寻找外星生命一直是天文学中重要的课题之一

寻找地外生命有两种方式，一直以来，我们只关注其中一种。

当我们问人类在宇宙中是否孤独，孤独是什么意思。

寻找外星生命一直是天文学中最重要的课题之一但是，对于只是偶然对外星人感兴趣的人来说，可能很难意识到，这件事远比想象的复杂一个核心问题是，我们在寻找什么样的生活在地球上，有各种各样的生命形式和能力如果在宇宙中寻找外星生命，大致可以分为低等生物和高等生物两类微生物，植物等低等生物可以在星球上繁衍生息，但不像人类那样有自我意识，拥有技术更聪明的生物，比如我们，可以建立覆盖整个地球的技术

在这样粗略的分类下，微生物，植物甚至大象都被视为劣等虽然我对这些生物深感遗憾，但这种分类真的很重要，因为在宇宙中寻找这两种生命的方式并不相同因为星系之间的距离太过遥远，在可预见的未来，即使是人类最先进的观测工具，我们也不可能拍摄到外星球表面的图像，比如松树或者食蚁兽

因此，在调查一个星球上的外星生命时，我们必须寻找间接证据首先是生物特征，比如大气中同时存在氧气和甲烷当一个星球上存在生物圈的时候，这两种气体会同时存在其次，技术特点如果一个星球的大气中含有工业排放物，或者星球表面有大规模太阳能电池板产生的反射，这些都可以向天文学家证明，在那个遥远的星球上存在与我们拥有相同技术的生命

为了最大化找到外星生命的机会，理想的方法是同时在一颗行星上搜索这两种特征但由于宇宙太大，可用于探索外星生命的时间和资金有限一些科研项目往往需要几十年才能有所收获，因此科学家在选择搜索目标时需要格外谨慎

到目前为止，科学家在寻找外星生命的过程中，获得了比高等生物更多的关于低等生物的信息在美国宇航局的全力支持下，在过去的20年里，天文学家在定义外星行星应该具有什么样的生物特征方面取得了很大进展这样的成就非常令人兴奋，但也可能要付出代价——因此错过了一些高等生命的迹象

对地外生命的第一次科学探索是对地外文明的探索，或称为SETI1960年，天体物理学家弗兰克·德雷克启动了Ozma计划，试图利用射电望远镜寻找喜欢向太空发送信号的高科技文明当时，没有人能够想象如何在遥远星系的行星上找到树木，昆虫或微生物，甚至没有人知道这样的行星是否存在虽然几十年来SETI一直是唯一的外星生命搜索项目，但它一直受到嘲笑SETI的资金链也受到了影响在过去的40年里，这个项目在社会各界的帮助下得以维持

1995年，一项发现彻底改变了搜寻外星生命的游戏人类首次发现了一颗围绕类太阳恒星运行的行星天文学家意识到，通过观察穿过其大气层的光线，可以直接探测到地外行星的生物特征所涉及的探测技术也被称为大气表征，该技术的研发也是NASA天体生物学项目的重要成果之一最近，在这一领域的10年调查中，天文学家们都认为，用于地外生命探索的天基望远镜应得到最高优先考虑其实在寻找生命特征的过程中，如果能找到相关的技术特征，通常会排在生物特征之后考虑

这是因为寻找外星生物特征更有吸引力许多天文学家从一开始就假设生命特征的存在会比技术特征在宇宙中更普遍毕竟如果一个星球上没有生命，更别说外星文明了同时，根据地球的历史——我们对生命进化的唯一参考，有可能在基本生命形式出现很久以后，科技才会出现早在30亿年前，地球就开始向整个宇宙展现生物特征，但只是从过去的几个世纪开始，我们才有了技术特征这意味着技术特征在地球上存在的时间，不到生命特征存在时间的0.00001%从这个角度来说，在观测到的外星生命中寻找技术特征只能算是锦上添花

但是，仅仅从简单的生命进化来看，很难涉及到这个问题的另一个维度宾夕法尼亚大学Jason Wright领导的一项新研究表明，天文学家可能忽略了技术特征的价值作为NASA资助的技术特征搜索团队的一员，我也参与了这项研究只关注生物特征的问题是，生物特征总是与地球及其生物圈绑定在一起的如果明天地球上的所有生命都消失了，地球的生物特征也将很快消失比如地球上的氧气是生命活动产生的如果生命不存在，氧气会因为化学反应很快回到岩石中

也就是说，为了探测生物特征，我们探测的星球需要一个还在运行的生物圈可是，我们不知道生物圈通常持续多久我们的生物圈已经存在了30多亿年，这显然是幸运的很多事件都会导致生物圈的灭绝，比如太阳风吹走行星的大气层或者大规模的小行星撞击生物圈一旦消失，它所产生的生物特征也会随之消失

相比之下，技术特性没有这些限制事实上，太阳系已经充满了地球文明产生的技术特征仅在火星，现在就有超过10个航天器在其轨道上或在其表面在太阳系中，数百艘宇宙飞船正在穿梭我们甚至向太阳系的外层空间发射了五艘宇宙飞船我们发射到宇宙中的每一个飞行器的存在都可以显示一个技术特征更重要的是，所有飞行的飞行器都在向宇宙发送电磁信号虽然这些信号非常微弱，但可以想象这种技术特征可能会被某种智慧生命探测到

与生物特征不同，各种技术特征可以移动和持续存在例如，由于没有空气或水的侵蚀，阿波罗11号月球着陆器将能够在月球上站立数百万年展望未来，如果未来我们在月球上铺设大规模的太阳能电池板，人类文明被一些灾难性事件摧毁，即使在我们消失很长时间后，这些太阳能电池板仍有可能被外星文明观测到

同时，我们也可以想象一艘星际文明的货船在星系间穿梭飞船引擎发出的尘埃，用于通讯甚至垃圾处理的密集激光——或者如果外星人焚烧垃圾，这也是可以从地球上探测到的信号这些技术特征可以传播到远离外星文明产生的星球一个外星文明甚至可以利用其恒星系统中那些不适合居住的星球，将其改造成工业或能源基地这样的星球只会产生一些技术特征，而不会表现出生物特征

同时，技术功能也可能非常丰富一个外星文明及其科技圈可以产生几百万甚至上亿个物品，每个物品都可以产生检测到的技术特征试着想象一个比人类历史还要古老几百万年的星际文明可能不仅会产生大量可以发布技术特征的对象，还会产生多个技术圈与生物圈不同，科技圈可以通过有计划的星际移民来扩大基于这些先进的技术，我们可以想象外星文明能在多远的地方做出创造性的发明也许在他们眼里，人类现在连智慧生命都算不上

也有很多争议点例如，批评者可能认为生物圈可以通过胚胎假说形成，即当小行星撞击时，会导致一块带有微生物的岩石进入宇宙，并降落在其他宜居行星上可是，计算结果表明，即使在最理想的环境下，发生这种事件的概率也很低同时，作为一个具有星际旅行能力的文明可以将新的科技圈传播到整个星系，他们可以将其科技圈传播到更遥远的世界

即便如此，以上也只是猜测到目前为止，我们还没有发现任何外星生命，所以我们无从得知高等和低等生命在宇宙中的比例是多少或许，高科技文明在宇宙中太过稀少，发现那些低等生命的几率还是会大一些我不想在两者之间打赌，但我想再次强调，还有很多东西有待发现

我们课题组进行的研究可能会导致一个误区，那就是基于技术特征优先搜索外星生命但事实上，我们的结论并非如此在回顾了过去搜索中的偏差和未来的可能性之后，我们认为技术特征和生物学特征应该被视为一个连续的整体到目前为止，科学家在设计观测外星生命的技术时，要么针对高等生命，要么针对低等生命可是，伴随着系外行星探测技术的不断发展，现在可以用一台望远镜及其探测器同时探索这两种生命特征天文学家在观测系外行星时，可以在同一磁波频段同时搜索生物特征和技术特征

由于资源有限，天文学家在搜寻地外生命时仍然需要做出一些艰难的选择，但要根据具体的搜寻情况进行选择，而不是基于生物特征和技术特征人为地反对搜寻我们正处于一个前所未有的时刻:关于宇宙中外星生命的争论已经持续了数千年，现在我们有能力探索这个问题的答案任何一种生命的发现，无论是高等的还是低等的，都将从根本上重塑我们对自己在宇宙中地位的认识

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