研究、探索地外智慧生命或外星文明，早已成為一門嚴肅的科學。許多科學家、思想家為此付出了大量精力，甚至是畢生心血。他們提出了許許多多深刻的理論、假說、觀點，往往一新天下耳目。這些理論涉及關於外星文明研究中的方方面面。
基本介紹
- 中文名：地外文明探索
- 外文名：Search for Extra-Terrestrial Intelligence
- 簡稱：SETI
- 性質：重大研究課題
歷史沿革,探索方法,理論依據,
歷史沿革
外星文明探索簡稱為SETI（Search for Extra-Terrestrial Intelligence），它已成為地球人類的重大研究課題。我們知道，波蘭天文學家哥白尼（N.Copernicus, 1473-1543）於1543年出版了著作《天體運行論》，指出太陽是一顆恆星，地球和其他行星繞日作圓周運動。這一理論被普遍接受後，人們認識到地球只是一顆普通的行星，絕非宇宙的中心。那么，在類似的演化條件下，宇宙中某些地方也可能有智慧生命存在；德國天文學家克卜勒（J.Kepler, 1571-1630）即持這種觀點。
1979年，I.Asimov推測銀河系中可居住行星多達6.4億個，因此即使只有萬分之一行星有高級生命，數量也非常可觀。美國宇航局（NASA）的科學家則估計，宇宙中約有1023個恆星，而銀河系中約有2×1011個恆星系統。銀河系中的2000億顆恆星中大約有10% 擁有巨大的、很容易發現的行星；看起來很有可能其餘恆星中的大多數周圍也有行星存在。這些行星中一定會有類似地球的星體。事實上，地球上的智者早就對“外星智慧生命是否存在”的問題表示關心了。
1820年，德國著名數學家F.Gauss提出，可在西伯利亞的森林裡找出一片直角三角形的空地，然後在三角形里種上麥子，以三角形的每條邊為底邊種上一片正方形的松樹，這就組成了勾股定理（Pythagoras定理）的證明圖，如果有外星人路過地球附近，看到這個巨大的數學圖形，便知道這裡有智慧生物居住了。
然而，真正有價值的、使用現代儀器的探索開始於20世紀60年代。 1960年4月8日，美國人Frank Drake將一副直徑25米的射電天文望遠鏡指向了太空中兩顆附近的行星—— εEridani和τCeti。他的目標很明確，那就是尋找來自地球以外智慧型生命的訊息。
後來，他使用西維吉尼亞的10個大型射電望遠鏡，接收宇宙中的無線電信號並進行分析，尋找1.42GHZ附近的有規律信號。這個叫做OZMA計畫的活動標誌著一個新研究領域的誕生：尋找地外智慧生命。F.Drake是St.Cruse加州大學的天體物理學教授，兼任外星智慧型調查所的所長。該所位於舊金山以南55km，監聽頻率為1~3GHz的頻段（這裡的背景噪聲最低）。由於自1993年美國國會宣布不再支持原來的研究計畫，該所一度面臨困境；後來由於私人捐助才堅持下來。現在他們的工作稱為“鳳凰計畫”（Project Phonix），並且與澳大利亞科學家合作，在那裡有先進的射電天文設備和波譜分析儀以及大型計算機。
早期進行研究的還有美國哈佛大學的Paul Horowitz教授。從20世紀60年代起，他領導了“太空多通道分析”計畫，它在800萬個頻道（每個寬0.05Hz）上，用巨型射電望遠鏡探測太空，對收到的信號作自動分析。
探索方法
目前，探索地外文明的方法主要有3大類：
①接收並分析來自太空的各種可能的電波。這方面的工作從1960年就開始了。
②人類主動向外太空發出表明人類在太陽系記憶體在的信號。1974年11月16日，美國利用設在波多黎各的阿雷西博305米直徑的射電望遠鏡，發出人類第一組信號，對準武仙座球狀星團，發射3分鐘。50多年來，科學家們除了採取被動的方法來監聽外星人傳送的信號外，還通過各種方式主動聯繫它們。如何聯繫它們?科學界主流認為，這就必須與外星人進行宇宙交際。要進行這一活動，首先遇到的無疑是“語言”的問題。義大利哲學家、天文學家伽利略曾說過：“數學是上帝用來書寫宇宙的文字”。基於這種理念，卡爾薩根深信,宇宙中的技術文明無論差異多大,都有一種共同的語言——數學語言。中國數學家、語言學家周海中在1999年發表的經典文章《宇宙語言學：一門新興的邊緣學科》中指出，數學語言具有準確性、簡潔性、抽象性、邏輯性、普適性、形式化等特點，是宇宙交際的理想工具。
③發射探測器去登門拜訪外星人。美國發射的“先驅者”10號和11號，“旅行者”1號和2號，都在完成對太陽系內的探測任務後，帶著許多人類的信息，作為人類使者，漫遊在恆星際空間。如果巧遇人類的知音，他們將從探測器中了解人類的活動，確定進一步交往的可能。由此可見，探索地外文明是一項綜合性的科學使命，過於樂觀是不現實的，過於悲觀也是沒有根據的。
卡達謝夫文明類型
卡達謝夫文明類型是將地球以外文明按照發射信號的功率進行分類，共分三個類型，但在套用中，由於已經數量化了，類型是可以無限多的。
Ⅰ型文明能夠調集與目前地球整個輸出功率相當的能量用於通訊，也就是 10^16 瓦。
我們地球文明使用的能量功率正在以驚人的速率增長，目前地球的功率輸出約為 10^15 到 10^16 瓦，而地球上的輸出功率現在主要被用於加熱、電力、運輸等與外星球文明通訊不相干的用途。就此而言，地球還算不上是個Ⅰ型文明。
Ⅱ型文明能夠把相當於一顆典型恆星的輸出功率用於通訊，大約 10^26瓦。
這相當於我們已在光波頻率上看到離我們最近星系中的特亮恆星。假如離我們最近的旋渦星系——仙女座大星系存在著Ⅱ型文明的話，我們用正確的搜尋程式就能探測到它。
Ⅲ型文明發射出的通訊功率達 10^36 瓦，約等於整個星系的功率輸出。
如果在宇宙中存在著Ⅲ型文明，無論它在哪裡，只要它對準我們發射電波，我們就能探測到它。
Ⅰ型與Ⅱ型文明或Ⅱ型與Ⅲ型文明之間的能量差距是非常巨大的，其差距都是約為一百億倍。因此，劃分得更細一些會更有用。由於1.0 型文明用於星際通訊的功率是 10^16 瓦，1.1 型是 10^17 瓦；1.2 型是 10^18 瓦，如此等等。據此，目前的地球文明可大致定為 0.7 型。
理論依據
一、20世紀以前的世界多元論與世界一元論：20世紀以前，關於外星文明的探討爭論主要停留在哲學領域，沒有什麼比較具體的科學理論。爭論的雙方可以簡單概括為世界多元論與世界一元論。多元論認為象人類這樣的文明世界宇宙中有許多個，一元論者則相反，認為人類是宇宙的獨生子。
三、星際通訊理論：要實現與外星文明的聯繫交流，方式有兩種：一是星際航行，二是星際通訊。前者顯然過於遙遠，而後者無疑要容易得多，但需要確立一套正確的理論。迄今一無所獲。有科學家認為，無線電通訊可能還是太原始了，外星文明使用的是某種不為我們所知的先進通訊方式。
四、德雷克的“宇宙文明方程式”：在所有分析判斷外星文明發生的機率和可能性理論中，美國天文學家弗蘭克·德雷克於1961年提出的"宇宙文明方程式"，也就是德雷克方程，無疑最為著名，也最富科學價值了。
五、“人擇原理”和維侖金平凡原理：人擇宇宙學原理（簡稱人擇原理）由鮑羅和泰伯拉提出。這條原理很複雜，但簡而言之，即謂正是人類的存在，才能解釋我們這個宇宙的種種特性，包括各個基本自然常數。因為宇宙若不是這個樣子，就不會有我們這樣的智慧生命來談論他。
六、宇宙文明三階梯論：宇宙中普遍存在文明社會，而各個文明社會之間則決不會處於同一水平線上，他們無疑會呈現出多層次性、多元性。因為宇宙已存在上百億年，而地球年齡不到它的一半。人類文明充其量也不過上萬年的歷史。
七、宇宙文明傳播假說：瑞士學者埃里希˙馮˙丹尼肯因出版《眾神之車》、《人類，外星人的子孫》等書而名聲大噪，也因此背上了“偽科學”的惡名。丹尼肯的主要觀點是，人類並非自然進化的產物，而是來自地外文明。地球人是外星人的子孫。地球上各民族早期關於“上帝”、“神”的形象來源於“外星人”。
八、多四季理論：多四季理論的提出者並非高院或研究所的專業科學家，而是名普通的工程師，這就注定了這個理論信受冷落，甚至譏為“偽科學”的遭遇。不過，這並不影響我將其視為關於外星文明重要理論之一的基本估價。
九、“活以太”與宇宙生命多元論：地外智慧生命如果存在，會處於何種形態與形式呢？絕大多數科學家都是以地球生命為藍本進行推測。正如美國天文學家、著名的太陽系外行星搜尋者巴特勒指出：宇宙其他地方的生命很可能必須建立在碳和水的基礎上。否則，我們所有的推測將失去依據。
十、“宇宙沉默”與“動物園假設”：堅信地外智慧生命存在的科學家常常會遇到這樣的詰難：既然存在先進的外星人，為什麼不與我們接觸？這個問題，被稱為“宇宙沉默”或“心理真空”問題。研究探索者們對此有許多回答，其中有一種很有趣的假說，叫“動物園假設”。按照這種理論，外星人確已從遙遠的某地觀察到了地球的人類但他們與地球人類之間存在著巨大的文明差異。
