人類想和外星文明談戀愛，但是卻對它們一無所知，這需要科學理論

我們很孤獨嗎？

60億公裡處看地球，地球位於右棕色帶中間光點

宇宙直徑跨越920億光年，由於宇宙膨脹效應，宇宙的大小還在不斷增加，另外科學家們通過觀測微波輻射背景數據，證明宇宙已有138.2億年的歷史。這麼看宇宙歷史很悠久，其他宇宙文明應該會有充裕的時間發展，就像我們一樣，不過到目前為止，我們仍可能是宇宙中唯一的文明。

宇宙中的恆星或者行星何止千千萬？有一個有趣的比喻，那就是宇宙中的恆星比地球上的沙子還多的多。對於一個天文學家或者說了解宇宙規模的科學愛好者來說，宇宙中一定存在其他文明這是一個令人信服的理論，因為宇宙實在太大了。這麼多年來，人類一直在尋找宇宙中的另一類生命甚至是文明，到目前為止，科學家們尚未發現任何證據，不過這依然值得進行科學分析。

沒有發現，就是不存在嗎？這個結論下的太早，由於我們的觀測設備還不是很先進，有的時候還真的看不到，所以科學家們會使用一些理論來思考銀河系中的高級文明。那麼銀河系之內，或者說宇宙之中究竟有沒有外星文明呢？如果有，外星高級文明又會是什麼樣子呢？接下來，我們將繼續探索。

哈勃超深場圖像，右邊的28個附加圖是本超深場圖像中距離我們最遠的星系

宇宙文明的思考

說到理論，我們不得不提到費米悖論，這是一個有關外星文明是否存在的科學問題。如果宇宙中有數十億個可以支持生命存活的行星，以及數以百萬計的智能物種，那麼為什麼沒有一個文明訪問過地球呢？只要擁有適度的火箭技術加以時間，所有文明只要不滅亡都可以達到三型文明，徵服星系，但是偏偏銀河系安靜的很。

也許外星文明已經試圖和我們溝通，但是光速限制了其他文明的通信水平，也就是說外星文明的信息還沒有到我們這裡。或者說它們已經發出信號，其實重力波，外來粒子都可以發出信號，但是我們也許不懂如何接收。根據估算，形成一個普通的智慧生命需要35億年的時間，宇宙生命一開始就很難，也就是說要麼後期難以生存，要麼初期難以找到合適的條件，就不用說成為高級文明了。

德雷克方程

德雷克方程可以計算星系中能與我們通訊的文明的數量，這個方程取決於恆星形成的速率，具有行星的恆星所佔的比例，可以發展生態系統的恆星的數量，實際出現生命的比例，可以發展為智能生命的比例，智能生命可以通信的比例，文明持續時間和行星周期比率。

這些條件缺一不可，只有這樣我們才能計算出能和人類溝通的文明的數量。現在我們仍然不知道生命出現的比例，其進化為智慧生活的比例，更不知道這些文明可以持續多久。德雷克方程式對於理解形成智能文明需要什麼條件很有用，但是使用它來獲得更具體的信息可能為時過早。

在月球軌道看地球，一切的一切，盡在這顆蔚藍色星球中

也就是說目前我們對宇宙結構的看法很少有實驗證據，這只能依賴我們的科學理論思考。我們的科學思考方向不是毫無依據的，這是經濟概念性，多重領域科學，從其生命起源的科學研究，同樣都是宇宙生命，不會有一種文明一開始就是宇宙意識，矽基生命，無論是生命還是文明擁有歷史進步性法則和自然規律。這麼多年來，我們一直在尋找宇宙真理，宇宙的工作原理，外星文明在哪裡等等問題，而科學理論思考則是對每一個定律的完善。

尋找外星生命乃至外星文明的工作一直在進行著，SETI研究所的科學家們一直在用天線掃描宇宙，尋找可能由地球以外的智能文明創造的非隨機信號。Breakthrough傾聽計劃是SETI研究所迄今為止最全面的SETI搜索計劃，新的項目將比以前的SETI計劃靈敏50倍，搜索的區域也擴大了10倍，效率大大增加了。

SETI設施

除了要聽，還要看，我們還需要一些特別的方法才能找到外星智慧文明。美國宇航局資助了一個項目，內容是觀察其他星球的太陽能電池板，巨型建築還有工業汙染特徵。未來的太空望遠鏡可以分析大氣成分，很可能會發現一些人造汙染成分，簡而言之科學家們將尋找與我們相同等級的文明發展的副作用技術特徵。

理論實踐與科學思考未來高級文明

一方面，科學家正在全力搜索外星文明存在的標誌，另一方面，科學家們還進行了外星文明的種種理論推導。人外有人，天外有天，宇宙實在是太巨大了，就算我們發現也根本無法想像外星文明的樣子，它們是碳基生命嗎，它們以什麼作為主能源？它們能進行時空旅行嗎？我們現在根本無法實現這些理論，所以我們總是在想外星文明有多麼強大，這也是未來人類的目標，因為我們相比較起來也是外星文明。

人類探索宇宙，完全依靠各種天基望遠鏡和地面望遠鏡，該圖為詹姆斯韋伯太空望遠鏡

對宇宙文明進行暢想，這非常浪漫，也非常危險。一位科學家從物理學定律和熱力學定律的角度進行地球外文明的量級，他是一位名叫Nicolai Kardashev的天體物理學家，他根據世界能源總輸出量對可能存在的文明進行了量級，這個規則也被稱為卡爾達舍夫量級，首先，我們來看看原始文明。

星火之光，原始文明

原始文明：這個等級的文明能從原始的有機資源中提取能源，比如木材、煤炭和石油，這種文明所使用的任何推進器都必須依靠化學推進。這樣的推進方式是如此的緩慢可憐，因為推進力決定了這個文明的活動範圍，也就是說0型文明的活動範圍只局限於其所在星球附近。沒錯，我們就是0型文明，現在我們的文明按照卡爾達舍夫量級評定的話是0.7型。

移居外太空，一型文明

1型文明：1型文明也被叫做行星文明，它們能夠利用所在星球上的所有可用資源，這個等級的文明比地球文明稍微先進一點。如果人類運氣好的話，我們將在100-200年內到達這個階段。

控制恆星系統，二型文明

2型文明：也被稱為恆星文明，恆星文明至少比我們先進幾千年，恆星文明將能夠利用其恆星的所有能量，也就是可以輸出大約4乘10的26次方瓦的能量。恆星文明其實不單單指我們可以控制恆星，而是控制恆星系統裡面所有的行星。到那個時候，我們現在經常說的離子引擎，量子計算機，核聚變等技術都會完全成熟。

自由穿梭在星系之間，三型文明

3型文明：三型文明可以控制整個星系，也被稱為星系文明，它們可以隨意攝取恆星和星系的能量，輸出能量大約是二型文明能量輸出的百億倍，比我們先進數百萬年。它們能夠穿越星際空間，並在無數個星球上繁衍生息。看到這裡，大家可能會覺得非常可怕，因為這類文明會有我們意想不到的武器和能源獲取方式，我們的文明在它們眼裡，就好像人類和螞蟻的對應關係，甚至，它們連看都不想看一眼。

宇宙的意識，化有形生命，四型文明

4型文明：我想大家應該猜到了，四型文明也被稱為宇宙文明，這是一種超越時間的星際文化。它們將可以隨意穿越宇宙，控制數十億個黑洞和星系的能量。這類文明將有能力嘗試超乎我們想像的科學項目，比如改變時空結構或故意減緩甚至是逆轉熵，這類文明一定不可能是碳基生命，它們可能已經成為了宇宙的意識，或者是一種虛妄的形態，無處不在。

無法想像，終極文明

終極文明：關於終極文明，我們根本無法想像，這完全超出了我們的知識範圍。終極文明也可以叫做多元宇宙文明，這種文明將超越其起源的宇宙。它將能夠操縱宇宙尺度，操縱所有物理法則，在不同形式物質、物理和時空的多個宇宙之間跳躍。

文明量級的重要特徵

地球文明在宇宙中是什麼定位，現在我們已經很清楚了。人類科學一直在進步，距離我們最近的就是一型和二型文明，那麼這些文明將需要什麼技術呢？現在，美國宇航局正在試驗離子引擎，該引擎具有較大的比衝，雖然它們的推力極低但是可以運行數月，因此它們會在一段時間後達到很高的速度。未來在恆星系統內的旅行任務，離子引擎將是不可缺少的，這也是一型和二型文明的推進力的特徵之一。

今年7月12日，美國宇航局正在噴氣推進實驗室測試氙氣離子推進器

二型文明的重要標誌很可能就是核聚變，核聚變是重中之重，不過就目前的實驗進度來看，我們還需要數十年的時間才能在地球上實現核聚變，而衝壓噴氣聚變發動機的質子聚變可能還需要花費更多的時間才能開發出來。

對於二型文明而言，還有一種新的推進方式也是可能的，那就是反物質驅動。物質反物質碰撞提供了100％的能量獲取方式。但是，反物質是一種奇特的物質，位於日內瓦郊外的歐洲核子研究組織的原子粉碎機製造出來的反氫樣品量極少，而且造價非常昂貴，降低成本需要幾個世紀的時間。

核動力火箭

有趣的是，未來二型文明的成熟技術也許都基於我們現在的想法，科學家們現在想到了很多二型文明的具體表現，除了成熟的離子推進器，核聚變反物質能量等等，二型文明可能會嘗試一種非常巧妙的辦法，那就是使用納米技術製造微型的、可以自我複製的探測器，這種探測器可以在銀河系中擴散，其方式與病毒在人體內自我複製的方式大致相同。這種探針技術也叫作馮·諾依曼探針探測器，不過這需要極其先進的納米技術製造出原子大小的電路和計算機才可以。

最有趣的是這些探針結構會飛到其他星球上，然後等待一個星球文明的誕生，我們可以親眼見證文明的進步。其實這個想法在一些科幻電影中已經被應用了，過去也許會有類似的探測器在遠古時期降落在地球上，數千萬甚至數十億年來一直在注視著地球，等到人類發展到一型或者二型文明的時候就會來地球，可能示好，也可能毀滅。

蟲洞，穿梭宇宙之門

不過無論我們使用什麼探測器，使用什麼能源，這些引擎都無法「超越」光速。要打破光速，我們需要極高的能量。關於其他宇宙文明或者說人類的未來，可以建造蟲洞或重構一個多重連接的空間黎曼曲面，這是跨越時空的捷徑。蟲洞的一個關鍵特徵就是任何穿過的物體都不會被撕成碎片，但最終會出現在宇宙的另一個完全不同的地方。

蟲洞在宇宙中不會自然存在，所以這和煤炭不一樣，我們不能總想著撿現成的，需要自己動手。假設我們已經擁有足夠的能量，那麼我們應該如何製造蟲洞呢。首先第一個想法是需要大量正能量，正能量蟲洞具有一個事件範圍，這是一個單程旅行。如果想要回來就需要兩個蟲洞。還有第二個選擇，那就是需要大量的負能量，以卡西米爾效應形式的負能量的確存在，但是我們無法利用，負能量蟲洞的優點是它們沒有事件範圍，因此更易於穿越。

除了開啟蟲洞，還有「超越」光速的第二種方法是使用大量能量來收縮前面的空間，並擴大後面的空間，這也叫作曲率推進。時間的本質就是空間，無論是當時的宇宙大爆炸還是現在正在膨脹的宇宙，其本質就是空間的指數級變化，這也就意味著大爆炸或者宇宙膨脹的速度比光的速度快得多。不過，老問題又出現了，想要實現這種方法就需要大量的能量，科學家們現在估計這需要4億倍原子粉碎機的能量。

好似談一場戀愛

抬頭仰望星空，我們總是在想，會不會有另一個星球的「他們」也在仰望著天空，也在和我們想著同樣的問題。宇宙文明的答案雖然複雜，但是也簡單，因為這隻有兩個可能，存在，或者不存在，這兩種答案都令人覺得可怕，所以我們需要辯證的以科學角度觀察問題。

無限的思考，無盡的未來

我在想，有時不知道反而更快樂，如果我們知道不遠處有智慧文明，該怎麼辦？如果在未來，我們發展成了三型甚至四型文明，我們在宇宙中找了一圈一直沒有發現外星文明的蹤跡，那到時候人類又會有什麼想法呢？說著說著，我怎麼感覺有點像找女朋友，有一種失戀的感覺？不過，我們永不會放棄，科學尋找外星生命的工作不會停止，因為哪怕是偷偷「暗戀」也要知道智慧文明的存在。如果我們發現的文明非常暴力，那又該如何呢？不要應答肯定是首要選擇，雖遠必誅則排在之後。

又或者，未來人類找到的外星高級文明就是人類自己，這將是未來與過去的相遇，時間與空間的重合。