Astronomy 版 (精华区)

"外星人在哪里?" 

随着近代自然科学的发展，特别是天体物理学的发展，人们认识到，生命的诞生必
须依据行星的物理环境。例如地球上的许多动物，是由简单的无机物质发展而来，
其发展过程非常复杂。某些生命现象一经开始，可能会逐步向智慧生命阶段发展，
例如哺乳动物中的从古猿进化到人。达尔文的生物进化论在天文学上的一个影子是
天体演化理论。沙普利说过，"生命是广泛存在的，它是字宙演化的自然产物。" 


"地外生命在哪里?他们为什么不在白宫草坪上着陆，欢迎人类加入银河俱乐部?"著
名的意大利物理学家恩里科·费米早在1939年曾这样提出问题。1943年，在美国的
一次科学家聚会上，费米又曾忽然发奇问："他们在哪里?"他的谈话伙伴吃惊地问
道："谁在哪里?""噢，外星人。"费米说道。其实，费米的问题是基于一系列清楚
而完整的逻辑推理和观察结果。他的意思是说，如果有的星球完成了高级智慧生命
的进化过程，他们为什么没有像我们人类一样，出现类似的生命形式呢?也许他们
(即外星人)尚未出现，或许是距离我们太遥远了；也许他们早已经来过地球了，但
这只是猜想没有任何证据。 

导致费米发问的推理可以是这样的：首先，假设宇宙中应有许多个有生命存在的行
星；银河系是由恒星、气体和尘埃组成的直径约10万光年的盘状星系，它自转一周
需2亿多年的时间；银河系年龄大致为100～150亿年，银河系包含的恒星约一两干
亿颗，其中与太阳及其相似的恒星至少有数十亿颗。据有人推测，这些恒星中，至
少应有数千万颗周围有行星绕其运行、这些行星中至少又有数百万颗具有生命生存
的条件。既然认为生命不是上帝创造，而是自然产生的，银河系中至少应有上万个
行星有生命存在，或保守的说，银河系中至少存在着几百个(存在智慧生命的)文明
星球。 

有学者提出，如果在150多亿期间，有一个智慧生命存在的星球文明程度很高(掌握
星际航行、通讯技术)，则在5000万年至1亿年内，该文明就应扩张到整个银河系
--从一颗恒星到另一颗恒星，传播文明并到处扩散智慧生物：但是，当人们环视周
围的宇宙空间时，并没有观测到一个智慧生物大量涌现的天体，也没有可信的证据
表明"外星人"曾经访问过地球。 

探索太阳系外的、围绕某恒星旋转的行星，对于天文学家来说，至今仍是一个艰难
的课题。天文学家早已认识到，长期、精确地观测某颗恒星的运动，有可能发现它
周围是否有暗伴星存在。这是因为，一颗具有椭圆轨道伴星绕转的恒星，当它在天
空中缓慢运行时，在观测上会呈现出摆动现象。目前的问题是，检测太阳系外行星
系统的所有技术还不够灵敏、成熟，观测到一颗恒星的摆动，还只是探索行星存在
的一种间接技术。直接的检测意味着应得到一颗行星的图像，以及其位置可以测量
。1983年发射成功的第一颗红外天文卫星(1RAS)，曾向地球发回了一条令人振奋的
宇宙信息：在明亮的织女星的周围，发现一些固体物质团块的存在，虽然这些团块
的温度很低。天文学家们分析认为，那里很可能是一个正在形成的"太阳系"，那些
物质团块应属于正处在凝聚过程中的年轻行星。一旦环境条件适于生命繁衍，这些
行星上将来也可能会有外星人栖息。 

寻找外星人的"绿岸公式" 
1991年11月，设在美国西弗吉尼亚州绿岸镇附近的国立射电天文台，举行了一次探
讨地外智慧生命的学术讨论会。美国天体物理学家德蕾克提出了一个著名的方程，
后来称之为"绿岸公式"，这是对探索地外智慧生命作定量分析的第一次尝试。 

德蕾克提出的"绿岸公式"是这样的： 

N＝R ne fp fl fi fe L 

公式中，N代表银河系中可检测到的技术文明星球数，它取决于等式右边7个数的乘
积； 

R表示银河系中类似太阳的恒星的恒星形成率(即每年平均诞生的颗数)，一般认为
，只有像太阳这样的恒星才有可能孕育出智慧生命来； 

ne是在可能携带(具有生命的)行星的恒星中，其生态环境适合生命存在的行星的平
均颗数； 

fp表示有可能有生物存在的恒星(有人称其为"好太阳")颗数，换句话说，"好太阳
"一般是指那些光度恒稳、能长时间照耀从而满足形成智慧生命演化所需的恒星；
 

fl是已经出现生命的行星在可能存在生命的行星中所占的份额； 

fi表示已经有智慧生命的行星的颗数，因为低级生命演化到智慧生命的概率毕竟很
小； 

fe是在这些已有智慧生命的行星中，已经达到先进文明的高级智慧生命的行星(如
能作星际电磁波联络)的份额； 

L表示具有高级技术文明世界的平均寿命(或者说延续时间)，因为只有持续发展很
长时间的文明星球才有可能做星际互访。 

绿岸公式是以乘积形式表示出的，这些因子的确切大小目前尚属未知。公式中各个
因子的重要性相同，其中有的因子可取近似值(例如R)，有的因子则纯属主观(例如
L)。有的学者认为，除了L，其余因子的乘积给出的是银河系中可检测文明的产率
，用粗略估计的最低值代人计算，可得到N＝40；用每一项最大可能值计算，则得
N＝5000万。这就是说，在银河系中的高级技术文明星球的数目为40万至5000万个
。 

美国著名科学作家阿西莫夫根据自己的见解，曾提出与绿岸公式类似的公式估计出
，银河系大约存在53万个文明星球，即银河系中每100万颗恒星中，平均可能有18
个高技术文明世界。 

监收外星人的"电波" 
近几十年来，射电天文学蓬勃发展，促使人们去寻找难以想象的、遥远的地外文明
。射电天文设备包括单独的射电望远镜，或组成阵列的射电望远镜，灵敏的射电探
测器，处理收到的信息资料的电子计算机等。为了探索地外文明，也为了与"他们
"进行通信联络，应用射电天文技术是最佳的方法。因为这种方法是比较廉价的，
大量的信息能够以最小的代价得以发送和接收，而且这种方法是快速有效的，致使
恒星际间的"对话"有可能进行。
前苏联著名的天体物理学家什克洛夫斯基认为，"星系际无线电通讯与恒星际无线
电通讯相Lb，有一个明显不同的重要特点，即进行星系际无线电通讯时，信号可一
下子发送给几十亿颗恒星。因此，如果在这些恒星中，即使只有一颗恒星周围存在
着高度发达的文明社会，这个信号也会被发现。实际上，在被探测的星系中，这样
的文明社会可能很多。因此，当发送各种定向的星系外信号时，发现它们的文明社
会是十分有把握的。然而，当向任何单一恒星的方位发射定向信号时，发现那儿存
在文明的概率，或者一船地存在生命的概率，就极其微小。" 

在1928年4月3日，在荷兰菲利浦公司实验室工作的挪威教授史托马，无意中收到了
一组奇怪的无线电信号，其波长为31．4米。这信号每隔3秒就出现一次，极有规律
。史托马向电台总监作了汇报。后者对此极感兴趣，并认为这种信号可能来自外星
人。
于是，他们给对方"回电"，他们仍用31．4波长，把一组莫尔斯电码信号每隔20秒
钟一次发射出去，连续发射了15天没有回音，就在第16天，他们又收到了那个奇怪
的、每隔3秒出现一次的信号，好像是有人企图与地球人联系似的。史托马惊喜之
极，于同年10月又安排了一次发射试验，结果又收到了同样奇妙的信号。 

有关这奇妙的信号的消息轰动了新闻界，许多电台都转而密切注视这个信号。其中
，美国就有人报告在1929年2-4月期间，收到过10次这种信号；一艘法国科学考察
船，于1929年5月9日无意中也收到了同样的信号。遗憾的是，这组奇怪的信号里面
究竟包含着什么信息，却没有人能破译出来。
直到1972年，年轻的苏格兰天文学家罗伦无意中发现了当时史托马留下的珍贵记录
。他立刻被这些信号所吸引，并利用现代科学的逻辑思维对其进行研究。经过许多
个不眠之夜后，罗伦宣布，他破译了这一信号的意思，其内容是：一艘来自牧夫座
星球的宇宙飞船，正在环绕太阳系飞行。可是，怎么证明罗伦所破译的真实性呢?
后来人们怀疑，这信号根本不是"外星人"发出的信号，因为有些射电星常常自然地
发出无线电波。虽然如此，人们还是从中得到很大启发，觉得应该主动地通过发射
无线电信号与外星人进行联系。 

"奥兹玛"计划 
本世纪60年代，人们终于开始尝试接收地外文明世界发出的无线电信号，地点设在
美国西弗吉尼亚州西部绿岸镇附近的国家射电天文台。当时的工作由美国射电天文
学家德雷克负责组织，并于1960年4月11日正式开始实行，命名为"奥滋玛计划"。
这是一个被动式收听地外文明之音的计划，"奥兹"是神话故事中的一个地名，那是
一个非常奇异、非常遥远和难以到达的地方，在那里居住着一位名叫"奥兹玛"的公
主。该计划的含义是"寻找遥远的地外文明"，目的是搜索"外星人"的来电。 

该天文台使用一台口径为26米的射电望远镜、选择21厘米的波长来接收外界信号。
为什么要作这样的选择呢?我们知道，任何无线电波的发射都只能用某个波长。实
际上，无线电信号的波长有无穷多个，我们怎么知道宇宙人用的是哪个波长呢?科
学家们认为，宇宙中最多的元素就是氢，因此，任何智慧生物都会对氢加以透彻的
研究。21厘米波长是氢原子发出的微波的波长，它可能是被宇宙间一切智慧生物最
早又是最充分研究的，又可能是被运用得最成熟的。 

德雷克等人首先将射电天线对准了类似太阳的恒星鲸鱼座?星，它距地球11．9光年
，结果是一无所获。之后，他们又把天线对准了另一个目标--波江座e星(距地球
10．7光年)，最初收到了一个每秒8个脉冲的强无线电信号，10天之后此信号又出
现了。不过这并不是人们期待的"外星人"电报信号。奥兹玛计划在3个月中，累计
"监听"150小时，最终未获得任何成功的结果。虽然如此，这毕竟开创了人类寻找
地外智慧生命的新纪元。
在1972年至1975年进行的"奥兹玛"二期计划中，科学家对地球附近650多个星球进
行了观察，希望能在宇宙的天然无线电噪音外，收听到这样的信号："你们并不孤
独，请来参加银河俱乐部。"这当然不是异想天开，科学家们认为，这些编码信号
可能是数字形式，也可能是某种元素(例如铀)的原子量，或者任何其他可以辨认是
外星人有计划制造的信号。 

德雷克教授深知与外星人取得联系的种种困难，他指出，"对此，我们就像大海捞
针一样要探测整个天空，即使是阿雷西博那么强有力的望远镜，也得指向2000万个
方向。"科学家至今只监听了几千个星球，而且大部分都是地球附近的星球，所用
的频率也很有限。 

1985年，在美国哈佛大学天体物理学家保罗．霍洛威茨领导下，开始了一项新的探
索外星人的计划--"太空多通道分析"计划(META)：通过800多万个不同频率、高强
自动化探测外星文明。由于波段增加了上万倍，相应的工作量也增加了，普查一次
太空竞需要200-400天。除了美国，前苏联、澳大利亚、加拿大、德国、法国、荷
兰等国家先后参加了这一探索计划。 

自从"奥兹玛"计划执行以后，世界上已提出过多项搜索地外智慧生命的计划。他们
的共同认识是：(1)就像人类的情况一样，生命很有可能产生在地外"太阳系"，因
此，探索目标应放在类似太阳的星球上；(2)射电望远镜能"听到"的最好频率范围
在1000到10000兆赫之间，这时的本底噪声最低。因此，想同外界建立联系的外星
人，可能会选择这一被称作"微波窗口"的波段进行星际对话；(3)如果我们想同其
他星球建立联系，应利用电磁波(譬如无线电波)，因为它以光速进行传播。遗憾的
是，以上所有的努力都没有结果，即没有接收到任何可确认为来自外星人的信号。