大过滤器这一概念,则是美国乔治梅森大学的助理教授罗宾·汉森(Robin Hanson)为了试图解答费米-哈特悖论而提出的。他把从没有生命的荒芜之地到扩张性的星际文明的演进,大致划分成如下9个阶段:
合适的行星系统(存在有机物以及可能宜居的行星);
可自我复制的分子(比如RNA);
简单(原核)单细胞生命;
复杂(真核)单细胞生命;
有性生殖;
多细胞生命;
脑量较大、使用工具的动物;
我们目前这个阶段;
星际殖民扩张。
汉森认为,目力所及的宇宙寂寥无人这一事实说明,上述9个阶段——或者可能被细分出的更多阶段——中,至少有一个阶段是难以实现的。无论是什么因素在哪个步骤阻止了第9个阶段的最终实现,它都被称为“大过滤器”。
首先值得人类关心的问题是,大过滤器究竟是在什么位置起作用。如果它位于第8步之前,我们可以额手称庆自己已经挺了过来,美好的未来还在前面,而且既然地球能够做到,便没理由认为其他行星不会抵达我们的阶段乃至更进一步。如果它恰恰位于第8步和第9步之间,则意味着生死考验还在后头。有鉴于尚未发现其他文明抵达了第9步,我们或许不该对自己的命运太过乐观。
思前想后,上下求索
归根结底,要想尽量接近“大过滤器出现在哪里”这个问题的答案,还是需要先梳理出阻止第9步实现的瓶颈究竟可能有哪些。这个问题已经被争论了50多年。以下是大过滤器之所以存在的几个可能性,这些论点是由英国牛津大学的学者安德鲁·施耐德-比蒂(Andrew Snyder-Beattie)和罗宾·汉森共同总结的。
“稀有地球”假说
说不定地球在宇宙中确实是孤独的。尽管一些人认为,既然生命在地球上已经出现了,那么它一定是相对比较普遍的,但施耐德-比蒂指出,观察选择效应把对这个问题的分析复杂化了。样本只有1个(作为观察者的我们自己),很难确定生命出现的概率——我们完全有可能是特例。
小行星闯入地球大气层的艺术想象画,地球生命在演化历史上不止一次熬过了这样的灾难。