科學(xué)家如何尋找地外生命，生命發(fā)展出一級(jí)文明需要什么條件？

因?yàn)楝F(xiàn)在只有地球上有生命存在，因此人們?cè)O(shè)想的地外生命也需要地球差不多的環(huán)境，尋找地外生命就設(shè)定了和地球差不多的條件要求。

迄今還沒(méi)有找到與地球環(huán)境完全一樣的星球現(xiàn)在科學(xué)界尋找地外生命設(shè)置的最主要條件，就是找到宜居星球。所謂宜居就是適合人類(lèi)等地球生物生存居住的星球。按照地球生命孕育和生存的條件，生命只能出現(xiàn)在行星上，而且這個(gè)行星需具有適宜的溫度、液態(tài)水、有機(jī)物、理想大氣等等。

人類(lèi)的無(wú)人探測(cè)器已經(jīng)光顧過(guò)太陽(yáng)系所有行星和部分矮行星、衛(wèi)星，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)生命存在的跡象。由此，尋找地外生命的視角轉(zhuǎn)向了系外（太陽(yáng)系外，后同）。

通過(guò)各種各樣的望遠(yuǎn)鏡觀察，科學(xué)界已經(jīng)發(fā)現(xiàn)系外行星四千多顆，在這眾多的行星中，宜居星球不多，只發(fā)現(xiàn)了幾十個(gè)。什么地球大表哥、地球2.0、地球堂兄堂弟等等就是指這類(lèi)行星，就是還沒(méi)有找到地球的“親兄弟”，更沒(méi)有找到“孿生兄弟姊妹”。

地球類(lèi)的宜居星球，就是根據(jù)恒星的溫度和光照，距離在一個(gè)適當(dāng)范圍，讓這顆行星能夠維持適當(dāng)?shù)臏囟?，這個(gè)適當(dāng)溫度就是能讓液態(tài)水存在。這樣至少白天氣溫要求在攝氏度0℃以上，這是第一要素。

其次，還要求能夠有大氣存在，因?yàn)榇髿庵辽儆腥齻€(gè)重要作用，如通過(guò)紫外線和雷電等激活合成有機(jī)物；并且大氣能夠阻擋恒星和宇宙射線，保護(hù)生命不受隕石和射線傷害；大氣還能擴(kuò)散和保存地面的熱量，調(diào)節(jié)星球的氣溫。

再次，這個(gè)星球上的元素結(jié)構(gòu)合理，能夠通過(guò)元素合成有機(jī)物，主要是碳、氫、氧、氮等元素，因?yàn)樵诘厍蛏?，正是有了這些，才能夠孕育生命的萌芽。

人類(lèi)現(xiàn)在還看不清系外行星的樣子目前人類(lèi)的觀測(cè)手段和能力很有限，望遠(yuǎn)鏡還無(wú)法真正看清系外行星，觀測(cè)一顆恒星有沒(méi)有行星相伴，研究這顆行星的大小和質(zhì)量，距離恒星有多遠(yuǎn)，主要還是依靠凌星法和引力攝動(dòng)法。

所謂凌星法就是用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)遠(yuǎn)方的恒星時(shí)，如果有行星正好運(yùn)行到人眼視線與恒星之間的中間，就會(huì)阻擋住恒星一部分光線，這樣恒星的光度就會(huì)發(fā)生微小變化，根據(jù)恒星光度變化的大小和周期，就大致估算出這是不是一顆行星，這顆行星大致的體積有多大。

引力攝動(dòng)法就是根據(jù)萬(wàn)有引力定律，觀測(cè)恒星和行星之間的運(yùn)動(dòng)變化，從而確定天體之間的關(guān)系和相關(guān)參數(shù)的方法。萬(wàn)有引力定律表達(dá)式為F=GMm/R^2。這里的F就是引力大小值，G為引力常數(shù)，M和m是相互引力作用的兩個(gè)天體質(zhì)量，R為它們之間質(zhì)心的距離。

從引力定律表達(dá)式可以看出，引力是相互影響的，引力源雙方導(dǎo)致的引力大小與雙方質(zhì)量乘積成正比，與雙方距離平方成反比。這樣，通過(guò)凌星法知道了這顆恒星有行星相伴后，再通過(guò)引力攝動(dòng)法就可以得出這些行星的質(zhì)量和距離了，兩種方法相互印證，就能夠得到更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

去年，科學(xué)家們已經(jīng)通過(guò)直接成像觀測(cè)到了兩顆系外行星，這是一個(gè)巨大的突破，可以對(duì)系外行星有更直觀的了解。但直接成像的兩顆星球都是特別巨大的氣態(tài)行星，不可能存在生命。這兩顆分別命名為T(mén)YC 8998-760-1b和TYC 8998-760-1c的行星，距離我們約300光年，一顆比木星質(zhì)量大16倍，一顆比木星質(zhì)量大6倍，即便這么大，看到的也還只是一個(gè)模糊的光點(diǎn)。

因此要弄清系外行星有沒(méi)有生命存在，還任重道遠(yuǎn)。

地外生命和文明存在的條件頗有爭(zhēng)議科學(xué)界大多數(shù)科學(xué)家，都認(rèn)同地外生命和文明可能存在，這里面當(dāng)然有很多理由，但其中最簡(jiǎn)單的就是宇宙太大了，僅可觀測(cè)宇宙就有萬(wàn)億個(gè)以上的星系，每個(gè)星系都有百億千億甚至萬(wàn)億顆恒星，這些恒星大多數(shù)都有行星相伴，因此只有地球一顆行星孤獨(dú)存在生命和文明的可能性太小了。

但迄今為止，人類(lèi)的確還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何地外生命和文明的證據(jù)，這是什么原因呢？最簡(jiǎn)單的解釋就是地外生命和文明存在的條件十分苛刻，而且偶然性太大，因此宇宙中極為稀少。由此也產(chǎn)生了生命孕育和文明存在條件的爭(zhēng)議。

許多人認(rèn)為，生命孕育的條件和文明發(fā)展之路并非只有地球一個(gè)模式。宇宙這么大，環(huán)境條件千差萬(wàn)別，并非只有地球碳基生命才是生命唯一形式。何謂碳基生命？就是以碳元素為有機(jī)物基礎(chǔ)的生物，我們地球上所有的生物都是以碳和水為基礎(chǔ)的碳基生物。

宇宙中是不是存在著非碳基生物呢？比如烷基生物，就不需要水和適宜的溫度而存在。人們對(duì)土衛(wèi)六（泰坦星）充滿(mǎn)了興趣，就是認(rèn)為那里是太陽(yáng)系最有可能存在生命的星球之一。土衛(wèi)六表面溫度只有-179℃，是不可能存在液態(tài)水的，但其表面有液態(tài)湖海存在，還會(huì)下暴雨，這些暴雨和湖海中的“水”是不是我們常見(jiàn)的氫氧化合物，而是液烷或乙烷等烷基化合物。

科學(xué)家們認(rèn)為那里可能存在一種以甲烷為食物的生物，它們?cè)诹u湖（甲烷或乙烷湖）深處，能夠耐受-179℃的寒冷。土衛(wèi)六有比地球還濃密的大氣，表面大氣壓是地球的1.5倍，但主要是氮，大氣中氮含量高達(dá)98.44%，幾乎無(wú)氧，只有微量的甲烷、乙烷、丁烷、丙烷、二氧化碳等。因此如果土衛(wèi)六生物來(lái)到地球環(huán)境，到處都是毒氣毒水，只有死路一條。

因此，一些科學(xué)家認(rèn)為，地球環(huán)境并非是宇宙中生命存在的唯一條件。

還有不少人認(rèn)為，地外生命或文明或許連有機(jī)物也不是。有人提出，可能存在一種以硅或磷、硼等非碳為核心元素的“非碳基生命”，所謂硅基生命或硅基文明，就是以硅為骨架的生物分子所構(gòu)成的生命，這種生命孕育出來(lái)的文明就是硅基文明。

硅在宇宙中的儲(chǔ)量排在第八位，到處都是，沙子的主要成分就是二氧化硅，硅是地球地殼中豐度第二的元素。美國(guó)的硅谷，就是采用硅為原材料制造高科技產(chǎn)品的世界最強(qiáng)最集中之地，或許這里正是地球硅基文明誕生的地方？未來(lái)以硅為主要構(gòu)架的人工智能將替代人類(lèi)成為文明的主宰？這是另一個(gè)話(huà)題，此文不深入探討。

非碳基生命對(duì)孕育和生存環(huán)境的要求，就與地球生命完全不一樣了。因此許多人認(rèn)為，科學(xué)家們尋找系外宜居星球，企圖找到地外生命和文明的方法是非常狹隘的，很可能是錯(cuò)誤的。但問(wèn)題是，迄今為止，人們并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何存在這些所謂非碳基生命和文明的證據(jù)，而地球生物卻是實(shí)實(shí)在在存在的，以這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)去套更具有實(shí)際意義。

如果沒(méi)有任何條件限定，盲目地去尋找地外生命和文明，豈不更是瞎子摸象毫無(wú)邏輯和規(guī)律嗎？當(dāng)然，這并不排除以后有了新發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家們當(dāng)然就會(huì)與時(shí)俱進(jìn)地改進(jìn)尋找辦法了。

生命發(fā)展出文明需要哪些條件科學(xué)界現(xiàn)在有個(gè)宇宙文明等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，叫卡爾達(dá)舍夫三級(jí)文明分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，其主要依據(jù)是文明用于星際通訊所消耗的能量，消耗的能量越大，文明程度就越高。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)去我說(shuō)過(guò)很多次，這次就不再贅述了。

根據(jù)人類(lèi)現(xiàn)在所消耗的能量，有科學(xué)家估算，達(dá)到的宇宙文明程度還只有0.73級(jí)。人類(lèi)若要發(fā)展到一級(jí)文明，還需要奮斗200年；發(fā)展到二級(jí)文明，還需要奮斗5000年。三級(jí)文明現(xiàn)在連想都無(wú)法想象，因此到底要多少億年，沒(méi)人能給出預(yù)測(cè)。

每一級(jí)文明的能力，用人類(lèi)文明為例，簡(jiǎn)單地說(shuō)，達(dá)到一級(jí)文明，就完全能夠掌控地球，就不怕來(lái)自地球的任何災(zāi)難；發(fā)展到二級(jí)文明，就能夠完全掌控太陽(yáng)系，不懼怕來(lái)自太陽(yáng)系的任何災(zāi)難；發(fā)展到三級(jí)文明就能夠完全掌控銀河系，不懼怕來(lái)自整個(gè)星系的任何災(zāi)難。

這里衡量最低的文明，也就是這個(gè)群體能不能算得上是文明體，就是看這個(gè)群體能不能進(jìn)行星際間通訊，通俗的說(shuō)就是能夠使用無(wú)線電向太空發(fā)射電波和收取電波。這樣看來(lái)，科技文明才能夠算是宇宙文明，人類(lèi)在發(fā)展出現(xiàn)代科學(xué)之前的農(nóng)耕時(shí)代，與宇宙文明還不挨邊。

地球上生物有億萬(wàn)種，都屬于生命，但發(fā)展出文明的只有人類(lèi)。那么生命需要具備什么條件才能夠發(fā)展出一級(jí)文明呢？我想下面幾點(diǎn)是最基本的要求：

1、這個(gè)生命群體必須產(chǎn)生出智慧，前提是具有自我意識(shí)和群體間的交流方法，比如人類(lèi)有了思想和語(yǔ)言，就能通過(guò)交流，形成群體智慧與合力。

2、能夠制造和使用工具，通過(guò)工具來(lái)延長(zhǎng)和加大自己對(duì)自然界的應(yīng)對(duì)和干預(yù)能力。

3、具有好奇心和探索精神，能夠不斷洞悉和深化對(duì)大自然規(guī)律的探究。自然規(guī)律是不以地域和發(fā)現(xiàn)主體為轉(zhuǎn)移的，而是可以放之宇宙而皆準(zhǔn)的真理，是事物內(nèi)在本質(zhì)的聯(lián)系。

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