人类的出现比中500万彩票的概率还低,是一个个亿万分之一的集合
一直以来都有一个说法来说明“人的来之不易”,这个说法就是,一个精子要跑赢差不多2亿个精子兄弟,才有一定的概率和卵子结合,才有一定概率小宝宝。可以说这个概率是低得可怕。
但实际上,这个概率相对于人类的出现,已经高得多的多,人类的出现有多么来之不易,是我们根本无法想象的。今天,我们就来聊一聊:人类的出现有多么来之不易。
宇宙大爆炸
按照目前的主流理论和观测结果来看,宇宙大概率起源于一次大爆炸。大爆炸之前是什么,为什么会有大爆炸,这些都是十分终极的问题,现在还没有任何相关有说服力的说法,在这里就不过多阐述了。
早期的宇宙,大概就是宇宙大爆炸之后的10^(-12)秒,宇宙中出现在了夸克和电子等轻子。基于2012年的一项研究,科学家发现这个时候不仅有夸克和电子,还有反夸克和反电子。
它们在早期宇宙中自由移动。但我们也知道,正反粒子相遇是会湮灭的,比如:电子遇到正电子就会发现湮灭。
由于目前科学家还不知道的原因(其实也是目前大爆炸模型遇到一些未解决的问题),在那个时候每十亿对夸克和反夸克湮灭,会留下一个正夸克。正是由于这个原因,宇宙中的物质才都是正物质,而非反物质。
可能你要问反物质真的存在么?科学家不仅在实验室里制造出了反物质,同时也在宇宙射线中发现了反物质的存在。‘’
不仅是正夸克和反夸克,后来随着温度逐渐降低,质子和中子由三个夸克构成,也发生了十亿个质子和反质子、中子和反中子发生湮灭,留下一个质子和一个中子。而湮灭会产生的大量光子。光子是自身的反粒子,因此,光子自身的对撞还会再产生物质粒子,这样一直循环往复。
于是,产生的大量的正物质粒子。从这个层面上看,正物质出现的概率其实是N次十亿分之一叠加的结果。而人类也正是由正物质粒子所构成的。
宇宙元素丰度
宇宙早期的物质粒子主要是氢原子和氦原子,它们占据了99%以上,其他的元素基本上可以忽略不计。后来,这些物质粒子在引力的作用下形成最早的一批恒星。恒星内核的核聚变会产生一些原子序数更大的元素原子(基本上都是铁元素之前的元素原子)。其中一些质量大于8倍太阳质量的恒星到了晚年,会发生超新星爆炸。
在超新星爆炸的过程中,会产生一些铁元素之后的元素原子。而IIa超新星爆炸之后,恒星要么成为中子星,要么成为黑洞。其中中子星的合并,还能继续合成大量铁之后的元素原子。
直到目前为止,整个宇宙中除了氢元素和氦元素之后,剩余的元素不到1%。而构成人类的主要元素原子序数基本上都比较大,也就是说,人类是宇宙中仅有的1%的存在,没有大质量恒星的核聚变反应,超新星爆炸炸,中子星的合并,可能就没有我们。
宜居天体
但是即使有了这么多元素,也不一定能够出现人类。就拿我们的邻居火星、金星来说,它们也有原子序数很大的元素,但是没有形成生物。所以,一个宜居的星球十分难得,这个概率也是低到可怜的。
按照目前的理论,一颗合格的宜居天体,在星系中的位置要合适,不能太靠近星系的中心,因为星系中心辐射很强;也不能太远离星系的中心,因为星系边上重元素含量极其低。在这两种情况都会直接导致无法形成无复杂的生物。
不仅如此,在太阳系内的位置也得恰到好处,不能太近也不能太远。否则要么热死,要么冻死。
但仅仅有位置是不够的,还得有稳定的恒星,相对自身比例较不算小的卫星、大质量行星的保护,液态水,稳定和成分比例合适的大气层以及地磁场。以上这些因素,缺少一个都可能会对生命带来致命的打击,也可能会使得天体上无法进化出复杂的生物,就更不要说人类了。
因此,在宇宙中找到像地球这么适合人类居住的天体其实并不容易。不过,好在宇宙足够大,让这个概率不会非常低。
生物的进化
之前我们都说的是天文相关的问题,现在我们来说一说生物学方面的,除了精子和卵子的结合不容易之外,生物进化过程中,还有许多来之不易。
其中,复杂生物依赖的细胞分工。而细胞能实现专业化分工有赖于线粒体的出现,它能给细胞提供能量,使得单个细胞不需要每天挣扎在温饱线上,可以去干点专业的事情。
按照目前主流的看法(当然,也有其他的假说,但内共生假说更主流一些),线粒体也来之不易。在距今17亿年前,一个个头较大的细菌吞噬了另外一个细菌,按理说,被吞噬的细菌应该会被消化掉才对,可万万没想到,非但没有消化掉,被吞噬的细菌还和吞噬自己的细菌形成共生关系,并且后来逐渐演变成线粒体。叶绿体也是这么来的。
正是因为线粒体的出现,才使得人类的出现成为了可能。
放眼整个生命进化史,从距今40亿年前后,到距今17亿年前,整整23亿年的时间,才出现了这么一次,足见线粒体以及人类的出现有多偶然。
其实在整个生命进化史中,哪怕一个因素发生改变,结果都有可能很不一样。比如,如果6000万年前,没有小行星撞地球,恐龙也未必会灭绝,那人类能不能成为地球的霸主也就很难说了。
一次次的偶然
实际上,各种低概率遍布整个宇宙138亿年的历史当中,任何一个因素发生变化,都有可能导致人类出现不了。
- 如果不是宇宙早期每十亿个物质粒子留下一个正粒子,人类就不会出现;
- 如果没有超新星的爆发或者中子星的合并产生的元素,也就不会有人类的出现;
- 如果地球的位置哪怕偏一点点,地球就有可能像如今的金星或者火星那样,那人类也不会出现;
- 如果没有那一次细菌之间的吞噬,使线粒体出现,就不会有复杂的生物,也就不会有人类的出现;
- 如果,不是一次次,精子击败2亿个兄弟,最终和卵子结合,也就不会有一活活生生的人。
这些都是亿万分之一的低概率,也就是说,人类的出现其实是一个个亿万分之一的概率的集合。因此,人类的出现其实是来之不易的,且行且珍惜。