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地外文明探索

简介

研究、探索地外智慧生命或外星文明，早已成为一门严肃的科学。许多科学家、思想家为此付出了大量精力，甚至是毕生心血。他们提出了许许多多深刻的理论、假说、观点，往往一新天下耳目。这些理论涉及关于外星文明研究中的方方面面。

外星文明探索简称为SETI（Search for Extra-Terrestrial Intelligence），它已成为地球人类的重大研究课题。我们知道，波兰天文学家哥白尼（N.Copernicus, 1473-1543）于1543年出版了著作《天体运行论》，指出太阳是一颗恒星，地球和其他行星绕日作圆周运动。这一理论被普遍接受后，人们认识到地球只是一颗普通的行星，绝非宇宙的中心。那么，在类似的演化条件下，宇宙中某些地方也可能有智慧生命存在；德国天文学家开普勒（J.Kepler, 1571-1630）即持这种观点。

1979年，I.Asimov推测银河系中可居住行星多达6.4亿个，因此即使只有万分之一行星有高级生命，数量也非常可观。美国宇航局（NASA）的科学家则估计，宇宙中约有1023个恒星，而银河系中约有2×1011个恒星系统。银河系中的2000亿颗恒星中大约有10% 拥有巨大的、很容易发现的行星；看起来很有可能其余恒星中的大多数周围也有行星存在。这些行星中一定会有类似地球的星体。事实上，地球上的智者早就对“外星智慧生命是否存在”的问题表示关心了。

1820年，德国著名数学家F.Gauss提出，可在西伯利亚的森林里找出一片直角三角形的空地，然后在三角形里种上麦子，以三角形的每条边为底边种上一片正方形的松树，这就组成了勾股定理（Pythagoras定理）的证明图，如果有外星人路过地球附近，看到这个巨大的数学图形，便知道这里有智慧生物居住了。

然而，真正有价值的、使用现代仪器的探索开始于20世纪60年代。 1960年4月8日，美国人Frank Drake将一副直径25米的射电天文望远镜指向了太空中两颗附近的行星—— εEridani和τCeti。他的目标很明确，那就是寻找来自地球以外智能生命的讯息。

后来，他使用西弗吉尼亚的10个大型射电望远镜，接收宇宙中的无线电信号并进行分析，寻找1.42GHZ附近的有规律信号。这个叫做OZMA计划的活动标志着一个新研究领域的诞生：寻找地外智慧生命。F.Drake是St.Cruse加州大学的天体物理学教授，兼任外星智能调查所的所长。该所位于旧金山以南55km，监听频率为1~3GHz的频段（这里的背景噪声最低）。由于自1993年美国国会宣布不再支持原来的研究计划，该所一度面临困境；后来由于私人捐助才坚持下来。现在他们的工作称为“凤凰计划”（Project Phonix），并且与澳大利亚科学家合作，在那里有先进的射电天文设备和波谱分析仪以及大型计算机。

早期进行研究的还有美国哈佛大学的Paul Horowitz教授。从20世纪60年代起，他领导了“太空多通道分析”计划，它在800万个频道（每个宽0.05Hz）上，用巨型射电望远镜探测太空，对收到的信号作自动分析。

探索方法

目前，探索地外文明的方法主要有3大类：

①接收并分析来自太空的各种可能的电波。这方面的工作从1960年就开始了。

②人类主动向外太空发出表明人类在太阳系内存在的信号。1974年11月16日，美国利用设在波多黎各的阿雷西博305米直径的射电望远镜，发出人类第一组信号，对准武仙座球状星团，发射3分钟。

③发射探测器去登门拜访外星人。美国发射的“先驱者”10号和11号，“旅行者”1号和2号，都在完成对太阳系内的探测任务后，带着许多人类的信息，作为人类使者，漫游在恒星际空间。如果巧遇人类的知音，他们将从探测器中了解人类的活动，确定进一步交往的可能。由此可见，探索地外文明是一项综合性的科学使命，过于乐观是不现实的，过于悲观也是没有根据的。

卡达谢夫文明类型

卡达谢夫文明类型是将地球以外文明按照发射信号的功率进行分类，共分三个类型，但在应用中，由于已经数量化了，类型是可以无限多的。

Ⅰ型文明能够调集与目前地球整个输出功率相当的能量用于通讯，也就是 10^16 瓦。

我们地球文明使用的能量功率正在以惊人的速率增长，目前地球的功率输出约为 10^15 到 10^16 瓦，而地球上的输出功率现在主要被用于加热、电力、运输等与外星球文明通讯不相干的用途。就此而言，地球还算不上是个Ⅰ型文明。

Ⅱ型文明能够把相当于一颗典型恒星的输出功率用于通讯，大约 10^26瓦。

这相当于我们已在光波频率上看到离我们最近星系中的特亮恒星。假如离我们最近的旋涡星系——仙女座大星系存在着Ⅱ型文明的话，我们用正确的搜寻程序就能探测到它。

Ⅲ型文明发射出的通讯功率达 10^36 瓦，约等于整个星系的功率输出。

如果在宇宙中存在着Ⅲ型文明，无论它在哪里，只要它对准我们发射电波，我们就能探测到它。

Ⅰ型与Ⅱ型文明或Ⅱ型与Ⅲ型文明之间的能量差距是非常巨大的，其差距都是约为一百亿倍。因此，划分得更细一些会更有用。由于1.0 型文明用于星际通讯的功率是 10^16 瓦，1.1 型是 10^17 瓦；1.2 型是 10^18 瓦，如此等等。据此，目前的地球文明可大致定为 0.7 型。

理论依据

一、20世纪以前的世界多元论与世界一元论：20世纪以前，关于外星文明的探讨争论主要停留在哲学领域，没有什么比较具体的科学理论。争论的双方可以简单概括为世界多元论与世界一元论。多元论认为象人类这样的文明世界宇宙中有许多个，一元论者则相反，认为人类是宇宙的独生子。

二、哥白尼原理：十六世纪波兰天文学家哥白尼提出“日心说”，推翻“地心说”，这一学说不仅是天文学上的一场革命，也是人类思想史上的一次革命。它深深改变了我们对自身位置所在的根本看法。由哥白尼的日心说精髓，科学家提出了所谓哥白尼原理。这个原理认为，地球不是宇宙的中心，地球人类也不享有在时间或空间中的优先地位。由此理所当然地证明，生命现象和文明现象并非地球唯一，而是在宇宙普遍存在，我们不可妄自尊大。

三、星际通讯理论：要实现与外星文明的联系交流，方式有两种：一是星际航行，二是星际通讯。前者显然过于遥远，而后者无疑要容易得多，但需要确立一套正确的理论。迄今一无所获。有科学家认为，无线电通讯可能还是太原始了，外星文明使用的是某种不为我们所知的先进通讯方式。

四、德雷克的“宇宙文明方程式”：在所有分析判断外星文明发生的机率和可能性理论中，美国天文学家弗兰克德雷克于1961年提出的"宇宙文明方程式"，也就是德雷克方程，无疑最为著名，也最富科学价值了。

五、“人择原理”和维仑金平凡原理：人择宇宙学原理（简称人择原理）由鲍罗和泰伯拉提出。这条原理很复杂，但简而言之，即谓正是人类的存在，才能解释我们这个宇宙的种种特性，包括各个基本自然常数。因为宇宙若不是这个样子，就不会有我们这样的智慧生命来谈论他。

六、宇宙文明三阶梯论：宇宙中普遍存在文明社会，而各个文明社会之间则决不会处于同一水平线上，他们无疑会呈现出多层次性、多元性。因为宇宙已存在上百亿年，而地球年龄不到它的一半。人类文明充其量也不过上万年的历史。

七、宇宙文明传播假说：瑞士学者埃里希˙冯˙丹尼肯因出版《众神之车》、《人类，外星人的子孙》等书而名声大噪，也因此背上了“伪科学”的恶名。丹尼肯的主要观点是，人类并非自然进化的产物，而是来自地外文明。地球人是外星人的子孙。地球上各民族早期关于“上帝”、“神”的形象来源于“外星人”。

八、多四季理论：多四季理论的提出者并非高院或研究所的专业科学家，而是名普通的工程师，这就注定了这个理论信受冷落，甚至讥为“伪科学”的遭遇。不过，这并不影响我将其视为关于外星文明重要理论之一的基本估价。

九、“活以太”与宇宙生命多元论：地外智慧生命如果存在，会处于何种形态与形式呢？绝大多数科学家都是以地球生命为蓝本进行推测。正如美国天文学家、著名的太阳系外行星搜索者巴特勒指出：宇宙其他地方的生命很可能必须建立在碳和水的基础上。否则，我们所有的推测将失去依据。

十、“宇宙沉默”与“动物园假设”：坚信地外智慧生命存在的科学家常常会遇到这样的诘难：既然存在先进的外星人，为什么不与我们接触？这个问题，被称为“宇宙沉默”或“心理真空”问题。研究探索者们对此有许多回答，其中有一种很有趣的假说，叫“动物园假设”。按照这种理论，外星人确已从遥远的某地观察到了地球的人类但他们与地球人类之间存在着巨大的文明差异。