自从我们意识到宇宙的辽阔无垠，人类就本能地猜想生命不可能只存在于我们这颗蓝色星球上，可能在银河系中，可能在遥远的星球上。如果宇宙中亿万的星系，每个星系又包含亿万的星球，那么哪怕只有一小部分星球围绕着类似太阳的恒星运转，有着适宜生命的环境，那么宇宙中就极可能孕育着无数的外星文明，不是吗？
2008年6月，欧洲的宇航员宣布，他们发现了三个超级地球大小的星球围绕着一颗孤独的恒星运转。这一发现为外星生命的存在提供了新的希望。
在很长一段时间里，科学界都把逻辑看作是至高无上的。然而，到了1995年，天文学家们确认了首批太阳系外的行星。此后，他们又发现了将近300颗太阳系外的行星。尽管大多数都是体积庞大、炽热的星球，类似木星，但这其中也有体积较小、类似地球的星球被发现。2008年6月，欧洲天文学家宣布，他们发现了三颗比地球稍大的行星，绕着距离我们42光年的一个恒星运转。
这些发现为寻找外星智慧生命的运动（简称SETI）提供了新的证据。哈佛大学的物理学家兼SETI项目负责人保罗·霍洛维茨在1996年接受《时代》杂志采访时大声疾呼：“若问宇宙中是否有智慧生命，毫无疑问是有的。若问银河系中是否有，那或许得看情况，全凭你的想象。”
但是，科学家们提出的“费米悖论”可能要给霍洛维茨的热情泼一盆冷水。该悖论最早由核物理学家恩里科·费米在1950年提出，它问的是：如果外星智慧生命广泛存在，那他们为什么从未拜访过地球，为什么从未与我们联系，为什么没有留下他们存在过的痕迹呢，比如热量、光线或是其他电磁能量？
也许外星智慧生命并不普遍存在，也许他们并没有广泛地发展出文明。如果天文学家能量化这些可能性，如果他们能创造一个公式来解释所有与外星智慧生命相关的变量，那就太好了。实际上，天文学家们确实做到了。在1961年，为了帮助召集第一次关于SETI的正式会议，射电天文学家弗兰克·德雷克提出了一个公式，即现在所谓的“德雷克等式”，它预测了银河系中可能存在的外星智慧文明的数量。这个公式也引起了一些争议，主要是因为它的结果范围太广。但它仍是我们计算试图与我们联系的外星智慧生命数量的唯一最佳方法。
让我们来了解一下这个等式及其影响。
一、我们是宇宙中唯一的智慧生命吗——“德雷克等式”
试图计算宇宙中外星生命存在的可能性确实是一项复杂的任务。宇宙不是一个静止的系统。星星们不断地诞生、存活然后消亡。一些恒星和行星相互连接，一些则孤单地度过一生。只有一部分行星拥有支持生命的适当条件。
生命本身也是一个难以捉摸的因素。一些行星可能只拥有复杂的氧分子——蛋白质和核酸——而没有其他生命。其他行星可能孕育着简单的、单细胞的微生物。还有一些可能孕育着多细胞生物，包括那些足够高级的，能够进行星际旅行，或者向外太空发送信号的生命。最终，即便是适应了环境的生命，也无法避免灭绝的命运。正如地球上的恐龙和罗马帝国的兴衰一样，所有的生命都有消亡的一天，无论是因为灾难还是其他原因。
在构建一个用于计算外星生命存在概率的公式时，弗兰克·德雷克必须考虑到所有可能的变化因素。他的第一个任务是确定他想要计算的具体是什么。首先，他将目标锁定在银河系的外星生命——并且是那些能够进行星际通讯的外星生命。然后，他插入一个数学因子来解释促使这类文明进化的必要条件。
在这个等式中，N代表银河系中能够被探测到的文明数量。其他变量的定义如下：
R代表恒星形成的速率。
fp代表形成行星的恒星的占比。
ne代表生命诞生环境舒适的行星的数量（即类似地球的行星）。
fl代表其上实际出现了生命的行星的占比。
fi代表其上智慧生命出现的行星的占比。
fc代表其上智慧生命能够进行星际通讯的行星的占比。
L代表这样一个文明能够被探测到的时间长度。
唯一已知的变量是恒星形成的速率，R。在银河这样一个典型的旋涡星系中，新恒星的形成速率大约是每年四颗。天文学家最不确定的变量可能是L，即这个文明能够被探测到的时间长度。从10年到1000万年，各种估算都被考虑在内。
天文学家可以根据经验对剩余的变量进行合理的猜测。例如，在太阳系的八大行星中，只有四个被认为是类地行星——具有固态表面。在这些类地行星中，只有地球孕育了生命。如果我们把太阳系作为一个代表，那么我们可以猜测ne大约是1/4，也就是0.25。类似的猜测也被用于其他变量，有趣的是，它们最终的估算通常在0.1到1.0之间。所以，一个典型的计算过程可能如下：
N = 4 x 0.5 x 0.25 x 0.2 x 0.2 x 0.2 x 3,000,000
即银河系中大约有12000个文明。
德雷克最初的计算结果与这个N的结果非常接近。当他计算时，他预测银河系大约有10万个可探测文明。卡尔·萨根，一位SETI运动的领导者，在他1996年去世之前，甚至更加乐观地猜测银河系中大约有100万个文明。那可真是很多外星人啊！
难怪在60年代，当天文学家们刚开始日夜寻找外星生命时，他们是如此乐观。接下来，我们将了解他们是如何进行搜寻的，以及结果如何。
二、对“德雷克等式”的试验和改进
有了对银河系中可交流文明数量的估计，SETI便开始了寻找外星生命的计划。他们基本有两种选择：面对面的交流和远程通讯。前者需要外星生命主动访问地球，或者反之。鉴于太阳系与其他恒星在银河系中的距离，这种方案看起来成功的可能性很小。后者则需要通过无线电广播来发送或接收太空中的电磁信号。
1974年，天文学家们从波多黎各的阿雷西博天文台有意地发送了一条210字节的信息，希望能够向一个位于球状星团M13中的文明传递信号。这条信息包含了人类的基本信息和我们在宇宙中的位置，包括关键元素的原子序数和DNA的化学结构。但这种主动的方式一直很少被使用。天文学家们主要还是依赖被动的通讯——监听外星文明发送的信息。
射电望远镜是我们用来监听信息的工具，因为它是为探测光学望远镜看不到的、波长更长的信号而设计的。射电天文学的研究方式，就是使用一个巨大的碟状射电望远镜指向一个附近类似于太阳的恒星，并将微波调频至电磁波谱的波段。
理想情况下，微波频率带应在1000MHz到3000MHz之间，因为在这个范围内受到的杂音干扰较少。射电望远镜还有一个发射线，即1420MHz，在天文学家们的耳朵中就像是一条穿越星系的连续不断的嘶声。这条窄线就相当于在中性氢中发生的能量转换。氢作为宇宙中的基本元素，理应被星系间的所有文明所了解，这也是选择它作为最合适标志的原因。
尽管SETI的成员们齐心协力地寻找，但他们从未接收到确凿的外星人信号。
我们的望远镜接收到了几个有趣的、无法解释的信号，例如1977年俄亥俄州立大学的研究员探测到所谓的“Wow（哇）”信息，但却没有信号以同样的方式重复出现，因此无法为外星生命的存在提供无可争辩的证据。这又让我们回想起“费米悖论”：如果银河系中真的有数以千计的文明社会，那我们为何从未探测到过？
在德雷克和萨根做出判断之后，天文学家们变得更加谨慎。曾断言外星生命存在的保罗·霍洛维茨，使用“德雷克等式”计算出了更为谦逊的结果，发现N（银河系中的外星文明数量）可能更接近于1000。但即便如此，这个数字可能还是太大了。
2002年，《怀疑论者》的编辑迈克尔·舍默对天文学界关于L（即外星文明可能被发现的期限）的估计提出了质疑，他认为这些估算过于宽松。通过观察地球上60个历史久远的文明，舍默得出L可能介于304.5年到420.6年之间。将这些数值代入著名的“德雷克方程”，我们得到的N值是2.44到3.36，但稍作调整后，这个数值便会戏剧性地降低至1甚至更低。这就意味着，等待与外星生命接触的可能性低得令人震惊。
尽管如此，SETI项目的支持者们仍然在长达数十年毫无结果的搜寻中寻找希望。到目前为止，大部分搜寻工作仅限于银河系内。设想一下，假设每个星系只有3到4个文明存在，而宇宙间星系无数，这便给搜寻地外生命的几率带来了一丝希望。这不禁让SETI项目的研究人员们采取了一种赌博的心态：不入虎穴，焉得虎子？
那么，究竟外太空存在生命的可能性有多大呢？
撰写这篇文章时，我不禁想起了卡尔·萨根的名著《接触》中的主角艾莉·爱罗薇。
记得1997年改编的电影中，爱罗薇在新墨西哥的荒漠上仰卧，突然捕捉到了来自外星文明的脉动无线电信号。她立刻冲向实验室，一边大步流星地走，一边向同事们激动地发出指令，试图锁定射电望远镜以追踪那串来之不易的信号。这一幕一直是我心中美国电影史上激动人心的瞬间之一。它将寻找外星生命的梦想拉近至触手可及的地方，而不再是遥远的幻想。
初次观看《超时空接触》时，我对“德雷克方程”毫无了解。如今，为了撰写这篇文章，我不得不面对这个残酷的现实：我们的银河系可能并非每个角落都孕育着外星文明。要么是生命进化的条件并不成熟，要么即便存在，也可能在我们能够探测到之前就已消逝。这些想法令我好奇，艾莉·爱罗薇会对“德雷克方程”有何看法。我猜想，她大概会继续保持她的乐观，坚信在这浩瀚的宇宙中，若仅有我们人类，那将是对空间的巨大浪费。
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