▲对外星人存在性的最著名的发问——「费米悖论」：如果真的存在外星人，那么他们在哪里？为何我们从未见过？费米的问题简单却直击要点，而这个问题又有哪些解答呢？视频来源：Kurzgesagt – In a Nutshell1947年7月初，在临近美国新墨西哥州罗斯威尔城的一个牧场里，一个工人发现一些坠毁的残骸。随后，罗斯威尔空军基地的工作人员来到事发地，并告诉当地报社说他们回收了一个「飞碟」的残骸。当地报纸在7月9日发布头版头条：「罗斯威尔空军基地在罗斯威尔地区俘获飞碟」。▲1947年「罗斯威尔事件」中复原的残骸。这是UFO历史上最著名的事件。拍摄：James Johnson
一天后，空军紧急召开发布会，否定了「飞碟」的说法，表示那些残骸只是一个坠毁的气象气球（weather balloon），人们的紧张情绪得以平复。1978年，UFO研究者弗里德曼（Stanton Friedman）注意到「罗斯威尔事件」，宣称那些残骸来自一架宇宙飞船，其中的外星人被运走了。他说，政府刻意掩盖了整个事件。在这之前，第一次将UFO（不明飞行物）视为外星人航天飞船的报道是在1947年6月，源自美国商人肯尼思·阿诺德（Kenneth Arnold）。当时他驾驶私人飞机在华盛顿州雷尼尔山附近，看到了9个闪光体高速飞过天空，它们有翅膀又没有尾巴。随后，美国合众社记者以「飞碟」（Flying Saucer）为题对此进行了报道，这一事件立即成了各大报纸的头版新闻。
虽然后来的调查显示，阿诺德当时看到的是一些流星，但「飞碟」却从此飞入了流行文化，经久不衰地激发了公众的想象力。这甚至引起了美国空军的注意。同时，也由于在冷战期间对前苏联飞行器的顾虑，美国空军后来用了20多年对UFO的性质展开调查。外星人存在的说法一直吸引着公众的兴趣。美国在60年代还发生过轰动一时的外星人绑架案。1961年，美国人希尔夫妇（Betty and Barney Hill）声称被外星人绑架。希尔夫妇称，他们驱车度假途中经过新罕布什尔州北伍德斯托克村（North Woodstock）时，发现不规则闪烁的物体，然后看到UFO和其中的乘客。安全回家后，希尔夫妇经常做噩梦，梦到被外星人绑架并做实验。而当他们回忆那天的所有事情时，有2个小时总是记不起来发生了什么。不过在大部分心理学家看来，希尔夫妇遭遇的只不过是梦魇。希尔夫妇对外星人的描绘，加上UFO事件频频被报道，持续引起公众的热议。除此之外，「麦田怪圈」从20世纪70年代末开始频频出现在英格兰南部。在麦田里出现的几何图形，被一些人认为是外星人在尝试与人类沟通。不过，也有很多这类事件已被证明是人为的恶作剧。对于「飞碟」和外星人的说法，直到20世纪90年代，美国空军终于发布两份官方报告，先后作出否认。虽然没有直接的证据表明真的有UFO和外星人的存在，但类似上述这种对地外生命和文明的探索，不仅在20世纪有广泛的讨论基础，实际上，这样的追问从古至今就没有停歇过。
▲著名的哈勃超深空区（Hubble Ultra Deep Field），由哈勃太空望远镜经10天以上的曝光拍摄。照片显示了数千星系，其中有的与我们距离超过120亿光年。这个照片区域的大小相当于你拿起一粒沙子，然后把手臂伸向天空后被这粒沙子挡住的视野大小。©NASA, ESA, and S. Beckwith (STScI) and the HUDF Team
早在近500年前，波兰天文学家哥白尼发表《天体运行论》（1543年），挑战「地心说」，「哥白尼革命」就此开启。「哥白尼革命」引发了人类对外星生命的想象——既然地球不是宇宙的中心，那也就可能不再是唯一，所以生命是否也有可能在别的星球上呢？意大利哲学家布鲁诺深受「哥白尼革命」的影响，在《论无限、宇宙与众世界》（1584）一书中指出，宇宙是无限的，在宇宙中有许多像地球一样住满智慧生命的星球。面对教会保守派的威压，布鲁诺不愿意放弃自己的观点，最终被烧死在火刑柱上。
▲布鲁诺在1600年2月17日被烧死在火刑柱上。左图是罗马鲜花广场（布鲁诺受刑地）的布鲁诺雕像，右图是基座上描绘火刑柱上的布鲁诺。©Roberto Piperno
从「哥白尼革命」在16世纪开始至19世纪，基督教也在不断尝试将存在多个世界的可能融入教义。相关的争论贯穿了19世纪，直到达尔文进化论和光谱学技术的出现，改变了争论的方向。光谱学为寻找外星生命提供了技术基础，而达尔文的物种起源和自然选择学说则随着时间，日渐显现出对宇宙生命观念的巨大影响力。英国天文学家坡克特（R. A. Proctor）和法国天文学家弗拉马里翁（C. Flammarion）在19世纪后半叶相继将光谱学的天文发现与进化论结合在一起，将关于外星生命的争论推上了更为现代的探索之路。▲1908年，英国作家威尔斯（H. G. Wells）《生活在火星上的生命》（The Things that Live on Mars）一文的插图，这篇文章不是科幻小说。文章发表时天文学界正处于「火星运河热」的高峰。出处：《全球杂志》（Cosmopolitan Magazine）。作者：William R. Leigh在太阳系的生命探索中，火星探索是迄今最引人关注的。火星进入流行文化，始于1784年英国皇家学会的一次演讲，演讲者是天王星的发现者、英国天文学家威廉·赫歇尔（William Herschel）。他在演讲中提出火星上拥有大气，「火星上的栖息者（Inhabitant）所面临的境况很可能在很多方面与地球上的生物类似」。赫歇尔的「栖息者」的说法被广为传播。在接下来的一个世纪，对火星生命的探索成了天文学的重要事件。而美国人罗威尔（Percival Lowell）成了整个事件的核心人物。罗威尔出生于一个富有的精英家庭，1876年毕业于哈佛大学数学系。之后，他对火星上可能出现的运河（Canal）产生了浓厚兴趣，便建立了一个天文观测站以观察火星运河。在接下来的几十年时间，罗威尔绘制了他观察到的近200条「火星运河」，并陆续出版相关书籍。他猜想火星人是一个古老文明，开凿这些运河是为了将水从两极运到赤道附近缺水的城市。英国科幻作家威尔斯（H. G. Wells）则在1898年出版的《世界大战》中采纳了运河的观点。总之，人们越来越相信火星人或火星文明的存在。直到宇宙飞船得以亲临火星，关于火星运河及其城市文明的争论才渐渐平息。1965年，美国国家航空航天局（NASA）的水手4号（Mariner 4）宇宙飞船飞至距离火星表面6000英里（约9656公里）处，拍摄发回几十张下方地貌的高清图像。结果发现，火星表面布满陨石坑，并没有运河。到了1976年，海盗2号（Viking 2）着陆火星，传回火星表面的图像显示，那里一片荒凉，岩石遍布。迄今为止，没有证据显示火星上存在智慧生物。
▲由海盗2号（Viking 2）拍摄的图像（1977）。散落的岩石或许是由远古时代的洪水带来的。©NASA
包括火星在内，太阳系内外都有存在生命的可能，而人类从未停止过寻找。就探索工具而言，科学家利用射电望远镜和光学望远镜，尝试发现可能由外星人发出的信号，就像刘慈欣的《三体》中地球人接收到的那种。这些尝试被称为「探寻外星智慧」（SETI, Search for ExtraTerrestrial Intelligence）。1961年，美国西弗吉尼亚州的国家射电天文台召开了关于探寻外星智慧的第一次学术会议。在制定会议议程时，康奈尔大学天文学教授弗兰克·德雷克（Frank Drake）提出了一个简单的方程，试着总结那些可能决定SETI的因素。这个方程在原则上可以计算在宇宙（或银河系）中可以被人类探测到的高级文明的数量。以下是德雷克方程（Drake Equation）的改进形式：
外星文明的数量=N(NP)*f(life)*f(civ)*f(now) （方程中括号表示右下角角标）其中：
f(life)是在宜居星球中实际拥有生命的比例，所以前两项的乘积即星系中实际拥有生命的星球数量。f(civ)是指在这些拥有生命的星球上，进化出具有星际通信能力的智慧文明的比例。所以前三项的乘积即在星系中某一历史时期进化出了可以为人类探测到的智慧生物（高级文明）的数量。f(now)指的是在星系中历史存在过的所有高级文明仍能为人类探测到的比例。这一项主要排除了由过于久远的高级文明发出的信号。德雷克方程可以算出我们有可能探测到的外星文明的数量。例如，假设在银河系中有1000颗宜居星球，其中有1/10存在生命，其中有1/4的生命发展出了高级文明，而其中1/5曾经存在的文明如今依然存在（仍可以被探测到），那么，在银河系中，就有5个能被探测到的智慧文明存在。▲康奈尔大学天文学教授弗兰克·德雷克，1961年他首先提出了估算可探测外星文明数量的方程，即德雷克方程。图中德雷克书写在白板上的是该方程最初的形式。©Frank Drake
不过，仔细思考德雷克方程对几个因子的估算，就会发现它有一个明显的缺陷，那就是，除第一项以外，其他几个因子的精确数值我们全都不知道，我们所拥有的样本只有地球一个，这显然不具有说服力。而第一项N(NP)宜居星球的数量，尽管我们根据目前探测到的恒星数量等信息有一些合理的估计，但也并不精确。尽管如此，德雷克方程仍然是我们到目前为止在探寻外星智慧生命这一问题上有效的思维方式。然而，所有SETI工作有一个基本假设，即我们探讨外星生命的希望在于探测来自地球以外的各种信息。质疑外星人存在的声音始终存在，其中最著名的质疑来自诺贝尔物理学奖获得者恩里科·费米（Enrico Fermi）。1950年，在墨西哥州北部美国国家实验室的一次午餐上，大家正兴奋地谈论着复杂的外星文明社会可能是什么样子，而费米提了一个非常简单的问题：
这就是著名的「费米悖论」（Fermi Paradox）：既然人类和我们的地球在宇宙中并没有什么特殊性，那么与地球类似的文明在宇宙中应该是普遍存在的。可是，它们在哪儿？为什么我们从未见过它们？其实，「费米悖论」是从德雷克方程就可以得出的结论，除非我们认为地球在宇宙中独一无二。答案一：人类是孤独的。认为地球以及太阳系独一无二，即所谓的「地球殊异假说」（Rare Earth Hypothesis），这是对「费米悖论」最简单的回答，其实这又回到了中世纪传统基督教神学所期待的回答。如果事实真的如此，那么地球所处的太阳系环境与银河系内超过1000亿个其它恒星系统环境相比都是独一无二的，我们当真是「天选之子」了。但是，这与我们从哥白尼时代以来的几乎所有科学发现相抵触，包括天文观测、光谱分析、地质研究和元素分析等等。具体来说，我们在历史上先后发现地球不是宇宙的中心，甚至太阳也只是银河系角落里的一颗很普通的恒星，就连银河系似乎也和其他星系非常相像。答案二：文明普遍存在。此类解释认为，文明在宇宙中普遍存在，但他们没有让我们探测到，可能原因是：
第一个原因指的是，因为物理或生物技术上的瓶颈，星际旅行其实是可望而不可及的。第二个原因是说外星文明对于星际旅行、向外扩张等等没有兴趣。毕竟，我们自始至终都在按照人类自身对外探索的欲望来设想外星文明。另一方面，星际扩张需要太久的时间（可能上百万年），或许很少有文明能对此保持如此之久的高度热情和投入。第三个原因指的是，高级文明在开展星际旅行之前都自我毁灭了。有可能，实现星际旅行所需要的技术注定要造成毁灭，例如核能。
▲电影《阿凡达（Avatar）》（2009）的故事背景在2154年，人类把地球破坏殆尽，严重的能源危机迫使人类开始星际入侵和掠夺。
答案三：「费米悖论」不存在。这种解释认为，银河系已经存在一种远超人类的高等文明，但我们却没有发现它们。换句话说，「费米悖论」不存在。有可能，这种银河文明对于当下的我们就像「神」一样：它们看着我们，而我们无法了解它们。它们眼中的人类和地球，就像我们眼中的松鼠和树木一样。这被称为「动物园假说」（Zoo Hypothesis）。或者，它们可能一直注视着人类文明的发展，要耐心等到我们发展到一定程度才邀请我们的加入，也就是所谓的「哨兵假说」（Sentinel Hypothesis）。
▲旅行者1号（Voyager 1）和旅行者2号（Voyager 2）飞船携带的记录仪（recorder），储存了音乐、问候语和地球上拍的照片。因为旅行者号飞船可能在宇宙中飞行上亿年，到时候，这些留声机可能是人类文明在宇宙的唯一痕迹。
首先，探寻外星生命的整个过程，也是人类不断更新自己世界观的过程。五个世纪前开始的「哥白尼革命」是人类历史上第一次世界观的重大转变。哥白尼、伽利略、开普勒以及牛顿等人的工作使我们认识到地球不是宇宙的中心，而是围绕着太阳转动。「地心说」的废弃直接而深远地影响了我们对人类自身的看法：人类，不能再被视为所有事物的中心。人类世界观的第二次重大转变，始于19世纪中叶达尔文所代表的进化论学说。人类认识到，我们并不是凌驾于所有其他生物之上，我们和所有生物一样，只是漫长物种进化的一个环节而已。当今对外星生命的探索是否意味着第三次重大的转变？「去人类中心化」是否不仅是某种政治正确，更是科学上的必然？对于这些问题，我们都还没有答案。但或许，寻找的过程以及在这之中所引发的对人类自身意义的争论与思考本身就是价值。从另一个角度看，许多关于外星人的文学和艺术作品中其实都是人类自身不同方面的投射。例如电影《E.T. 外星人》（1982）中的外星人是友好的，而电影《独立日》（1996）中的则充满侵略性。又例如，外星文学的先驱，德国作家拉斯维茨（Kurd Lasswitz，1848-1910）在《在两个行星上》中描绘的火星人有着高于地球人的道德标准。相比之下，英国科幻作家威尔斯的《星际战争》（The War of the Worlds）则渲染了对火星文明的恐惧。这些文学和艺术作品承载和呈现着我们丰富的想象，也在科学领域之外不断提醒着我们：「虽然这是想象，但有多少真理不是来源于想象呢？」（柯南·道尔）▲Leo Morey为1930年4月《神奇故事》（Amazing Stories）刊物画的封面，显示一个外星人正在讲授银河系的知识。©Experimenter出版公司
对于宇宙中生命的探索涉及多个学科领域，俨然已经形成一个新兴的交叉学科。NASA称之为宇宙生物学（Astrobiology）。宇宙生物学的建立曾一度被捧为一项科学革命，而另一些人则认为这只不过是学科的简单拼接。或许真实的情况是，宇宙生物学还不是科学能力本身的革命，但却是科学文化上的革命。一方面，这样单纯的探索是对当今科学研究日益功利化和学科分类日渐窄化趋势的抵抗；另一方面，宇宙生物学体现着对外星生命的深刻好奇，支撑我们更进一步去探索和了解宇宙，最终将促进人类更好地了解自身。就像NASA资深访问科学家贝内特（Jeffrey Bennett）和SETI资深天文学家肖斯塔克（Seth Shostak）在宇宙生物学教材《宇宙中的生命》开篇所说：
「理解地球上生命的问题以及宇宙中地外生命存在的前景，是涉及人类生存的最深刻的问题。它可以揭示人类的起源，引领我们去认识人类能够在地球上繁衍生息的原因和机制，激励我们去思考那些可能会在太空中面临的不可思议的可能性。」■▽更多精彩文章回顾▽
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