如果捉迷藏的話，外星文明和人類誰會贏呢？

我也期待著能再往後更長的時間之中，告訴你我在科學世界裡所遇到的很贊的想法和故事，特別是關於天文學的，並最終進一步回答「我們是孤獨的嗎?」。這我們的角度來看是宇宙中最重大的問題之一，而我並不認為這個答案還有多遠。我相信在未來的20年內，我們很有可能最終找到這個問題的答案。

但是，當討論SETI（The search for extraterrestrial intelligence，搜尋地外文明）和尋找外星無線電信號時，總是有一種「房間裡的大象」的感覺。探測這件事是一條雙向的通路，而我們並不知道大象是否能看得見我們。我們知道，只要信號足夠強，我們就有可能在地球上探測到外星無線電信號，或者實際上是所有代表生命的生物信號。而這是雙向的。

理論上來講，外星文明也應該能夠探測到我們。但在實際中，一切就變得難說了。它將取決於外星種族有什麼設備，他們在空間上離我們有多遠。當我們試圖尋找他們時，同樣的規則也適用於我們身上。然而，如果外星種族擁有比我們更強大的望遠鏡，他們就會知道地球上有生命。地球上的生命有著悠久的歷史，並且數十億年來一直在影響著大氣的組成。通過研究地球的大氣層，銀河系裡的任何人都可以看到它在不久之前所處的不同階段。

我們星系的直徑只有10萬光年左右，所以它們沒有機會看到我們星球恐龍時代的樣子，而是更近一些時間的樣子，這取決於它們離我們的距離。它的距離並不像地質年代那樣久遠，這樣的情況在我們的宇宙中是非常少見的。但是，由於種種原因，從銀河系的對面去探測地球依然是非常困難的。而對於那些能探測到我們的生物來說，外星文明最容易發現的生物標誌物是我們的氧，且更多的是以O2而並非臭氧的形式存在。

雖然氧並不是可以證明地球上存在生命的確鑿證據，它也可以通過非生物的方式產生，我們自身的確存在大量的氧，多到反常的氧。他們也可以看到我們的水蒸氣，和氧氣的存在一起表明這裡可能存在複雜的生命。要是有足夠大的望遠鏡，他們還能看到甲烷。把這三種標誌物放在一起，他們可以合理地推斷出這些氣體的可能來源於生命。那麼他們還能知道什麼呢? 在Edward Schwieterman（愛德華威特曼）和他的同事的一篇論文中，提到了本視頻中介紹的所有論文。他們回顧了我們目前已知的所有的生物標記，這些標記可以用來確定系外行星上是否存在生命。值得注意的是，這篇論文的作者明確指出，這些生物標記物是我們這類以水為基礎的有機生命的標誌。

其他地方也很可能存在具有不同標記的替代生化物質，但我們尚不清楚這些生命形式是如何運作的，也不知道這樣的化學反應是否會產生智力。但是關於外星文明在看著我們這件事，即使他們不是碳基生物，而是基於像矽這樣的元素，如果他們可以建造望遠鏡和光譜儀，那麼憑他們的科學能力也會知道碳的有機化學，並開始懷疑水和有機物在宇宙中普遍存在，並可能導致生命。要是他們是像我們一樣的基於有機物的外星生命，那他們可以通過自己就了解到這一點。而在這個世界上也還可以看到許多其他潛在的生物標記物。

一個例子是二氧化碳的含量變化，它按著植物周期季節性地出現。另一個例子是某些其他氣體，如一氧化二氮和甲基氯，雖然它們可能是單獨不依賴於生命產生的，但當你把它們當作整個生命來看待時，它們就可能成為我們簡介的來源。他們可能還會看到我們的植被在近紅外光下進行的直接反射。Sara Seagerand（莎拉·西格爾）和她的同事在2005年的一篇論文中介紹了尋找系外行星尋找這種生物特徵的方法。如果他們知道什麼是植物生命，那這項技術同樣可以被外星文明用來觀察地球。但是即使他們不這樣做，他們仍然可能在近紅外範圍內看到這個世界正在發生一些奇怪的事情。

但是，通過我們的標記物來探測我們的文明又如何呢? 這將有不少例子，並且當我們發展得越高級，當外星人發現我們時，其中的一些方式將變得更加重要。比如當我們開始建造戴森群（Dyson Swarm）時產生的廢熱，最終在更遠的距離上，它會比我們現在所做的其他任何事都更容易被發現。但像現在這樣，我們會產生幾種主要的技術標記。在此聊到它們之前，有必要先指出距離的遠近是外星人探測技術的關鍵。

在一個世紀左右內，我們僅以一種主要方式可能被檢測到。假設100光年以內的外星人可能會看到我們技術的特徵，但他們只是會看到過去的樣子。如果他們離得很近，比如說比鄰星B擁有一個文明，那麼他們就會看到我們四年前的樣子。一個50光年的文明會看到我們50年前的樣子，以此類推。但是在100光年以外的地方，無論使用何種實用的方法，我們基本上都是無法被探測到的。你離地球越遠，就越難探測和研究地球。在100光年的範圍內，外星人可能會探測到兩種主要的標記物，以及一些外圍的標記物。第一種標記物是無線電。大約一個世紀以來，我們一直在廣播無線電波。

從理論上講，距離地球一百光年之內的外星人可能會發現這些傳輸信號，而這取決於它們所擁有的設備。但從實際情況來看，他們可能不會這麼做。這樣做的原因是他們將需要一些重要的設備來完成這件事。如果我們把我們現有的設備帶到比鄰星去觀察地球，我們將無法看到絕大多數我們自己發射的無線電信號。我們的電視臺和廣播電臺實在是太弱了。所以最有可能被發現的是雷達，但即使這樣，機會也很渺茫。但是，我們過去曾經發出過足夠強大的信號，特別是著名的Arecibo（阿雷西博）信號，但是問題在於，想要看到該信號，外星人必須在適當的時機去捕獲它。而他們根本不知道它會來。

不過這也只是根據我們目前的無線電水平來判斷的。它們無疑會變得更好，更靈敏，但是與此同時，我們發出的信號會隨著我們的發展而變得越來越弱。但是，如果一個外星文明的無線電天線比我們的大得多，而且距離我們很近，那麼它也許就能探測到我們。在下面連結的Seth Shostak（肖斯塔克利）的一篇文章中，他提到我們存在的證據已經抵達了約15000恆星系統。如果一個文明有一個足夠大的天線，他列舉到如芝加哥大小的天線，或者他們能利用引力透鏡來看我們，那麼他們可能僅會看到我們的無線電證據。

第二種可能被外星文明用來探測我們的方式更鮮為人知。人們一直認為無線電信號是外星人探測到我們的途徑，但其實還有另外一種方式。我們也會產生一種非常不自然的可見光，如果有人有足夠敏感的儀器來探測它，同時他們自身也要有足夠的敏感度，他們就會知道智力生命是造成這種可見光唯一的原因，這就是我們地球上夜晚的街燈。

在Abraham Loeb（亞伯拉罕羅卜）和Edwin Turner（愛德溫特納）的一篇論文中，他們提出了一種方法，即我們可以通過關注其他文明的人造光輻射來尋找其他文明。推而廣之，其他文明可能也會這樣來尋找我們的文明。通過觀察一個系外行星的夜面，如果有人工照明，那麼它將會非常不同，這足以與行星上的恆星反射的自然光區分開來。

作者指出，目前只有在我們的太陽系內，我們才能檢測到地球級的人工照明。如果有人躲在柯伊伯帶天體上，我們可以探測到他們的路燈，但僅以目前的設備，我們的能力還遠遠不夠。不過隨著時間的推移，我們的能力也會越來越強，所以在未來的某個時刻，光學SETI尋找文明之光應該是可行的。如果這對我們來說是可能的，那麼對外星人來說也是可能的。

外星人可能探測到我們的另一個更新穎的方式是我們大氣中的工業化學品的濃度。在2014年Henry Lin及其同事的一篇論文中，他們詳細介紹了我們可能會在系外行星大氣中尋找製冷劑來探測外星文明；這將是像CFCs（氯氟烴）這樣的化學物質。外星人同樣可以對我們做同樣的事情，如果他們足夠接近的話，可以看到非常持久的化學物質的證據，比如那些統稱為氟利昂的化學物質。除了標誌著在這個世界上有活躍的工業進程之外，這些化學物質的存在實際上可以作為一種指示器。如果你只看到那些壽命較長的化學物質 可能意味著這個文明已經過了使用這些化學物質的時代，或者說已經滅絕了。如果你看到的是壽命較短的，你就知道這個文明是活躍的。

也許附近的外星文明有能力探測到我們的雷達，或者看到我們的路燈或化學品。又或者現在尚未近到能夠接收到我們的信號的外星文明，也許將來有一天會發現我們。但我推測不太可能有人有這樣的能力，而且外星文明離我們越遠，就越難探測到我們。最終會變得那麼遙遠，以至於根本就無法在物理上建造一個足夠大的儀器來完成這項任務。這種不可探測性可能是好事，也可能是壞事，這都取決於你的觀點。但它確實告訴我們，在我們的發展水平上，一個文明是很難在遠處被看到的。

如果真有這樣一個存在了很久的更高級的文明，那麼我們就更容易發現它，因為他們在更遠的距離上都能被偵測到。但是事實往往沒有想的那樣的簡單。儘管對那些期待通過傳出數位訊號作為交流的方式的人來說，要是無線電信號不是外星文明與我們人類唯一的溝通方式，將會使他們感到很沮喪。實際上，無線電信號甚至不是最可能的方式，而那種方式我們都還不知道。由於生命的存在，地球大氣層也被改變了很長一段時間，這也讓我們有了另一種可能被發現的方式，以及隨後與外星物種的交流方式。

這將比以光速傳播的無線電信號更直接，更實時。在遙遠的過去，銀河系中的某個人可能在我們進化之前就已經看到我們的氧氣大氣層。他們也許已經思考了很久，發射了一種能以亞光速飛行的探測器，名叫Bracewell。它到達這裡可能已經花了五萬年或者更長的時間。事實上，任何想要直接研究有文明棲居的星球的想法，都必須要有紮實的工程技術和足夠的耐心。我們一直以看待人類壽命的方式看待時間，它很短但是仍在不斷增加，也不能說當我們活上千年之後就他們不會增加。在這種情況下，時間和距離變得不那麼可怕了。賓夕法尼亞州立大學的Jason Wright（傑森賴特）在論文討論了這一問題，論文中指出我們的太陽系已經很古老了。

它遠比我們人類要古老得多，有幾十億年的年齡。在很長的一段時間內，整個銀河系都能被看見，而且這個時間長得來已經夠人發射探測器了。又或許有其他的物種已經發射了。而做這件事比任何形式的星際通信都有意義，因為它雖然需要時間，但至少在一端是與外界直連的，興許有一天探測器會甦醒並建立連接。然而，在此之前找到這樣一個探測器無異於大海撈針，這可能比檢測到無線電信號還難。

而以現在的能力，我們不太可能發現它。如果它一直在那裡，便總是會有工程問題，極限的年齡問題，自我修復問題以及等等任何古老的Brace well類型的探測器可能存在的問題。時間對任何事都不友善，所以外星人也需要解決這個問題。但是一個更高級的文明可能已經做到了這一點。有一點需要記住的是，宇宙本身甚至比太陽系還要古老，所以那裡可能已經存在數十億年的文明。

再者，我們也不知道，說不定找到一個失靈的探測器也是有用的。我們修好了我們探測器上的匾額，以防止被外星人遇到。任何活躍的探測器都會看到我們的進化和發展。除了收集地球上的數據，也許他們發射的探測器還附上了一本科幻小說中的《卡拉狄加百科全書》，不過是1000萬年前的版本，上面記載了我們銀河系和文明的秘密。當然，這些信息是過時的，但來自古代文明的信息仍然是精彩的信息。而且，在足夠長的時間過去後，他們也會從他們的探測器得到消息，人類已經實現了文明，他們便可以更新他們的百科全書，將我們也囊括其中。但還有最後一種不幸的方式，那便是我們可能會發現外星文明或者他們可能會發現我們。這可能會導致我們，或者他們，將我們毀滅。

在亞當·史蒂文斯(Adam Stevens)及其同事的一篇論文中，他們詳細闡述了幾種我們可能探測到在近期已經自我毀滅的外星文明的方法。關於這種探測的規則也適用於我們，儘管這可能是一種令人沮喪的探測外星文明的方法，但它仍然是一種科學上合理的方法。我是一個樂觀主義者，我喜歡去想我們第一次對外星文明的探測將是一次驚人的體驗，甚至可能是一次神秘的體驗，比如探測到某個文明的Dyson蟲群，但沒有其他信息。它們說，文明可能會自我毀滅，所以我們應該知道要尋找什麼。第一種方法是通過檢測核戰爭及其後果。

核武器在爆炸時產生一種獨特的伽馬射線的「雙閃光」。事實上，當伽馬射線爆發第一次被發現的時候，它們起源的可能性之一就是外星人的核試驗。這並不是一件壞事;關於如何使用氫彈作為推進方式來推動宇宙飛船以極高的速度飛行，人們有很多想法。然而，對GRB的後續觀察排除了這種可能性，這些東西比任何可以想像的人工爆炸都要強大得多。

但是，如果外星人在全副武裝的情況下進行自我毀滅，那麼一場規模足夠大的核戰爭應該在一定距離之外就可以看到。然而，令人驚訝的是，如果我們真的這麼做了，它可能不會在被發現因為美國和俄羅斯在這些年減少了很多核武器。但至少在短時間內，像戰爭一樣大氣的一些效應將是可見的。核戰爭會產生大量的塵埃，而核武器會產生大量奇怪的電離氣體，這些氣體會補充到地球的大氣層。值得注意的是，這些武器對一個星球的影響是多麼強大。

下面的一系列圖片來自美國在1962年進行的一次名為「海星一號」的核試驗。一枚氫彈在太空中被引爆，產生了奇怪而明亮的極光，同時還產生了意想不到的強大電磁脈衝，摧毀了夏威夷的發電站，這次洩漏導致許多怪異的事發生在地球磁場。那個測試可能不是最好的主意，而且確實有一些長期的影響;事實上，在那個幾天，它損壞了相當一部分在軌衛星。

這說明,整個太陽系看到的這一次爆炸可能在更遠處也發生過,儘管核戰的現象可能發生在宇宙中的任何一個地方會很短暫的,我們或外星人,必須是在合適的時間才能看到這些現象。這在統計學上是不太可能的。但核武器並不是唯一會留下可探測痕跡的末日。

這篇論文繼續詳細闡述了生物衝突的現象，特別是如果這種戰爭是跨物種的，而且不僅僅是對有人居住的星球生物圈的破壞。具體來說，假設一個世界有厭氧細菌，獨特的生物化學物質將由生物物質的衰變產生，即屍體，並可以將在一定時間內於光譜中檢測到。

如果你探測到它，這意味著生命是才存在的，但大部分可能已經不復存在了。值得慶幸的是，至少就目前所知，地球上還沒有人研製出這種程度的生物武器，事實上，地球上的生物武器是被有目地限制了的，就我們所知，我們不能用我們所擁有的來毀滅我們自己。希望冷靜的頭腦能繼續在這件事上佔上風。但是一個外星文明可能不會受到這樣的限制，但是這種生物特徵可能是非常短暫的，對於我們來說，要看到它和一個系外行星在一起，我們必須要在剛好在合適的時間觀察。

但還有最後一種可能性，我們可能會看到：我們和一個它們看不到和我們一起的外星文明在一起，因為這種技術在很大程度上仍然只是一種假設。它是灰色粘性，或者分子納米技術。如果工程成功，這可能是宇宙中最強大的武器之一。他們的想法是創造一種自我複製的納米設備，這種設備通過消耗物質來複製自身。這些武器可以做成這樣的規格，以指數級的規模繁殖，直到它消耗一個星球，或至少是一個星球的大部分。

作者認為，這種技術特徵將比其他特徵存在更長的時間，以數千年為尺度。但我猜測，在我們探索宇宙的過程中，我們不會看到太多世界末日的標記。我並不覺得有任何人希望看到這些事發生在我們身上，至少我是希望如此。但到最後，地球對外星人來說並不是完全可以探測到的，那怕外星人發展到了我們的水平，他們也並不是完全可以探測到我們的。更先進的物種可能可以做到（探測到我們），但我們附近似乎沒有這樣的物種，所以我敢打賭沒人知道我們在這裡。

FY: 菲奧娜叫Fiona

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