地外智慧生命真的存在嗎？

今天沒有人指望能在太陽系的其它星球上找到智慧生命，但我們的太陽只不過是銀河係數千億顆恆星中的一員。在其它恆星周圍的行星上會不會棲息著比我們更有趣、更奇特的生命形式呢？那裡是不是生活著智慧生命呢？

迄今為止，我們搜尋地外生命的努力尚未成功，但這並不意味著不存在地外智慧生命。

一、地外智慧生命概念的提出

20世紀50年代，一種新的研究宇宙的方法嶄露頭角。射電望遠鏡發明於1930年代，到了50年代其解析度——分析來自遙遠宇宙深處的射電信號波長的能力——有了極大的提高。這一進步的結果是，宇宙的很多方向上都探測到了射電信號。於是，不少學者大膽設想，考慮到我們人類不斷地通過無線電波發出廣播信號，那麼在我們接受到的來自宇宙中的無線電信號是否是其他高級文明的生物所發出的信號呢？

這並非荒誕不經的幻想。在我們地球上已經進化出了人類這樣的智慧生命，而地球都不大可能是宇宙中唯一具備了類似環境條件的行星。地球只是繞著太陽旋轉的八大行星中唯一一個有智慧生命生活的行星。太陽又是銀河系中數千億顆恆星中的一顆，而宇宙中又至少有數百億個星系。在宇宙中數不勝數的恆星中，難道只有太陽擁有一顆有智慧生命生存繁衍的行星？

在如此多的恆星中，在那些類似於太陽的恆星周圍，非常可能有與地球類似的行星存在。在這些行星上肯定會具備了適合於智慧生命存在的自然條件。人類早已清楚，太陽與其他星系中的恆星幾乎沒有什麼不同，也沒有任何特殊之處。在宇宙的其他角落裡很可能存在這樣的行星，與人類相似的智慧生命已經在那裡繁衍生息。

這個觀點不排除地外生命與我們通訊聯絡的可能，引起了科學界的重視。在當時美國政府的資助下，NASA建立了加州SETI（Search Extraterrestrial Intelligence，尋找地外智慧生命）研究所。它的目標是通過分析來自宇宙的射電信號來尋找地外生命，實際上就是分析射電信號的性質，確認它是否經過了智慧生命的人為處理，還是完全與智慧生命無關的從某種自然過程中產生的隨機和任意的信號。這項工作至今仍在進行之中。

令人遺憾的是，除了取得部分信號處理方面的技術成就外，SETI計劃迄今仍一無所獲。美國政府甚至已經放棄了支持SETI的初衷。SETI之所以今天仍在繼續，得到了計算機產業界的支持。

二、地外智慧生命世界的文明分級

宇宙中出現智慧生命的可能性有多大。物理學家史蒂芬·霍金（Stephen Hawking）曾說過，以數億的銀河系存在為前提，提出宇宙中存在其他生命形式的假設是十分合理的。

廣義地講，地外生命（extraterrestrial life）的概念包括了簡單的細菌到高級智慧的外星人。本文把地外生命定義為類似我們人類的具備與外星球通訊能力的智慧生命（extraterrestrial intelligence），並假定四維及以上多維度空間、時間隧道等都不存在，只考慮三維空間的概念。

文明與智慧世界當然離不開能源的開發和利用。前蘇聯天文學家卡爾達肖夫（Ni Kolai Kardashev）曾發表了一篇高級文明評級的文章：一類文明，有能力控制自己所在行星的全部資源；二類文明，有能力利用整個恆星的能源；三類文明，能夠控制這個星系的全部資源。

後來美國天文學家卡爾·薩根（Carl Edward Sagan）認為，1.0級文明所利用的能量差不多太陽輻射到地球上的總能量。人類文明現在所能夠利用的能量只是這個能量的千分之幾。按薩根的計算，人類文明目前大概只有0.7級。要想達到1.0級，人類必須打通可控核聚變這條道路。

然而，所謂1.0級文明不但能夠開發這麼多的能量，還必須能夠妥善地應用。一旦有了1.0級文明的能量，建造巨型星艦就不再存在能源上的困難了。

探測地外生命或許並不要極其高級的技術。科技發達的地外智慧生命，如果真的存在，應該會留下很重的痕跡。美國物理學家弗裡曼·戴森（Freeman Dyson）認為，地外智慧生命遇到的瓶頸有兩個：能量的限制就是恆星的總功率，材料上的極限則是恆星系裡的物質總量。

足夠發達的地外文明最佳的利用能量方式是圍繞恆星，儘可能地建立太空站，吸收恆星發出的全部能量。戴森計算了建造這樣龐大規模的太空站所需的物質，差不多和木星的總質量相等。像這樣被人造空間站密不透風地包圍的恆星，被稱為戴森球（Dyson Sphere）。

能夠建造戴森球的智慧生命，實際上已經有能力100%利用整個恆星的輸出能量，他們已接近2.0級文明的水平。今天，人類還未發現存在戴森球的任何痕跡。

那麼，如何證明一個星球確實存在智慧生命？無線電波將最終提供證據。電磁力是自然4種基本力中最容易控制的一種。天文觀測顯示，電磁學定律在可觀測宇宙範圍內都以同樣的方式運作。不論地外生命是否和地球生命一樣，只要他們生活在行星上，由分子和原子構成，那麼使用電磁波通訊就是文明發展的必然階段。

三、地外智慧生命是否真的存在

銀河系中存在著數千億顆恆星。假如這些恆星中只有千分之一擁有至少一顆行星，再假設這些行星中擁有智慧生命的概率為千分之一，那也意味著銀河系中存在大量的文明星球。可是這些星球都在哪裡呢？

美國宇航局在分析了克卜勒衛星和其他探測器的數據後推測，儘管我們孤獨存在於銀河系中的概率為千億分之一，非常微小。但如果知道僅可觀測宇宙就有數量級為「10^22」顆恆星的話，那麼存在智慧生命幾乎是肯定的。

SETI研究的旗幟性人物是美國天文學家弗蘭克·德雷克（Frank Drake），他從1960年就開始利用美國綠岸射電望遠鏡搜索地外文明，其最重要的貢獻之一是提出一個著名公式（Drake Equation）來估計銀河系中存在文明星球的數量。

他的公式顯示，文明星球的數量應該是銀河系中恆星總數乘以一系列概率：1.恆星恰好擁有行星系統的概率；2.行星系統中恰好有行星可以產生宜居環境的概率；3.宜居行星產生生命的概率；4.生命發展到智慧階段的概率；5.智慧生命持續發展出電磁信號的時間佔行星壽命的比例。

該公式的形式有多個不同版本，這不重要。它的重要性在於指出了估算地外文明數目的分治式方法：將一個概率問題分解成一系列概率問題。

德雷克公式幾乎囊括了所有與地外生命有關的因素。它僅限於銀河系的原因是，只有銀河系內才有與我們進行星際交流的現實可能。假定可以同人類進行通訊，至少他們的科技水平也達到了使用電波通訊。該方法樂觀地推斷，僅銀河系最少有40個高等文明，地外智慧生命的存在是肯定的。

另據報導，2003年雪梨國際天文學聯合大會上，有學者稱，可觀測宇宙中大約有不少於「700萬億億」顆恆星，如果每1000萬顆恆星中出現一顆與太陽大小相近的恆星，每1000萬顆與太陽大小相近的恆星周圍出現一顆與地球環境相似的行星，便可篩選出近7億顆與地球環境類似的行星。所以，我們可以認為，宇宙中地球之外行星中出現過智慧生命的概率幾乎是100%。

四、我們能夠找到活著的地外智慧生命嗎

專家認為，最不確定的因素就是，星球文明存續的時間跨度有多長。如果將地球誕生到今天的時間濃縮到一天，生命誕生大概是凌晨4點發生的，有性繁殖生物出現在下午6點，恐龍在晚上11點登上歷史舞臺，但不久就將世界交給了哺乳類動物。而人類文明在這個世界上只不過出現不到1分20秒時間，而這一分鐘裡的大部分時間，人類都生活在科學落後的時代，沒有能力發射電磁波信號。

地球上的文明就是這麼短暫的存在。我們不知道地球是否是宇宙中的特例，也許文明的速率極大地依賴於生命自身的結構。

而地球壽命的估算大致和太陽的壽命相同。太陽已經存在了50億年，還將繼續存在50億年，之後它會演化到紅巨星階段，膨脹併吞噬地球。地球文明將不復存在。

問題來了，在地球文明存續的時間跨度內，我們人類今天遇到活著的地外智慧生命的概率有多少？

專家們假設，出現地外生命的行星演化歷程假定與地球相近，地球現在年齡46億歲，即地球形成46億年後才有了智慧生命。如果按人類壽命100歲計算，發現地外生命的機率是1/46000000。就算外星人壽命活1000歲，並且製造出了光速宇宙飛船，在距地球1000光年內的某顆行星上，正好有到達地球的直線軌道，外星人一出生就駕駛光速飛船直奔地球而來，1000歲時到達地球。這麼多假設綜合在一起，地球人遇到地外生命的概率僅為0.00000000022。換言之，面對如此小的概率，我們至今沒有找到地外智慧生命就顯得不那麼奇怪了。

五、結束語

科學家相信，地球絕不會是宇宙中唯一存在智慧生命的星球。地外智慧生命存在的概率幾乎是100%，而我們人類文明存續時間有限，今天能夠找到活著的地外智慧生命的概率基本為「零」。

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