创作者：赵斐

6月16日美国总统尼克松在一档访谈类节目中提到，她在任期内曾派曾任国外国家安全顾问Sandy Berger去51区调研外星生物的实情，瞬间导致了全世界高度关注。51区是内华达州北部的一个军事基地，是美国军队密秘研发与检测隐型战机和四轴飞行器的区域。因为其过度神密，因而一直以来一直和ufo（UFO）联系到一起。

无独有偶，在上月的5月17日，美国国会众议院情报信息联合会举办了50年以来初次UFO主题风格听证制度。这一波疯狂的外星人有很大的再度刷屏节奏的。

今日，我们将要从严谨科学合理角度，来一起探讨外星生物和地外文明讨论的话题，这可以从费米悖论和德雷克方程谈起。

1. 费米悖论

费米悖论就是指宇宙之外文明的数量过高估计与缺乏实际科学合理直接证据的矛盾。

最先宇宙之外文明的总数为何会到科学上被太高的可能呢？它是依据大家已知可观测宇宙的口径做到约930亿光年，恒星总数的样版十分极大，大约是1022到1024颗，在其中大家太阳系内大约2500亿颗恒星。根据对太阳系内恒星光谱仪的巡天观察，我们都知道组成生命元素长期存在于宇宙的每个角落，只需给他充足的时间演变，宇宙里的生命应当无所不在，高文明的总数按比例分配估计也是比比皆是。可现实却较为骨感美，人们一直没有得到一切宇宙之外文明存有的准确直接证据。

造成这一谬论的主要原因，目前尚没有明确回答，但科学家给出了几类假设来尝试表述费米悖论：

1) 稀缺地球上假设 （Rare Earth Hypothesis）

合适生命求生的大行星比想象中的稀缺。造成人类文明的许多标准其实很严苛，只需要在无数因缘际会、恰到好处标准同时符合时，才造成类似地球上生命和文明。比如恒星的品质与环境温度要不大不小不高不矮；行星轨道一切顺其自然要正好处在宜居带中，需有液体；大行星内部结构需有液体的本质和较弱转动，进而产生电磁场来抵挡太阳风对大气毁坏这些。

此外，即使地球上生命历尽艰险已经形成了，外星生物如果要检测到地球上同样也重重困难。最先由于太阳光较暗，绝对星等4.83等。从光谱仪上来讲，地球上对太阳视向速率振荡仅有9cm/s，基本上湮没噪音中。从测光或显像上来讲，比如旅者1号，间距地球上60亿千米拍的暗淡蓝点（Pale Blue Dot），地球上看起来就像一粒尘埃，75亿人都挤在这里粒“浮尘”上。在遥不可及的外星世界，地球上很有可能仅仅是潜藏在外星生物手上的测光图象里的一个无法识别的杂点。

2) 大过滤器假设。（Great Filter，剑桥大学，罗宾·汉森）

这一假设最先承认宇宙之外文明的出现，而且不同类型的文明处在不同类型的演变环节。文明的演变要经历最少9个严苛物理的要求的过虑。比如从无机化合物演变到有机化合物、从原核生物到真核生物，从单细胞生物到多细胞生物等，每一个演变门坎都等同于过滤装置，不能通过这种考验的文明过程就被毁灭或淘汰了。地球上文明早已已通过前8次严苛的选择过虑，人们迄今为止没发现外星球文明是由于大部分别的文明很有可能并没扛过逐层的“过滤装置”的挑选，在演变到高端文明之前就淘汰了，所以很难观察到。

3) 差别假设

简单来说就是文明之间的差别太大，导致不能检测，比如通信的时间不会重叠，通信方式差距很大，或是信息内容不能理解。

人们用望眼镜探寻宇宙大概有400年，发送哈勃这种空间望远镜观察宇宙仅有30年，这个时候放到在宇宙的尺寸下，仅仅短短一瞬间。在这样一个极短的时间范围之内不能寻找外星球文明的指路明灯数据信号。

此外是通讯方式不一样，或带上信息内容方式不同，相互之间不一样眼。人们默认设置是由无线电波开展调配以后来带上转变信号用于信息传递，但外星球文明或许不是用某种特殊波长的无线电波来信息传递，反而是别的出乎预料的形式。比如：大家在前线发觉对手，用无线电发射器推送了“有对手”三个字到总公司，但总公司很有可能只有辨别战地是不是点起烽烟，对已传递来的电磁波置若罔闻。那样相互之间尽管都是在试图去沟通交流，但方法不一样。

2022年4月发表于《天体物理学杂志》里的一项最新研究成果，根据蒙特卡洛模拟计算计算说明，人们文明需要至少存有40几万年才可以接受到太阳系内别的聪慧文明的信息交流。

4) 黑暗世界假设

主要包含了两条公理：一是存活是文明持续发展的第一要务。二、文明持续扩大，但宇宙中总化学物质总产量保持一致。但是，实际上在动态性宇宙中，宇宙的视野随着时间扩张或转变，可观测宇宙内物质的总产量会发生改变。只有把宇宙当作静态数据的，以上结果才创立。

另一个个关键理念是猜疑链，即二种文明双方了解对方的出现，但难以获得另一方的数据，必须相互之间猜想另一方很有可能动机，猜想是敌是友，进而深陷永无止境的猜忌循环系统。依据两根公理，总化学物质资源是有限的，因此总有一天彼此容易陷入对有限的资源的角逐，务必先下手，在彼此技术爆炸以前提早解决另一方。

因此每一个文明为了确保自身文明文化的传承，务必小心翼翼地伪装自己，猥琐发育别浪。谁欠考虑、谁曝露，谁便会被更好的文明先摧毁，所以很多人都挑选都不会主动暴露。因而，现阶段没发现宇宙之外文明就是因为他们掩盖了自身，这便是黑暗森林法则的思路。自然，黑暗森林法则也存有一定的局限：这两条公理和猜疑链彻底是依据人类观念来构架宇宙；，或许外星球文明超过了我们观念规范化的架构。

针对不同文明的探索，原苏联科学家卡尔达肖夫依照文明可以运用能源数量级，去衡量某颗星体文明的优秀水平，运用卡尔达肖夫指数值（K）能把文明的高速发展划分成三个级别：

I型文明：文明能够掌控大行星的所有电力能源：1016W，K=1

II型文明：能够操控隶属恒星的所有动能，比如根据修建戴森球：1026W， K=2

III型文明：能控制所属星球的所有动能：1036W， K=3

现阶段人们还没有达到I型文明，卡尔达肖夫指数值大约为K~0.73，大概在100至200年之后才能实现I型文明。

2. 德雷克方程

1961年，美国天文学家德里克给出了有名的德雷克方程，来估计太阳系内具备星际帝国通信水平最高级的聪慧文明的总数：

R* ：恒星所形成的速度，标值大约为1.5~3，（2010）

fp ：恒星周边具备大行星的比例：最少有一颗的比例：贴近1 （2012，Kepler，Micrlensing）

Ne：大行星坐落于宜居带，具有生命所产生的标准：0.4（2013，Kepler）

fl：演化出生命的比例： 10-4 （2000，稀缺地球上假设）

fi：生命演变到高智慧生物的比例： 10-9 （2010）

fc：文明演化出通信水平的比例：0.2 （Drake）

L：文明可以持续时间：304 （2002）

依据稀缺地球上假设的原始标准值，所得到的传统预测值为9x10-13，这寓意这一点在这类假设下，大家在宇宙中是孤独的。

近些年的实验中，科学家根据蒙特卡洛模拟计算，依据最新恒星和大行星演变实体模型，得到德雷克方程N系数的误差范围在平均值能够控制在10的2三次方的范围之内。比如2020年Tom Westby等发表于《天体物理学杂志》的一篇论文中用了最新星体原素含量遍布的信息，赢得了最新估计结论大约为N~36个。

德克雷公式计算尽管类似一个思想实验，尽管并无法直接处理费米悖论，但是它的核心理念却提供了一种强势的逻辑结构，把一个本来找不到方向问题，分解成一环扣一环的、能够定量研究的自变量。德雷克方程的重要目的是为了，因为宇宙中至少有一个已知数据点，是我们自身即地球上文明的出现，这便证实宇宙里出现聪慧文明的几率大于零。因而只需样本数量够大（比如现在已经证认的5000多个系外行星，总数仍在继续提升中），可检测到智慧的文明的总数也会随着样版的增加而增大。

3. 汇总

从科幻小说到科学合理，从影片到实际，外星生物和外星球文明永远都是一个整体实力IP和流量担当；宇宙之外文明的实践探索可能长期性是一个开放式的难题，任何人都可以得出自身的回答，在没有任何真正意义上的外星球文明的信息以前，没人知道它准确回答。假如绽放想像，让脑大开的大一些，或许外星生命是硅基生命体，或是是是非非细胞膜的结构的动物，乃至高维生物，并没有形状尺寸。

科学合理始终是被观察、试验和数据所指导的, 我们应该积极寻求答案，如同麦哲伦出航去探索新世界一样，回答存在浩瀚星辰。

论文参考文献

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[2]J. F. Kasting, “Peter Ward and Donald Brownlee’s ‘Rare Earth,’” Perspectives in Biology and Medicine, vol. 44, no. 1, pp. 117–131, 2001, doi: 10.1353/PBM.2001.0008.

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