在很早的时候，人们普遍地相信他们的行星——地球——是人类文明的所在地。天地万物对它怀着敬意。然而，某些早期的思想家勇敢地提出：生命不可能是独一无二的；正如伊壁鸠鲁学派的哲学家曾经写过：“在无边无际的空间，把地球看作唯一的居住世界，就像在一块田野里播种谷子，断定只有一颗颗粒生长出来一样的荒唐。”在文艺复兴时期后，广泛流传着地球外存在着文明世界的各种信念。但是直到二十世纪初期，许多综合意见再次认为在地球外寻找生命的机会是微不足道的。可是过去几十年来科学技术显著的发展才有可能对这题目找到新的途径。

可能性的估计

在我们银河系出现先进技术文明世界的可能性——使用通常可以得到的方法来确定它的唯一存在——取决于考虑几种不能断定的参量。在1960年美国天体物理学家费兰克?德拉克（Frank Drake）用下面通常被称为“绿岸”（Green Bank）的公式来探讨这问题：N=R*fpnef1fifcL。字母N是一未知量，目前存在在银河系技术文明世界的数量。R*是在银河系整个历程中，星体形成的平均速度。fp是行星系统的部分星体。ne是行星中按生态环境适合生命的发源和演化的每个星体的平均数。f1是部分出现生命的那类行星。fi是部分具有智慧生命演化的那类行星。fc是部分具有一个技术文明世界正在发展着的那类行星。L是一技术文明世界的平均寿命。

在所有这些因素中，只有第一种能够用天文学与天体物理学的知识才能测定出来。银河系由大约2×1011星体组成；它的年龄大约是1010年。因此R*大约是每年10。然而为其他参量获得可靠的数值是没有把握，而又艰巨的事业。

能观察到其他星体的行星存在的迹象，仍然是十分不规则的。测定一颗如环绕附近一颗星体运行的木星那样的行星迄今唯一的方法是采用引力作用的摄动技术（Perturbation Technique）。用这种技术通过它在主星引力作用的牵引能探测到星伴行星；这主星在空间运行数十年内从地球上可观察到。按以上方法测到最近的单星体是“巴纳德”星（Barnard's star）——一颗离地球约六光年的荒凉的太阳。经过一段时期的辩论，广泛分析了“巴纳德”星的两组科学家们——一组是美宾夕法尼亚州，匹兹堡大学亚利根尼天文台，另外一组是在美宾夕法尼亚州的斯华斯莫亚学院，斯普路尔天文台——一致认为引力作用的摄动是存在的，预示着在轨道上起码有一颗和可能更多像木星型的行星。但是这些观察结果和解释是困难的，而这两组科学家们在细节问题上仍存在分歧意见。在地球表面建成专门的天体测量望远镋，尤其是在空间使用大型光学望远镜会消除来自大气层的干扰，对观测情况将会大大得到改善。

从理论上来讲，所有太阳的行星系统起源的成功典型实际上预示着太阳系统是经常的，如果不是恒定的，伴随着其他星体的起源。虽然再次获得的数据比想得到的会更稀少，目前的迹象与构成银河系2500亿颗的星体或者以fp作为大部分值的年数行星的概念是始终一致的。

参量ne取决于离开主星的行星距离分布和随着与主星发光效率和这距离有规则变化的趋势。但是考虑到生命的适应性与自然选择的活力，fpNe的乘积通常指定用接近1的数值。

生命和智力的进化

古生物学记录清楚地阐明地球生命起源于行星历史的最初若干亿年前。令人想起这类大事是明显的相似。一九五O年初，在实验室试验复制地球早期的化学条件曾制造出氨基酸和羟基酸，核苷酸根，叶啉和多种的糖；就是说，生命中几乎所有主要分子构成部分。这些容易出现的合成方法不需要特殊的地球上的条件；它实际需要的是最充裕的气体混合物如水，氢，甲烷，和氨在行星大气层宇宙间任何地方都可以取得，以及能够打破其化学结合的任何一种如热辐射，红外线，或电荷等能源。

两件最近科学研究成果进一步加强了对丰富的宇宙有机化学的事例。第一件是发现在陨星上包含有多种氨基酸的有机分子。这些陨星来自缺空气和缺水的火星与木星之间的小行星。另一件研究成果是通过射电天文学微波光谱学，探测到在星际空间荒凉的环境里一种完整的意想不到的多种丰富的有机分子。在银河系中大量漂离着的是醛，腈，丙炔腈，以及其他分子构成部分；这些都曾强烈影响着地球早期生态学前的有机化学。可以非常清楚地看到在如地球那样的行星里，星际空间的有机分子对生命起源直接地作出了贡献。这些行星的表面在形成地岩时可能被熔化，从而将软弱结合的有机分子离解出去；在行星构成时，落下。但是在星际空间充裕的有机分子出现，显示出早期化学进程是如此平凡，如此有能力，和如此的广泛分布在地球上以致引出了生命的起源。（有关其他报道，参看一九七七年“科学与未来重点文献”：空间的分子。）

虽然在模拟地球早期条件时，如简单蛋白质与核酸曾合成过，但是生命起源的进程有待于进一步探索，特别是遗传密码的起源。这密码是用来说明储备在核酸的资料如何在同一时期细胞内转化为蛋白质的合成。地球生命的起源大概经过了几亿年，但地球上的科学家们对这问题仅仅从事试验性探索了几十年。总的说来，在地球上引出生命起源曾做过复制的这样的化学上的大事似乎是完全可信的，虽然在银河系中无数的其他世界在细节上可能具有较大的变化。因此科学家们确信fi的部分值接近1；换言之，在多数行星上，对生命为生态的是适宜的，生命将会发展。银河系中许多星体的寿命比太阳的4.6亿年的一生和其他行星还长些。一九七一年在苏联的亚美尼亚的富有拉罕（Byurakan），由美国国家科学院与苏联科学院联合召开的一次国际会议时，代表们一致同意下列意见：一旦生命出现在一稳定的行星环境中和几亿年的时间是有效的话，许许多多有理智的有机体的进步演化很可能会出现；就是说，智力的选择的有利条件是大的。一般地说来，一种有机体具有较大机会去寻找一伙伴，获得食物，或者避开一掠夺者。这样的推理是为一较大的fi值而在辩论着。

技术文明世界

智慧的生命和技术的文明这两个专门名词不是同义的。虽然在地球上智力的进步演化在古生物学的记录里是十分清楚的，工具的广泛使用与技术文明的发展联系着生命的历史壮观，直到最近才发生。这里提出一个问题，在其他地方，技术文明可能不是生命演化的必然结果，虽然技术文明的选择的有利条件似乎再次这样大——至少一直到自我毁灭的可能性达到时——以至于它也可能在银河系中广泛分布开来。因此，有些持进化论的生物学家们倾向于指定fifc的积为一较保守值1/100。

代表技术文明世界的整个历程的最后一个参量是最难确定的。没有哪样文明世界存在着让人类去研究；除非他们自己的文明，因此L值到如今还未能确定。假定技术文明世界的定义是具有星际间通讯能力，地球的技术文明仅是几十年的时间。如果技术文明世界不可能避免地自我毁灭，那么L可能十分小，也许10年；这样的值，与其他以上指定的参量值，得出N十分接近1，由此可能断定人类是独一无二的。但是如果技术文明世界趋向于避免自我毁灭，它的整个历程可能是很长的。因此这样的考虑提出了在银河系里存在着多至一百万个技术文明世界——它们中的大多数比人类更进步，而人类按以上定义仅仅刚好达到那样水平。

假定一百万个技术文明世界无规则地分布在整个银河系中——一般公认监听无线电讯号是最可行的探测方法——甚至从最近的技术文明世界接收到信号的完全可能性，假定它是有目的地向着太阳方向定向发出信息，必须要检查数十万颗星体。但任何这样数字的估计是很不准确的，特别是由于它是依赖对技术文明世界的平均历程的猜测。这些计算不过是提出似乎有道理的争论论点，就是说二十世纪的人类有可能具有探测地球大气圈外情报资料的能力。

有关的技术

在地球上标志着有关技术能力的现在水平是到火星的“海盗号”使命。“海盗号”是一次卓越的技术成就，它体现着探索在其他行星上有生命的微生物（或较大）的形状的第一次重要尝试。尽管有关大气层的表面，行星内部，它的月相，以及它的古代史（顺便提一下，使人想起比很多人想到的对生命的起源具有更多的有利条件）过多的基础科学情报资料被送回来，但微生物学实验的结果通常地在模棱两可的。虽然似乎很清楚地表明有机分子在火星的表面以低速度正在进行合成，但对同时代的生物学无明确迹象。“海盗”是在另外一行星上搜索生命的开拓性尝试，但是因为它最初检测仅仅火星表面的十亿分之一，同时因为它的实验仅从行星上可能存在生物的环境很小部分取样试验，今后更多的工作将要进行来解决火星上有关生命的问题。但当这些任务完成时，它将必然影响在其他星体的行星上文明世界可能性的估计。同样地，用空间运载工具对具有生态学前有机物的木星，土星、土星的“月亮”泰坦和太阳系统的其他物体的考察肯定使这问题清楚明白表示出来。（参看重点文献：海盗号去火星的使命）

也许最近一、二十年内，用来试验性探测地球大气圈外情报合理计划最难忘的进展是射电天文学的巨大发展。目前地球上最大的单个射电望远镜是设在波多黎谷的阿里塞勃天文台305公尺口径的射电望远镜。这天文台是为美国国防科学基金会由康耐尔大学晋理的一个国家机构。为了说明情况，假设人类预期从另外一个不比他们进步的文明世界接收到信息（对这问题的一个最恰当的假想）。如果那个文明世界用“阿里塞勃”同样的设备定向发送出信号，在地球上用设备能够探测到这信号的最大距离是几千个光年；在空间具有这样半径的球形面积包围着上亿颗星体。但是，事实上在人类整个历史，只有上百颗而不是上亿颗星体由于上述目的用灵敏的射电望远镜能检测到。由数个包括也许几个专门为此目的制造的射电望远镜，使他们协调地用作长期艰难尝试来完成这课题的重要调查研究。很多星体要进行检测，大约有十二个频率自然地或者明显地都出现在发送和接收的文明世界，以及发送的几种其他技术方面问题。（有关射电天文学的仪表和技术详细情况，参看“一九七七年科学与未来重点文献”：射电望远镜。）

过去和现在努力的成果

一九六O年，德拉埃克在美国西弗吉尼亚州绿岸的美国国立射电天文学天文台使用一具26 - 公尺 - 口径的射电望远镜进行一项名叫“奥茨马”（Ozma）的科研项目开辟了射电探测的概念。这项目是对附近两颗星体在为期三个月内进行数百小时的认真研究。选择检测的频率是1420 MHz（1MHz=每秒钟一百万周）；这是宇宙中最丰富的元素——中性原子氢的21公分光谱线。得到结果是否定的。

自从那时起，其他探测正在进行着，其中一些探测直到一九七七年中仍在进行。一九六八年苏联国立高尔基，N · L. 鲁巴奇夫斯基大学，V · S. 托洛斯基（V. S. Troitsky）用21与30公分波长检测附近十二颗星体。由美芝加哥大学佩德列克 · 抛马（Patrick Palmer）和美里兰大学本 · 塞克曼（Beu Zuckermer）从一九七二年后期一直到一九七五年中期在“绿岸”主持用21公分光谱浅探测的第二期“奥茨马”科研项目中使用两只较大的天线和在较宽的21公分频宽中任何数百个狭小部分或信道中能检测出信号的专用设备。在地球八十个光年范围内大约六六O颗有希望的多数与太阳相似的星体被监测着，每颗监测六至七次，每次持续四分钟时间。在以上两项研究中，未发现智力生命的任何迹象。

最新的努力尝试包括在许多国家的一些小规模探测活动以及若干为未来具有雄心的建议。在加拿大安大略省的阿干昆射电天文台里，安大略省坎士顿市皇后大学的阿伦?H?勃立杜（Alan H. Bridle）与安大略省唐士维市国家研究委员会的P · A · 弗得曼（P. A. Feldman）两人使用22.2 GHz频率（1GHz=每秒一亿周）从事观察过近三百颗星体。在这频率范围，水分子能吸收和再放出能量，对地球大气圈外的文明世界又一个符合逻辑性的选择，起码被认为水对生命具有关键性的重要。在苏联，两个互不相牵连的系统用来探测无线电发送来的脉冲；这些信号在广泛离得很远的电台同时被接收着。电台的一组网络是由高尔基射电物理研究院管理，另外一组是由莫斯科苏联科学院宇宙研究院管理。后二组从辽远的西伯利亚东部堪察加半岛延伸到大西洋赤道附近装有一台射电望远镜的远洋轮船上。这些系统不是解决个别星体，而是同时检测整个天空。美国俄亥俄州立大学的罗勃足克松（Roberts. Nixon）和他的同事们也正在进行从天空的大部分中使用相当于175英尺盘形的合成口径小型天线来探测信号。

在阿里塞勃天文台，纽约州赛卡市康纳尔大学的德拉克和卡尔?席根两人正在进行着其中之一的最大规模研究工作，不仅从附近星体而且从遥远的银河系中寻找信号。这样的探讨假设在其他银河系一些很先进的文明世界的发射功率在星际距离中会更多补偿对其信号的衰耗；他们主要优点之一在于整个银河系上亿颗星体可以在一次研究活动中观察到。一九七七年初，这系统已检测过若干些附近星体，从那里可以测到仅是阿星塞勃天文台1/1000功率的信号；以及检测过总共计有亿万颗星体的四组附近的银河系，从他们那里相当于阿里塞勃天文台上亿的功率的信号将被用来用在探测上。

在阿里塞勃天文台的尝试中，需要使用四个不同的频率来进行观察：1420 MHz；1667 MHz，羟基，或者OH根的光谱线；2380 MHz，阿里塞勃天文台的雷达频率；这些频率和1652 MHz对仪表固有的无线电噪音是很低的。在星际传播中使用最后一种频率主要是根据这微波频段的存在，对地面接收系统来说，来自空间和地球大气层总的干扰是最小的。这频段大致包括与水分子因素紧密结合一起的频率内——1420 MHz氢光谱线和1667羟基光谱线；回而授予“水洞”的称号。尽管地球大气圈外的广播者在这频段范围内可能选择信道中任何一种，水分子主体的中心“自然地”规定其频率为1652 MHz，这样提供了最起码开始收听的起点。

直到目前，所有这些方案产生出否定的结果，尽管事实上每组会遇到偶然有趣的使人意想不到的事。例如，苏联组曾获得从地球大气圈外智力起源清楚的无线电信号；但是这信号几乎肯定来自地球卫星，很可能是美国军事侦察卫星。在阿里塞勃天文台对银河系Leo1的观察探测到似乎在天空中来自六个不同地点的智力信号；不幸的是它被证明是由天线旁瓣收到来自地球发射的东西。

最近一些年来，下列的情况曾被提出过：现在的无线电和其他天文学观测资料可能从回顾角度证明是地球大气圈外智力的信号。例如，在一九七五年后期，加利福尼亚理工学院在奥文斯谷天文台的天文学家们报告他们探测到和解决在我们银河系的真正中心一个非常紧凑的无线电源。这看来不比太阳系统规模大些，还可能甚至小些的无线电源发射出随着时间变化的信号。同时在银河系的中心曾发现过大面积非常明亮的红外线光源，但在平常室内温度状态下。

对在银河系密集中心点的物理条件是陌生的。那里可能出现星际间经常碰撞和巨大黑洞。据大家知道，在其他银河系中心点存在着猛烈爆炸事件；在宇宙中一些最大爆炸事件，类星体，可能只不过是在银河的慧核范围内爆炸中最有威力的一些例子。因此，这些在我们银河系中心点的紧凑无线电源和红外线光源可能有极好的合乎自然规律的解释。只能认真地考虑当所有其他说法都失败的时候，来自先进文明世界信号的假设必须是最后一着假设。但是重要的是要记住天体物理学现象广泛的范围至今还未完全了解，同时可能最后证明是来自地球大气圈外很先进文明世界的宇宙工程式信号活动的现象。

未来的展望

几年来，美国和苏联两国政府级之间的协调和努力用很大注意力致力于指导未来的研究方案。特别过细的研究工作已放在具有能改进信号搜集功率的收集系统，较佳的频率分辨能力，和更迅速更高分辨力的信号处理技术。在美国，由国家航空和宇宙航空局主办的一个星际通讯研究组已经在检测为先进的射电望远镜的若干概念。一项名为“独眼巨人”（Cyclops）的研究项目预想拥有一千或者更多单独，而容易改变位置的庞大天线群，每只天线直径为一百公尺，具有集体口径也许是河里塞勃天文台口径的100倍。另外的可能性是安装在环绕地球轨道上单只收集器，或者在很远的月亮那边安装一批天线群。可是费用最昂贵的计划是在长期探索过程中用目前的射电望远镜和改进灵敏度的接收机。对所有这些系统最重要的是必须发展能同时处理多至一百万条频道由计算机辅助的多信道信号分析器。这类设备能够允许在同一时间从许多方向用它收到信号的选择综合方法进行观测，以及可能分辨出由多路信道送来复杂的信息。

苏联科学院最近发表的计划强调了一个平稳的有计划的和延长尽量利用现有设备的研究工作的重要性。这项计划要求在十五年内分三个明显不同的测量点对1和100 GHz之间整个频谱进行一次检查；第一属于地球的星体，第二属于银河系的，或属于整个天空的星体。这里提到的有几种专用设备如地球和月亮的绕轨道观察室，一台2.5 ~ 3公尺的地面奴外浅望远镜，以及部分时候使用的RATAN-600，（译者注：RATAN代表“用于导航的雷达和电视设备”的缩写），最近在高加索山脉建成一台强有力的576公尺环状射电望远镜。

联络——错误还是幸事

一九七六年报纸报道了英国射电天文学家和诺贝尔奖金获得者马丁 · 莱尔爵士（Sir Martin Ryle）写给国际天文学协会一封信。他极力主张人类不要向其他星体广播无线电信息免得怀有敌意的文明世界，得到这类信号后，对地球发动一次惩罚性的讨伐3也许在星际文明世界之间，有一种免疫系统，准备消灭在早期出现时任何潜在的竞争者在他们宣告他们存在的时候。或者也许基于这种事实，人类能够认真地考虑这样的可能性表明，地球的文明离开有条件参加到星际社会间的互相通讯联合会还有多远。

今天，射电望远镜尚未用来发送明白易懂的信息到任何附近星体。一九七四年，联系到阿里塞勃天文台的天线反射表面一次提高性的试验，一次三分钟描述脱氧核糖核酸分子（DNA Molecule），地球人口，太阳系统，人的身体外貌，以及阿里塞勃天文台望远镜的信息定向发送至M13，在武仙座星座中的“巨群”中。如果是一个错误，24000年的信息传送时间将给人类抽出足够时间来发展它的防御工事。

撇开不谈这些推测，军事和天文雷达以及商北电视象征着生存的有连续性强烈的指示物和人类技术文明的位置。几十年来一直在播送这些情报资料。可能是使我们清醒的事实，大多数是娱乐性的广播内容：但是已经太迟去停止这些广播，没有办法去收回从地球上以光的速度向外扩散的无线电信号。如果那些信号被地球大气圈外的听众收到，人类将只好信赖接收者的容忍或者是一节偶然值得收听电视节目的质量。

与莱尔爵士对星际文明世界可能性动机有点忧郁的观点形成对照，一些天文学家们相信似乎是可能的是从地球大气圈外文明世界来的无线电信号将包括有关自然科学和技术，完全不同文明世界的历史和生态学方面一系列令人惊讶和丰富容易译出的情报资料，以及甚至可能包括一些避免自我毁灭较普遍形式的劝告。似乎可信的是在地球上我们的文明是在具有极其不同形式的星际社会中较次要的一种。收到从地球大地圈外送来的信息从最深刻意义来看，不会使人类置之不理的、探测这样文明世界的最初尝试已经在进行；似乎可以相信在世界范围内对这问题的研究工作在即将来到的岁月里将会得到集中起来。

（陈桂清 校 包裕成 译）

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* 本文摘自《The Science and Future. 1978》，作者Cárl Sagan原名David Duncan，是美国康耐尔大学天文学与空间科学教授，行星研究室主任。