在進化論確立以后，這個問題的答案是顯然的。既然人類不是神創(chuàng)的，而是進化出來的，那么我們有什么理由否認，在浩瀚宇宙的其他地方，也有可能進化出智能生命呢？其他星球存在智能生命，并不只是一種科學幻想，早已是科學界的主流觀點，并且還啟動了尋找地外文明的科研項目：1960年，科學家們開始監(jiān)聽從茫茫太空中傳來的無線電，試圖發(fā)現(xiàn)其中包含有智能信息。如果其他地方存在高度發(fā)達的文明，而他們又像我們一樣好奇，熱衷于尋找別的文明，最為便宜、方便的方式是發(fā)射含有信息的無線電波。這項尋找地外文明的工作持續(xù)至今，由加州大學伯克利分校的尋找地外文明研究中心主導，目前又擴展到尋找地外激光信號。以后還計劃向離我們最近的恒星比鄰星發(fā)射微型探測器。尋找地外文明的結(jié)果比大海撈針更加渺茫。如果我們能在有生之年發(fā)現(xiàn)任何存在地外文明的確切證據(jù)，是極為運氣的。但是，如果我們不去找，那么運氣也許永遠不會降臨。
也一直有人嘲笑尋找地外文明的嘗試。有人試圖給出理由否認地外文明的存在，提出“稀少地球”假說。按照這個假說，太陽剛好位于銀河系適宜帶，地球又剛好位于太陽系適宜帶，而且剛好又有月球作為衛(wèi)星，使得地球有一些適合生命出現(xiàn)的特征，在地球進化史上復雜生命、人類的出現(xiàn)又是多么偶然，以此說明人類的出現(xiàn)是小概率事件，我們很可能是銀河系中唯一的一群孤獨的智者。但是這個推理是經(jīng)不起推敲的。即使智能生命的出現(xiàn)是小概率事件，也推導不出在銀河系中只能發(fā)生一次。何況這些理由都是根據(jù)我們對地球生命史的了解提出的，而地外智能生命完全有可能和人類大相徑庭。
物理學家費米曾經(jīng)從另一個角度質(zhì)疑地外文明的存在。1950年，費米在一次會議上問道：理論上人類能夠在一百萬年以后飛行到銀河系的各個星球，如果我們能，那么那些比我們早進化一百萬年的外星人也應該能。那么為什么他們還沒到地球來？他們究竟在哪里？費米的意思是，我們在銀河系中很可能是孤獨的。其實對這個所謂“費米悖論”很容易反駁：可能沒有哪個文明能夠在銀河系各處殖民，可能我們離其他的文明都過于遙遠，可能還沒有哪個文明進化到能夠在星際旅行的程度，可能已有外星人在很久以前訪問過地球又走了，當然也有可能外星人正不為我們所知地觀察著我們。
1961年，美國天文學家弗蘭克·德雷克試圖定量地說明外星人存在的概率，提出了一個計算公式。這個“德雷克方程”本來只是開玩笑，沒想到現(xiàn)在卻被正兒八經(jīng)地寫入了天文學教科書，號稱是僅次于愛因斯坦質(zhì)能方程的第二著名方程。這個方程很簡單，人人可以掌握：
N = R * f(p) * n(e) * f(l) * f(i) * f(c) * L
其中N表示銀河系中“通訊文明”（即能發(fā)射、監(jiān)聽星際通訊）的數(shù)目。右邊各項為計算這一數(shù)目的參數(shù)，*為乘號。
第一個參數(shù) R 為每年在銀河系中形成的恒星的數(shù)目。德雷克最初的估計是銀河系平均每年新產(chǎn)生一顆恒星?，F(xiàn)在看來這個估計過于保守。按照美國太空總署的最新計算，銀河系每年新產(chǎn)生的恒星的質(zhì)量為0.68～1.45個太陽質(zhì)量，而新恒星的平均質(zhì)量大約是0.5個太陽質(zhì)量，這樣算下來銀河系每年大約有1.5～3個恒星產(chǎn)生。讓我們?nèi)€中間數(shù)，設定R=2。
第二個參數(shù)f(p)表示 R 之中具有行星系統(tǒng)的比例。在形成恒星的過程中，星云不停地旋轉(zhuǎn)、坍塌，速度越來越快，最后有兩種可能的結(jié)局：或者形成兩顆恒星即雙星，或者只在中央形成一顆恒星，而周圍形成了行星系統(tǒng)。一直到上個世紀末，我們都不知道除了太陽系，宇宙之中是否還有別的行星系統(tǒng)。而現(xiàn)在我們已發(fā)現(xiàn)了大約4000顆外行星，它們大部分是開普勒太空望遠鏡在不到10年的時間內(nèi)通過掃描太空一小塊區(qū)域發(fā)現(xiàn)的?？磥硇行窍到y(tǒng)在銀河系中普遍存在。德雷克最初估計所有恒星中有五分之一到一半有行星。目前看來這個估計也過于保守。根據(jù)最新的觀測結(jié)果，銀河系幾乎所有的恒星都有行星系統(tǒng)，即f(p)=1。
第三個參數(shù)n(e)是一個行星系統(tǒng)中，處于“適宜帶”的行星數(shù)目。行星要適于生命生存，不能太靠近恒星（太熱），也不能太遠離恒星（太冷），在兩個極端之間有一個適宜帶，只有在那里才能有水存在。顯然在做此假設時，我們把水當做了生命的必要條件。并不能排除存在不依賴水的生命的可能性，但根據(jù)我們的化學知識，水是最適宜生命的。在太陽系中，處于適宜帶的行星有三個：地球、金星和火星。德雷克據(jù)此估計每個行星系統(tǒng)有1～5個行星處于適宜帶。但是并不是每個行星系統(tǒng)都有行星處于適宜帶。根據(jù)開普勒太空望遠鏡的探測結(jié)果估計，銀河系大約有400億個外行星與地球大小相當、圍繞著類似太陽的恒星而且處于適宜帶。銀河系中大約有1000億個恒星，而每個恒星幾乎都有行星，這樣的話n(e)=0.4。但是這個估計是偏保守的，因為它沒有考慮到還有三種情況：在不像太陽的恒星的行星系統(tǒng)、不像地球的外行星上、圍繞大行星的衛(wèi)星（例如木星的衛(wèi)星歐羅巴、土星的衛(wèi)星提坦）上，都有可能適宜生命生存?？紤]到這些特殊情況后，我們姑且假設n(e)=1。
第四個參數(shù)f(l)表示處于適宜帶的行星中實際產(chǎn)生了生命的比例。并不是任何處于適宜帶的行星都能產(chǎn)生生命的，還跟行星的地質(zhì)、地理條件有關系。在太陽系中，有三顆大行星處于適宜帶，我們確切地知道地球有生命，金星無生命，火星可能有或曾經(jīng)有過簡單的生命。處于適宜帶的衛(wèi)星歐羅巴、提坦是否有生命我們并不清楚。德雷克認為所有處于適宜帶的行星都會產(chǎn)生生命，可能過于樂觀。讓我們保守一點，設定f(l)=0.5。
第五個參數(shù)f(i)表示在有生命的行星中，進化出智能生命的比例。這是一個分歧最大的問題。有的認為在地球上經(jīng)過了三十幾億年的進化，在生存過的幾十億個物種中才有幾種有智能，可見智能生命的產(chǎn)生極為罕見。也有的認為我們現(xiàn)在只知道一個生命世界，而它是有智能生命的，就我們所知，產(chǎn)生智能生命的可能性就可算是百分之百。對這個問題，我們不妨這么看：既然智能是一種很好的適應環(huán)境的方式，那么在自然選擇的作用下，經(jīng)過無數(shù)的試錯，只要有足夠的進化時間，從無數(shù)進化途徑中出現(xiàn)一條通向智能，應該是必然的。當然，這并不是說存在一條通向智能生命的直線進化方向，而是說智能進化途徑只是同時存在的許多進化途徑中的一條，而且這一條也不是注定會產(chǎn)生人類（在其他條件下完全可能產(chǎn)生其他的智能生物）。有了這些說明，我們不妨把這個參數(shù)樂觀地設為：f(i)=1。
第六個參數(shù)f(c)表示在智能生命中，能夠發(fā)明星際通訊技術的比例。這個問題同樣難以回答。在地球上，我們知道人類發(fā)明了這種技術。讓我們再樂觀一回，假定所有的文明遲早都會發(fā)現(xiàn)無線電通訊技術，將這個參數(shù)設為f(c)=1。
最后一個參數(shù) L 是一個通訊文明平均能夠生存的年數(shù)。我們先不管它，把以上的設定結(jié)果代入方程計算一下：
N = 2 * 1 * 1 * 0.5 * 1 * 1 * L = L
這是個有趣的結(jié)果：銀河系中通訊文明的數(shù)目大約等于一個通訊文明平均能夠生存的年數(shù) L 。但是沒有人能夠知道這個 L 究竟會有多大，連估算都無法做到。如果我們按費米顯然過于樂觀的估計，每個通訊文明的平均壽命為一百多萬年，那就意味著銀河系中存在一百多萬個通訊文明。聽上去似乎數(shù)目巨大，但是，與銀河系存在的大約一千億顆恒星相比（像銀河系這樣的星系在宇宙中還有幾十億個），這個數(shù)目就微不足道了。它表明通訊文明是非常稀少、分散的，難以有相互接觸的機會。
沒有任何理由認為一個通訊文明能夠永世長存。宇宙中有許多外界因素能毀滅生命世界。比如，宇宙中最有威力的現(xiàn)象伽瑪射線大爆發(fā)，就能使方圓幾百光年內(nèi)的生命滅絕，而我們每年能夠觀察到幾百次這樣的爆發(fā)。文明的高度發(fā)展也許有可能預測、防御這樣的災難，但是另一方面，卻也能導致自我毀滅。我們?nèi)祟愐仓皇墙呤陙聿胚M入了通訊文明階段，但是同時也擁有了完全毀滅自己的能力：且不說我們對自然生態(tài)的破壞、對環(huán)境的污染、人為導致全球氣候變暖，光是現(xiàn)存的核武器儲備，就足以毀滅整個地球幾百次。如果我們要在宇宙中發(fā)現(xiàn)鄰居，如果我們要讓鄰居們發(fā)現(xiàn)，關鍵是自己要生存下去，并盡可能地延長壽命。
2019.4.11
（作者：方舟子，《科學世界》2019.5.）
