银河系里有没有外星人?

作者: 方是民

来源: 科学世界

发布日期: 2019-05-13

本文探讨了银河系中是否存在外星人以及智能生命的可能性,回顾了历史上的相关思考和科学探索,提出了德雷克方程来定量分析外星文明的存在概率,并讨论了通信文明生存的挑战。

地球之外是否有生命?是否有智能生命?是否有文明?早在两千多年前,古希腊的哲学家就已经在认真思考这些问题了。其中有一位如此写道:“在一片旷野中只有一株麦子,和在无限的宇宙中只有一个生命世界,都是不自然的。”当哥白尼发现了地球不是宇宙的中心后,这些问题又再次被提了出来。既然地球只是一颗普通行星,那么其他行星上面是否也有生命世界?布鲁诺即认为,宇宙是无限的,到处都有生命世界。

这种观念被异端裁判所列为布鲁诺的八大罪状之一,使他被处火刑。但之后有天文学家继续思考这个问题,比如惠更斯就写过论文说明外星人应该是什么样子。

在进化论确立以后,这个问题的答案是显然的。既然人类不是神创的,而是进化出来的,那么我们有什么理由否认,在浩瀚宇宙的其他地方,也有可能进化出智能生命呢?

其他星球存在智能生命,并不只是一种科学幻想,早已是科学界的主流观点,并且还启动了寻找地外文明的科研项目:1960年,科学家们开始监听从茫茫太空中传来的无线电波,试图发现其中包含有智能信息。如果其他地方存在高度发达的文明,而他们又像我们一样好奇,热衷于寻找别的文明,最为便宜、方便的方式是发射含有信息的无线电波。

这项寻找地外文明的工作持续至今,由美国加州大学伯克利分校的寻找地外文明研究中心主导,目前又扩展到寻找地外激光信号。以后还计划向离我们最近的恒星比邻星发射微型探测器。寻找地外文明的结果比大海捞针更加渺茫。如果我们能在有生之年发现任何存在地外文明的确切证据,是极为运气的。但是,如果我们不去找,那么运气也许永远不会降临。

也一直有人嘲笑寻找地外文明的尝试。

有人试图给出理由否认地外文明的存在,提出“稀少地球”假说。按照这个假说,太阳刚好位于银河系宜居带,地球又刚好位于太阳系宜居带,而且刚好又有月球作为卫星,使得地球有一些适合生命出现的特征,在地球进化史上复杂生命、人类的出现又是多么偶然,以此说明人类的出现是小概率事件,我们很可能是银河系中唯一的一群孤独的智者。但是这个推理是经不起推敲的。

即使智能生命的出现是小概率事件,也推导不出在银河系中只能发生一次。何况这些理由都是根据我们对地球生命史的了解提出的,而地外智能生命完全有可能和人类大相径庭。

物理学家费米曾经从另一个角度质疑地外文明的存在。1950年,费米在一次会议上问道:理论上人类能够在一百万年以后飞行到银河系的各个星球,如果我们能,那些比我们早进化一百万年的外星人也应该能。那么为什么他们还没到地球来?他们究竟在哪里?

费米的意思是,我们在银河系中很可能是孤独的。其实对这个所谓“费米悖论”很容易反驳:可能没有哪个文明能够在银河系各处殖民,可能我们离其他的文明都过于遥远,可能还没有哪个文明进化到能够在星际旅行的程度,可能已有外星人在很久以前访问过地球又走了,当然也有可能外星人正不为我们所知地观察着我们。

1961年,美国天文学家弗兰克·德雷克试图定量地说明外星人存在的概率,提出了一个计算公式。这个“德雷克方程”本来只是开玩笑,没想到现在却被正儿八经地写入了天文学教科书,号称是仅次于爱因斯坦质能方程的第二著名方程。这个方程很简单,人人可以掌握:N=R×f(p)×n(e)×f(l)×f(i)×f(c)×L。其中N表示银河系中“通信文明”(即能发射、监听星际通信)的数目。右边各项为计算这一数目的参数。

没有任何理由认为一个通信文明能够永世长存。宇宙中有许多外界因素能毁灭生命世界。比如,宇宙中最有威力的现象伽马射线大爆发(伽马射线暴),就能使方圆几百光年内的生命灭绝,而我们每年能够观察到几百次这样的爆发。文明的高度发展也许有可能预测、防御这样的灾难,但是另一方面,却也能导致自我毁灭。

我们人类也只是近七十年来才进入了通信文明阶段,但是同时也拥有了完全毁灭自己的能力:且不说我们对自然生态的破坏、对环境的污染、人为导致全球气候变暖,光是现存的核储备,就足以毁灭整个地球几百次。如果我们要在宇宙中发现邻居,如果我们要让邻居们发现,关键是自己要生存下去,并尽可能地延长寿命。

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