如果你是搜寻地外文明（SETI）和费米悖论的粉丝，那么你可能听说过一个叫做“大过滤器”的概念。简而言之，它指出，宇宙中的生命可能注定要灭绝，要么是因为灾难性的事件，要么是因为它自己造成的环境（即核战争、气候变化等）问题。近年来，它不仅是学术界的话题，也是许多人热切谈论和猜测的话题。
史蒂芬·霍金（Stephen Hawking）和埃隆·马斯克（Elon Musk）也对这个问题发表了看法，声称人类长期生存的唯一机会就是“行星际（interplanetary）”。为了解决这一问题，美国宇航局喷气推进实验室（JPL）领导的一个研究小组，最近制定了人类可能向地球以外扩张的时间表。根据他们的研究，我们有可能在本世纪末进入行星际，到24世纪末进入银河系！
“大过滤器”是1996年由牛津大学人类未来研究所（FHI）的经济学家罗宾·汉森提出的。在一篇名为《巨大的过滤器——我们是否即将越过它?》的文章中，他提出，在生物进化的宏伟蓝图中，一定有什么东西可以阻止生命出现和（或）达到先进技术发展的状态。
这是罗宾·汉森提出的解决方案，用于解释为什么人类寻找智慧生命的尝试（尽管其假设的统计概率）迄今为止都失败了（又名费米悖论）。但正如汉森在他的论文中明确指出的那样，大过滤器假设对人类也有着巨大的影响。根据过滤器所在的位置（是发展的早期阶段还是后期阶段）人类可能已经通过或接近它（两种情况都不是特别令人放心）。
为了他们的研究，NASA JPL地球科学部的首席科学家提出，自二战结束（以及核武器的发展）以来，人类已经进入了一个尚未摆脱的“危险之窗”。从本质上讲，从这一点开始，人类有能力自我毁灭，无论是核战争、生物战还是人为气候变化的结果——汉森认为这可能就是“过滤器”的实例。
为了确定人类是否有可能在我们毁灭地球、消灭自己之前扩张到地球之外，他们创建了一个基础模型，可以预测从地月轨道空间到太阳系和附近恒星的选定目的地的载人任务，最早的可能发射日期。该研究团队的组长、JPL地球科学部的首席科学家对此解释道：
“最初，我们研究了深空任务的范围和复杂性之间的关系，因为它们与计算能力的发展有关，在太空时代的时间框架内，计算能力定量地表示为每个微处理器的晶体管。了解了以这种容易量化的方式表达的计算能力的趋势，再加上一些必要的假设，这种趋势就可以用来帮助预测未来深空任务的趋势。”
上图：最近恒星与太阳之间相对距离的图解。巴纳德的恒星是离太阳第二近的恒星系统也是离我们最近的单一恒星。
这就引出了另一个重要的概念，那就是摩尔定律，以美国工程师戈登·摩尔的名字命名。1965年，摩尔观察到集成电路（IC）上的晶体管数量有望每两年翻一番。这并不是最严格的科学意义上的“定律”，而是作为描述20世纪下半叶到21世纪（与太空时代相吻合）计算指数增长的一种手段。
正如研究团队组长解释的那样，他们的模型在创建时考虑了简单性，并有望成为未来更复杂模型的“第一层”——一个超越计算能力的模型。无论如何，该模型返回了一些相当令人鼓舞的结果，表明人类文明在长期生存方面有很好的机会。在考虑太阳系内外机器人和载人任务的具体目的地时，潜在发射日期的预计时间也出人意料地积极乐观。
例如，该模型预测人类第一次火星任务将在2030年代末的某个时间发生，到2060年代执行对小行星带的探测任务，到2070年代执行到木星（和木星卫星）的任务，到2080年左右执行到土星的任务。与此同时，前往太阳系外目的地的机器人任务，如比邻星（4.2光年远）及其潜在的宜居行星（比邻星b），将在短短几年内完成（比如通过突破摄星），但载人任务将等到2250年发射。
同样，前往类太阳恒星Tau Ceti（12光年）的机器人和载人任务将花费几十年的时间，机器人将在本世纪30年代准备发射，而载人任务将在2270年之前发射。对TRAPPIST-1系统（约40光年）的机器人任务，以及它的7个疑似岩石行星，将准备在2040年发射，载人任务将在约2300年发射。最后，他们还考虑了前往距离银河系中心约1.4万光年的恒星的机器人和载人任务，这两项任务分别可能在2050年和2400年发射。
上图：空间探索任务，发射时间和对数距离的函数。
从日期和所涉距离的对数性质来看（如上图所示），很明显，人类“进入星际”所花的时间要比成为一个星际物种所花的时间长得多。正如喷气推进实验室的科学家指出的，如果这些距离可以用更小的尺度来表示，比邻星的距离仍将超过100万公里（70万英里），而火星和月球的距离将只有1.6公里和11米：
“显然，进入星际将需要我们尚未开发的技术：从至少能达到适度光速的推进系统，到能让一大批宇航员在深空中存活多年并保持健康的生命维持系统，再到只需有限人力投入就能管理这些宏伟设计的操作和计算能力，不一而足。”“星际旅行，例如到银河系最近的大星系邻居仙女座，仍然是虚构的东西。然而，银河系中大约有4000亿颗恒星——许多恒星都有自己的行星系统——这会让我们在未来一段时间内非常忙碌。”
前往银河系中心地区的任务，甚至可能涉及到与一个或多个外星物种接触的可能性。这是基于最近进行的一项研究，该研究表明，银河系中心附近的区域是最有可能发现复杂生命和科技文明的地方（基于统计模型）。
来自宾夕法尼亚州立大学地外文明中心（Penn State Extraterrestrial Intelligence Center）的天文学和物理学教授领导的研究进一步表明了这一点。该研究模拟了太空文明可能的扩张路径。无论如何，这些结果并不能说明人类已经逃脱了“过滤器”，也不能说明“危险之窗”将永远关闭。
“简而言之，我们还没有走出困境，”科学家们表示。“作为一个物种，我们甚至还没有建立第一个永久的外星殖民地。然而，令人振奋的是，就在我们讨论这个问题的时候，一些值得注意的努力也在朝着这个方向作出。在JPL/NASA等领域，技术潜力和意愿显然是存在的。”
更重要的是，成为行星际物种（或星际物种）所带来的好处远不止仅仅是生存。诚然，不把我们所有的鸡蛋都放在一个篮子里，从而确保人类和无数其他地球物种免受任何人为或自然灾害的影响，可以说是将人类的存在扩展到“淡蓝色”之外的最佳理由。
同时也有科学突破的潜力，地月轨道空间的商业化、小行星采矿、制造业迁往太空、丰富的能源以及作为一个物种的极大加速发展。科学家们表示：
“此外，地球上一些供不应求的关键资源可以从其他地方补充，例如从小行星16 Psyche 开采的金属，一些天文学家认为它是行星核心的残余物。月球被认为可能是附近可提取氦3的来源，氦-3是一种氦的同位素，在地球上极其罕见，可以帮助实现相对清洁的核聚变。”
上图：夜晚的超大阵列(VLA)。
估计人类是否会通过“大过滤器”，就像回答我们是否以及何时能找到地球以外智慧生命的证据一样。尽管如此，创建能够让我们更好地了解重要里程碑任务何时发生的模型是有好处的。同样，考虑生命如何以及在何处出现的理论研究，可以帮助我们缩小对外星智慧的搜索范围。
从这个意义上说，NASA JPL地球科学部的科学家们创建的模型是一个很好的第一步，最终可能导致出现更深入的预测模型。除了计算能力的指数级增长之外，还有许多变量可以在未来的太空探索中发挥重要作用，值得研究。气候变化肯定是其中之一，尽管还有许多其他问题值得考虑。科学家解释说：
“我们使用计算能力是因为它有之前的数据，但这只是一个起点。在未来，我们可以使用其他因素来建立一个更稳健的模型。这些因素包括人为因素、推进力和技术进步。有一些关于人类因素的数据，即人类寿命是如何因医学进步而延长的。如果我们有活过100岁、150岁或200岁的人，也许人们就有更大的机会在各自的领域推进技术。也许在未来，会有另一个我们在等待的爱因斯坦。”
事实上，我们在地球上会面临着许多威胁，气候变化、生物战、核和自然威胁，我们可能无法采取任何措施来抵消这些威胁（比如小行星撞击、极端的火山活动）。我们把所有的鸡蛋都放在一个篮子里，虽然这是一个非常好的篮子，但它仍然只有一个。如果等待的时间足够长，自然灾害就会发生。正如恐龙所遭遇的那样，宇宙是无情的。因此，生存的最佳选择是使我们的物种和其他地球物种的居住地多样化。
这也许是这项研究的另一个潜在收获。如果将我们的存在扩展到地球和地月轨道空间之外，会极大地增加我们生存的几率，那么我们应该考虑尽一切努力将时间表提前。因此，除了可能成为实现更严格约束的预测模型的垫脚石之外，我们还应将这项研究视为实际行动开展的号角。
