2015年1月24日星期六

外星文明



自古及今,人类在母亲行星上创造了璀璨的地球文明。21世纪,人类正计划登陆火星,甚至可能改造火星环境进而移民火星。

1999年,笔者曾写过一篇“太空移民--开拓天疆”的文章,描绘了地球人向地球之外移民的技术尝试。

然而,地球文明在茫茫宇宙中,是非常短暂的。人类开始创造文明才不过几万年、记载历史不过几千年、发展科技不过几百年、探索太空不过几十年,这些与地球年龄的46亿年、银河系年龄100多亿年相比,实乃弹指一瞬。在地球文明之外,外星文明(或地外文明)是否存在?地球文明是宇宙间的小概率事件吗?我们是孤独的人群吗(Are we alone)?

不明飞行物(UFO)的间或出现(绝大多数UFO目击在事后被证明是视觉幻象,或特殊自然现象),使人们对地球以外是否存在生命产生了浓厚的兴趣。至今,并无确凿的证据显示外星文明确实存在,但人们的探索热情依然高涨。

实际上,人在宇宙间并不占有特殊地位。宇宙间任何天体,只要条件适合,都有可能产生原始生命,并逐步进化到高级生物。当然,人类的生理结构是由地球的自然条件决定的,是碳氢化合物经过数十亿年演化的结果。在条件与地球相差很大的其他星球上,可能存在着生理结构与地球人迥异、但能适应所在天体环境的高级智慧生物。他/她/它 们创造的文明,可能有的还非常原始,有的与我们相近,有的略微超前,有的遥遥领先。

宇宙文明的划分

按照智慧生物利用能源进行宇宙通讯的能力,前苏联天体物理学家卡达谢夫将宇宙文明分为三类:

Ⅰ型文明:能够调集与所在行星的整个输出功率相当的能量进行宇宙通讯,其能量级约为1016瓦。

Ⅱ型文明:能够调集与中央恒星的整个输出功率相当的能量进行宇宙通讯,其能量级约为1026瓦。

Ⅲ型文明:能够调集与整个星系输出功率相当的能量进行宇宙通讯,其能量级约为1036瓦。

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型文明之间的能量差距是非常巨大的,其差数都是约1010(100亿)倍。从Ⅰ型升级到Ⅱ型,或由Ⅱ型升级到Ⅲ型,并非绝对不可能,但由于它们有极大的数量级差别,可以想象这种过程将是异常漫长而困难的。

按照美国行星天文学家、科普作家卡尔·萨根的建议,可以将三型文明按能量尺度细分为10个次型,即以1016瓦为1.0型、1017瓦为1.1型、1018瓦为1.2型,以此类推(参见卡尔·萨根 《外星球文明的探索》)。

地球文明是0.7型的文明,是Ⅰ型文明的初级阶段。目前,人类能够在一天之内环绕地球,并且还可以离开地球登陆月球。

卡尔·萨根还提出了将宇宙文明按“信息量”的量级进行划分的观点。

笔者认为智慧生物的种类,也应成为划分宇宙文明高低的一个参考因素。按照达尔文的进化理论,物竞天择、优胜劣汰,一个星球上的智慧生物种类越多,将越容易形成一种竞争机制,从而加速该星球文明的演进。

银河系文明数量的估算

1960年,加利福尼亚大学的天文学家弗兰克·德雷克提出寻找银河系外星文明的公式:

N = A * B * C * D * E * F * G

N -- 银河系文明的数量;
A -- 银河系内一年之间新诞生的恒星数;
B -- 新恒星平均拥有新行星的数量;
C -- 在所有新行星中,具备生命诞生、进化条件的机率,例如液态水、由岩石构成的陆地、大气层、适当的自转周期等;
D -- 在满足这些条件的行星中,实际上有生命存在、进化演变的比例;
E -- 形成生命进化到智慧的几率;
F -- 智慧生物能够与外界进行联系的比例;
G -- 文明的平均寿命,它受诸如核爆、环境破坏、小行星意外撞击等因素影响;

德雷克根据这一公式预言银河系中约有4000个有交流能力的文明社会。

阻隔宇宙文明交流的因素

按照以上推测,在宇宙、银河系中可能存在着其他的外星文明,但是为什么他们不与人类直接联系,而让人类苦苦追寻呢?

阻隔宇宙文明交流的因素包括:

1. 空间距离遥远。庞大的宇宙空间,使智慧生命间相互联系异常困难。据推测,在银河系中,最大的可能结果是500个恒星产生一个外星文明。根据恒星密度,500个恒星所占空间半径为35光年,这意味着最近的外星文明可能在35光年以外,我们向那儿发一个信号,最快也在要70年后才能收到回音。

2. 电磁频谱隔离。我们使用电磁波和外星联系,但是由于电磁频谱极宽,尚不知道外星文明使用何种频谱。

3. 文明程度迥异。由于存在着不同类型的文明,假如对方是高度发达的文明社会,达到Ⅱ、Ⅲ型文明,那么他们就可能对我们或不屑一顾、或避而不见;如果对方的文明程度比我们低,他们也无法和我们联络。

4. 其他生命形式。如果外星智慧生物以人类未知的生命形式存在的话,我们亦无法知道他们的存在。

宇宙探测之路,漫漫修远,人类正“上下而求索”。外星文明与智慧生物,大概率存在于茫茫夜空的点点星光中!



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