人類尋找地外文明許多年，一根毛也沒見到。上世紀出了個德雷克方程和費米悖論，都是有關(guān)尋找外星人的理論，半個多世紀過去了，這些理論起了作用嗎？我們一起來探討，弄個明白。

科技文明層次限定了人類的觀測能力。

現(xiàn)在的基本常識是，生命或文明只能在行星上誕生。迄今為止，人類在太陽系沒有發(fā)現(xiàn)任何生命，連一個細菌或細胞也沒有發(fā)現(xiàn)，更別說文明了。但目前還不能否定太陽系以內(nèi)有低等生命的存在，科學(xué)家們認為最有可能存在生命的星球大概有火星、土衛(wèi)六、木衛(wèi)二。以后即便真的在這些星球發(fā)現(xiàn)生命，也是很低級的，文明是不可能存在的。

那么尋找地外文明的目光就只有轉(zhuǎn)向太陽系以外。迄今為止，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了太陽系以外4000多顆行星存在，距離我們最近的恒星比鄰星，就發(fā)現(xiàn)有行星相伴，那里距離我們4.2光年。而已發(fā)現(xiàn)最遠行星距離我們有24722.65光年，這是一顆靠近銀心的紅矮星系統(tǒng)的行星，被命名為OGLE-2018-BLG-0677。

迄今為止，所有行星都沒有發(fā)現(xiàn)有生命或文明的跡象。這并不能確定發(fā)現(xiàn)的4000多顆行星中，就沒有生命或文明。因為人類的觀測手段很有限，就連距離我們4光年恒星比鄰星也只能看到一個亮點，行星就更看不到。之所以知道那里有一顆行星，是根據(jù)行星圍繞著恒星運動的視向遮光現(xiàn)象，根據(jù)其光變周期和引力攝動“猜”想并計算出來的。

所有的4000多顆太陽系外行星幾乎都是這么發(fā)現(xiàn)的，能夠看到一個光影實體的行星不到10顆，因此無法證明上面有沒有生命存在。但幾乎可以認定，上面沒有高等級文明存在。當文明程度達到能夠改變恒星狀態(tài)時，才有可能被人類觀測到。

因此，到目前為止，人類對太陽系還沒有做出任何改變，如果有與人類差不多水平的地外文明，在若干光年以外觀測地球，是無法確定這里有沒有文明存在的；同理，人類也無法觀測到太陽系外和人類差不多水平的文明。

電波的功率也限制了觀測距離。

但至少有一點，人類可以發(fā)送電波，與地外通訊聯(lián)絡(luò)。人類1974年就通過“阿雷西博”射電望遠鏡向地外文明發(fā)出了第一封問候電信，至今這個問候電波已經(jīng)走了四十多年，也就是到達四十多光年以外的地方了，還沒有受到任何回音。如果地外文明在數(shù)千年以前已經(jīng)達到人類的水平，那么它們對電磁波的認識也應(yīng)該是同樣的，它們發(fā)出的電磁波早就應(yīng)該到達地球了，但是人類啟動巨大的射電望遠鏡或射線望遠鏡“聆聽”了數(shù)十年，迄今還沒有收到一個有價值的信號。

這是不是可以說，至少在我們周圍數(shù)千光年范圍甚至上萬光年范圍，沒有文明存在呢？也還無法確定。因為即便是電磁波發(fā)射也需要巨大功率，而且具有定向性。在宇宙中有各種各樣的電磁波干擾，如黑洞、脈沖星發(fā)出的電磁波等，這些電磁波強度遠比人類發(fā)出的功率要強大，相比之下現(xiàn)在人類發(fā)出的通訊功率還十分微弱，在太空衰減得很厲害，能走多遠，或者說如果有地外文明的偵聽能力有多強，能接受到這些微弱的信號嗎？人類的偵聽也是一樣，如果地外文明發(fā)送的電磁波信號很微弱，我們能聽到嗎？

這些都是人類沒有發(fā)現(xiàn)地外文明的不確定性原因。除此之外，有關(guān)宇宙中地外文明很難遇到的原因還有很多，現(xiàn)在我們來了解一些幾個關(guān)于地外文明的世紀著名理論。

德雷克方程

關(guān)于地外文明到底是否存在，在科學(xué)界早就有過猜想或理論論證，比較著名的是上世紀六十年代美國天文學(xué)家法蘭克·德雷克提出的德雷克方程。這是一個推測人類可能接觸到銀河系地外文明的公式，其表達式有兩個，即（引用）：

公式1為：N=Ng×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×FL

公式2為：N=R*×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×L

公式1意思為：

銀河系內(nèi)可能與我們通訊的文明數(shù)量（N）=銀河系內(nèi)恒星數(shù)目（Ng）×恒星有行星的比例（Fp）×每個行星系中類地行星數(shù)目（Ne）×有生命進化可居住行星比例（Fl）×演化出高智生物的概率（Fi）×高智生命能夠進行通訊的概率（Fc）×科技文明持續(xù)時間在行星生命周期中占的比例（FL）。

公式2與公式1的區(qū)別在于R*替代了Ng，L替代了FL。R*為銀河系形成恒星的平均速率，L為科技文明壽命。

公式推理：

如果銀河系恒星處于穩(wěn)定狀態(tài)（與現(xiàn)代觀測相符合），那么R*等于銀河系內(nèi)恒星數(shù)目（Ng）除以恒星平均壽命（Ls）。

R*×L就等于（Ng/Ls）L=Ng（L/Ls）。由于（L/Ls）與FL基本相同，故兩個表達式等價。

德雷克方程雖然簡單，但卻無法求解。該方程最大的不確定項是“科技文明的存在時間（L）”因為該項取決于科技文明本身，其中有些項是已知項。由于L是最大的不確定項，在“獨眼巨人計劃”中，方程可以被簡化為N=L。

從以上引用的公式解釋中，我們可以看到其中很多指標都具有不確定性，因此很難計算出銀河系中準確的文明數(shù)量。一些科學(xué)家們認為基本能夠認定的數(shù)值為：銀河系恒星數(shù)量（Ng）約2000~4000億顆；恒星有行星的比例（Fp）保守估計為10%；每個行星系中類地行星數(shù)目（Ne）保守值為10%。

但在公式中，F(xiàn)l、Fi、Fc很難確定，參與方程研究的康奈爾大學(xué)天文學(xué)家卡爾薩根曾經(jīng)給出過一個樂觀估計，即Fl*Fi*Fc=1/300，由此得出N≈10^7*FL，這樣N的大小就取決于FL的大小了。

但方程中最大不確定性就是這個FL，即科技文明持續(xù)時間占行星生命周期比例。我們?nèi)绻匀祟愇拿鱽眍惐?，地球生命周期約100億年，人類科技文明能夠持續(xù)多久呢？1萬年還是1億年？人類科技文明迄今為止還不到1000年，未來還能夠持續(xù)多久無法預(yù)料，如果還能持續(xù)1億年的話，F(xiàn)L也就是1%。

這樣整個公式得出的銀河系文明數(shù)量，就至少有10萬個以上。但如果科技文明平均只能存在10000年的話，F(xiàn)L就只有0.000001，這樣，銀河系中就可能只有10個文明存在；如果科技文明平均只能存在1000年，F(xiàn)L則為0.0000001，銀河系文明就可能只有1個，也就是只有人類文明了。

因此文明能夠相互感知的幾率太小了。

事實上，人類科技文明存續(xù)應(yīng)該會超過1000年，因此銀河系就還有其他文明存在的可能。即便1個銀河系這樣的星系真的只有1個文明存在，現(xiàn)在天文觀測認為在可觀測宇宙至少有1萬億個星系以上，因此文明也將有萬億之多。這是值得樂觀的一面。

但令人沮喪的是，這些文明能夠相互感知的概率就非常小，相遇的機會就更小了。

比如銀河系這樣大的星系只有1個文明，在我們附近的大小麥哲倫星系這樣的小星系，就很難孕育或發(fā)展出能夠?qū)Φ赝馔ㄓ嵉奈拿鳎嚯x我們最近的大星系是仙女座星系，距離我們達254萬光年，不要說通訊信號衰減，就是相互傳遞到達對方也需要254萬年。

如果文明的科技壽命只有1萬年，這種信號能夠收到嗎？所以，關(guān)鍵是能夠通訊的科技文明可以存續(xù)多久，才是文明之間能否聯(lián)絡(luò)的關(guān)鍵。

費米悖論

上世紀還有個關(guān)于地外文明的著名理論，叫費米悖論。這個理論是著名物理學(xué)家、諾貝爾獎得主恩利克·費米在1950年提出的，這個悖論最簡單最著名的一句話就是“既然外星人存在，那么它們在哪兒呢？”

具體說來，費米悖論通俗的解釋有這么幾個觀點：1、宇宙已經(jīng)形成了138億年，地球應(yīng)該不是唯一的文明，宇宙中有很多比地球老很多的星球，那里的文明應(yīng)該很古老，那么即便很緩慢的宇宙飛行，到達我們這里也只需要幾百萬年，我們怎么沒有發(fā)現(xiàn)它們？2、即便文明稀少，星際旅行很難遇到，那么任何文明發(fā)展到高級階段都要擴張和移民，要有附近的恒星或星系活動，至少應(yīng)該有通訊發(fā)出，我們怎么沒發(fā)現(xiàn)？

這個理論在天文學(xué)界被廣為重視，幾十年來科學(xué)家們一直在探尋這個問題，1975年，著名美國學(xué)者麥克·哈特發(fā)表了《關(guān)于地球上地外文明缺席的解釋》論文，首次把費米悖論作為一個嚴肅的概念進行討論，對費米悖論問題給出了4種解釋（引用）：

1、對地外文明而言，進行星際旅行還不可行。2、從動機分析，地外文明不打算和人類進行接觸。3、地外文明剛剛出現(xiàn)不久，和人類的接觸還需要一段時間。4、地球已經(jīng)被外星文明拜訪過了，只是我們不知道而已。哈特逐一進行討論后，認為以上四個理由都不成立，由此得出的反推結(jié)論只能是：地外文明根本不存在。

物理學(xué)家斯蒂芬·韋伯則在2002年發(fā)表的《地外文明在哪兒？》一書中，列舉了費米悖論的50中解決方案，大致歸納為三個方面：1、宇宙中除了地球人類文明，不存在其他文明；或許外星文明一直存在，或者曾經(jīng)存在過，但它們無法與我們接觸；3、外星文明來過地球，它們不想讓我們知道，而我們也無法知道。

這些回答似乎涵蓋了為什么迄今為止，我們還沒有發(fā)現(xiàn)地外文明的原因。

還有一種觀點認為，伽馬射線暴將文明扼殺在搖籃里。

宇宙中一些極端天體事件，如超新星大爆發(fā)、中子星碰撞、黑洞碰撞等，會定期或不定期會產(chǎn)生巨大能量的伽馬射線暴，這些巨大能量殺滅了宇宙中90%以上的生命或文明，而且讓文明永遠也難以上升到高級階段，因此文明之間沒有相互感知的機會，更沒有見面的機會。

還有觀點認為，宇宙環(huán)境的多樣性，造就了文明的多樣性，各種文明感知交流器官和方式很可能完全不同，由此就更難相互感知了，所謂相逢何必曾相識或許也適用地外文明呢。

當然，這一切都只是猜想，人類還依然在動用一切最高級的科技手段，孜孜不倦地尋找著地外文明，希望找到我們的知音，讓人類在這浩渺宇宙不再孤獨。人類的努力會有收獲嗎？或者說地外更高級的文明會找到人類嗎？我不知道，一切皆有可能。或許明天就會有新發(fā)現(xiàn)也未可知，我們期待。

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