“天空中所有的恒星和我们的太阳一样，都可以照亮、温暖和维持自己行星系统，所以我们可能对无数个供生物体生存的星球有了一个大致的概念。”——威廉·赫歇尔

一个好的科学理论应当拥有对未来事物的预测能力

科学理论就是用已知的知识对未知事物的一个预测、推理的过程，然后用实验或者观测手段加以验证。也就是说，假如我们已知的科学知识都是正确的，而且我们对控制一个系统发展的规律、定律有了很充分的理解。如果我们知道了一个系统的初始条件，根据物理定律我们就能知道这个系统在发展的过程中各种结果的概率是多少；这个系统在未来有限的时间内应该处于什么样的状态。

这就是一个合理的科学理论，应当具有的预测能力。

在科学的发展中，这样的例子很多，例如：牛顿的引力理论，不仅解释了我们能看到的所有宏观物体的运动问题，还能提供一些关于这些物体未来运行情况的预测，海王星的发现就是一个特典型的例子，我们预测有这个行星，果真它就在那里。到后来GR的预测更多，更神奇；包括宇宙表中模型的预测，什么微波背景辐射，初始元素丰度都得到了观测的验证。

这就是所有形式的科学工作背后的普遍过程：弄清楚控制系统的规则，设置初始条件，模拟系统中的每件事如何随着时间的推移而演变，我们就会得出一个关于结果是什么的理论预测，或者预测的系统本身具有不确定性，我们也能知道这个系统中各种结果的概率是多少。

但是，我们常用的这种科学手段并不是每次都管用，当我们考虑到宇宙中的生命时，我们对支配生命进化这个系统的规律知之甚少，所以我们的理解是有限的。毫不夸张的说，我们可能都不了解自己是怎么来的。

生命要素、甚至有机分子在宇宙中普遍存在

哈勃太空望远镜拍摄的100颗恒星残余物。

至于构成生命的基本元素，我们知道得可多了。宇宙最初的元素几乎完全是由氢和氦构成的，但是对于所有有机过程都至关重要的元素，如碳、氮、氧和磷，在宇宙年龄只有其1%的时候就大量产生了。

再到后来，大量的重元素就出现在恒星和多代恒星存在的地方，包括铁、镍、铜和钴，像金、铅和铀这样的非常重的元素，在宇宙诞生的几十亿年后才出现。

我们有了元素，那复杂的分子呢？其实它们在宇宙中无处不在：

• 在星际介质中，
• 在富含金属的大型恒星喷发的过程中，
• 在恒星形成区域的星云中，
• 在行星状星云和超新星残骸中。

多环芳烃、甲酸乙酯、糖和苯环等复杂分子不仅可以在地球上的有机过程中可以形成；它们也可以在恒星中无生命的地方形成。

在宇宙中，一个像我们银河系那么大的星系，里面至少有几千亿颗恒星，很可能有上万亿颗行星围绕着这些恒星运行（星系中的流亡行星很多），在绕恒星运行的行星中其中有四百亿到八百亿颗处于宜居带的岩石行星，这些行星有类似地球的大气压力，有适宜液态水存在的温度。

我们太阳和行星的年龄只有宇宙年龄的三分之一左右，所以肯定存在一些比太阳系更古老的行星系统，它们的重元素比我们太阳系的要少，但生命存在、进化和多样化的时间却比我们长数十亿年，而那些存在时间较短的行星会拥有更丰富的重元素。

在这400亿到800亿颗可能有生命存在的行星中，有多少真的有生命存在？在这些生物中，有多少具有高度分化的多细胞生物？在这些文明中，有多少是像我们这样拥有先进技术的文明？

地球，我们唯一已知具有生命的地方

我们想要回答以上的问题，就必须依赖于我们对生物学的理解，但是我们对生物学的理解仅限于宇宙中的一个地方。

就是地球，我们的星球。在我们所知的宇宙中，生命唯一存在的实例。在如此有限的知识背景下，我们能对以上的问题做出可靠、可信的回答吗？

答案很明显：不能。

我们有充分的理由相信地球上的生命是独一无二的，因为我们不太可能在宇宙的其他地方遇到和人类一模一样的生物。但这并不意味着进化事件不会存在于地球之外的星球上，这些星球上的生物也不太可能与地球上的生物存在巨大的差异，就像我们刻画出来的那些奇奇怪怪的生物。

下面我们看看生命在地球上的进化。这是我们唯一关于生命的线索，我们可以想象以下地外生命是什么样的。

1、单细胞生命。

无论是来自恒星的能量，还是来自地热或热液喷口的能量，只要有能量的流动和有机、化学成分的正确组合，就应该有可能出现生命。

生命曾经在地球上多个地方同时出现的吗？我们所认为的原始生命是在我们的世界形成之前，从宇宙的其他地方来到地球的吗？这些问题目前都没有很好的答案。不管生命是如何开始的，我们都知道一个事实，地球上的生命开始于38亿年前，或者说地球的年龄还不到10亿岁的时候。

对于地球早期的环境而言，我们真的没有理由相信地球那里比较特殊。生命在宇宙中可能是偶然的，也可能非常普遍，但我们可以肯定的是，如果生命本身是地球所特有的东西，真的让人有些困惑。

2、生命的多样性。

生命要想出现多样性，就必须存在随机的基因突变，才能产生与上一代不同的后代。就我们对进化的理解而言，任何一个能稳占一个生态位的生物都具有很强的繁殖能力，这是一个生物度过最初的脆弱阶段和出现多样性必不可少的条件。

3、复杂的生命

在数十亿年的时间里，主要将太阳能转化为化学能并加以利用的单细胞生物一直是占主导地位的生命形式。但随着时间的推移，突变可以创造新的分子信息，无论是RNA、DNA、XNA，还是完全不同的东西。这些不同的基因表现在生物体上就出现了以下不同的进化：

• 将外部能量转化为化学能的生物，(植物)
• 一些有机体会捕食其他有机体来获得更多的能量，以驱动它们自己的生命过程（动物）
• 以其他生物尸体为食的分解者。（细菌）

单细胞生物只能完成以上的单一过程，例如藻类、原生生物和真菌，但多细胞生物的进化，允许生物可以同时分化和执行多种不同的功能。几个生物王国，分别是植物、动物和细菌在数亿年前由于减数分裂和有性生殖的进化出现了物种的飞跃，在宏观尺度上实现了多细胞性。

那么宇宙中的其他世界，生命是什么样子的？有没有一种既能将外部能量转化为化学能，又是捕食者，又是分解者的生物体，除非我们去看，否则我们永远不会知道宇宙中有什么。

4、技术先进的文明

在银河系的其他地方有存在先进文明的可能吗？我觉得很有可能，因为地球上所拥有的任何元素并不特殊，在宇宙中广泛存在，而且有机分子也在宇宙中很普遍。银河系的庞大提供了很多可能诞生生命的机会。

那么它们在哪里？除非我们真真实实的看到，不然我们仍是宇宙中唯一已知的智慧生命。

假如我们以后看到并发现我们真的是孤独的，这个结果真的很让人困惑，也不知道怎么解释。难道我们就是传说中的天选之子？