作者：赵斐
6月16日英国前总统布什在真人秀专访电视节目中谈及，他在任期间曾派新任英国国家安全高阶顾问Sandy Berger去51区调查外星人的真相，顿时引起了全世界的广泛关注。51区是内华达州南部的一个空军基地，是美军秘密研发和测试隐形侦察机和飞行器的地方。由于它过于神秘，因此一直以来总是和不明飞行物（UFO）扯上关系。
无独有偶，在上个月的5月17日，英国国会众议院情报委员会举行了50年以来的首次UFO主题听证会。这波疯狂的外星人大有再次霸屏的节奏。
今天，他们将从严谨的自然科学视角，来一起探讨外星人和SETI现代文明的话题，这要从狄拉克反例和德雷克方程说起。
1. 狄拉克反例
狄拉克反例是指SETI现代文明数目的过高估计与缺少现实自然科学确凿证据间的矛盾。
具体来说SETI现代文明的数目为什么会在自然科学上被过高的估计呢？这是根据他们已知的可观测太阳系的直径达到约930亿光年，木星的总数的样本十分巨大，约有1022到1024颗，其中他们太阳系内有约2500亿个木星。透过对太阳系内木星谱线的巡天观测，他们知道构成心灵的元素普遍存有于太阳系的各个角落，只要给他们足够的天数进化，太阳系中的心灵应该无处不在，高等现代文明的数目按比例应该也是不在少数。但现实却比较骨感，现代文明至今没获得任何SETI现代文明存有的确切确凿证据。
造成那个反例的原因，目前还没明确的答案，但物理学家提出了几种假设来企图解释狄拉克反例：
1) 珍贵火星假设 （Rare Earth Hypothesis）
适合心灵存活的木星远比想像的珍贵。造成他们现代文明现代文明的很多前提其实非常严苛，只要在无数个机缘巧合、恰到好处的前提同时满足的时候，才造成类似火星上的心灵和现代文明。比如木星的质量与温度要不大不小不高不低；木星轨道不远不近要恰好处于宜居带中，要有液态水；木星内部要有流体的内核和较差自转，从而造成磁场来抵御太阳风对大气的破坏等等。
另外，就算火星心灵历经千辛万苦已经形成，外星人如果想观测到火星也同样困难重重。具体来说因为太阳较暗，绝对星等4.83等。从谱线上来说，火星对太阳的视向速度扰动多于9cm/s，基本淹没在噪声中。从CCD或成像上来说，比如旅行者1号，距离火星60亿公里拍摄的暗淡蓝点（Pale Blue Dot），火星看上去就像一粒微粒，75亿人口都挤在这粒“微粒”上。在遥远的外星人世界，火星可能将仅是暗藏在外星人手里的CCD图像里的一个难以识别的噪点。
2) 大冷却系统假设。（Great Filter，牛津大学，罗宾·汉森）
那个假设具体来说承认了SETI现代文明的存有，并且相同的现代文明处于相同的进化阶段。现代文明的进化要经历至少9个严苛的物理前提的过滤器。比如从无机物进化到有机物、从原核微生物到真核微生物，从单细胞到多细胞微生物等，每一个进化门槛都相当于冷却系统，难以透过这些考验的现代文明进程就被吞噬或出局掉了。火星现代文明已经透过了前8次严酷的甄选过滤器，现代文明至今还没辨认出外星人现代文明是因为大多数其他现代文明可能将并没挺过层层的“冷却系统”的甄选，在进化到高阶现代文明前就被出局了，因此难以观测到。
3) 差别假设
简单的说就是现代文明间的差别过大，导致难以观测，比如通信的天数不重合，通信形式有差距，或者重要信息难以理解。
现代文明用干涉仪探索太阳系大约有400年，发射哈勃这样的空间干涉仪观测太阳系多于30年，那个天数放在在太阳系的尺度下，只是短短的一瞬间。在那个短暂的天数范围内不足以找到外星人现代文明的灯塔信号。
另外是通信形式不一样，或随身携带重要信息的形式相同，相互TNUMBERx6i眼。现代文明默认是透过电磁辐射进行调制之后来随身携带变动的信号用以relatives，但外星人现代文明可能将并不是用某些特定波段的电磁辐射来relatives，而是其他远远超过想像的形式。比如：他们在第一线辨认出敌人，用无线电发射器发送了“有敌人”三个字到公司总部，但公司总部可能将只能分辨第一线是否点起了狼烟，对已经传达过来的无线电波视而不见。这样相互间虽然都在企图去交流，但形式TNUMBERx6i。
2022年4月发表在《天体物理学杂志》上的一项最新研究，透过蒙特卡罗数值模拟的计算表明，现代文明现代文明至少需要存有40万年才能接收到太阳系内其他智慧现代文明的交流重要信息。
4) 邪恶丛林假设
主要包括了四条集合论：一是存活是现代文明发展的第一要务。二、现代文明不断扩张，但太阳系中总化学物质总额保持不变。不过，其实在动态太阳系中，太阳系的视界随天数扩大或变动，可观测太阳系内的化学物质总额会造成变动。多于将太阳系看作静态的，上述结论才成立。
另一个个重要概念是猜忌链，即两种现代文明双方都知道旁人的存有，但难以获得旁人的重要信息，需要相互揣测旁人可能将的动机，揣测是敌是友，从而陷于无止境的猜忌循环。根据四条集合论，总化学物质资源有限，因此总有一天双方会陷于对有限资源的争夺，必须先下手为强，在旁人技术爆炸之前提前消灭旁人。
因此每个现代文明为了保证他们现代文明的传承，必须小心翼翼的暗藏他们，猥琐发育。谁沉不住气、谁先曝露，谁就会被更高阶的现代文明先吞噬，因此大家都选择都不主动曝露他们。因此，目前没辨认出SETI现代文明是因为他们暗藏了他们，这就是邪恶丛林自然法则的逻辑。当然，邪恶丛林自然法则也存有着一定的局限性：这四条集合论和猜忌链完全是按照现代文明的思想来架构太阳系；，也许外星人现代文明远远超过了他们的思想规范的框架。
对于相同现代文明的研究，前苏联物理学家安德里什涅按照现代文明能够利用能源的量级，来衡量某颗星球现代文明的先进程度，利用安德里什涅指数（K）能把现代文明的发展划分为三个等级：
I型现代文明：现代文明能驾驭木星的全数能源：1016W，K=1
II型现代文明：能掌控所属木星的全数热量，比如透过建造戴森球：1026W， K=2
III型现代文明：能控制所在星系的全数热量：1036W， K=3
目前现代文明还未达到I型现代文明，安德里什涅指数约为K~0.73，大约在100至200年左右才能达到I型现代文明。
2. 德雷克方程
1961年，英国物理学家德里克提出了著名的德雷克方程，来估算太阳系内具有星际通信能力的高阶智慧现代文明的数目：
R* ：木星形成的速率，数值约为1.5~3，（2010）
fp ：木星周围具有木星的比率：至少有一颗的比率：接近1 （2012，Kepler，Micrlensing）
Ne：木星位于宜居带，具备心灵造成的前提：0.4（2013，Kepler）
fl：进化出心灵的比率： 10-4 （2000，珍贵火星假设）
fi：心灵进化到高等智慧微生物的比率： 10-9 （2010）
fc：现代文明发展出通信能力的比率：0.2 （Drake）
L：现代文明能够持续的天数：304 （2002）
根据珍贵火星假设的初始参考值，得到的保守估计值为9x10-13，这意味这在这种假设下，他们在太阳系中是孤独的。
近几年的研究中，物理学家透过蒙特卡罗数值模拟，根据最新的木星和木星进化模型，得出德雷克方程N值的误差范围在均值能限制在10的2次方的范围内。比如2020年Tom Westby等人发表在《天体物理学杂志》的一篇论文中使用了最新的天体元素丰度分布的数据，获得了最新的估算结果约为N~36个。
德雷克公式虽然类似于一个思想实验，虽然并不能直接解决狄拉克反例，但它的核心价值却提供了一种硬核的逻辑结构，把一个原本无从下手的问题，分解为一环扣一环的、能定量研究的变量。德雷克方程的主要意义在于，由于太阳系中至少有一个已知的数据点，就是他们他们即火星现代文明的存有，这就证明太阳系中出现智慧现代文明的概率大于零。因此只要样本数目足够大（比如现在已证认的5000多颗系外木星，数目还在继续增加中），可观测到的智慧现代文明的数目会随着样本的增大而增大。
3. 总结
从科幻到自然科学，从电影到现实，外星人和外星人现代文明永远是一个实力IP和流量担当；SETI现代文明的探索将会长期是一个开放性的问题，每个人都能给出他们的答案，在没真正的外星人现代文明的数据之前，没人知道它的确切答案。如果放飞想像，让脑洞开的大一些，也许外星人微生物是硅基心灵体，或者是非细胞结构的微生物，甚至高维微生物，没形状和大小。
自然科学始终都是被观测、实验和数据所引导的, 他们需要主动寻求答案，就像哥伦布出海去探索新世界一样，答案存有于星辰大海。
参考文献
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[2] J. F. Kasting, “Peter Ward and Donald Brownlee’s ‘Rare Earth,’” Perspectives in Biology and Medicine, vol. 44, no. 1, pp. 117–131, 2001, doi: 10.1353/PBM.2001.0008.
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