人類誕生「準時」而非「幸運」？新研究提高宇宙有智慧生命可能性

新研究認為，人類或許並非超凡的存在，而是地球（以及可能的其他行星）自然演化的結果。這個研究嘗試推翻存在數十年的「Hard-Steps 理論」，該理論認為智慧生命的出現是一個極低機率的事件，研究的新解釋提高了宇宙中存在其他智慧生命的可能性。

Hard-Steps理論由理論物理學家在1983年提出，認為人類演化所需時間相較於太陽壽命過於漫長，顯示智慧生命出現的機率極低，因此宇宙中類似人類的存在極為稀少。生物演化步驟中若有某些關鍵步驟所需時間過長（即所謂的 Hard Step），智慧生命出現機率會極低，基於此，Hard-Step理論預測宇宙幾乎沒有智慧文明。

然新研究挑戰 Hard-Steps理論的演化單一性與低機率性假設。傳統觀點認為，生命起源、氧合光合作用、真核細胞、多細胞性及智人的出現都是「演化單一性」，即只在地球歷史中出現過一次，因此被視為低機率事件。然而，研究深入探討了這種單一性可能由於地質時間程度的訊息遺失或演化競爭優勢所致。例如，若其他獨立演化的生命形式在早期地球環境中滅絕，則現代生物多樣性中僅存的分支會給人單一性的錯覺。此外，首次出現的物種可能在生態位上占優勢，抑制後續重複出現的機會，這種「演化優勢」使單一性顯現出極低機率。

▲ 比較演化創新（evolutionary innovation）在系統發生樹出現單一起源（monophyletic origin）和多重起源（polyphyletic origin）的不同狀況：A. 單一起源：當演化創新僅在單一演化支中出現並延續至今時，會呈現出單一起源的模式（紅點）。這表示該特徵在祖先中出現後，其後代全部保留了這個特徵。B. 多重起源：當演化創新在不同的演化支獨立多次出現且延續至今，會顯示多重起源的模式（多個紅點）。這代表不同族群演化時各自獨立演化出相似特徵（趨同演化）。C. 多重起源且部分支系滅絕：當演化創新在不同演化支中獨立出現，但部分支系後來滅絕，僅剩一支存活時，會誤認為是單一起源。其實這是其他支系滅絕，使僅存那支看起來像單一起源。（Source：Daniel B. Mills et al. (2025)）

論文詳細描述地球環境變遷，強調氧氣濃度的上升對複雜生命演化至關重要。特別是大氧化事件（Great Oxidation Event）和古生代氧化事件（Paleozoic Oxygenation Event），這些事件使大氣氧氣含量上升，為真核細胞、動物多細胞性及最終的智慧生命演化提供了必要條件。這些環境變化稱為「適居窗」的開啟，即地球表面環境達到適合複雜生命演化的狀態。

論文指出，適居窗開啟並非偶然，而是由地球環境和生命相互作用驅動，如太陽光度增加、超大陸形成與分裂、氣候變化及生物圈的演化等因素共同作用。第一作者解釋：「我們認為智慧生命的出現可能不需要一連串幸運事件。人類並非在地球歷史『過早』或『過晚』出現，而是環境條件適當時『準時』出現。」若智慧生命的演化主要由適居窗控制，那宇宙有類似智慧生命的機率可能遠高於傳統模型預測。這觀點改變我們對生命起源和智慧生命稀有性的看法，也為搜尋地外智慧生命找到新方向。

論文由天文學家、物理學家和地球生物學家跨領域合作完成，重新審視生命於行星演化的過程。新模型提供更有預測能力且可檢驗的框架，認為智慧生命演化是行星環境變遷的自然結果，而非一系列低機率事件的巧合。