※2035年前可找到外星人存在的證據：假如它們真的存在※
來源：新浪科技2018年11月01日 09:11
北京時間11月1日消息，據國外媒體報導，著名天文學家賽斯·肖斯塔克（Seth Shostak）打賭稱，人類會在2035年之前找到外星人存在的證據。雖然他的很多同行並不認同這一觀點。畢竟半個多世紀以來，儘管科學家一直在尋找地外智慧生命（即SETI任務），卻始終一無所獲。
作為一名科學家，肖斯塔克生性樂觀，但他也強調，自己的判斷並非異想天開、一廂情願，而是以SETI任務的邏輯為基礎。半個世紀聽上去很長，但該領域的研究其實仍處在初期階段。他認為，考慮到目前SETI的努力程度與技術水準，我們正處於一個關鍵的轉捩點上，不久便可打開“新世界的大門”。
目前開展的大部分SETI實驗都使用了大型無線電天線，希望捕捉到其他智慧生命發出的無線電信號。這種方法在1997年裘蒂·福斯特出演的《超時空接觸》中也得到了體現。不同於其他粗製濫造的外星人電影，《超時空接觸》中對搜尋外星生命過程的描述還算精准。但這部電影加強了我們對搜尋地位生命的固有印象：人們總認為，科學家會在宇宙資料中尋找特殊規律（如《超時空接觸》中找到了一連串質數），借此尋找外星人。但事實比這簡單得多：科學家搜尋的只是窄帶信號而已。“窄帶”（narrow-band）是指，將大部分傳輸功率集中到一段很窄的無線電頻段上，從而提高傳輸信號被發現的可能性。這類似於鐳射筆：雖然功率只有幾毫瓦，但由於能量被集中在一段很窄的波段內，因此顯得十分明亮。
一台現代SETI接收器可以同時分析數千萬、甚至數億個頻道，每個頻道帶寬都僅有1赫茲，僅為電視信號的500萬分之一，因此無法攜帶信號、或者說資訊。但科學家的想法是，先確定外星人的存在，再打造規模更大的設備、開展進一步挖掘。
SETI任務一般會通過兩種途徑來確定天線的瞄準目標。一種是對天空展開大範圍掃描，另一種則是對準附近的某個恒星系。你也許會認為第一種方法希望更大，因為撒的網更大。但事實上，這種搜索的大部分時間都是在盯著一無所有的虛空看。如果以“外星生物住在行星或衛星上”為前提，那麼將寶貴的時間用來檢索鄰近恒星系也許才是上策。
目前的地外智慧生命搜索目標之一為紅矮星。為此，科學家動用了位於美國加州由42台天線構成的艾倫望遠鏡陣列（Allen Telescope Array），將對兩萬顆可能擁有宜居行星的小型恒星展開探索。這些小恒星數量眾多，且平均年齡很大，大多在數十億年左右，差不多相當於地球生命從微觀生物進化到高科技人類所經歷的時間。天文學家估計，約半數紅矮星的宜居帶中都可能存在岩質行星（宜居帶是指恒星周圍溫度適中、可存在液態水的區域）。
地外文明搜索研究所（SETI Institute）並非唯一正在搜索外星生命的機構。在俄羅斯億萬富翁尤裏·米爾納的大額資金贊助下，加州大學伯克利分校的地外文明搜索小組也對西佛吉尼亞的“綠岸”望遠鏡和澳大利亞悉尼附近的帕克斯無線電望遠鏡進行了租用，預備開展一項為期十年、名叫“突破聆聽”的搜索計畫。該計畫也將目標瞄準了各個恒星系。
雖然這些計畫與幾十年來的做法大體相似，但早已不是之前那一套了。隨著數位處理技術的快速進步，科學家可以同時檢索多個無線電波段。就拿艾倫望遠鏡陣列為例，它可以同時檢查多個恒星系。目前一次性可以分析三顆恒星，但在更強大電腦的幫助下，這個數字可以增加到100以上。未來20年之內，地外文明搜索實驗將完成對100萬個恒星系的勘察，是我們目前已檢索的恒星系的數百倍。一些著名天文學家估計，銀河系中正向外發射信號的外星社會可能少則1萬個，多則幾百萬個。若真是如此，等我們檢索了100萬個恒星系之後，很可能真的會發現外星人。因此假如地外文明搜索項目的前提正確，我們應當在10年內就能接收到外星人發出的信號。
此外，科學家們的研究方向也愈發多樣化。20年來，部分研究人員一直在用傳統光學望遠鏡尋找恒星發出的極短暫閃光。他們認為外星人更可能用脈衝光、而非無線電信號進行通訊，這和人類用光纖連接互聯網是一個道理。從理論上來說，脈衝光每秒傳輸的比特數可多達無線電的10萬倍。這些“光學SETI實驗”的搜索能力相對受限，目前一次只能觀察一個恒星系。但和無線電研究一樣，隨著新技術的誕生，用光學方法將能夠檢索更大範圍的天空，速度也會大大提高。
物理學家還提出了一些全新的通訊模式，如利用中微子、引力波等。有些研究人員認為這些可能性值得考慮，但就目前來看，分析它們的價值不大。中微子和引力波都極難產生、也極難探測。從本質上來說，無論要產生多少中微子或引力波，都需要發生恒星坍縮或黑洞合併。僅僅發送“地球你好”這麼簡單的一句話，就要耗費驚人的能量，就算某個文明有能力動用整個銀河系的資源，也難以實現這一點。
美國威斯康星大學在南極有一台大型中微子探測器，名叫“冰塊”（IceCube）。它只能探測到超高能粒子，而產生這類粒子的代價也最為巨大。儘管該儀器體積達1立方公里，運行多年來，探測到的此類粒子依然屈指可數。至於引力波，鐳射干涉引力波天文臺只在黑洞合併接近尾聲時、探測到過極為短暫的信號。很難想像外星人願意費合併黑洞這麼大的勁，只為了發送這一秒鐘信號。
但除此之外，還有一種全然不同、尚未被仔細研究過的方法：尋找先進外星社會修建的工程項目。有天文學家指出，戴森球等“外星超級建築”也許能解釋“塔比星”（又名KIC 8462852）神秘的忽明忽暗現象。這種可能性值得一番考慮，但目前尚未找到支持性證據。
還有人認為，數百萬或數十億年前，外星生命也許曾假設地球日後會進化出能夠找到它們的智慧物種，並在太陽系中留下了一些“時間膠囊”。有人提出，地月系統的拉格朗日點（即地球、月球和太陽引力的平衡點）也許就是尋找外星工程的絕佳位置，甚至月球本身都有可能是外星工程的產物。
還有一種設想認為，我們應當尋找星際火箭排出的高能廢料。最快的火箭自然會用效率最高的燃料，即物質與反物質的結合。這種毀滅性的“燃燒”不僅能推動太空飛船接近光速飛行，還會產生“廢棄物”伽馬射線，也許可以被我們探測到。由於火箭運行速度很快，我們很容易將其與其他伽馬射線源區分開來。
尋找外星工程最誘人的一點是，該方法對時間的要求並不嚴格。相比之下，要想搜索外星信號，就必須在最恰當的時機啟動探測儀器。假如外星人在恐龍統治時期、或者距今幾百萬年後聯絡地球，無論它們發送的是無線電、雷射脈衝、還是中微子暴，都將無濟於事。而尋找外星工程就不大有這個問題。但這種方法也有其局限性：太陽系之外的任何東西必須足夠大，才有可能被我們發現。假如只是一艘“企業號”那樣的外星飛船，找到它就很困難了。
地外文明搜索不同于傳統的科學問題，無法對假說進行證偽。我們可能永遠都無法證明外星人是否存在。但每發明一項技術創新，我們的搜索能力都會有所提升。想想15世紀時，歐洲文明已經誕生了2500年左右，美洲卻還未在地圖上標注出來。美索不達米亞文明存在的時間也相當久，但對大海的另一端同樣一無所知。但在某次揚帆遠航之後，這一切都發生了天翻地覆的改變，我們的世界就此不同。
關於外星人尚未發現的幾種理解
原作者: *陸成寬*--銀河說--重新排版
宇宙之大，浩瀚無垠，遠遠超出了我們的想像。當我們仰望群星璀璨的夜空時，不免生出這樣的疑惑：除了我們，宇宙中還有其他智慧文明嗎？“他們”究竟在哪里？
面對外星文明的謎之存在，發出這種疑問的可不止一人。著名物理學家、諾貝爾物理學獎得主恩利克·費米在1950年的一天與同事們共進午餐討論到飛碟與外星人問題時，也突然冒出了這樣的想法：“他們都在哪呢？”這句看似簡單的問話，就是著名的“費米悖論”。
“費米悖論”隱含之意是，理論上講，人類能用100萬年的時間飛往銀河系各個星球，那麼，外星人只要比人類早進化100萬年，現在就應該來到地球了。然而，為什麼我們沒有看到智慧文明的影子？
費米悖論到底是怎麼回事
在中國科學院國家天文臺李然副研究員看來，費米悖論是一個幾率問題。他告訴科技日報記者，實際上，費米悖論闡述的是對地外文明存在性的過高估計和缺少相關證據之間的矛盾。如果宇宙中存在很多智慧文明，那麼為什麼我們至今沒有接收到有關他們的信號？如果宇宙中智慧文明很少甚至不存在，那麼又是什麼因素干擾了智慧文明的出現？
要想更好地瞭解費米悖論，讓我們先來進行一些數學計算吧。在最適合觀星的夜晚，我們仰望星空時，大約可以看到2500顆恒星，但這僅僅是銀河系中恒星總量的一億分之一，銀河系大約有2.5×1011顆恒星，但是在可觀測宇宙內有更多數量的星系，實際上，在可觀測宇宙內的恒星數量大概在1022—1024顆。地球不過是太陽系疆域中微不足道的一員，而太陽也不過是銀河系數千億顆恒星中普通的一顆。即使智慧文明以很小的概率出現在圍繞這些恒星的行星中，那麼僅僅在銀河系內就應該有相當大數量的文明存在。
李然在《漫步到宇宙盡頭》一書中寫道：“銀河系中存在著上千億顆恒星。假設這些恒星中只有1%擁有一顆行星，再假設行星擁有智慧生物的概率只有1‰，那也意味著銀河系中存在著100萬顆文明星球。”
搜尋地外文明計畫（SETI）致力於用射電望遠鏡等先進設備接收從宇宙中傳來的電磁波，從中分析有規律的信號，希望借此發現外星文明。如果銀河系裏存在100萬顆文明星球，哪怕其中只有很少一部分對外發射無線電波、雷射光束或者其他聯繫信號，SETI的衛星陣列也應該會收到各種各樣的信號。但是，實際上SETI並沒有收到這樣的信號。
正因如此，費米和我們都發出了這樣的疑問：外星文明到底在哪兒呢？
對費米悖論的第一類解釋
多年來科學家對費米悖論提出了各種解釋。這些解釋大致可以分成兩類。第一類認為宇宙中存在很多智慧文明，但因為種種原因我們觀測不到他們。
這類解釋認為地球不是特殊的，僅僅是一個典型的行星，具有和其他星體相同的規律和現象，整個宇宙中充斥著複雜生命。缺失智慧文明存在證據不等同于智慧文明不存在。我們之所以至今沒能觀測到智慧文明，有很多種可能性。以下是科學家推測的幾種可能。
可能性之一 “他們”呐喊我們聽不見
這種觀點認為，外星文明有很多活動和信號存在，只是我們的技術太原始，聽不到他們的呐喊。
其實這種可能性很容易理解。在古代，人們使用烽火和信鴿傳遞消息，而現在人們卻用無線電與千里之外的朋友聊天。比我們先進上億年的外星文明所掌握的通信方式可能是我們無法理解或無法掌握的，因此我們聽不到“他們”的呐喊。
就好像我們走進一個現代化辦公樓，然後打開一個對講機，此時因為大家都使用手機和電腦來溝通，所以對講機什麼都聽不到。紐約城市大學教授、理論物理學家加來道雄有個形象的比喻：“比如說在森林中間有一座螞蟻窩，螞蟻窩旁邊正在建造一條十車道的高速公路，螞蟻會明白十車道高速公路是什麼嗎？螞蟻會明白建造高速公路的技術和建造公路的物種的意圖嗎？”
然而這種觀點也有著明顯的弱點。即使一個外星文明掌握了先進的通信方式，“他們”也應該能夠想到採用低級的無線電方式聯絡落後文明，除非“他們”對我們這樣的低等文明不屑一顧。
可能性之二 “他們”故意隱藏自己
這種觀點出自劉慈欣的《三體Ⅱ：黑暗森林》，又名黑暗森林假說。該假說認為，宇宙中可供文明生存的資源有限，因此較發達文明傾向於摧毀可能與自己爭奪資源的欠發達文明。在這種情況下，為了生存，欠發達文明傾向於隱藏自己的存在以避免被攻擊。這也就解釋了為什麼SETI計畫收不到任何信號。
但是這也同樣表明向外發送信號的人類太過幼稚。霍金認為，如果外星人造訪我們，結果就會像哥倫布登陸美洲一樣，對於美洲土著來說結果很糟糕。甚至相信高等文明裏面好人多的美國天文學家卡爾·薩根也認為SETI計畫是很不明智很不成熟的。他表示：“初到新地方的小孩應該安靜的傾聽很久，耐心學習，然後再對著那未知的森林發聲。”
可能性之三 “他們”把我們養在“動物園”
動物園假說是指我們人類居住在“動物園”裏，外星人不干涉，讓人類以自己的方法發展自己的文明，掌握自己的命運。
這個觀點認為，外星人已經找到地球人，但“他們”不造訪、不入侵，而是像觀察動物園裏的動物一樣觀察地球人。動物園假說也被說成實驗室假說，地球生物及人類可能是由外星人所製造的實驗動物，製造者可能選擇低調地進行實驗觀察，不接觸人類或僅與人類政府秘密接觸。
也就是說，高等文明們存在於一個管制嚴格的星系，而地球是一個受保護的“國家公園”的一部分，對於這個“動物園”裏面的我們，其他文明都要遵守一個“只能看不能摸”的規定。此時，我們沒有辦法注意到觀察者。就好像《星際迷航》裏面的最高指導原則一樣，超級智慧生物不可以和人類這樣的低等物種進行直接接觸，直到人類發展到了一定程度為止。
可能性之四 “他們”來時還沒有我們
此外，還有觀點認為，外星文明可能已經造訪過地球，但是那時候地球人還不存在。智慧人只存在了5萬年左右，與“億年”級別的宇宙史比起來，只是彈指一揮間。如果和外星文明的接觸發生在人類出現之前，那發生了什麼我們無從得知。有記錄的人類歷史只有數千年，在那之前就算外星文明造訪過地球也沒有辦法流傳下來。
對費米悖論的第二類解釋
雖然一些科學家對於外星文明的存在持樂觀態度，認為智慧文明其實有很多，只是因為種種原因我們觀測不到“他們”，並提出了各種可能來支持其觀點的正確性。但另外一些科學家卻提出了對費米悖論的另一種截然相反的解釋。他們認為宇宙中智慧文明很少甚至不存在。那麼人類真的是宇宙的幸運兒嗎？又是什麼因素干擾了智慧文明的出現呢？
可能性之一 大篩檢程式是一堵無法逾越的牆
宇宙中沒有地外文明是因為“他們”沒有邁過大篩檢程式這個“坎”
有人認為其他智慧文明不存在是因為生命演化過程中會遇到一個極端困難甚至不可能跨過的階段，這個階段被稱為“大篩檢程式”。
大篩檢程式理論由美國喬治梅森大學助理教授羅賓·漢森提出。其觀點是，即使類似地球的適合生命出現的星球有很多，它們也只是為生命的出現提供了一些必要的條件。生命是否真的會出現，然後發展出智慧，最終成為星際文明，還需要經歷很多大篩檢程式的過濾。在每個大篩檢程式面前，生命都可能失敗，就此滅絕或者停滯不前。
“管它叫大篩檢程式，就是聽起來比較酷。”中國科學院國家天文臺副研究員李然說。宇宙中之所以沒有地外文明，是因為“他們”都被宇宙“大漏斗”給過濾掉了，可能“他們”沒有邁過大篩檢程式這個“坎”。但目前為止沒人能說清宇宙中的大篩檢程式究竟是一股什麼樣的力量。
有觀點認為，一個有效的大篩檢程式需要滿足至少兩個條件：一是生命演化通過它的概率極低。假設很多行星上都出現了生命萌芽，但在每個大篩檢程式面前，都會淘汰一大批。最後，很少甚至沒有行星上的生命能夠達到星際文明。這就是為什麼我們看到的宇宙如此“寂靜”；二是從通過一個大篩檢程式到通過下一個大篩檢程式所需要的時間很長。兩個大篩檢程式之間時間漫長，就意味著生命可以進行各種嘗試。在進行了無數次嘗試以後，終於有一個文明成為“幸運兒”，脫穎而出。
還有一部分人認為，大篩檢程式就在人類文明當中，當文明發展到一定程度之後，就會傾向於自我毀滅。
1964年，蘇聯天文學家尼克洛·卡達爾肖夫發表了一篇為高級文明評級的文章，提出了卡達爾肖夫指數，根據一個文明所能利用的能源數量，來度量文明層次。它的指標有3個類別：Ⅰ類文明，有能力使用自己所在行星的全部資源。人類還沒有達到Ⅰ類文明，按照卡爾·薩根的演算法，人類可以算作0.7類文明；Ⅱ類文明，有能力利用整個恒星的能量；Ⅲ類文明，能夠控制一個星系的全部資源和能量。
李然在《漫步到宇宙盡頭》一書中有一種不成熟的猜測：所有的文明都試圖獲得更多的能源，主動或者被動地向著更高級別的文明進化。然而文明進化到Ⅰ類文明狀態，就意味著他們必然掌握了核聚變技術，而這又意味著他們獲得了毀滅自己星球的能力。只要文明依然將自己的基地建立在一顆星球上，核毀滅的利劍就懸在他們的頭上。只有很少的文明最終能夠離開星球，進入太空成為Ⅱ類文明。從掌握無線電通信能力到掌握核聚變，人類只用了50年時間。而今天距離人類最終掌握可控核聚變到進入太空，成為多個星球上生存的生物，可能仍需要數百年的時間。在這期間人類文明都處於危險期。也許大多數地外文明都在危險期中毀滅了，只有少數邁向了星辰大海。
可能性之二 地球上的我們是獨一無二的
地球環境是獨一無二的，有某種因素使得只有地球上才能發展出文明
費米悖論的前提是，宇宙中的恒星和行星數量都很大，應該能夠產生很多智慧文明。但是，地球殊異假說卻認為，這個前提就錯了。
該假說認為，地球上複雜生命（多細胞生物）的形成需要影響生命進化的天文和地質條件及偶然事件的不同尋常的結合。這些條件和事件包括了星系和恒星周圍的宜居帶，行星系統內有大行星護盾，宜居行星要有合適的品質、磁場、板塊運動、岩石圈、大氣圈、海洋，並且擁有一顆巨大天然衛星（比如月球），宜居行星的演化過程中要發生小行星撞擊、大規模火山和岩漿活動等等。
地球屬於宜居帶的行星，擁有且滿足一切生物物種維持生命、生存和演化的所有條件，然而事實上從地球歷史中的顯生宙開始至今，在這長達5億多年的歲月間和數百萬的生物物種中，只有一個物種成功演化成為高等智慧生命——人類，而非多種多元的高等智慧生物並存於地球上，這顯示了在相同條件下，高等智慧生命並非能如此輕易地出現和存在。
可能性之三 我們可能是第一批智慧生命
早期宇宙不適合孕育生命，最近幾十億年生命才開始誕生，並發展到文明階段
雖然宇宙的年齡已經有140億年了，但是生命的歷史可能並沒有那麼長。早期的宇宙可能並不適合孕育生命。幼年的星系十分活躍，含有大量像類星體和超新星這樣的宇宙殺手，它們釋放出的輻射可以殺死一切生命。此外，幼年星系中的恒星都比較年輕，構成生命必需的重元素（氫和氦以外的元素）很少，而且多數集中在星系核。
只是在最近的幾十億年內，環境才開始改善，宇宙逐漸變得對生命友好起來。在星系和恒星的身邊都出現了宜居帶，生命開始在適合的環境下誕生，並且發展到文明階段。
如果這種解釋是正確的，人類很可能是宇宙中的第一批智慧生命。我們無法聽到其他星際文明的聲音，是因為宇宙中還沒有比我們更先進的文明。
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