外星生物有多大？

名师简介：

魏然，九三学社社员，本硕毕业于北京大学，拥有多学科领域学位计22个。自2014年起，于北大附中高中部开设科幻文学概论、科幻影视概论等科幻系列课程。其中科幻文学概论是大陆地区公立高中正式开设的首门科幻文学通识课程，该课程设计及教学实践的相关成果曾获北京市基础教育科学研究优秀论文一等奖。曾担任中国科普作家协会科普科幻教育讲师团成员、科普科幻青年之星计划评委，全球华语科幻星云奖（大众）评委，北京高校科幻知识竞赛命题人，有多篇作品发表于《科幻应该这样教》《中国教师报》《科普时报》《深圳商报》等。

虽然外星生物的样子可能超乎想象，但它的大小却在人类的掌握之中。

迄今为止，地球是宇宙中唯一一颗我们已知的拥有生命的星球。于是地球生物也就成了推断外星生物特征的仅有参照。

那么，外星生物的大小是不是也在这个范围内呢？超出这个范围的生物，特别是像人类这样的智慧生物，是可能存在的吗？

对于生活在地表的生物，星球的重力是制约其大小的重要因素。陆地上的生物由自身结构作为支撑，才不至于瘫成一块饼。要想结构坚固，就需要更强壮的身体，而这意味着更大的身体体积与重量。理论上，重量增长要比结构强度的增长更快，这就导致随着生物变大变重，支撑自己就越来越困难，最终体积和质量过大的生物将被自己压垮。

当然，如果星球重力小一点，对支撑结构的要求就会变小，于是体积更大的生物就诞生了。但星球的重力并不会无限减小，不然就无法留住一个足够浓密的大气层了。而没有大气，生物无论大小，就都没法在星球表面生存。对于植物来说，重力还限制了水分向上输送的高度，这就额外设置了它的大小上限。于是，在存在重力的前提下，陆地生物的体积是存在上限的。

如果生活在水里，因为被浮力抵消掉了一部分，重力的影响就会变小，那么生物是不是就能肆意生长呢？的确，就像蓝鲸比大象大很多一样，水生生物的体积上限确实更高，但也并不是无限的，因为它们受制于第二个条件——散热。我们知道，计算机等电子设备在工作时会产生大量废热，与此类似，生物不论陆生还是水生，在活动时都会产生许多热量。比如，人在运动时会出汗，就是因为骨骼肌在运动的同时还产生了大量的副产品——热能，这就需要通过汗液蒸发来帮助散热。即便在静止状态下，生物细胞要分裂，DNA要复制，体液要循环……这一切都需要消耗能量，也会排出“废热”。因此，当生物体积太大的时候，“废热”将难以及时排出，最终聚集在体内，将生物自己“煮熟”。于是，在考虑散热的情况下，水生生物的体积有了上限，陆生生物的体积则又多了一道上限。

看来，考虑到重力和散热两个条件，外星生物的体积也不能太大。

那么，外星生物会有多小呢？

水具有一种令水滴自身趋于球形的力量，被称为表面张力，荷叶上滚动的露珠就是很好的例子。表面张力很微小，一般很难引人注意，但对于体积小、力量弱的生物来说，表面张力的影响就很大了。比水滴更小的生物，可能会因为表面张力被囚禁在水滴中，无法逃离。因此，考虑到液体的表面张力，能自主活动的生物并不能太小。

而若是智慧生物的话，生物大小的范围就更窄了，这来自神经系统的制约。为了发展出足够的智力，就需要足够数量的神经元，这要求智慧生物不能过小。另外，神经信号的传导速度又决定了智慧生物不能太大。神经信号传导的最高速度通常不超过每秒100米。这样算来，在人的一生中，神经信号能在大脑里“环球旅行”上万亿次——倘若体积变大使得神经元的间距加倍，同时寿命不变，智慧生物一生中能产生的想法就因为“ 路程”变长而减半了。

不妨设想得极端一些：假如存在一个太阳系那般大的大脑，自宇宙诞生起便开始思考，即便神经信号以光速传导，到目前为止，它的“想法”数量也可能只和一个普通人的差不多。显然，这无法支撑起一个智慧种族的生存。

可见，外星生物的大小可能会略微超出地球生物的大小范畴，但差别不会太大，且存在严格的限制。至于外星智慧生物，综合各方面因素，则大致会处于“米”的量级，和人类相仿。由此看來，未来人类与外星生物的第一次邂逅，至少从体积上说，将会是一次平等的对话。