一场太空游可能碰到多少个E.T

　　文/萧耐园

　　把“他们”打上引号，是因为我们无法确认外星人有没有性别的概念。

　　电影里动辄就有外星人来地球来访问，这里有个公式可以算一下，看看我们的远方亲戚到底有多少。

　　这个名为“德莱克方程”的作者是美国康奈尔大学的法兰克·德莱克(Frank Drake)，创立于1961年。尽管式中大多数变量的取值范围都大到让你觉得丧失了意义(就好比你告诉人家自己的年龄在0—100岁之间)，而且至今无人知道代入什么数字最为适当，但它对于天文学家来说仍不失为一个简单明了且极其有力的工具。由于天文学家、生物学家和地质学家的不懈努力，方程式中的数据范围渐渐缩小，并得出了可供参考的解。下面依次说明：

　　N＝ R* fP ne fl fi fC L

　　式中的N代表银河系里试图与人类接触的文明的数目。等号右边的符号代表必须考虑的各种因素，这些因素的每一项都是独立的。

　　R* 代表恒星形成的平均速率。在整个宇宙中不断有新的恒星和行星诞生，据天文学家推测，我们的银河系中每年约有10颗新的恒星诞生。因此，R*的取值赢得了广泛的认同，即令R*=10。

　　fP 表示能支持“适宜的”行星系统的恒星在全部恒星中所占的比例。“适宜的”意思是指一个含有地球型行星的系统。在一个星系里，只有15%是单个恒星，其余则是双星(20%)或三合星甚至更多的聚星(65%)。双星或聚星周围不太可能形成我们太阳系这样的行星系统。作为保守的估计，考虑单个恒星周围也未必都有“适宜的”行星系统，我们姑且取fP为0.1。

　　ne代表每个行星系统里所拥有的地球型行星的数目。就我们的太阳系来说，可能有5个：地球、金星、

　　fl的含义是可能形成生命的地球型行星所占的比例。德莱克说过：“凡能出现生命的地方，生命就应该出现。”这就是说，在条件适宜的行星上出现生命的概率是百分之百。持反对意见的人认为宇宙中没有其他地方存有生命，他们会给fl赋值为0。所以fl的值不是1，就是0。倘若取0，便有N =0，这里我们取fl=1。

　　fi代表具有智能生物的地球型行星出现的比例。如果我们的地球离太阳稍近一些，人马上会被烤成火腿肠，离得稍远一点呢，又会冷得像冰淇淋。如果地球自转轴相对于它的轨道不是现在这样，就不会有四季变迁。如果地球更轻一些，譬如像月亮那样，就会失去其周围的水和大气，这样我们就不能存活。如果地球更重一些，我们的肌体结构就会不同。如果地球不是恰巧处于现在的状态，也许可以产生低级的生命形态，但是要进化成高等生物的可能性是微乎其微的。在这里，不妨取fi =0.01。

　　fC代表想要与我们取得联系的智能物种在智能生物总数中所占的比例。这些远方亲戚也许拥有灵敏的探测系统，能够接收到我们发出的无线电信号。在过去的近一个世纪里，我们人类的名片就是广播和电视信号。泄漏到太空中去的这类信号里，充斥着战争、暴力、犯罪、灾难、酷刑、环境污染、恐怖活动、社会动乱等负面信息，给人类在外星社会中树立了一个丑陋的形象，以至接收到这些信号的外星人对地球不屑一顾。当然，也可能出于技术不足或自我保护等原因，他们没有与我们联络的要求。为此我们取fC=0.1。这可能是一个比较乐观的数字。

　　L的意义是在达到技术状态后文明生存的平均寿命(以年为单位)。很可能文明在技术发达以后不能存在很久，原因可能是在一场核战争中自相残杀，或者可能是整个星球被污染，或者是自然资源消耗殆尽，或者是遭受诸如小行星撞击之类的不测事件。这样的文明只能生存1000 年。如果一个文明社会超越了这个界限，有了持续发展的机会，能够开展空间旅行，这种文明可能会变得外向起来，会热衷于与外星交流。这样一种文明可能生存100万年。所以让我们取平均寿命为10万年。

　　把所有这些因素代入公式，算得N＝200。与银河系内的2000亿颗恒星的数目相比，这个数字微不足道。设想200个文明均匀地分布在银盘上，那么两个文明之间的平均距离为应为15 000 光年。这意味着任何辐射要经过15 000 年才能到达另一个文明。宇宙飞船飞行比光速慢得多。即使速度达到0.1光速(一个极度夸张的速度)，从一个文明到达另一个文明也要150 000 年。这条旅程太长了，如果不是为了朝圣或者是认祖归宗，恐怕外星人不会有如此意志力来进行旅游。

　　理智让部分天文学家相信在银河系里真有外星人存在，但更大的理智告诉他们，外来飞船不会对造访地球感兴趣。

　　友好地和E.T.握手，还是躲得越远越好？

　　1997年美国科学家宣布发现了一个离银河系中心3500光年处迸发出的反物质喷泉，并通过美国的康普顿卫星观测到银河系中心附近因正、反物质湮灭而释放出来的强γ射线，其辐射强度是普通光子的25万倍。

　　现在我们知道，正、反物质相遇时会发生湮灭，即它们的所有质量都可以百分之百地转变成能量而不留“灰烬”，同时发射强烈的γ射线。我们的宇宙飞船号称很快，但也只能达到8千米/秒，即使是到达除太阳以外最近的恒星——半人马座α星，也需要16万年。但是，如果可以应用正、反物质湮灭产能的发动机，可能只需几十年。而想要在恒星际旅行，即便使用核动力的发动机(人类还未制造出来)，也会因为

　　如果曾经有外星人造访过我们的太阳系，他们使用的空间飞船应该发射γ射线，必然会留下γ辐射的痕迹。“康普顿”卫星在太阳系内直到土星轨道之外实施了一系列的观测，结果证明太阳系里并没有外星人来过。

　　除了电荷和亚核载荷相反以外，反物质与物质是切实相同的，这就好比一块完全由反物质做成的“反蛋糕”，它和我们常吃的蛋糕应该有相同的味道，但如果你去尝它，恐怕会招来杀身之祸，因为我们由物质构成，与反物质相遇马上就会触发爆炸(湮灭反应)，强度比最强烈的氢弹还要猛烈得多。这个道理也告诉我们，即使宇宙中的兄弟看起来很像我们，但他们可能是由反物质构成的，你千万别想着去跟他们握手。

　　假设这帮兄弟真要来地球上探望我们，那证明他们的科学水平一定比我们先进得多，因为这是一次非常复杂的旅行。而且，他们必定知道存在反物质，知道物质与反物质会湮灭，因此，在他们启程之前必须先搞清楚，地球的居民是物质还是反物质构成的？他们可不会轻率地冒险与我们同归于尽。但是，这是一个他们永远不能亲自回答的问题。

　　物质辐射光子，反物质辐射反光子。可是光子和反光子，由于物理学上基本的守恒定律，是相同和不能区别的。我们假想的外星兄弟与我们的天文学家完全一样，永远不能仅仅通过天文观测就确定一颗恒星是由物质还是反物质构成。因此他们事先会努力地通过无线电与我们联系。但是，直到今天，人类也没有收到任何类型与此相关的电磁信号。

　　别以为人类低级，E.T.就跟人类一样低级

　　在一些“科幻”作品里(小说、电影、电视剧、连环画等)，写到外星人的时候通常是这样的：他们从某

　　外星人是否真这么坏，还是先从天文学家对文明的三个三级说起：

　　一级文明：能够充分地开发利用自己栖息的那个行星的自然资源。

　　二级文明：能开发利用他们自己那个恒星的全部能量输出，并开发整个行星系统，好比人类把月球、火星建设成了繁荣的生活基地，乃至“殖民”到了冥王星。文明如果发展到这个水平，肯定就有能力进行恒星际旅行。不过，这个阶段的文化要比我们先进几千年甚至于几万年。

　　三级文明：已经掌握利用他们星系的全部资源的技术，领先我们成百上千万年。

　　我们人类的文明史，如果从有文字记载算起不过5000年。近代文明的发展，从近代科学诞生算起，更短至400余年。尽管20世纪内科技发展惊人，但是科学上还有无穷多的未知领域，地球上还有大片的荒原高山和深海大洋有待开发。以此看来，当前的人类恐怕连“半级”文明也没达到。何况地球上还有环境污染、生态失衡、战争破坏、自然灾害、资源浪费等“减级”的因素。有能力来到地球的外星人必然至少已达到了完全的一级文明，基本实现二级文明，并开始进入三级文明。他们看地球上的我们，不啻于我们看几万年前石器时代的先民。

　　这里所说的仅仅是物质文明，人类历史证明，随着物质文明的提高，精神文明也会不断进步，也就是说，处在低级文明的人类尚且开始懂得爱护自然，保护环境，文明程度远高于我们的外星人就更应该懂得友善地对待人类，保护地球的生态。所以，不要担心你碰到的外星人会凶神恶煞地待你，相反，他们还可能是人类的良师益友，教会我们开飞船、读天书，等等。 (作者为南京大学天文系教授)

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