對反面機率接近五十五十的相對機率仍會越來越高. 當你丟了一百萬次之後, 偏離此平均值 10% 的可能性比只偏離 1% 的可能性要小 1,000 倍! 雖然最可能得到的 500,000 正面對 500,000 次反面, 機率不到千分之一, 但是這是真的.
我可以寫下丟一百萬次銅板時, 任何特定的正反面紀錄. 很容易就可以計算出此一特定組合 (比方說, 正正反正反反反正反正反....) 的發生或然律, 因為它發生的可能只有一種. 因為每次丟銅板得到正面的機率是 0.5 (50%), 那麼得到任一特定組合的機率就是 0.5 x 0.5 x 0.5 x .... = 0.5^1,000,000 (0.5 的一百萬次方), 而這個, 不用我說你也知道, 是個很小很小的數字.
所以, 既然每個特定序列 (即使是一百萬次反面) 發生的機率都和其他序列一樣, 那我們為何從不預期看到一百萬次反面呢? 呃, 那是因為有很多正反面組合的方式都會得到 500,000 次正面跟 500,000 次反面, 但是要得到一百萬次反面卻只有一種可能組合. 就這麼簡單.
在這裡, 最大可能性的技巧就是要藉相對機率的比較來找出最可能發生的組合特性, 而不用考慮絕對機率, 並且認清任何一個特定的序列都同樣可能是極端罕見的. 這裡用到的方法可以告訴我們, 導致得到接近 500,000 次正面的序列比任何其他組合都更有可能發生, 所以任何一個可能導致此一結果的序列都比其他組合更容易被觀察到, 不論單一特定序列發生的可能性有多低.
那麼, 這一切跟評估宇宙中存在外星生命的可能性有什麼關聯? 呃, 應該要考慮的不是導致智慧生命的一連串特定事件發生的絕對機率, 而是會導致生命的序列相對於不會導致生命的序列之間的相對機率. 相對機率才是真正重要的. 如果我們過去十年中學到了些什麼, 那就是生命遠比我們想像的還要更堅強. 我現在更願意相信, 在有熱, 有光, 有水的狀況下, 即使產生生命的特定程序發生機率很低, 要讓有機物質 "不" 發展出生命卻是很困難的. 與其考慮行星環境跟地球相似的可能性有多高, 不如先問, "在特定行星上, 數十億年的時間內, 有機物質無法藉任何方式形成自我複製系統的機率有多高?"
我再重複一次, 我對這些問題的答案毫無頭緒, 我也必須強調, 這些答案遠超出我的專業範圍之外. 但對我來說, 就如同前面的丟銅板例子, 演化出生命的途徑可能遠比確定一個星系沒有生命的途徑要多.
當我們思考這些術語時, 若是把焦點集中在導致地球演化出智慧生命所必須的幸運環境組合, 那就未免太離譜了. 如果某個星系演化出某種生命的可能性比確定沒有生命的可能性要高, 那麼 (即使任何特定事件組合導致生命的可能性很低) 我們多多少少就有把握這樣的環境組合在大部分情況下都有可能發生.
我並不是說德瑞克方程式錯了 (它並沒有錯), 也不是說它必須被我的克勞斯方程式取代 (雖然那確實比較響亮好聽). 如果我們能得知導致任何生命形式的所有偶然因素, 我們就可以確切地寫下它的機率, 也就可以準確地決定智慧文明的數量. 或許總有一天, 演化生物學本身有了長足的進化, 我們就可以做到. 不過, 除了那項知識之外, 比較相對機率或許可以提供我們更好的洞察力.
最後, 還有一項壓倒性的因素, 顯示生命 (甚至智慧生命) 在其他地方可能, 甚至很常發生. 那就是我們的存在. 這項無可辯駁的事實顯示了智慧生命至少在銀河中某些已知的特定環境組合下可以形成. 此外, 地球上的自然歷史教訓顯示, 生命不但極度堅強到可以從大滅絕中倖存, 而且導致不同複雜有機生物的演化途徑也有很多種. 由此看來我們應該注意, 雖然自然歷史告訴我們地球上的演化很迅速, 還是花了將近 40 億年才演化出智慧生物, 而且只能靠一連串歷史上的意外. 這明顯地表示, 生命雖然很普遍, 但智慧生命卻不是. 另一方面, 同樣根據上面的敘述, 智慧生命可以源自很多不同的歷史軌跡, 造成我們出現的只是其中之一而已. 想從單一樣本探索所有的可能, 未免太困難了!
一般來說, 既然我們的太陽只是顆很普通的恆星, 在銀河中的位置也沒什麼特別, 而且大自然就跟物理化學定律一樣不斷地重複, 所以我認為銀河中若沒有佈滿生命的話未免太奇怪了. 我相信, 要發現我們在銀河中的表兄弟只是時間問題 (雖然或許是宇宙級的時間) 而已, 不是定理上的問題. 我還可以更進一步地推測, 下個世紀在太陽系中的其他地方, 可以發現微生物形式的生命. (至於它們和地球生命的起源是否相同, 又是另一個值得爭議的問題了.) 然而, 想發現外星智慧生命無疑地還需要很長的一段時間, 因為目前尚無法進行鄰近恆星的來回航程, 而且在缺乏一致的通訊形式時, 想在廣大的太空之間通訊也太過困難.
這麼看吧, 即使沒有船隻可以橫跨大西洋或太平洋, 要向對岸的文明傳遞訊息 (或至少打個招呼) 還是可能的, 例如我們有時會發現漂流數千里外的瓶中信. 但是在歐洲文明發展出越洋航行的這麼長一段時間內, 卻沒有得到關於新世界文明的任何知識.
不過, 跟首批只想發財的越洋探險家不同, 地球第一批星際探險家可能不會有回來的打算. 或許有一天我們將不得不成為流落銀河的難民. 驅使我們離開的, 是物理的定律, 而非人類的定律.
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柯小毛胡思亂想 (3)
