在宇宙末日，你应当使用许多过去时态……你知道一切都到底了。
为什么我们的宇宙并不比看上去更老得多呢？弄清楚为什么宇宙不很年轻是容易的。恒星要花很长时间来形成和产生复杂的生物所需要的较重的元素。但是老年的宇宙也有它们的问题。随着时间推移，宇宙中恒星形成的过程将变慢。形成恒星的原材料，即所有的气体和尘埃经过恒星过程处理且被喷射到星系之间的太空中，在那里不可能冷却并聚结成新的恒星。恒星少了意味着太阳系和行星也少了。任何新形成的行星肯定不如早先形成的行星活跃。在恒星中放射性元素的产生将减少，且所形成的放射性元素将有较长的半衰期。新的行星其地质学方面的活动性较差，而且缺少许多地表下基岩的运动，这些运动成为地球上的火山喷发、大陆漂移和山地隆升的动力。如果这种情况还使行星上出现磁场的可能性减小，那么生命将很难有可能进化成复杂的形态。典型的恒星像我们的太阳，从它们的表面发射出带电粒子的风，它将使包围行星的大气层剥光，除非这股风因行星的磁场而发生偏折。在我们的太阳系中，地球的磁场保护它的大气层免受太阳风的攻击，但火星却得不到任何磁场的保护，早就失去了它的大气层。
在太阳系的行星上也许不太容易维持长久的生命。我们已经逐渐认识到生命是多么的不安全。且不说生物坚持的种种使它们自己趋于灭亡的尝试：耗尽自然资源、传播致命的传染病和致死的毒物，还存在严峻的外部威胁。彗星和小行星的运动是智能生命在早期阶段发展和持续的严重危险。撞击并非罕见，而且在远古时期曾经对地球造成了灾难性的后果。我们幸运有双重屏障免遭这些撞击——即我们的小邻居月球以及我们的相距遥远、体积庞大的大邻居木星。木星质量比地球大一千多倍，并位于太阳系的外层。在那里，它的强大引力能将朝太阳内层飞来的物体俘获。1994年7月我们得以目睹彗星苏马彻-列维9被木星粉碎和俘获[2]。在20世纪我们有两次重大的撞击地球事件：一次在南美洲；另一次在俄罗斯北方的通古斯地区。我们曾经有幸逃脱了这个平均律的厄运，总有一天我们的运气将会改变。有些政府已经投资监控小行星，并计划对飞向地球的物体采取应对措施。显然，行星的四周越长，它被击中的机会越大（见图7.1）。
图7.1 不同大小的流星撞击地球大气层的平均频度。同时表示的是流星的直径和留在地球表面陨石坑的直径以及可能的后果[3]
这些对地球演化的外界干预具有难以想像的负面作用。确实，它们有可能造成地球的毁灭，使经历了几百万年复杂的演化发生倒退。但是，当这种外界干预适度时，它们可能对有智能的生命形态的进化起正面的加速的影响。在6 500万年以前的中生代末期，由于在尤卡坦半岛发生了一颗大流星或彗星撞击地球的事件，恐龙灭绝了，地球从进化的死胡同中被拯救出来。恐龙似乎是沿着发展身躯的轨道进化，而不是沿着发展大脑的方向进化。恐龙以及当时地球上其他绝大多数生命形式的消失，给哺乳类动物的出现开辟了空间。这也为竞争者争夺自然资源腾清了位置。这种情况刺激了物种多样性的迅猛的加速发展。当进化过程死盯在没有希望的途径上时，撞击也许对重新启动演化起了重要的作用。没有撞击，发展过程也许会慢慢停留在一个稳定的状态上，但是毫无生机的单调的发展过程，加上物种的慢慢灭绝，使物种多样性不断地减少（见图7.2）。严酷、快速变化的条件刺激着适应性和加速进化的过程。它们也增加了多样性，而且一个行星在未来遭受撞击时，为免除其生物的全部灭绝，能实施的最佳的生命保险就是创造多样性。即使你是一头恐龙，你也不愿看到那条路。
图7.2 对造成地球上大规模物种灭绝的环境危机作出反应的模式曲线图[4](www.xing528.com)
在我们的太阳系里，在可居住的地球环境形成后不久，生命首先惊人地进化了。对此存在着非同寻常的东西。设想生命进化需要的时间称为t（生物），那么从我们的太阳系的证据来看，这时间大约有46亿年之久，它似乎就是恒星安定下来并产生稳定的热源和光源所需的时间t（恒星），它与t（生物）差别不是很大，因为我们发现地球上细菌生命的简单形态有几十亿年之久。
t（生物）和t（恒星）之间的这种相似性好像是一种巧合。初看起来，我们可能会假设结合起来确定t（生物）数值的微观的生物化学过程和局部的环境条件，与确定一颗恒星的典型的恒星寿命的核天体物理学的和引力的过程是彼此无关的。可是这样的设想导致一个明显的结论，我们将预期地球外的生命形态会特别地稀罕。由布兰登·卡特[5]（Brandon Carter）提出并由我本人和弗兰克·蒂普勒[6]（Frank Tipler）进一步发展的这个论点的最简单的形式，在今天[7]依然像这样继续研究下去。如果t（生物）和t（恒星）彼此之间没有关系，那么，引发生命所需的时间相对于恒星的时标t（恒星）而言是随机的。所以极有可能[8]我们或者发现t（生物）远比t（恒星）大，或者发现t（生物）远小于t（恒星）。
现在让我们来查清情况。一方面，如果t（生物）果然是远小于t（恒星），我们就需要问是什么原因第一个观测到有人居住的太阳系（的我们！）具有t（生物）大约等于t（恒星）。按照我们的逻辑，这应当是极不可能的。另一方面，如果t（生物）真是远大于t（恒星），那么第一个观察到有人居住的太阳系（的我们）是一件统计学上侥幸的事，且最可能有t（生物）近似等于t（恒星），因为具有t（生物）远大于t（恒星）的系统还有待演化。因此我们导致这样的结论，我们是稀世珍品，到达这一情景的第一个生命系统中的一个。
为了摆脱这个结论，我们必须削弱导致该结论的基本论点的假设中的一个。例如，如果我们设想t（生物）并不独立于t（恒星），那么事情看来就有所不同了。如果t（生物）/t（恒星）的比值随t（恒星）一起增大，那么很有可能我们将发现t（生物）近似地等于t（恒星）。马里奥·利维奥[9]（Mario Livio）曾建议，t（生物）和t（恒星）可能按这个一般形式的关系联系起来。如果支持一生命演化的行星大气层需要一个初始阶段，在此阶段氧气通过光离解作用从水蒸气里释放出来。在地球上，这个过程花了24亿年，而且在建立的大气中氧的含量大约只及现在数值的千分之一。可以预期这个阶段的时间长短与波长在1 000—2 000埃范围内的辐射强度成反比，这个波段是水吸收光所在的关键的分子能级。对恒星演化的进一步研究可让我们确定这个阶段的长度，从而在生物演化时间和主序恒星寿命之间建立了一种联系。
这个模型为建立针对生命演化的生物化学的时间标度和天体物理学的时间标度之间的联系指明了一个可能的途径，后者决定了建立一个由稳定的氢燃烧的恒星所支撑的环境所需要的时间。尽管在这个论点中存在明显的弱联系。它只提供生命演化的必要条件，而不是充分条件。我们可以想像用某个方式来表示围绕一颗恒星的行星形成的概率。它将包含许多其他因素，这些因素决定可供固态行星形成的物质数量，使其大气层达到某种厚度，允许存在液态水和稳定的地表条件。此外，我们知道在太阳系的行星形成过程中曾有许多“偶然事件”，这对后来在地球上存在长期稳定的居住条件起了重要的作用。例如，像雅克·拉斯卡尔和他的合作者[10]所阐明的，自转行星的进动速率与它们感觉到的来自太阳系中所有其他天体的引力扰动之间存在共振现象，而共振容易使行星的自转轴相对于行星轨道平面的倾斜度在远比太阳系年龄短得多的时间里产生紊乱的演化。行星表面的温度变化以及海平面的高度都对这个倾斜角十分敏感。它决定我们称之为“季节”的气候差别。就地球的情形而言，经历了最适合的倾斜角（约为23度），由于有月球存在而未曾发生游移不定的位置变化。月球是如此之大，其引力效应支配着存在于地球进动的转动和来自其他行星的外部引力扰动频率之间的共振。结果在几十万年之间地球的倾斜角仅仅在23度周围摆动半度。
这表明恒星寿命和生物学进化时间之间的因果链接可能是一连串幸运环境之中相当小的因素。如果可居住的诸行星为生命的长时期演化形成了和维持了可生存的条件，那么这些幸运环境必定会出现。
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