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解密探索外星人方程式德雷克方程

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发表于 2016-5-12 00:30:44 | 显示全部楼层 |阅读模式

在“奥兹玛”计划之后,德雷克组织了一场会议,邀请一组科学家来商讨通过观测来寻找地外智慧生命的前景和陷阱。1961年11月,10位射电技术员、天文学家和生物学家在绿畔聚集,参加了这场为期两天的会议。当时参会的人当中,有年轻的卡尔·萨根以及加州大学伯克利分校的化学家马尔文·卡尔文。卡尔文在参会时获悉自己获得了当年的诺贝尔化学奖。

在准备这场会议时,德雷克列出了一个著名的方程:N=R×fp×ne×fl×fi×fc×L。

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今天,这一串字母和运算符号经常出现在T 恤、咖啡杯以及汽车保险杠的招贴上。它比它看起来还要简单。N代表我

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们银河系中目前存在的“可观测文明的数量”,这个数字是一组更加易于检测的未知参数的积。R是银河系中每年诞生的恒星数量,fp是这些恒星中具有行星系统的比例,ne是典型类太阳系中类地行星(具有适宜生命存在的潜能)的平均数

量,fl是这些行星中真正能够孕育出生命的行星的比例,fi是具有生命的行星中能够进化出智慧生命的比例,fc是这些智慧生命中能建立星际间无线电通信系统的比例,L是这种能进行通信的文明存在的平均寿命。

德雷克方程不但直观,而且迷人。通过把一个宏大而且未知的主题分解为一系列更小、更好研究的问题,SETI成了具体实在的努力,让地外生命是否存在这个问题具有了科学分析的基础。

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从那时开始,天文学家和生物学家就一直在寻求这个方程的答案。第一眼看上去,让其得到一个合理的估值并不难,但是计算出能够进行通信的智慧生命的数目并不简单。自1961年起,这个方程中一部分参数的取值已经得到确定,但

至少有三个是极度未知的。

我们银河系当中恒星形成的速率大概是每年一颗,R=1;第二个参数fp可能是小于1的,因为不是每颗恒星都有行星

系统;如果一颗恒星有行星系统,那么它拥有两到三颗具有液态水的适宜生命产生的行星和卫星,看上去是一件很合理的事,因此fp和ne的乘积或许接近1;乐观主义者会说生命会在它能够产生的任何地方产生(fl=1);达尔文的自然选择过程最终倾向于演化出智慧生命(fi=1);如果研发出电力和广播技术,并因此产生交流的需求,没有哪种智慧文明能存在多久fc=1)。在这种最乐观的情境下,德雷克方程被简化为N=L(拥有技术的智慧文明存在的平均年寿命)。如果L 的值是10万年,我们的银河系中就有10万个可以跟我们聊天的文明。这还是假设在一颗行星几十亿年的寿命当中,只产生一个这样的文明。

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10万这个数字意味着每400万颗恒星中就有一个发射无线电信号的文明——这是足由。如果它们在银河系中随机分布,最近的一颗离我们或许有500光年。双向通信会占据人类文明史上很长一段时间,但是单向通信是可行的。

然而,虽然自20世纪60年代以来,射电望远镜、信号接收技术和计算机运算能力都有了巨大的提升,40年的SETI计划却没有能够搜寻到任何信号。诚然,候选的无线电信号具有极大的“参数空间”(候选频率、天空中的位置、信号强度、频率飘移速率、占空比等),与此相比,已经检测的只占很小一部分。但至少我们发现,我们的银河系没有被波长2 1厘米氢频谱的强大外星无线电信号占据。1961年的时候没有人能下这个结论。

我们是不是对德雷克参数的取值估计过高了呢?拥有技术的文明的平均寿命是不是很短?或者,是不是天文学家漏掉了其他更细微的方面?


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