人类在任何地方出现的几率有多大？传统观点认为，我们在地球上的出现、演化和发展是极其不可能的。但根据《Science Advances》杂志上的一篇论文，一项新模型认为，人类在这里站稳脚跟并非难事——而且智能生命在宇宙其他地方出现并非不可能。
“这是我们思考生命历史的一个重大转变，”宾夕法尼亚州立大学教授、该论文的合著者 Jennifer Macalady 在一份新闻稿中说。“这表明复杂生命的演化可能与其说是运气使然，不如说是生命与其环境相互作用的结果，这为我们探索起源和在宇宙中的位置开辟了令人兴奋的新研究途径。”
“艰难步骤”是否已经过时？
解释我们演化起源的旧模型被称为“艰难步骤”。理论物理学家 Brandon Carter 在 1983 年认为，我们的存在可能性极低。他通过比较人类演化所需的时间与太阳的总寿命得出了这一结论。该比例的结果是一个极低的概率。
现在一些科学家认为 Carter 的前提是有缺陷的，因此其结果无效。在这项新研究中，一个科学家团队认为，地球最初的环境对许多生命形式来说是恶劣的，因此将我们的演化时间线与太阳的寿命进行比较是没有意义的。
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机会窗口
相反，我们只应该在行星环境达到科学家称之为“允许状态”后才考虑演化步骤。例如，生命需要一定量的氧气才能存在。一旦微生物和细菌站稳脚跟并通过光合作用开始产生氧气，就为更复杂的生命形式打开了机会窗口。
“我们认为，智能生命的存在可能不需要一系列幸运的突破，”慕尼黑大学研究员、《Science Advances》论文的首席作者 Dan Mills 在一份新闻稿中说。“人类并非在地球历史的‘早期’或‘晚期’演化，而是在条件具备时‘适时’演化的。也许这只是时间问题，也许其他行星能够比地球更快地达到这些条件，而其他行星可能需要更长的时间。”
“艰难步骤”理论预测，由于需要太多复杂的事件按特定顺序发生，导致智能生命的结果极不可能，因此宇宙中很少有其他文明存在，甚至可能不存在。
生命必需的因素
这项新研究颠覆了这一想法。它认为，地球历史上曾打开过“宜居窗口”。营养物质的可获得性、海面温度、海洋盐度以及大气中的氧气水平的变化，都为日益复杂的生命形式的出现铺平了道路。
“我们的观点是，与其根据太阳的寿命来预测，不如使用地质时间尺度，因为大气和地貌的改变需要这么长的时间，”宾夕法尼亚州立大学教授、该论文的作者 Jason Wright 在一份新闻稿中说。“这些是在地球上正常的尺度。如果生命与行星一起演化，那么它将在行星时间尺度上以行星的速度演化。”
寻找生命迹象
研究人员计划测试他们的替代模型。他们打算重新评估每个“艰难步骤”的难度。他们还将研究单细胞和多细胞微生物在包括低氧水平和温度在内的各种环境下生存所必需的因素。他们还建议搜索系外行星的大气层，寻找包括氧气在内的生物标志物。
研究人员相信，这样的分析将改变我们对地球生命可能性的看法。
“这种新的视角表明，智能生命的出现可能并非遥不可及，”Wright 说。
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Science Advances。《对智能生命演化的“艰难步骤”模型的重新评估》
