外星生物有多大？

名師簡介：

魏然，九三學社社員，本碩畢業于北京大學，擁有多學科領域學位計22個。自2014年起，于北大附中高中部開設科幻文學概論、科幻影視概論等科幻系列課程。其中科幻文學概論是大陸地區公立高中正式開設的首門科幻文學通識課程，該課程設計及教學實踐的相關成果曾獲北京市基礎教育科學研究優秀論文一等獎。曾擔任中國科普作家協會科普科幻教育講師團成員、科普科幻青年之星計劃評委，全球華語科幻星云獎（大眾）評委，北京高校科幻知識競賽命題人，有多篇作品發表于《科幻應該這樣教》《中國教師報》《科普時報》《深圳商報》等。

雖然外星生物的樣子可能超乎想象，但它的大小卻在人類的掌握之中。

迄今為止，地球是宇宙中唯一一顆我們已知的擁有生命的星球。于是地球生物也就成了推斷外星生物特征的僅有參照。

那么，外星生物的大小是不是也在這個范圍內呢？超出這個范圍的生物，特別是像人類這樣的智慧生物，是可能存在的嗎？

對于生活在地表的生物，星球的重力是制約其大小的重要因素。陸地上的生物由自身結構作為支撐，才不至于癱成一塊餅。要想結構堅固，就需要更強壯的身體，而這意味著更大的身體體積與重量。理論上，重量增長要比結構強度的增長更快，這就導致隨著生物變大變重，支撐自己就越來越困難，最終體積和質量過大的生物將被自己壓垮。

當然，如果星球重力小一點，對支撐結構的要求就會變小，于是體積更大的生物就誕生了。但星球的重力并不會無限減小，不然就無法留住一個足夠濃密的大氣層了。而沒有大氣，生物無論大小，就都沒法在星球表面生存。對于植物來說，重力還限制了水分向上輸送的高度，這就額外設置了它的大小上限。于是，在存在重力的前提下，陸地生物的體積是存在上限的。

如果生活在水里，因為被浮力抵消掉了一部分，重力的影響就會變小，那么生物是不是就能肆意生長呢？的確，就像藍鯨比大象大很多一樣，水生生物的體積上限確實更高，但也并不是無限的，因為它們受制于第二個條件——散熱。我們知道，計算機等電子設備在工作時會產生大量廢熱，與此類似，生物不論陸生還是水生，在活動時都會產生許多熱量。比如，人在運動時會出汗，就是因為骨骼肌在運動的同時還產生了大量的副產品——熱能，這就需要通過汗液蒸發來幫助散熱。即便在靜止狀態下，生物細胞要分裂，DNA要復制，體液要循環……這一切都需要消耗能量，也會排出“廢熱”。因此，當生物體積太大的時候，“廢熱”將難以及時排出，最終聚集在體內，將生物自己“煮熟”。于是，在考慮散熱的情況下，水生生物的體積有了上限，陸生生物的體積則又多了一道上限。

看來，考慮到重力和散熱兩個條件，外星生物的體積也不能太大。

那么，外星生物會有多小呢？

水具有一種令水滴自身趨于球形的力量，被稱為表面張力，荷葉上滾動的露珠就是很好的例子。表面張力很微小，一般很難引人注意，但對于體積小、力量弱的生物來說，表面張力的影響就很大了。比水滴更小的生物，可能會因為表面張力被囚禁在水滴中，無法逃離。因此，考慮到液體的表面張力，能自主活動的生物并不能太小。

而若是智慧生物的話，生物大小的范圍就更窄了，這來自神經系統的制約。為了發展出足夠的智力，就需要足夠數量的神經元，這要求智慧生物不能過小。另外，神經信號的傳導速度又決定了智慧生物不能太大。神經信號傳導的最高速度通常不超過每秒100米。這樣算來，在人的一生中，神經信號能在大腦里“環球旅行”上萬億次——倘若體積變大使得神經元的間距加倍，同時壽命不變，智慧生物一生中能產生的想法就因為“ 路程”變長而減半了。

不妨設想得極端一些：假如存在一個太陽系那般大的大腦，自宇宙誕生起便開始思考，即便神經信號以光速傳導，到目前為止，它的“想法”數量也可能只和一個普通人的差不多。顯然，這無法支撐起一個智慧種族的生存。

可見，外星生物的大小可能會略微超出地球生物的大小范疇，但差別不會太大，且存在嚴格的限制。至于外星智慧生物，綜合各方面因素，則大致會處于“米”的量級，和人類相仿。由此看來，未來人類與外星生物的第一次邂逅，至少從體積上說，將會是一次平等的對話。