Är vi ensamma i universum? Det handlar om huruvida intelligens är ett troligt resultat av naturligt urval, eller en osannolik fluke. Per definition förekommer troliga händelser ofta, osannolika händelser inträffar sällan - eller en gång. Vår evolutionära historia visar att många viktiga anpassningar - inte bara intelligens utan komplexa djur, komplexa celler, fotosyntes och själva livet - var unika, enstaka händelser och därför mycket osannolika. Vår utveckling kan ha varit som att vinna lotteriet ... bara mycket mindre troligt.
Universum är förvånansvärt stort. Vintergatan har mer än 100 miljarder stjärnor, och det finns över en biljon galaxer i det synliga universum, den lilla fraktionen av universum vi kan se. Även om bebobara världar är sällsynta, antyder deras stora antal - det finns lika många planeter som stjärnor, kanske mer - mycket liv finns där ute. Så var är alla? Detta är Fermi-paradoxen. Universumet är stort och gammalt, med tid och rum för intelligens att utvecklas, men det finns inga bevis på det.
Kan intelligens helt enkelt inte troligtvis utvecklas? Tyvärr kan vi inte studera utomjordiskt liv för att besvara denna fråga. Men vi kan studera cirka 4,5 miljarder år av jordens historia och titta på var evolutionen upprepar sig eller inte.
Evolution upprepas ibland, med olika arter oberoende konvergerar om liknande resultat. Om evolution ofta upprepar sig, kan vår utveckling vara trolig, till och med oundviklig.
Och slående exempel på konvergent evolution finns. Australiens utrotade, pungdjurstypin hade en känguruliknande påse men såg annars ut som en varg, trots att den utvecklades från en annan däggdjurslinje. Det finns också pungdjur, pungdjur och pungdjur flygande ekorrar. Det är anmärkningsvärt att Australiens hela evolutionära historia, med däggdjur som diversifieras efter dinosaurieutrotningen, är parallella med andra kontinenter.
Andra slående fall av konvergens inkluderar delfiner och utrotade ichthyosaurs, som utvecklade liknande former för att glida genom vattnet, och fåglar, fladdermöss och pterosaurier, som konvergerande utvecklade flygning.
Vi ser också konvergens i enskilda organ. Ögonen utvecklades inte bara i ryggradsdjur utan i leddjur, bläckfiskar, maskar och maneter. Ryggradsdjur, leddjur, bläckfiskar och maskar uppfann oberoende käkar. Ben utvecklades konvergent i leddjur, bläckfiskar och fyra typer av fisk (tetrapods, grodfiskar, skridskor, mudskippers).
Här är fången. All denna konvergens skedde inom en avstamning, Eumetazoa. Eumetazoans är komplexa djur med symmetri, mun, tarm, muskler, ett nervsystem. Olika eumetazoans utvecklade liknande lösningar på liknande problem, men den komplexa kroppsplanen som gjorde allt möjligt är unikt. Komplexa djur utvecklades en gång i livets historia, vilket tyder på att de är osannolika.
Överraskande nog är många kritiska händelser i vår evolutionära historia unika och troligen osannolika. Det ena är ryggradsskelettet hos ryggradsdjur som låter stora djur flytta till land. De komplexa, eukaryota cellerna som alla djur och växter är byggda av med kärnor och mitokondrier utvecklades bara en gång. Sex utvecklades bara en gång. Fotosyntes, som ökade livets energi och producerade syre, är en engångseffekt. För den delen är det också intelligens på mänsklig nivå. Det finns pungdjur vargar och mol, men inga pungdjur människor.
Det finns platser där evolutionen upprepas och platser där den inte gör det. Om vi bara letar efter konvergens skapar det bekräftelsebias. Konvergens verkar vara regeln och vår utveckling ser sannolik ut. Men när du letar efter icke-konvergens är det överallt, och kritiska, komplexa anpassningar verkar vara de minst repeterbara och därför osannolika.
Dessutom var dessa händelser beroende av varandra. Människor kunde inte utvecklas förrän fiskar utvecklats ben som låt dem krypa på land. Ben kunde inte utvecklas förrän komplexa djur dök upp. Komplexa djur behövde komplexa celler, och komplexa celler behövde syre, framställd genom fotosyntes. Inget av detta händer utan livets utveckling, en enkel händelse bland singular events. Alla organismer kommer från en enda förfader; så långt vi kan säga, höll livet bara en gång.
Märkligt nog tar allt detta förvånansvärt lång tid. Fotosyntes utvecklades 1,5 miljarder år efter jordens bildning, komplexa celler efter 2,7 miljarder år, komplexa djur efter 4 miljarder år och mänsklig intelligens 4,5 miljarder år efter att jorden bildades. Att dessa innovationer är så användbara men tog så lång tid att utvecklas innebär att de är oerhört osannolika.
En osannolik serie av händelser
Dessa enstaka innovationer, kritiska flukes, kan skapa en kedja av evolutionära flaskhalsar eller filter. I så fall var vår utveckling inte som att vinna lotteriet. Det var som att vinna lotteriet igen, och igen och igen. På andra världar kan dessa kritiska anpassningar ha utvecklats för sent för att intelligensen skulle dyka upp innan deras solar gick nova, eller inte alls.
Föreställ dig att intelligens beror på en kedja av sju osannolika innovationer - livets ursprung, fotosyntes, komplexa celler, sex, komplexa djur, skelett och intelligens i sig - var och en med 10% chans att utvecklas. Oddsen för att utveckla intelligensen blir en av tio miljoner.
Men komplexa anpassningar kan vara ännu mindre troliga. Fotosyntes krävde en serie anpassningar i proteiner, pigment och membran. Djur med eumetazoan krävde flera anatomiska innovationer (nerver, muskler, mun och så vidare). Så kanske var och en av dessa sju viktiga innovationer utvecklas bara 1% av tiden. Om så är fallet kommer intelligens att utvecklas på bara 1 av 100 biljoner bebobara världar. Om bebobara världar är sällsynta, kan vi vara det enda intelligenta livet i galaxen, eller till och med det synliga universum.
Och ändå är vi här. Det måste räkna för något, eller hur? Om evolutionen har tur en på 100 biljoner gånger, vilka är chansen att vi råkar vara på en planet där det hände? Egentligen är oddsen för att vara i den osannolika världen 100%, för vi kunde inte ha denna konversation om en värld där fotosyntes, komplexa celler eller djur inte utvecklas. Det är den antropiska principen: Jordens historia måste ha gjort det möjligt för intelligent liv att utvecklas, annars skulle vi inte vara här för att fundera över det.
Intelligens verkar bero på en kedja av osannolika händelser. Men med tanke på det stora antalet planeter, sedan som ett oändligt antal apor som dunker på ett oändligt antal skrivmaskiner för att skriva Hamlet, kommer det säkert att utvecklas någonstans. Det osannolika resultatet var oss.
