在地球上的任何地方，無論在空氣、海洋、陸地亦或是地下深處，我們幾乎都能看到生命的存在。

地球過去曾發(fā)生過大規(guī)模的物種滅絕事件，有些甚至滅絕了大部分生命。然而，自從生命在地球上出現(xiàn)以及不斷進(jìn)化以來，還沒有任何事件徹底滅絕過生命。這意味著，盡管曾發(fā)生過許多生命滅絕和其他重大事件，但在過去 30 億到 40 億年內(nèi)，地球氣候始終保持著相對穩(wěn)定的狀態(tài)。

這其實是非常奇怪的。我們知道，像太陽這樣的恒星隨著 “年齡”的增長會變得更熱。很久以前，太陽大約要比現(xiàn)在暗 30%。這意味著古老的地球要么應(yīng)該是個冰凍的固體，要么就非常暖和甚至滾燙。然而事實上，地球并未出現(xiàn)過這兩種極端情況。這被稱為 “黯淡太陽悖論”(Faint Young Sun Paradox)。

許多科學(xué)家假設(shè)地球擁有某種 “恒溫器”，可以幫助地球平衡系統(tǒng)，從而不會變得太熱或太冷。這其實是個 “負(fù)反饋系統(tǒng)”，即如果地球變暖，“恒溫器”就會以某種方式發(fā)揮作用，幫助地球降溫。

但我們知道，地球還存在 “正反饋系統(tǒng)”。如果人們向空氣中釋放過多的二氧化碳，海洋就會變暖，這會讓海洋釋放更多的二氧化碳，這就形成了惡劣的 “反饋循環(huán)”。但如果空氣中的二氧化碳太少，地球就會凍結(jié)成固體。所以，也許我們非常幸運，地球上的環(huán)境只是碰巧在生命存在的億萬年里保持穩(wěn)定。

那么從科學(xué)角度講，這是偶然，還是某種機(jī)制在發(fā)揮作用?亦或是兩者兼而有之?

為了找出答案，科學(xué)家們進(jìn)行了實驗，創(chuàng)造了 10 萬顆行星模擬機(jī)制。在這些行星中，每顆都被賦予隨機(jī)的氣候反饋條件，有些是負(fù)反饋，有些是正反饋，并跟蹤了它們 30 億年的溫度變化。為了簡單起見，科學(xué)家們沒有模擬其他變量，例如水分含量或可呼吸大氣?？茖W(xué)家們想要知道，是否有行星能像地球那樣長時間保持適宜生命生存的溫度。

模擬反饋并不是基于空氣中二氧化碳水平這樣的真實反饋。相反，科學(xué)家們給行星分配了隨機(jī)的數(shù)學(xué)反饋，通過輸入嚴(yán)格的數(shù)字來看看到底會發(fā)生什么。同時，科學(xué)家們還在隨機(jī)時間放大隨機(jī)變量，以模擬導(dǎo)致溫度劇烈變化的外部因素，類似于小行星撞擊或超級火山噴發(fā)等。

然后，科學(xué)家們讓每顆行星模擬運行 100 次，其中的變量稍有變化，看看溫度會發(fā)生什么改變。這里的重點不是創(chuàng)建完整的氣候模擬，而是看單個因素在星球的宜居性中扮演何種重要程度的角色。

科學(xué)家檢驗了兩個假設(shè)：第一個假設(shè)是反饋沒有影響，所以是隨機(jī)波動決定了星球上的氣候環(huán)境。如果某顆行星保持宜居溫度數(shù)十億年，這只是純粹的偶然;第二個假設(shè)是，無論是負(fù)面的還是正面反饋，成功或失敗都是必然的，單個因素不起太大作用。

換句話說，科學(xué)家希望了解氣候反饋是否真的是地球如此長時間保持宜居狀態(tài)的原因，或者我們只是足夠幸運而已。如果某顆行星的溫度在 30 億年的模擬中保持相對穩(wěn)定，那么它就被認(rèn)為是宜居的。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)模擬的結(jié)果很有趣。在 10 萬顆行星中，在每顆行星的 100 次模擬運行中，有 9% 至少成功了一次。有些行星成功了兩次甚至三次。但是在 100 顆行星中，只有 1 顆行星能成功運行 100 次，表明沒有任何因素能阻止其成為宜居星球。

總的來說，通過觀察這些結(jié)果以及它們是如何發(fā)生的，科學(xué)家的結(jié)論是，反饋和隨機(jī)因素都在行星保持適宜溫度過程中發(fā)揮了作用。但顯然，“命運偏愛有準(zhǔn)備的星球。”

那么，我們能不能將這個結(jié)論應(yīng)用到地球上，即我們擁有的反饋和隨機(jī)因素保證了我們星球的宜居性?如果我們回到過去，稍微改變下環(huán)境，我們還會擁有宜居的環(huán)境嗎?

上面只是個非常簡單的測試，科學(xué)家們應(yīng)該做更復(fù)雜的測試。畢竟，地球已經(jīng)有幾次接近臨界點。所以不難想象，小行星撞擊或其他因素會讓地球不再宜居。 但根據(jù)模擬可以得出這樣的結(jié)論：大多數(shù)與地球相似的系外行星都不適合生存，而像地球這樣的行星是個例外。

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