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1950年，在访问洛斯阿拉莫斯国家实验室期间，曼哈顿计划的关键人物之一恩里科·费米正与其他物理学家共进午餐。谈话转向了飞碟，在某个时刻，费米突然问道：“大家都在哪里？”或者，正如餐桌上的另一个人所记得的那样：“你们难道不好奇大家都在哪里吗？”换句话说，如果外星人存在，为什么我们从未遇到过他们？ 这一刻变得著名，标志着人们对地外生命看法的转变。此前，这主要是一个哲学辩论的话题，但现在它变成了一个严肃的科学问题。几个世纪以来，人们一直想知道月球或火星上是否有生命，但他们假设我们永远不会确切知道，因为前往另一颗行星是不可能的。到了20世纪50年代，这似乎不再遥不可及。除了太空旅行，科学家们还在开发探测来自许多光年之外恒星射电信号的方法。这些技术仍处于早期阶段，但已经很清楚，人类不会永远被困在地球上。 这种新的可能性感引发了一个令人不安的问题。自16世纪哥白尼证明地球不是宇宙中心以来，现代科学已经习惯了我们的星球并不特别的想法。如果地球只是一颗普通的行星，那么它没有理由成为唯一拥有智慧生命的行星。鉴于宇宙大约有138亿年的历史，它应该充满了科技远比我们在人类历史几千年中发展出的技术更先进的文明。然而我们找不到任何他们的踪迹。 这在1950年是事实，今天仍然是事实，尽管有一些广为人知的反面说法。自2017年《纽约时报》报道美国军方拥有飞行员遭遇不明飞行物的视频记录以来，外星人已成为主流话题。众议院甚至就现在所谓的“不明异常现象”举行了听证会，将其视为可能的国家安全威胁。但模糊不清、没有定论的“五角大楼不明飞行物视频”并没有带来任何清晰的外星飞船图像，就像早期的不明飞行物目击浪潮从未产生确凿证据一样。 对大多数科学家来说，关于外星人的真正谜团不是他们的存在，而是他们的完全缺席。 第一次认真尝试接收来自深空外星文明射电信号是在1960年，当时美国天文学家弗兰克·德雷克进行了一项名为“奥兹玛计划”的实验。德雷克使用西弗吉尼亚州国家射电天文台的望远镜，在电磁波谱上的一个特定位置搜索信号：1420兆赫，被称为“氢线”，因为氢原子在该频率下会发出光子。 由于氢在宇宙中非常普遍，这条线很容易被射电望远镜探测到。在1959年的一篇论文中，天文学家朱塞佩·科科尼和菲利普·莫里森认为，任何先进文明都会在其射电天文学发展的早期发现这一事实，就像人类一样。因此他们推断，任何想要广播信号以吸引宇宙邻居注意的物种很可能会选择1420兆赫。但尽管奥兹玛计划花了150个小时观测两颗相对较近且与太阳相似的恒星，它在氢线处没有发现任何异常活动。 1971年，美国国家航空航天局召集了一组专家研究寻找地外生命的最佳方法。他们的报告名为“独眼巨人计划”，于次年发布，此后一直是搜寻地外智慧生命（通常缩写为Seti）的关键参考。该报告提议建造独眼巨人系统，被描述为“一个直径10公里到10英里的天线‘果园’，包含1000到大约2500个天线。”这样的阵列扫描天空的速度比奥兹玛快20万倍。建造独眼巨人的估计成本在100亿到250亿美元之间——相当于今天的770亿到1920亿美元——使其大致与阿波罗计划一样昂贵。它从未被建造，1993年，国会削减了美国国家航空航天局对搜寻地外智慧生命项目的适度资金。自那以后，美国的所有努力都由私人资助，主要来自亿万富翁，如微软联合创始人保罗·艾伦和苏联出生的企业家尤里·米尔纳。计算机技术的进步意味着今天的搜寻地外智慧生命工作比半个世纪前复杂得多，能够从数万个星系扫描数百万个射电频道。但结果仍然相同：从未探测到来自外星文明的人为信号。 这并没有让真正的信徒气馁。位于加利福尼亚的搜寻地外智慧生命研究所的天文学家塞思·肖斯塔克写道，搜寻地外智慧生命的“失败被这样一个事实所缓和：被采样的恒星系统数量仍然相当少。”2010年，天文学家吉尔·塔特——该领域几十年来的领军人物——计算出，被搜索的宇宙部分如此之少，就像从海洋中舀出一杯水来确定其中是否有鱼。 如果地外信号确实存在，只是需要找到正确的位置，那么搜寻地外智慧生命完全有可能明天就找到一个。但在超过65年的搜索中这并没有发生，而且在那之前，外星信号和外星飞船一样仍然是假设性的。不仅没有证据表明地外生命试图联系或访问我们；也没有证据表明他们存在。这种不出现对现代科学假设构成的挑战比任何不明飞行物目击都更严峻。事实证明，地球确实有一些独特之处：据我们目前所知，它是唯一存在生命的地方。但为什么？ 1961年10月，在弗兰克·德雷克通过奥兹玛计划未能探测到任何外星射电信号一年后，他邀请了一打科学家参加会议讨论搜寻地外智慧生命的未来。为了澄清问题，他试图计算在我们的银河系中有多少地外文明可能正在广播射电信号。德雷克推断，答案取决于七个变量，包括“一个普通系统中有多少颗行星能够支持生命？”以及“在存在生命的行星上，像人类这样的智慧物种多久进化一次？” 将所有变量相乘，你就得到了银河系中搜寻地外智慧生命潜在目标的数量。德雷克写下了这个公式，此后一直被称为德雷克方程。当时，没有一个变量可以被可靠地估计。德雷克的粗略计算得出大约5万个广播文明的估计值，但这基本上只是猜测。德雷克方程的真正目的是建立一个研究计划——一系列天文学家试图回答的问题。在21世纪，他们取得了重大进展，这要归功于新的天基望远镜，使我们能够比以往任何时候都更详细地观察宇宙。 对于第一个变量——银河系中新恒星形成的速度有多快——现在估计每年有10到20颗新恒星诞生（远低于银河系年轻且富含恒星形成气体时的速度）。我们银河系中的恒星总数约为1000亿颗。在整个可见宇宙中，估计有2万亿个星系，总共产生大约1000亿亿颗恒星。关于宇宙仍有太多未知，这个数字肯定会被修正，但它足以令人震惊，为德雷克方程开了一个有希望的开端。 探测恒星比探测围绕它们运行的行星容易得多，而在1961年，德雷克问题的答案——第二个和第三个问题——有多少恒星拥有行星，以及其中有多少行星能够支持生命——在当时完全未知。随着望远镜变得更加强大，科学家们能够通过测量行星经过恒星前方时恒星光的微小变化来探测系外行星，即太阳系之外的行星。第一颗系外行星于1992年被发现，第二颗于1995年被发现。在2010年代，由于开普勒太空望远镜和凌日系外行星勘测卫星的观测，发现速度急剧加快。 到2025年，银河系中已识别出约6000颗系外行星，其中至少有三颗围绕比邻星运行，这是离太阳最近的恒星。这只是冰山一角。虽然我们还不能对德雷克的第二个问题给出明确答案，但2012年发表在《自然》杂志上的一项研究表明，仅在我们的银河系中就有至少1000亿颗行星。 为了处理德雷克的第三个问题——其中有多少行星能够维持生命——一个新的科学领域出现了：天体生物学，即对地球以外生命的研究。这是一个棘手的领域，因为我们没有可以研究的例子。相反，天体生物学家专注于生命所需的基本条件，以及我们如何判断遥远的行星是否满足这些条件。 系外行星距离太远，无法看到它们表面发生了什么。但我们可以测量行星的大小及其与所绕恒星的距离，并据此对其大气、温度甚至磁场做出有根据的猜测。由于地球是我们已知唯一支持生命的行星，因此假设在这些方面与地球相似的系外行星最有可能适合居住是合理的。 查看全屏图片 美国国家航空航天局的插图，展示了行星开普勒-452b可能的样子。照片：美国国家航空航天局/路透社 天体生物学研究还涉及研究我们自己星球上的生命，以了解其能够繁衍生息的环境范围。“极端微生物”——在极端条件下生存的简单生物——的发现表明，生命可以存在于两英里厚的冰层下和高达208华氏度（98摄氏度）的温泉中。这表明即使在一些看似不宜居的行星上，某种形式的生命也可能发展。例如，虽然今天火星上没有液态水，但据认为古代海洋的冰冻残余位于其表面之下，未来的探测器有可能在那里探测到某种极端微生物生命。 2025年，美国国家航空航天局宣布，毅力号火星车分析的一块岩石样本含有两种矿物，蓝铁矿和硫复铁矿，在地球上它们是细菌代谢的副产品。这些矿物可能是数十亿年前火星上存在原始微生物的迹象。如果得到证实，这将是一个开创性的发现。正如天体生物学家大卫·卡特林所写：“即使是火星上最简单的微生物……也会改变银河系其他地方存在生命的概率平衡，因为它们将证明生命可以在一个太阳系内起源两次。”然而，火星上存在生命的证据不一定意味着生命在两个星球上独立开始。也有可能生命起源于地球并传播到火星，或者反过来，通过陨石或尘埃在太空中携带。这将支持“泛种论”理论，该理论认为生命起源于宇宙中的一个或少数几个地方，然后在漫长的时期内自然传播。 在地球上，任何比细菌更先进的生命形式都需要液态水才能生存。因此，适合居住的系外行星最重要的因素是它不能离恒星太近，因为强烈的热量会使水蒸发，也不能太远，因为寒冷会使水变成冰。如果一颗类似地球的行星位于“金发姑娘带”——温度“恰到好处”适合液态水存在的区域——它就成为适合居住的主要候选者。首先，它可以被认为是生命的候选者。第一颗被发现这样的行星是开普勒-452b，由开普勒太空望远镜于2015年发现。它比地球稍大，绕其恒星运行需要385天，这与我们365天的年份非常接近。到2025年，宜居世界目录——由波多黎各大学运营的数据库——列出了29颗类似地球的系外行星，而我们才刚刚开始。2020年发表在《天文学杂志》上的一项研究估计，银河系包含至少3亿颗金发姑娘带行星，可能多达60亿颗。 天文学在计算德雷克方程的前三个因素方面取得了巨大进展。但正如天文学家萨拉·西格所指出的，“前三个因素是可测量的；其他四个不是，而且可以说永远不会是。” 我们最接近回答德雷克第四个问题——有多少行星真正发展出生命——的方法是寻找生物特征：系外行星大气中的化合物，在地球上与生命相关。2025年，研究人员宣布他们在K2-18b的大气中发现了二甲基硫醚，这是一颗位于124光年外恒星宜居带的系外行星。由于这种化合物在地球上是由海洋浮游生物产生的，它可能暗示有机生命的存在。但其他科学家很快反驳，认为数据并不能确认二甲基硫醚的存在。 K2-18b凸显了天体生物学的局限性。发现一颗系外行星很难；在金发姑娘带中发现一颗更难；探测可能的生物特征更难。即使生物特征被确切证实，也只能表明生命可能存在。没有办法知道它是否真的存在，更不用说它采取什么形式了。 对系外行星的搜索正在极大地扩展我们对宇宙的视野。“我们已经了解到，宇宙充满了令人着迷的各种行星，比我们想象的更多类型，”天体生物学家丽莎·卡尔滕格写道。但到目前为止，它发现的地外生命数量与射电天文学一样多：零。我们对宇宙了解得越多，费米悖论就越尖锐。 为了解释这种“大寂静”，研究人员关注德雷克方程的最后三个变量：在存在生命的行星上，像人类这样的智慧物种多久进化一次？在这些智慧物种中，有多少发展出向太空发送射电信号的技术？最后，一个广播文明在消失之前能持续多久？ 这些问题超出了天文学的范畴；即使在理论上，建造更灵敏的望远镜也无法回答它们。揭示这些问题的唯一方法是编制一份宇宙中物种的目录并研究它们的历史。但我们提出德雷克问题的原因正是我们没有这样的目录。 因此，在实践中，思考地外智慧意味着思考我们所知的唯一智慧物种——我们自己。智人进化并发展出太空技术必须具备什么条件，我们预计当前形式的技术文明能存活多久？ 在方程的七个变量中，德雷克和他的同事们发现最后一个变量——他们称之为“L”（代表“时间长度”）——最难估计，给出的猜测从1000年到1亿年不等。这种不确定性反映了L本质上是对人类未来的预测。只要我们是唯一已知的技术文明，我们就只能通过思考我们自己的文明可能持续多久来估计这类文明持续多久。而且有充分的理由认为它可能不会很长。射电天文学和太空飞行的诞生与核武器的发明和火箭技术的发展同时发生——将宇航员送上月球的同一批火箭也被用于建造洲际弹道导弹。到目前为止，人类在过去80年里设法避免了在核战争中自我毁灭，但需要大胆的先知才能保证我们在未来80年不会这样做，更不用说未来800年了。技术进步可能是自我限制的：任何强大到足以离开其行星的物种也强大到足以摧毁它。...