本文最初发布于 2021 年 10 月 2 日。
世纪之交的地球科学家，包括 Gavin Schmidt，都对被称为古新世-始新世极热事件 (PETM) 的一个距今 5600 万年的地质时期着迷。最让他们感兴趣的是它与我们当今时代的相似之处：碳含量激增，气温飙升，生态系统崩溃。在专业研讨会上，专家们试图猜测是什么自然过程引发了如此严重的全球变暖。在随后的晚宴上，他们沉溺于非传统的猜测。
在一次这样的晚宴上，现任美国宇航局戈达德太空研究所所长的 Schmidt 忍不住进行了比较。他思忖道，如果现代气候变化——这是人类工业的明确产物——与 PETM 如此相似，“如果原因相同，那会不会很有趣？”他的同事们被这个想法逗乐了。一个古老的、以化石燃料为动力……的智能种族？鸡？狐猴？“但是，”他说，“显然，没有人认真对待。”直到近二十年后，他才认真对待。
2017 年的一天，罗切斯特大学的天体物理学家 Adam Frank 来访，寻求关于其他星球上的文明是否会像我们一样不可避免地改变气候的见解。说实话，Frank 觉得他的外星猜想听起来有点离谱。
令他惊讶的是，Schmidt 打断了他，提出了一个更奇怪的想法，他已经酝酿了多年：“你凭什么确定我们是这个星球上第一个文明？”
世界内部
几乎所有人类创造物的一个共同点是，从地质学角度来看，它们将很快消失。金字塔、铺路石、寺庙和烤面包机——都会被侵蚀、掩埋，并在板块漂移下化为尘埃。地球上最古老的广阔地表是南部以色列的内盖夫沙漠，其历史仅有 180 万年。一旦我们消失，地球将很快抹去人类文明在其表面建造的痕迹。而且化石记录非常零散，像我们这样短暂（至少到目前为止）的物种可能永远找不到一席之地。
那么，遥远的未来观察者将如何知道我们曾经存在？如果我们存在的直接证据注定要湮灭，是否还会留下任何线索？从这些诱人的问题出发，就引出了 Schmidt 问 Frank 的那个问题：如果我们就是未来的观察者，在很久很久以前，忽视了某个史前的前辈统治了世界？
Frank 的思绪翻腾。作为一位宇宙爱好者，他突然被脚下（而非头顶）那令人难以置信的浩瀚景象所震撼。“你把地球的过去看作另一个世界，”他说。乍一看，答案似乎不言而喻——如果另一个物种像智人一样殖民了地球，我们肯定会知道。或者，他现在想，我们会知道吗？
以地球整个历史被压缩成一天来类比：复杂生命大约在三个小时前出现；工业时代只持续了几千分之一秒。考虑到我们正在迅速地将家园变成不适宜居住之地，一些研究人员认为，发达文明的平均寿命可能只有几百年。如果属实，过去几亿年可能隐藏着无数个工业时期。
人类的技术特征
在那次谈话后的几个月里，Frank 和 Schmidt 合作撰写了似乎是第一个关于地球上史前文明可能性的全面学术回应。甚至科幻小说也大多忽略了这个想法。然而，1970 年代的一集《神秘博士》中，智慧爬行动物在沉睡 4 亿年后被核试验唤醒。为了向这些虚构的前辈致敬，科学家们将他们的思想实验命名为“寒武纪假说”。
两位科学家都很快解释说，他们并不真正相信这个假说。没有任何证据支持它。Frank 说，关键在于“这个问题很重要，值得认真回答”，而不是被轻易驳回。此外，他说，“不看就不知道，不知道看什么就无法看。”为了看到工业文明可能留下的痕迹，他们从他们唯一了解的一个开始。
我们在这个星球上似乎不可磨灭的印记有一天会变成一层薄薄的岩石，由我们建造人类世界所用的各种材料组成。集体而言，它们将构成我们的“技术特征”，这是每个技术物种都会伴随的独特印记。例如，我们当前地质时代——人类世——的沉积物可能含有异常多的化肥中的氮，以及电子产品中的稀土元素。更具说明性的是，它可能含有不存在于自然界的物质，如氟氯化碳、塑料和人造类固醇。（事实上，这正是Schmidt 为配合这项研究写的一篇不祥短篇小说的构思。）
当然，没有任何理由认为每个文明都必须以相同的方式发展。有些可能永远不会使用塑料。但它们必须具有某些普遍特征。它们可能会像我们情况下的老鼠一样，在它们的旅途中散布指示物种。Schmidt 指出，即使是外星人也无法违反物理定律：“每个技术物种都需要能源吗？是的，那么能源从何而来？”
人类借助燃烧征服了我们的星球，并且可以合理地推测， everywhere 崛起的生命也会这样做。Frank 说，这很直观：“总有生物质，而且你总能点燃生物质。”很长一段时间以来，我们都依赖化石燃料发展工业，而且，除了气候后果之外，这也会留下地质足迹。碳有三种类型，称为同位素。当我们燃烧早已死亡的生物体的组织时，我们会改变大气中的同位素比例，这种变化被称为苏斯效应。科学家们在古新世-始新世极热事件等事件中也注意到类似的比例，如果 5000 万年后有人在研究，他们应该很容易在人类世中看到它。
有人在外吗？
那么 PETM 呢？那些烟雾是来自原始老爷车的引擎吗？不太可能。那个时期的碳激增比我们工业革命开始时要缓慢得多。过去的其他可比事件也是如此；地质学家尚未发现像人类世那样突然的事件。尽管如此，短暂性可能才是问题所在——在岩石记录和天文层面都很难辨认出短暂的时期。这就引出了费米悖论。
如果宇宙如此浩瀚，拥有如此多宜居行星，为什么我们还没有发现任何智慧生命的迹象？这就是意大利物理学家恩里科·费米（Enrico Fermi）感到困惑的地方。一种解释是，已经出现了许多文明，但它们很快就消失了，以至于在任何特定时刻存在的文明很少。时间和空间一样浩瀚，人类可能与许多其他外星造物者没有重叠，这降低了我们发现任何文明的机会。另一种更乐观的情况是：它们之所以可能逃避我们的注意，不是因为它们已经灭绝，而是因为它们掌握了可持续发展的艺术，从而使它们的技术特征不那么显眼。
尽管如此，Frank 怀疑任何技术物种是否能变得完全难以察觉——当然可以做到隐蔽，但无法做到隐形。要建造太阳能电池板，你需要原材料；要获得这些原材料，你需要某种其他形式的能源。至于风能，最新研究表明，即使我们建造了足够的涡轮机来为地球供电，它们也会导致短期变暖。Frank 说，这在全球范围内证明了一个原则，即没有免费的午餐：“你无法建造一个覆盖全球的文明而不产生某种反馈。”
生命搜寻（与斗争）
自从发表“寒武纪假说”以来，作者们自然吸引了与学者一样多的怪人。“每个拥有古代外星人播客的人都想采访我们，”Schmidt 说。Schmidt 和 Frank 都意识到，存在更早的地球居民的可能性很诱人。但无论谁抓住他们的假说，他们仍然认为他们的研究中有有意义的科学教训。
首先，他们希望这能激励研究人员（地质学家在地球上搜寻，天体生物学家在宇宙中搜寻）改进他们的探测方法。他们认为，要识别一个过去的文明，科学家们必须同时搜索广泛的信号，从碳波动到合成化学品。而且他们需要精确地确定这些信号的出现和衰落，因为在区分自然和工业原因方面，时机至关重要。
该假说也关系到著名的德雷克方程，该方程用于计算银河系中活跃文明的数量。该方程假设每个宜居行星最多只有一个文明；如果增加这个估计值，可能会极大地改变其输出，或者我们拥有智慧星系邻居的可能性。
也许最重要的是，Frank 和 Schmidt 的工作代表了一种行动呼吁和谦逊。费米悖论的两种潜在解决方案——灭绝和技术超越——都可能是可能的。如果是这样，我们就有一个选择：“我们要可持续地生活，还是要继续制造混乱？”Schmidt 问道。“我们在宇宙中越张扬，就越短暂。”一条路，人类在宇宙中获得了持久的地位。另一条路，我们退出，只留下灾难性的面包屑痕迹，作为对下一个傻乎乎的大脑的警告——要么被找到，要么被忽视。
