本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。
人類迄今為止還沒有發現存在地外文明。
但宇宙這麼大，不可能只有人類一個文明存在，因此發現外星人或叫地外文明是人們最渴望的事情。
但現在人類對太空的搜尋主要是依靠望遠鏡，望遠鏡能夠發現地外文明嗎？
或者說，距離我們太陽系最近的恆星~比鄰星，如果存在文明，而且正在發生戰爭，我們能看到或者了解到嗎？
現在我們一起來分析一下。
事實上，人類現在還很難看到太陽系以外的事物，不管是肉眼看還是用望遠鏡看，看到的恆星都只是一個亮點。
看不到圓面。就是看不到恆星的表面。
人類肉眼能夠看到的恆星有約6000顆，這些恆星距離我們大致幾光年到幾百光年。
肉眼最遠可以看到海山二，這顆恆星距離我們約6000~7500光年，是人類裸眼能夠看到最遠的恆星。
這是因為這個恆星很大很大，質量約太陽的200倍，直徑約太陽的250倍，亮度是太陽的500萬倍。
肉眼看到的恆星都是較大，小的都有太陽大小，比太陽小的紅矮星即便距離我們最近，也看不到。
這是因為人類眼睛分辨物體極限是有一個最小視角的。
視角就是人眼能夠分辨的最小角度和最大角度。
我們這裡只講最小角度。
人眼的最小分辨角(角分辨極限)的表達式為：U=0.610×λ/R=0.610×(5.5×10~(-4)/1) =3.35×10~(-4)rad=1.15′≈1′
式中R為人眼瞳孔在正常照度(約50勒克司)下的半徑，約為1mm；λ為光波中人眼最敏感的黃綠光的波長5.5×10^-4mm。
這就是說，人眼識別物體的最小分辨角約為1'。
這是人眼成像的下限。
當成像的橫徑小於1′（即兩個視感覺細胞之間的距離時），此像只能興奮一個細胞，即人眼無法將該像分辨成兩個點。
1'是多少？周天360°，1°=60'(角分），1'=60''(角秒），1''=1000mas（毫角秒），1mas=1000μas（微角秒）=3600000mas（毫角秒）
這就是說，距離越近的物體，進入人眼的角度就越大，而越遠的物體，角度就越小，更遠了就沒有角度了，怎麼能夠看到呢？
但由於恆星自己發光，因此即便看不見圓面，也能看到亮點。光度越大的恆星，就能夠傳播得更遠。
望遠鏡同樣也是有最小分辨視角極限的。
這個極限與望遠鏡的口徑（物鏡）成反比，就是說物鏡口徑越大，解析度越小。
望遠鏡解析度的計算公式為：△θm=1.22λ/D
式中，△θm表示解析度，λ是觀測波長，D是望遠鏡口徑。
而現代光學望遠鏡口徑是有限的，因此迄今為止，只有參宿四這顆巨大的距離又不算遠的恆星，通過望遠鏡才能夠看到它的圓面。
參宿四距離我們600光年左右，直徑約太陽的上千倍，質量是太陽的十幾倍，亮度是太陽的10萬倍。
所謂能夠看到恆星圓面，就是到達人類視網膜的物體能夠形成一個張角，這樣人們就能看到星球的表面，儘管只是模糊的幾個像素，也算是有了視角。
現在除了參宿四，其他所有的恆星，用望遠鏡都無法在人類視網膜上形成一個1'視角。
比鄰星距離我們只有4.22光年，是除了太陽距離我們最近的恆星，但我們依然只能看到一個亮點。
天文學家們通過光學幹涉測量，得到比鄰星的角直徑只有1.02毫角秒，而人眼最小分辨視角為1'(1角分）。
1毫角秒是1角分的6萬分之一，也就是說比鄰星還要擴大6萬倍，才能夠在望遠鏡中被看到一點點模糊的圓面。
那麼人們是怎麼得到比鄰星的基本數據呢？
既然所有的恆星都只能看到一個亮點，天文學家們怎麼得到這些恆星的大小質量等數據呢？
比如比鄰星，是半人馬座a星三合星系統中最小的恆星，是一顆比太陽小很多的紅矮星，質量只有太陽的1/8，半徑只有太陽的1/7。
這些數據是怎麼來的呢？
原來歐洲天文衛星Hipparcos觀測到比鄰星的視差為772.33 ± 2.42 毫角秒，從而推算出其距離地球4.22光年，再根據光學幹涉測量得到的比鄰星角直徑1.02±0.08毫角秒，就推算出其實際直徑約太陽的1/7；再根據這種天體的光譜分析，計算出其質量約太陽的1/8。
測量恆星和星系距離有多種方法，計算恆星質量溫度年齡亮度也有很多方法，過去時空通訊的文章多有介紹，這裡就不多說了。
反正恆星大小性質等數據不是看到的，而是根據各種天體理論計算出來的，包括克卜勒定律、萬有引力定律、光譜分析等等。
比鄰星b是怎麼發現的呢？
科學界通過光譜分析和引力攝動計算，不但知道了恆星的基本情況，還發現了太陽系外的幾千顆恆星，
行星相對恆星是非常小的，而且不發光。比如地球只有太陽體積的130萬分之一。
因此在太陽系外，所有的行星都是看不到的，望遠鏡也基本看不到。
這些行星的發現，主要是根據觀測其對恆星的凌星遮光現象，以及對恆星導致的引力攝動得到的。
所謂凌星現象，就是行星圍繞著恆星公轉，當走到恆星與我們視線的中間時，就會發生遮光現象。這樣根據恆星的光變數據，就可以得到這顆行星的體積了；再根據行星對恆星軌跡造成的幹擾，就可以計算出它的質量。
比如歐南臺用HARPS光譜儀對比鄰星細緻的觀察，發現比鄰星有時候會以5km/h的速度靠近地球，而有時候又以相同速度遠離地球，這個徑向速度重複周期為11.2個地球日。
這就是引力攝動。
由此就計算出比鄰星有一顆行星圍繞著它公轉，公轉周期為11.2個地球日，進一步計算得出了這顆行星質量約地球的1.27倍，距離比鄰星約700萬公裡。
這顆行星被命名為比鄰星b。
由於比鄰星很小，光度溫度都較低，根據計算，比鄰星b處於比鄰星系的宜居帶，上面可能有液態水。
據分析，比鄰星b上存在生命的可能性很低。
比鄰星b很可能已經被比鄰星潮汐鎖定，就像我們地球的伴星月亮一樣，只有一面一直朝向比鄰星、
這樣就有一面一直處於酷熱，一面一直處於寒冷，加上紅矮星表面活動比較頻繁，常有耀斑爆發等強烈輻射，這麼近的距離，生命形成較為困難。
不過紅矮星壽命超長，一般都有幾百億年甚至幾千上萬億年的壽命，因此天文學家們認為紅矮星是生命的搖籃，在演化時間較長活動較為穩定的紅矮星系統，產生生命的機率會較大。
比鄰星還只有45億歲左右，壽命還處於兒童期，孩童肯定很頑皮，活動劇烈，比鄰星b上現在生成生命的概率就非常小了。
那麼，如果上面有文明，而且在打仗，我們能夠發現嗎？
人類尋找地外文明，一個是靠看，就是通過望遠鏡看，能不能發現文明活動跡象；二個是監聽，聽外星傳來的電波，有沒有具有文明特質的信號。
根據前面所說，目前的觀測手段，看是看不到的，連恆星都看不清楚，更別說行星了。
但也並不是絕對的，如果比鄰星真的有文明，且發展到二級以上的高級階段，我們就有可能看到它們打仗或者活動。
因為這種高級文明的活動規模已經影響恆星了，對恆星會發生遮光現象。
比如二級文明能夠製造戴森球，就是製造一個巨大的殼體包裹恆星，最大限度汲取恆星能量，以滿足這一級文明能量需求。
這種文明打起仗來也肯定是很驚人的。
但如果只有人類文明水平，它們打仗打得滅絕了，我們也無法看到。
因為人類文明還只有0.73級，連地球也搞不定。比鄰星人如果發動核戰只要不把整個星球都炸碎了，我們人類是觀測不到的。
而憑人類目前水平是沒有辦法炸掉一個星球的。
不過科學界認為，宇宙文明都會使用無線電，如果比鄰星有人類這樣等級的文明存在，就會有電波傳遞過來。
那裡的電波傳到我們地球只需4.22年，如果被人類截獲，通過破解，就能夠知道那裡發生了什麼。
迄今為止，人類並沒有接到過任何比鄰星的來電，因此基本可以肯定那裡沒有達到人類等級的文明存在。
不過，比鄰星是我們最近的鄰居，將會成為人類走向深空的第一站。
英國著名物理學家、科普作家霍金在生時，曾經發起過一個叫做「突破攝星」的計劃。
這個項目主要內容是研發出上千個攜帶攝像頭和通訊設備的微型太空飛船，質量只有1克，大小隻相當1張郵票，用常規火箭把它們送上軌道，然後它們張開光帆，地面用高能雷射陣列把它們加速到五分之一光速，飛往比鄰星。
這樣只需要20年多點時間就能夠到達那裡，上面攜帶的高速攝像機會在每秒6萬公裡的速度中，驚鴻一瞥的把比鄰星攝下來，得到的探測資料再通過4年多傳輸，我們就知道那裡是個啥模樣了。
「突破攝星」計劃是2016年4月，霍金坐在輪椅上，用只能動彈的三根手指啟動的，俄羅斯大亨尤裡·米爾納承擔全部巨額投資。
但霍金已於2018年3月14日逝世了，他留下的事業進展如何，這幾年消息渺茫。
有人對這個計劃持懷疑態度，也有人認為可行，到底如何過幾年再看分曉。
比鄰星，人類何時能夠一睹你的真容？
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