地外生命的存在形式 高等发达的外星文明在哪里

人类目前已经发现了上千颗宜居行星了，那么是不是该高兴了呢?是不是外星人存在这个话题，地外生命的存在可以确定了?

好吧，我们确实找到了一些地外宜居星球。运气好的话，我们还可以在其中一些类似地球的星球的大气中发现水蒸气的存在。但那又如何，人们常常会问：地外的生命形式一定会依赖于水吗?地外生命一定是碳基的吗?甚至地外文明一定存在于星球上吗?通常的回答是「不知道」。

人类对生命至今没有很好的理解。甚至连我们自身的起源仍然是一个谜团：地球生命的种子是由彗星带来的，还是在自身环境中诞生出的?如果我们在火星上发现生命，比较火星生命和地球生命的结构也许就能帮助我们揭开出生之谜。但即使如此，我们还是很难在地外行星上确定生命存在，因为它们距离我们太远了。一个更难回答的问题是太阳系外是否存在着智能生物，或者说存在着文明社会。从实践上看，探索地外文明似乎还更容易一些。尤其是科技发达的高级地外文明，它们应该留下更重的痕迹。

1960年弗里曼戴森(对，就是在上一章想要用氢弹发动飞船的「疯子」)在《自然》杂志上刊文，讨论了高等发达的地外文明。他认为这样的文明遇到的瓶颈有两个：能源上的限制就是恒星的总功率，材料上的极限则是恒星系里的物质总量。足够发达的地外文明，最佳的利用能量方式是围绕恒星尽可能地建立太空站。

这些太空站以分形方式分布，几乎完全吸收恒星发出的能量。戴森计算了建造这样庞大规模的太空站所需要的物质量，差不多和木星的总质量相等，这要求地外文明有办法拆解另一个行星，并且利用其所有的物质。

戴森并不是想要鼓励地球人向这个方向努力。他事实上是提出了一种搜索地外文明的手段。因为如果一颗恒星的光被完全吸收利用，部分能量最终还是会以热量的形式耗散掉，这些能量会以红外辐射的方式散发出来。戴森提议人们去观测一颗光学上暗淡，但红外辐射异常明亮的天体。这样被人造空间站密不透风包围的恒星之后被称作「戴森球」。

戴森球存在吗?

2015年，美国宾西法尼亚州立大学的Ja-son Wright等人发表文章提出在Kepler发现的地外行星中，有一颗具有奇异的光变曲线，可能就是由巨大人工空间建筑物遮挡造成的。这篇文章很快引爆了舆论关注，但后续的观测并没有看到这个地外行星有红外波段的异常，也没有发现电磁波段传出信号。

然而，电磁波是一个更加实际的搜索地外文明的方法。假设某个地外文明发展到电气革命之后阶段，它们就有能力向外发出电磁波。如果我们能够接收到这个电磁波，就能联系上地外文明。上世纪六十年代贝尔女士在射电波段发现了强劲的周期性信号。

媒体一度将其称之为外星「小绿人」的信号。但最终这个信号被证明来源于脉冲星。到了七十年代，NASA召集了包括德雷克在内的一批科学家研究了搜寻地外文明(SETI)的可行性。这次研究最终出台了一个名为「Cyclops」的计划，这个项目计划建造1500面天线搜索地外文明，预期耗资100亿美元。巨大的投入和不可预知的前景使得NASA最终将SETI相关计划几乎彻底从预算中砍掉。SETI的搜索工作在八十年代以后逐渐转入民间。

今天仍然有包括「凤凰计划」在内的一批射电望远镜将寻找外星人电磁信号作为主要目标。一些巨型望远镜，如波多黎各的300米口径Arecibo，也将自己的巡天数据提供给致力于搜索外星文明的研究者使用。但是，至今人们没有发现任何迹象。

理论上说，探测到地外文明的成功率取决于三个因素：地外适合生命生存行星的数量，地外文明的存续时间以及我们自己的探测能力。

我们最清楚的是自己的能力，即将建成的FAST五百米口径射电望远镜将是历史上最大的无线电接收器，有能力搜索几十光年以内的地外文明信号;

地外适宜生存行星的数目现在仍然不清楚，在早期的研究中，大量发现的行星是气体巨星。

研究者一度对适合生存的地外行星的数量比较悲观，但近几年Kepler卫星极大地改变了这一认识。在Kepler监视的恒星中，有六分之一的恒星都有一颗地球大小的行星。这些观测证明了地球这样的行星是可以很容易在恒星系统中形成的。目前研究者正着力于在Kepler找到的地外行星大气中寻找水的迹象，这将帮助我们进一步确定适宜生命存在行星的比例。

如果地球的历史是二十四小时。

最后，最不确定的就是文明存续的时间。如果将地球诞生到今天的时间缩短为一天，生命诞生大概是凌晨4点发生的，有性繁殖生物出现在下午6点，恐龙在晚上11点登上历史舞台，但不久就将世界交给了哺乳类动物。而人类文明在这个世界上只不过出现了不到一分二十秒，而这一分钟里的大部分时间人类都生活在科学落后的时代，没有能力发射电磁信号。地球上的文明就是如此短暂的存在。我们不知道地球是否是宇宙中的特例，也许正如科幻小说《三体》中描述的，文明的速率极大地依赖于生物自身的结构。

1964年，苏联天文学家尼克洛卡达尔发表了一篇为高级文明评级的标准：一类文明，有能力控制自己所在行星的全部资源;二类文明，有能力利用整个恒星的能量;三类文明，能够控制这个星系的全部资源和能量。美国天文学家卡尔萨根后来用公式将不同文明等级和其所消耗的能量联系起来。

在这个公式里，1.0级文明所利用的能量差不多是太阳辐射到地球上的总能量。人类文明现在所能够利用的能量只是这个能量的千分之几。按照卡尔萨根的公式计算，人类文明大概只有0.7级。要想达到1.0级，人类必须打通可控核聚变这条技术道路。然而所谓1.0级文明是不但能够制造这么多的能量，还必须能够妥善应用。在利用能量的过程中，不可避免地会产生热。

一个直接的难题是将如何管理多余的热量。按照查尔斯阿德勒在《巫师、外星人和星舰》一书中的估计，如果产生相当于1.0级文明的能量，其散发的热量会使地球升温八十多度。

这将使得地球成为一个不适宜生存的地方。一旦人类有了1.0级文明的能量，建造巨型星舰就不再存在能源上的障碍。那时，人类的足迹将遍布太阳系。文明如果继续发展，也许就会脱离行星，进入空间。我们前文提到的能够建造戴森球的文明实际上已经有能力利用整个恒星产生的能量。所以他们已近接近2.0级文明的水平。

如果人类在太阳系附近发现一个戴森球，也许还是不要去联系它比较好，以免遭受「黑暗森林」的打击。超过二级的文明即使在科幻电影中也非常少见。一个主要的原因是，以人类目前的文明等级很难想象一个二级以上的文明该如何利用能源。

星球大战第七部《原力觉醒》中，反派势力第一军团(first order)可以通过弑星者基地(starkiller base)在很短时间内吸取整颗恒星的能源。

第一军团只需要数年时间就可以建成一个弑星者基地，我们可以认为第一军团勉强超过了第二类文明的标准，开始迈向第三类文明(虽然他们并不文明)。

但遗憾的是他们显然没有想出炸掉一颗星球以外的其他方法来使用能量。如果第一军团中确实有真正的科学家，也许他们应该多思考一下如何去建立一个超级空间粒子加速来探索统一宇宙四种力的终极理论。以地球人的技术，这样的加速器尺度会超过太阳系上千倍。但对于超过二级的文明来说，这样的加速器是非常值得建造的，这将帮助它们最终理解宇宙终极的物理规律，像《星际穿越》中的「它们」一样，进行穿越时空的旅行。