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這種話題在網絡上經久不衰，一直很熱門，且一直也說不清楚。因為(wei) 迄今為(wei) 止，不要說地外文明，就是地外生命的一根毛也沒有發現。

但這不能就此認定地外文明不存在。多數科學家認為(wei) ，宇宙中絕非隻有地球一個(ge) 文明，隻是還沒有被人類發現，或者說由於(yu) 宇宙太大，文明稀少，很難遇到而已。為(wei) 什麽(me) 會(hui) 這樣呢？這就得用有關(guan) 外星人的四個(ge) 理論來解釋了。

在上世紀中葉，科學界對“外星人”的討論很熱烈，由此派生了四個(ge) 與(yu) 外星人有關(guan) 的理論，根據提出時間的先後，分別為(wei) 費米悖論、德雷克方程、戴森球、卡爾達舍夫等級等理論。現在我們(men) 就一起來學習(xi) 了解一下這四個(ge) 理論。

費米悖論

費米悖論又叫費米佯謬，是由美國著名物理學家、諾貝爾獎得主恩利克·費米在1950年提出來的，是一個(ge) 有關(guan) 外星人、星際旅行的科學悖論，闡述的是對地外文明過高估計與(yu) 缺乏相關(guan) 證據之間的矛盾。

費米悖論的核心思想就是：既然宇宙這麽(me) 大，而且有138億(yi) 年的曆史，應該產(chan) 生了許多文明乃至高等文明，但它們(men) 在哪兒(er) 呢？悖論提出後，引起了科學界的熱烈反響，許多科學家參與(yu) 了討論並提出觀點，涉及的學科越來越廣泛，囊括了天文學、生物學、生態學和哲學等學科，形成了跨學科的爭(zheng) 論和研究。

有關(guan) 費米悖論的討論，大致形成了如下一些問題和回答：

1、宇宙尺度很大，僅(jin) 銀河係中就有約4000億(yi) 顆恒星，可觀測宇宙可能有萬(wan) 億(yi) 個(ge) 星係以上，至少有1000億(yi) 億(yi) 顆恒星，而地球隻是一顆比較典型的普通行星，隻有太陽質量33萬(wan) 分之一，在宇宙中並不特殊，因此僅(jin) 銀河係就應該有相當數量的文明，即便銀河係隻有地球一個(ge) 文明，平均一個(ge) 星係有一個(ge) 文明，整個(ge) 宇宙也有萬(wan) 億(yi) 個(ge) 文明。

2、之所以現在找不到地外文明，可能有兩(liang) 點原因：一是文明太稀少，很難碰到；二是我們(men) 對生命和文明的理解有誤，或許宇宙中其他文明與(yu) 我們(men) 想象的完全不一樣，所以即便相逢也不相知。

3、由於(yu) 宇宙中存在著許多不確定風險和災難，如伽馬射線暴會(hui) 定期或不定期清理掉宇宙中90%以上的文明，由此讓文明存續時間受到限製，或者說很難發展出能夠星際旅行的文明，因此，雖然宇宙誕生138億(yi) 年來可能孕育出許多文明，但這些文明很少在某個(ge) 時間段同時存在，就難以遇到。

4、從(cong) 地球生命和文明成長史來看，地球40多億(yi) 年的年齡，生命存在時間雖然有三四十億(yi) 年，但有形生命隻有5億(yi) 年，無數的生物中隻進化出了人類這唯一物種具有智慧和創造了文明。由此可見，即便有類似地球條件的星球存在，出現文明的概率也極小。

德雷克方程

德雷克方程又叫德雷克公式，是美國天文學家法蘭(lan) 克·德雷克在1960年提出的一個(ge) 理論，實際上也是試圖回答費米悖論的一個(ge) 理論。這個(ge) 理論的核心是提出一個(ge) 推算人類有可能接觸到地外文明數量的公式，天文學家、科幻作家卡爾·摩根也參與(yu) 了方程的研究和討論。

這個(ge) 方程的表達式有兩(liang) 個(ge) ，公式1為(wei) ：N=Ng×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×FL；公式2為(wei) ：N=R*×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×L。

公式1裏麵字母代表的意義(yi) 是：N為(wei) 銀河係中可能與(yu) 我們(men) 通訊的數量；Ng為(wei) 銀河係內(nei) 恒星數量；Fp為(wei) 有行星的恒星所占比例；Ne為(wei) 每個(ge) 行星係中類地行星數目；Fl為(wei) 宜居行星比例；Fi為(wei) 演化出高智慧生物的概率；Fc為(wei) 高智慧生物能夠通訊的概率；FL為(wei) 科技文持續時間在行星生命周期中占比。

公式2與(yu) 公式1的區別在於(yu) R*替代了Ng，L替代了FL。R*表示銀河係形成恒星的平均速率；L表示科技文明的壽命。

德雷克方程看似並不複雜，但很難求解。因為(wei) 方程裏最大的不確定因素是科技文明的壽命，如人類現在科技文明的時間還隻有幾百年，可以與(yu) 地外通訊的時間隻有100多年，如果把這個(ge) 時間作為(wei) 科技文明的話，隻是地球年齡的一億(yi) 分之四多點。未來的科技壽命還有多長呢？是幾百年還是幾千年，或者說長生不老，現在還不知道。

我們(men) 知道的是，科技文明才幾百年，人類生存已經是危機四伏，天災人禍不斷，尤其是對環境的破壞導致溫室效應越來越嚴(yan) 重，許多科學家驚呼，如果人類不加以控製和逆轉，本世紀就有可能導致滅絕性大災難。

而且從(cong) 人類曆史來看，隔三差五就會(hui) 出現幾個(ge) 毒菜和反人類反社會(hui) 的敗類攫取了政權，就會(hui) 攛掇人類相互屠戮。這樣，隨著科技文明的升級，文明自我毀滅的可能性就越來越大，如現在核戰陰影時刻籠罩在人們(men) 頭上，誰知道哪一天人類文明就終結了呢？

人類文明能夠持續多久實在無法預料，而如果宇宙科技文明都在很短時間就毀滅，文明之間怎麽(me) 可能能夠相知相遇呢？

公式中有些項可以確定，比如銀河係恒星數量或銀河係形成恒星的速率；但也有些還沒有定論，如宜居星球的條件、演化出文明生物的概率、發展出星際通訊的概率等等。因此無法準確計算出銀河係和宇宙的文明數量，隻能大致估計。

比較樂(le) 觀的估計是銀河係中可能存在著100萬(wan) 顆具有文明的星球，中等估計為(wei) 存在10萬(wan) 個(ge) 文明，最少估計為(wei) 隻有地球一個(ge) 文明。

即便銀河係中存在100萬(wan) 個(ge) 文明，簡單計算就知道平均距離在680光年左右，光速一個(ge) 來回也需要1360年，如果人類科技文明時間很短，相互聯係的電波還沒有收到，就完了。如果銀河係隻有地球一個(ge) 文明，那文明之間的聯係就更渺茫了。

戴森球理論

戴森球理論是愛因斯坦曾經的副手、美國著名物理學家和數學家弗裏曼·戴森提出的一種理論。他認為(wei) 如果人類文明延續的足夠長，總有一天所需能量達到太陽全部的輸出能量，除了太陽本身，在太陽係任何地方都無法得到這種巨大能量，因此就必然要建設一個(ge) 環繞太陽的裝置，能夠收集太陽的全部能量。

他的這種設想以名為(wei) 《人工恒星紅外輻射源的搜尋》的論文發表在1959年《科學》雜誌上，其核心內(nei) 容就是人造一個(ge) 巨大的球狀殼體(ti) 裝置，包裹著太陽。這個(ge) 裝置半徑約1.5億(yi) 千米，也就是從(cong) 太陽到地球軌道這麽(me) 大，這樣內(nei) 壁就能夠將全部太陽輻射能收入囊中，通過核聚變裝置，轉換成人類所需科技發展和星際移民的能量。

這種球狀殼體(ti) 裝置就叫戴森球，戴森球不但可以進行核聚變能量轉換，還可以在上麵建設安裝人類居住的生活設施，未來的人類都將生活在戴森球上。

這是一個(ge) 無法想象的浩大工程，經過計算，需要拆解掉太陽係所有行星和大大小小的天體(ti) 都不夠，還需要將太陽係最多的氫和氦元素通過核聚變變成重金屬，才勉強能夠建成一個(ge) 約20厘米厚，每平方米約600千克的殼體(ti) 。

戴森球理論得到許多科學家的青睞，紛紛加入研究，發展延伸出許多種類的戴森球方案，主要有戴森殼、戴森雲(yun) 、戴森泡、戴森網等等。這些方式都是包裹太陽，但包裹的方式不一樣，有的是密閉全包裹，有的是有縫隙的包裹。

戴森殼實際上就是前麵說的主流戴森球，這種戴森球很難抵抗重力和旋轉速度的拉扯力，戴森雲(yun) 則可以解決(jue) 這個(ge) 問題。所謂戴森雲(yun) 就是建造巨大數目環繞太陽的獨立結構，每個(ge) 結構由太陽能收集衛星和空間定居點組成，這些裝置會(hui) 有很多，就像環繞地球的白雲(yun) 一樣環繞著太陽。

這類結構的優(you) 勢是尺寸不固定，結構方式選擇性強，可以在一個(ge) 很長時間段逐個(ge) 建設，最終形成環繞太陽的戴森雲(yun) ，而能量聚集傳(chuan) 輸則采用無線方式。戴森雲(yun) 的劣勢是複雜的軌道模式可能會(hui) 相互影響，增加了不穩定性和相互阻擋日光的日蝕現象，影響效率，且不能完全收集太陽能量。

戴森泡的設想類似於(yu) 戴森雲(yun) ，也是由許多獨立結構組成，同樣可以分步長期建設。與(yu) 戴森雲(yun) 不同的是采用巨大的太陽帆來收集太陽呢，太陽帆可以依靠接受太陽光壓來抵消太陽重力拉力，分布在太陽路徑的不同距離，太陽帆上牽掛著太陽能收集衛星，相互獨立且靜靜不動的收集太陽呢。

這個(ge) 技術的難點是光帆的密度要求達到每平方米0.78克，而現在人類隻能做到每平方米3克。這項技術的優(you) 勢是消耗的材料極少，整個(ge) 包裹太陽的戴森泡總質量約需2.17*10^20千克，隻要拆解一顆直徑560千米的小行星智神星就夠了。

戴森球理論雖然隻是一個(ge) 思想實驗，但許多科學家相信很可能是人類文明升級到二等時的必然途徑，而且有不少科學家對此作了論證，認為(wei) 在未來100年就有可能要走這條路，而且是可行的。

戴森球理論還成為(wei) 了科學界尋找外星人的一個(ge) 依據。因為(wei) 如果戴森球必然會(hui) 導致恒星光芒大大下降，隻要找到這種恒星，就可以證明宇宙中存在高等級文明。因此，從(cong) 上世紀中葉開始，人們(men) 就利用射電望遠鏡掃描了成百上千萬(wan) 顆恒星，企圖尋找銀河係戴森球存在的證據，

曾經有幾次驚喜發現，科學家認為(wei) 找到了疑似戴森球的現象，但後來都被否定了，到現在還沒有找到戴森球確切存在的證據。

卡爾達舍夫等級

卡爾達舍夫等級是指蘇聯天文學家尼古拉·卡爾達舍夫在1964年創立的一個(ge) 理論，這個(ge) 理論設想將宇宙文明分為(wei) 三等，即一等文明為(wei) 母星文明，二等文明為(wei) 恒星文明，三等文明為(wei) 星係文明。

文明等級的衡量度標是能量的消耗量，而且主要是指用於(yu) 星際通訊或星際活動消耗的能量。卡爾達舍夫認為(wei) ，根據不同文明所在的行星以及行星係統、星係不一樣，其文明等級的能量消耗標準也不一樣，以各自的實際狀況確定。

以地球人類文明為(wei) 例，一等文明說的母星文明，就是指地球文明，達到這個(ge) 等級的文明就能夠完全掌控地球的一切資源和能源，應對地球上一切災害；活動範圍在太陽係以內(nei) ，可達地球附近星球；能量消耗量達到太陽輻射到地球的全部能量，即太陽總輻射量的22億(yi) 分之一，約為(wei) 1.75*10^17焦耳/秒。

二等文明說的恒星文明，是指太陽文明，達到這個(ge) 等級的文明就能夠完全掌控太陽和太陽係的一切資源和能源，應對來自太陽係的一切災害；活動範圍可達太陽係每個(ge) 角落以及周邊附近的恒星係統；能量消耗達到太陽的總輻射量，約為(wei) 3.86*10^26焦耳/秒。

三等文明說的星係文明，是指銀河係文明，達到這個(ge) 等級的文明就能夠完全掌控銀河係的一切資源和能量，可以應對來自星係的一切災害；這時的人類除了意識消散和宇宙大爆炸，幾乎成了不死之身，活動範圍可達星係團甚至更廣泛的星際空間；能量消耗達到銀河係的總輻射量，約為(wei) 4*10^37焦耳/秒。

一些科學家經過對目前人類能源使用量的計算和分析，認為(wei) 目前人類文明還隻達到0.73等，要達到一等文明，能量利用還需要增加數千倍，需要200年的努力；要達到二等文明，能量利用還需要增加成千上萬(wan) 億(yi) 倍，還需要奮鬥5000年。

這也是要實現二等文明必須建設戴森球的原因，除此之外任何能源都無法滿足這種需求。

三等文明被認為(wei) 是神級文明，現在的人類完全無法想象，因此需要多久也無法知道。有科學家預測可能要億(yi) 年以上，甚至更長的持續努力。要實現高等級文明的前提條件是，科技文明能夠持續足夠長的時間，不會(hui) 被各種災害所毀滅。

科技文明是一把雙刃劍，既可以增強人類抵禦災害的能力，也可能成為(wei) 反人類團夥(huo) 毀滅人類的武器。但總體(ti) 上來說，人類文明等級越高，被災害毀滅的可能性就越小，長期延續的概率就越大。

當然，這個(ge) 理論本身也隻是一種猜想，且後來還出現了許多其他的有關(guan) 宇宙文明的理論，如將宇宙文明分為(wei) 四等、七等。但科學界最多認同的還是卡爾達舍夫的等級理論，而且采用這個(ge) 理論廣泛用於(yu) 尋找地外文明。

那麽(me) ，根據這四個(ge) 理論，能得出結論了嗎？

還是不能，隻能假定。鑒於(yu) 上述理論，我認為(wei) 地外文明存在的概率是很大的，但總體(ti) 是十分稀有的。由於(yu) 距離和文明種類、文明的持續時間等原因，文明之間很難相知，更難相遇，或許人類整個(ge) 生存史都不會(hui) 遇到所謂“外星人”。

這樣我們(men) 隻能假定人類文明是宇宙中第一個(ge) 文明，甚至可以說是唯一文明。當然，發現地外文明或“外星人”的概率雖然很小，但不等於(yu) 零。既然如此，就有機會(hui) ，或者明天就突然發現了，或者100萬(wan) 年後，甚至更久遠才會(hui) 發現。發現了，唯一文明的假設就破產(chan) 了，但是不是第一文明呢？就要評比考證了。

通過對這四個(ge) 有關(guan) 外星人的科學理論，朋友們(men) 是不是對宇宙文明或所謂外星人有了更清楚的認識呢？

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