茫茫宇宙中，地球上的人类建立的文明是微不足道的。因为地球文明是如此短暂，人类开始创造文明才不过几万年，发展科学技术不过几百年，探索航天技术不过几十年，这和地球年龄的45亿年、银河系年龄136亿相比，何异于沧海一粟。

分类介绍

1964年，苏联天体物理学家尼古拉·谢苗诺维奇·卡达谢夫提出了卡达谢夫标度，用一个文明能够用来通讯的功率衡量这个文明的技术水平。按照他的标度，I型文明能够调集与整个地球的输出功率(10的15次方至16次方瓦特)相当的能量用于通讯，II型文明能够把一颗恒星的输出功率(10的26次方瓦特)用于通讯，III型文明能够把一个星系的输出功率(10的36次方瓦特)用于通讯。

我们是0.72型，连I型都还没达到。不过考虑到1900年的时候我们还只是0.58型的文明，这个进步速度已经很快了。也许再过几百年，人类就能进入I型文明。

1961年，德雷克博士在美国西维吉尼亚州主持召开了首次搜寻地外文明计划(SETI)的会议；在会上，他正式提出了德雷克方程：N=R*×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×L。

该方程是用来计算可能与地球接触的高智慧文明数量（N），并指出寻找地外生命所缺乏的资讯。德雷克方程一共有七个变量，分别为银河系每年诞生的恒星的数量（R*）；该恒星拥有行星的概率（Fp）；其中具备生命诞生条件的行星的数量（Ne）；生命诞生的概率（Fl）；该生命进化成有智慧的生命体的概率（Fi）；拥有与其他星球进行通信的技术的概率（Fc）；该技术文明能够存在的时间（L）。

这个公式看起来有点庞杂，它以一连串可能性的乘积来计算我们银河系中可能存在多少个文明社会（N）。

我们无法推算L和Fc，因此对于N的数值，科学家们有着不同意见。卡尔·萨根计算出，在银河系中，每100万个恒星里，就有一个高度发达的外星文明存在，而且他最多推算到每10万个恒星就有一个文明星球。所以萨根认为，在特华塞奇和杰特雷特居礼Ⅰ、Ⅱ这样距离很近的恒星上，有可能存在生命。

德雷克根据这一公式预言有4000个有交流能力的文明社会。阿西莫夫在《外星文明》一书中算出了53万个。

也有人对这个外星文明方程式提出疑义，从而否认银河系内除地球外还有发达文明。如前苏联的修克罗斯基，他认为其他星球拥有核武器，会因核战争而灭亡，因此发达文明的寿命非常短，银河系除地球外可能没有其他文明。

另一种意见是认为方程式预测值太多，不可靠。如美国天文学家麦凯尔·哈特，他认为假如银河系以内还有发达文明存在，那么它早就把银河系等殖民化了，不可能我们仍未发现它。这表明，银河系内除地球外没有其他文明，而银河系外可能有。

对外星文明的探索于人类来说，首先是满足一种好奇，对于未知的事物，人类总是在想方设法揭开他外表神秘的面纱。但人类相对于浩瀚宇宙显得如此的渺小，以至于直到如今我们竟然连自己来源何方都没能够搞清楚。对外星文明的探索某种程度上其实就是对人类文明本身探索的过程。

前生命的化学进化很可能不仅仅局限于地球上，理由包括：

1． 从地壳形成到最早的细胞生命出现之间的时距相对来说太短了；

2． 天体化学的研究表明宇宙空间内的星际物质以及其他天体中含有大量的有机分子；

3． 有证据表明地球以外的有机分子曾经通过某些途径到达地球的表面。

如果地球生命的诞生本就与外星脱不了干系，那么对外星生命的探索其实就是对自身起源的探索了。

除了满足好奇心以外，探索外星文明还将对人类的发展提供许多便利：

1． 如果可以发现了更加先进的文明，那么显然可以为人类文明发展提供一个良好的借鉴模式，也许发展进程会少走很多弯路；

2． 人口的飞速增长，已经使地球越来越难以支持庞大的能源消耗，生态环境等问题已经在某种程度上影响了人们的健康生活。也许真的有一天，地球无法适合居住，像火星（或者更远却更好的星球）移民同样将得益于外星文明的协助。

虽然我们推测在宇宙中、在银河系中存在着许许多多的外星文明，但是他们为什么不与人类建立直接联系，而让人类做着可能是无益的努力呢？我们能找到这些宇宙兄弟呢？也许他们也在寻找我们，但是由于同样的原因被阻挡在远方。这些原因可能是：

庞大的宇宙空间使相互联系异常困难。据推测，在银河系中，最大的可能结果是500个恒星产生一个外星文明，这样，我们只有找到501个恒星才有可能找到外得文明，根据恒星密度，500个恒星所占空间半径为35光年，这意味着最近的外星文明可能在35光年以外，我们向那儿发一个信号，最快也在要70年后才能收到回音。

我们使用电磁波和外星联系，但是由于电磁频谱极宽，我们也不知道他们使用何种频谱。

由于存在着不同类型的文明，假如对方是高度发达的文明社会，达到Ⅱ、Ⅲ型文明，那么他们就可能对我们不屑一顾，避而不见。如果对方的文明程度比我们低，他们也无法和我们相互联络。

我们考虑的都是与地球文明相似的文明，但如果有其他生命形式呢，比如硅人，比如科幻小说中的蜘蛛人、小绿人，它们就无法和我们交流。并且假如它们是采用我们所未知的形式存在的话，我们也只好永远对它们保持未知。

综述

在距今不太远的古代 ，由于科学技术不发达，当人们在茫茫大海中航行时，为了保存和传递信息，往往把写有信息的纸条放在瓶子里，然后封紧，扔进大海。这些瓶子可能随着洋流被冲到岸边，从而被人发现，进而获知传递信息者的状况。但这种“漂流瓶”的方法极不可靠，因为它有可能并不漂到岸边，而是在大海中继续“流浪”。这样，几百年、几千年、甚至上万年后，传递者的信息也就石沉大海，再也无人知晓。

就像古人在茫茫大海中旅行一样，现代人在茫茫宇宙中的“旅行”也只好采用一种“现代漂流瓶”的方法进行联络。这种方法就是在寻找外星文明时，使用一些可能与外星文明共通的东西（主要是电波和数字）作为信息的载体；进而通过这些宇宙语言，来和外星人交流。

使用无线电

无线电是与外星文明打交道的一种合理方式。因为采用电波的技术水平是具有文明的社会都有可能达到的。它的速度和光一样快，而我们最快的宇宙飞船速度只能达到光速的几千分之一。离我们最近的恒星有4.2光年远，假如我们要到那儿，即使坐上最快的飞船，也要飞2.5万年；而大多数恒星比这还要远。同时，以现代的科技水平，我们无法乘坐宇宙飞船和外星文明交流。

人们最早想办法和外星文明联系

事实上，早在19世纪，人们就在想办法和外星文明取得联系。在20世纪的四分之一的时间内，我们已在不停地用电波轰击太空，电波在所有方向上已经传播了70光年，覆盖了数千个恒星系统。我们可以设想，某个星球上的智慧生命，可能现在打开收音机，正在收听地球上的一些流行歌曲。

科学家们主要利用电波做两件事

一是监听外星文明发出的信号，二是向外星文明发送无线电信号。

美国聆听恒星无线电信号计划

1960年和1972年，美国实施了聆听邻近两颗恒星无线电信号的“奥兹玛”计划，1974年向武仙座拍发了一份简短电报。

外星文明接收信号

怎样才能使外星文明接收到我们的信号呢？我们知道，电波信号传得越远越微弱，再加上其他辐射、杂音的干扰，外星文明收到信号的可能性很小。科学家发现：为了使宇宙中的外星文明接收到我们的电波信号，必须建立一个发射台，其发射功率与一颗中等恒星的辐射功率相当。如果用21厘米波发射只有智能生物才能接收的单频信号，不仅需要功率惊人的发射机，还要配备一组庞大的球形天线系统。如果发射功率为10的26次方瓦，作用距离要求达到3万光年，其球形半径应达到0.1天文单位（约1500万千米）。尽管地球大气层对21厘米波的吸收率只有1%，但这个系统消逸在大气层中的能量高达10的24次方瓦，是地球吸收太阳能量的百万倍。因此，一旦这座无线电发射机启用，人类末日也就降临了。

因此，如果必须有这样一座发射台，我们也只能把它建立在宇宙空间。但是，在宇宙空间建造其代价不菲。比如说，我们要在离地球100个天文单位的地方建一座功率为200千瓦、球形天线半径为5000千米，作用距离为1万光年的无线电发射台，采用平均密度为100千克/(米∧3)的材料，则球形天线的全部质量为5×(10∧19)吨，约是地球质量的五百分之一。如使用千分之一光速的核动力飞船运送这些金属材料，在飞行中将释放的能量，一般应限制在恒星辐射能量的0.1%范围内。在太阳系中，是3×(10∧23)瓦。用满足这个条件的飞船运送天线材料，至少需300万年。再加上挖掘材料、原料、燃料，运送劳动者、食品，需3000万年。此外，当发射台完工后，每年要消耗1亿吨核燃料，并且我们建立与发射台保持联系的线路所需功率大大超过发射台的功率。这太过分了，人类还不具备这样的能力。就是能够进行的话，也将是得不偿失的。

接收外星信号

如果采取接收外星文明信号的方法，造价要低廉得多，并且可行性要大一些。这样我们就必须建立多路窄频全向接收天线系统，以接收外星来的信号。但是外星文明发出的信号，即使是在很近的行星系统里，由于各种干扰，我们也很难收到。

假定在通讯的时候，对方发出极强的电波，地球这边的设备也能够收到。那么首先地球上的射电望远镜就必须对准银河系中上千亿个星球，而对方由于并不知道地球，也必须向上千亿个星球发射信号，这样，两者相遇的机会太少了。 即使相遇，我们收到了外星文明的信号，那又当如何？由于宇宙空间异常遥远，离地球数万光年。在这期间，地球文明和对话的外星文明还是否存在，恐怕难以知道。

即使收到外星文明的信号，我们能否分辨和识别，也是一个问题。1899年，电气技术者尼可拉泰斯拉，用刚发明没有多久的无线电接收到奇怪的电波记号；后来，在美国和欧洲间的无线通讯才刚开始，一位无线电爱好者，收到比自己使用的周波数还低很多的记号，当时被认为是火星发送的电波；但是，这些电波记号到底从哪儿来的，没有人能够知道。到一个世纪后的时刻，虽然天文学家们每天接受到无数的电波，但由于这些电波可能来自地球本身，也可能是来自地球发射的探测器、卫星，因此很难分辨。

看来，“樱桃好吃树难栽”。虽然采用无线电波的方式是最合适的方法，但实施起来无疑是困难重重。尽管如此，科学家们丝毫没有放弃用电波与外星文明取得交流的努力。1982年夏天，IAL（国际天文联盟）曾开展地球外生物大搜索，1992年10月，美国在波多黎各和加利福尼亚启动了两个强有力的射电望远镜，叫做“微波探索计划”。

以往科学家喜欢用1420兆赫到1720兆赫的微波进行接收，这一区域叫水洞，被认为是外星人最可能用的发射频率。为什么呢？因为一个水分子（H2O）由一个氢原子和一个氢氧根（OH）组成，当氢原子在空中相撞时，辐射出来的能量频率为1420兆赫，当氢氧根（OH）在空间相撞时，辐射的能量频率为1720兆赫，因此称为水洞。

由于氢是宇宙中最基本的元素，智慧生命可能采用这种方式发射电波；并且水洞还是波谱中一段比较安静的区域。氢原子的辐射很微弱，而在其他一些波段里则有很多强辐射，这样就会干扰可能会有的智慧生命的信号。1960年的奥兹玛计划就因干扰太大而毫无结果。

微波探索计划则不同。它可以同时接收1000多万个频道，它在30秒钟中得到的资料比过去30年还多。它有两个计划：一是目标搜索，在10年内采用水洞内的频率搜索类似太阳的1000颗恒星，或距地75光年内的所有恒星；二是太空环视，在10年以1000兆赫至10000兆赫的波段搜寻每个地方。这一计划实施的当日是纪念哥伦布发现新大陆500周年纪念日，表明了地球上的科学家寻找外星文明的信念。

交流语言

地球人和外星人见面时使用的语言

那么，假如我们一旦和外星人见面，该使用什么语言呢？最有可能的是数学。中国数学家华罗庚认为，我们可以用两个图形作为与外星人交谈的媒介，一个是“数”，另一个是“数形关系”（勾股定理）。

早在17世纪初，意大利哲学家和天文学家伽利略就认为，数学语言是解读宇宙语言的钥匙。当代美国天文学家卡尔·萨根深信，宇宙中的技术文明无论差异多大,都有一种共同的语言——数学语言。中国数学家和语言学家周海中在论文《宇宙语言:设计、发送与监听》中指出，数学语言具有明确性、单义性、紧凑性、普遍性、抽象性、逻辑性等优点，是星际交流的理想工具。

为什么宇宙语言要用“数”和“数形关系”呢？因为无论外星文明是怎样的，数数的规则应该类似。外星文明数星星，数其他东西，规则应当相同，如果他们的手指有12个或5个，他们就会是12进位制或5进位制，而不是人类的10进位制。又如，勾股定理：直角三角形斜边的平方等于两直角的平方和。这种自然图形所具备的“数形关系”在整个宇宙中是普遍的。 然后我们以“数”和“数形关系”为基础，表达一些复杂的运算和图画，期望他们能“看图识字”，弄懂我们的意思。

美国科学家利用这种方法向武仙座发了一封简短的电报，没收到回音。由于恒星之间距离遥远，真要有返回信号的话，也须耐心等待。

部分猜想

美国学者克瑞希乌姆兰特与艾利克合著的《古昔之谜》一书认为，远古时代，曾有一些来自另一星系的外星人来太阳系开采矿物， 他们以X行星为基地，并派遣一部分人到地球上勘测。但开采失败，导致X行星在60—70万年前爆炸。星际飞船也毁灭了。于是留在地球上的这些外星人，只好与地球上的某些飞族人结合。还有人说，这些外星人不是来开矿，而是发生了一场外星人之间的战争，失败的一方逃到地球，而在X行星上设 立了假目标，胜利的一方在追杀中炸毁了X行星。总之，X行星的假说一经提出，就与外星人扯上了关系，孰是孰非，也还没弄清楚。

据美国太空网报道，或许外星人就存在于太阳系之内，也可能我们需要更多的望远镜去发现它们的存在。目前，许多科学家称建造在欧洲的一个新射电天文台网络将可能有机会发现太阳系外的外星生命。

这个射电天文台网络名为低频阵列(LOFAR)，是由2.5万个小型天线构成的一个天文台网络。为了获得足够清晰锐利的射电图像，这些天线分别建造在荷兰、德国、瑞典、法国和英国，覆盖一个直径350公里的区域。当2009年这些天线建造完成后，这些分布式射电阵列将共同扫描宇宙中低射电频率射线。荷兰射电天文学协会的迈克尔·加勒特说，“LOFAR可以扩大地外智能生命的搜索范围，对一个完全未曾勘测的低频射电光谱进行勘测，低频射电光谱主要是地球民用和军用通信波段。此外，LOFAR还能够同步测量太空中较大的区域，而SETI(搜寻地外文明)信号很难传播至如此广的太空区域。”据悉，加勒特是荷兰莱顿大学天文学射电技术教授。

世界上最知名的外星人搜寻望远镜——美国波多黎各阿雷西沃天文台已具备成功定位查找地外智慧生命的能力。自从1963年这个巨大盘状望远镜就已接收到来自宇宙的射电波，然而由于美国国家科学基金会决定减少该天文台财政预算，如果该天文台不能解决资金困境，很可能将于近年内关闭。与之相比，LOFAR将扫描比阿雷西沃天文台更低频率等级的电磁光谱，这一等级的光谱覆盖了地球电视广播和无线电信号。

但是其他科学家对此持怀疑态度，美国加州SETI协会资深天文学家塞思·肖斯塔克称，LOFAR很可能不会足够灵敏探测到外星人的电视节目，除非外星人发射比人类更强大的电视广播信号。他推断指出，外星人版的LOFAR必须距离地球1光年范围之内才能探测到地球的电视信号，也就是说外星人存在的星体要比当前距离地球最近的恒星还要近才行。

“SETI@home”有利于对地外文明的探索勘测，这种工具通过分析从射电望远镜传来的数据，在个人计算机上就可以搜寻地外文明的存在。加州大学伯克利分校SETI@home项目科学家丹·沃西莫说，“SETI搜寻仍有待于深入，目前我们需要许多不同的望远镜，尽可能多的技术和策略，进而实现我们最大化搜寻外星人的成功性。”

从最初的《星际迷航》再到《飞向太空》再到最经典的《e.t》，人类对宇宙空间的探索一直没有停止过，人们一直想要在外太空找到一丝生命的迹象，希望与之交流沟通，互惠互利。但是，近日物理学家霍金却语出惊人称，最好不要主动与外星人接触。

4月26日，英国著名物理学家斯蒂芬·霍金在一部25日播出的纪录片中说，外星人存在的可能性很大，但人类不应主动寻找他们，应尽一切努力避免与他们接触。

美国探索频道25日开始播出系列纪录片《跟随斯蒂芬·霍金进入宇宙》。霍金在片中向观众介绍他对是否存在外星人等宇宙未解之谜的看法。 　英国《星期日泰晤士报》25日援引霍金的话报道，宇宙中存在超过1000亿个星系，每个星系至少包含大量星球。仅仅基于这一数字就几乎可以断定外星生命的存在。

“真正的挑战是弄明白外星人长什么样，”霍金说。在他看来，外星生命极有可能以微生物或初级生物的形式存在，但不能排除存在能威胁人类的智能生物。

“我想他们其中有的已将本星球上的资源消耗殆尽，可能生活在巨大的太空船上，”他说，“这些高级外星人可能成为游牧民族，企图征服并向所有他们可以到达的星球殖民。”

霍金认为，鉴于外星人可能将地球资源洗劫一空然后扬长而去，人类主动寻求与他们接触“有些太冒险”。

“如果外星人拜访我们，我认为结果可能与克里斯托弗·哥伦布当年踏足美洲大陆类似。那对当地印第安人来说不是什么好事。”

史蒂芬·霍金（1942-2018）21岁时确诊患上运动神经元疾病，几乎全身瘫痪，依靠对话机和语言合成器与人交流。他以黑洞研究和量子宇宙论等享誉科学界，著有《时间简史》《果壳中的宇宙》等科普著作。

重要概念

依据我国著名科幻作家刘慈欣代表作三体系列中提出的黑暗森林理论.即由两条重要概念：猜疑链和技术爆炸

猜疑链

“文明间的善意和恶意。善和恶这类字眼放到科学中是不严谨的，所以需要对它们的含义加以限制：善意就是指不主动攻击和消灭其他文明，恶意则相反。这是最低的善意了吧。”——刘慈欣《三体2：黑暗森林》

一个文明不能判断另一个文明是善文明还是恶文明

一个文明不能判断另一个文明认为本文明是善文明还是恶文明

一个文明不能判断另一个文明是否会对本文明发起攻击

一个文明无法判断另一个文明对自己是善意或恶意的

一个文明无法判断另一个文明认为自己是善意或恶意的

一个文明无法判断另一个文明判断自己对她是善意或恶意的

……

猜疑链性质：(1)由于距离间隔以及文化、物种差异，宇宙文明间猜疑链一经形成即坚不可摧。(2)猜疑链导致文明无法互相判断彼此之间的善恶并最终驱使两方相互敌视。(3)猜疑链的结果与两文明具体道德取向无关。

“人类共同的物种、相近的文化、同处一个相互依存的生态圈、近在咫尺的距离，在这样的环境下，猜疑链只能延伸一至两层就会被交流所消解。但在太空中，猜疑链则可能延伸得很长，在被交流所消解之前，黑暗战役那样的事已经发生了。……在真正的宇宙文明中，不同种族之间的生物学差异可能达到门甚至界一级，文化上的差异更是不可想象，且相隔着无比遥远的距离，它们之间猜疑链几乎是坚不可摧的。……不管文明在其内部是善意的还是恶意的，在进入猜疑链构成的网络中后都会变成同一种东西。”——刘慈欣《三体2：黑暗森林》

技术爆炸

文明进步的速度和加速度不见得是一致的，弱小的文明很可能在短时间内超越强大的文明。可能由内因或者外因（例如宇宙文明的交流）引发。原著中认为人类步入工业革命后短短两百余年巨大的技术飞跃（较于人类物种存在的三百万年与七千余年的文明）即是一例（刘慈欣《三体2：黑暗森林》）。

法则内容

宇宙就是一座黑暗森林，每个文明都是带枪的猎人，像幽灵般潜行于林间，轻轻拨开挡路的树枝，竭力不让脚步发出一点儿声音，连呼吸都必须小心翼翼：他必须小心，因为林中到处都有与他一样潜行的猎人，如果他发现了别的生命，能做的只有一件事：开枪消灭之。在这片森林中，他人就是地狱，就是永恒的威胁，任何暴露自己存在的生命都将很快被消灭，这就是宇宙文明的图景，这就是对费米悖论的解释。

被发现，总有一方被消灭！（上文中霍金理论也是基于本理论）

简介

外星人是人类对地球以外智慧生物的统称。古今中外一直有关于“外星人”的假想，在各国史书中也有不少疑似“外星人”的奇异记载，但现今人类还无法确定是否有外星生命，甚至是“外星人”的存在。2011年4月初，美国联邦调查局最新披露的一段奇特备忘录证实，在1950年之前曾有外星人着陆美国新墨西哥州。