天宇探索: 寻找外星人的迷惑

１９５０年的某一天，诺贝尔奖获得者、物理学家恩里科、费米和另外三位物理学家共进午餐，在饭桌
上，费米突然冒出一句：“他们都在哪儿呢？”其他人马上意识到费米还在思考着刚才有关飞船和外星人的争论。后来，费米的这句话成了著名的“费米悖论”。“费米悖论”隐含着这样的意思：理论上讲，人类能用１００万年时间飞往银河系的各个星球，那么，外星人只要比人类早进化 １００万年，现在就应该来地球了。为什么他们还没来？他们究竟在哪里？ 这个悖论之所以具有说服力，是因为它是基于银河系的两个事实：

一、银河系非常古老，已有约１００亿年的年龄；

二、银河系的直径只有大约１０万光年。所以，即使外星人只以光速的千分之一在太空旅行，他们也只需１亿年左右时间就可横穿宇宙――这个时间远远短于宇宙的年龄。如果真存在外星人的话，按道理他们早该到了。 这个悖论苦苦折磨着那些致力于探索外星生命的科学家们。半个世纪以来，宇宙飞船已经参观或探测了太阳系中绝大部分行星和主要卫星，但没有发现任何生命迹象。天文学家还追踪了成千上万颗星球发出的微波信号，至今为止还是一无所获。不可否认，我们探查的只是很少的一些星球和一个太阳系，而广袤的银河系中拥有２０００亿颗星星。寻找外星文明的问题变成了：环境与地球类似的星球在银河系中到底有多少？地球之外的生命和智慧的进化轨迹与地球上的到底有多少相似之处？但“费米悖论”还是没有解决。如果费米的逻辑分析是正确的，那将成为所有努力寻找外星生命的天文学家的噩梦，“外星文明生命探索”项目也将徒劳无功。但热心于此的人们还是能找到继续研究的空间。一种对付“费米悖论”的说法是：星际旅行过于艰难和昂贵，所以外星人才没能成行。另一种被称作“动物园理论”的解释认为，外星人就在地球上，或至少在某个地方看着我们，但他们发誓不干预人类的活动，就如同人类对那些濒危物种和古老文明所采取的做法一样。不管怎样，科学家们还是在坚持寻找，他们常常用这样一句话来勉励自己：“证据的不存在，并非不存在的证据。” (仁杰供稿)

说明: 右上图为想象中的外星人( 科学家声称：银河系外星人数量高达4万)

[背景知识] 科幻与现实：外星人

人类原本以为自已住的地方是宇宙的中心，后来才发现只是地球的一小部份而已。人类又以为地球是宇宙的中心，后来才发现是太阳系的一小部份而已。人类又以为太阳系是宇宙的中心，后来才发现太阳系只是银河系，乃至宇宙中数万亿个银河系中的一个而已。在这过程当中，我们总不免会想，人类在宇宙中是孤单的吗？宇宙中还有没有别的生命？回答这个问题在早年是会引来杀身之祸的。公元 1600 年2月14日，西方有位名叫布鲁诺( Giordano Bruno) 的僧侣，就因为他问了地球以外是否有其它生物，而被天主教廷在罗马街头将他脱光，倒挂，最后烧死在火堆上。显然教廷并不喜欢有「更高层次」的生物存在的概念，因为这会冲击到自身的权威啊! 不过显然的, 还是 Bruno 笑到了最后 --- 新的探测技术显示: 星球有行星环绕是很普遍的（目前大约每两个礼拜就会发现一颗有行星的星球），这也表示其中一颗行星拥有足以发展生命的条件的机率颇高。近 期内有三颗专职寻找行星的卫星将要发射，分别命为 Corot、Kepler 和 Terrestrial Planet Finder。

目前科学家寻找外星生物的方向主要分成两个，一个是从「类似地球的条件」这样的角度出发；另一个是从「外星文明的电磁波讯号」这样的角度出发。先来说说类似地球的条件这一种吧！地球生命的基础是碳和水形成的有机物，以及这些有机物之间发生的化学反应。大部份的有机物只能在摄氏零度到一百度之间的温度（和液态水做为媒介）下才能最好地发生作用，这就限制了碳基生物最适合生存发展的环境. 此外, 行星必须要在星球以外一定的范围内，而且轨道离心率不能太高 -- 不过这条件其实并不算苛刻，在银河系内应该就有成千上万个。问题是，我们不知道碳基生命是如何开始的, 这就是说,最早的有机物质从何而来.对此, 目前有两种说法。一种认为，当时在海水中溶有融合胺基酸的所有原料，靠着闪电提供的能 量，就足以聚合基本的有机物。如果是这样的话，那聚合与否将在很大程度上取决于各行星早期的状态，星际间的碳基生物恐怕就不多了。另一种观点认为，有机物是有可能从外层空间随着陨石从天而降的。太阳大约是个第三代的星球，亦即太阳形成时所使用的原料，很多来自于过去自爆了的星球的残留物（这也是为什么有水、金、 地、火等重原素的行星）。这么一来，地球上的有机物质就有可能是在上一代的行星上形成，在星球自爆时随着爆炸散布出来，而后随着陨石来到地球。如果是后者的话，那宇宙中出现碳基有机生命的机会就大得多了。目前寻找「类地球」行星还没有什么进展，但如果真的找到的话，有两重的好处。首先，如果上面有生命，那我们就可以很明确地确认外星生物是存在的（而且说不定和我们同源呢！）; 其次,就算没有发现生物，至少我们也发现了一个可以移民的好去处。

第二个寻找外星生物的方向，是探测电磁波。这方面的理论是，任何一个足够先进的外星文明，无论是否为碳基，都应该拥有以电磁波做为通讯手段的能力才对。地球从第一次以无线电进行广播开始，就不断地向四面八方无差别地宣告自已的存在，如果有外星人在监听的话，应该会发现在太空中有这么个讯号源，发射各种不自然的讯号（请参考电影 Contact）。反过来说，在地球上我们也在监听宇宙，看看有没有这种不自然的讯号源。这当中最著名的，就是 SETI （Search for Extraterrestrial Intelligence）计划。SETI 的前身从 1960 年起就在监听 1420GHz 这个频率，看有没有疑似外星讯号的东西，但随着(美国)政府预算的删减，在 1995 年 SETI 以非营利组织的身份成立。不过到目前为止，还是什么发现都没有，让人不免担心：是我们不够有耐心，还是我们不该只盯着一个特定的频率看？我们有办法同时监控所有的频率吗？

外星人会长什么样子？科幻影片里都把外星人弄得人模人样的，不过那当然是为了演员的方便。目前左右对称、有头尾两端的动物在地球上占主轴（植物就不是左右 对称的），但即使是地球上，还是有很多其它的配置，例如海星就是幅射对称、体腔只有一个开口的。所以外星人真的不一定长什么样子，不过合理的推测，它们应 该会有感应电磁波的器官（人类上叫「眼睛」）、有可以抓取物体的器官，以及和其它相同生物沟通的器官。除此之外，一切都是想象了。最后，是外星人有多先进？他们知道我们的存在吗？这很难说。以高等宇宙文明的角度来看，地球并没有多少他们可能会想要的资源（直接去开采一颗大矿星不是更快吗?），但反过来说，如果地球真的有什么是他们想要的，那任何有能力从星系的另一边过来的宇宙文明，大概也不是我们能抗衡的。(转引自"Engadget 中国版", 作者Andy Yang, 2009年2月26日; 本网有增删)