如何科学寻找外星人？

相信不少人都已经看过了2023年9月12日墨西哥国会上展示的“外星人遗骸”了。面对两具浑身泛白的干瘪躯体，虽然视频里的国会议员们一脸严肃，但观众们却显然不太相信这场“演出”。这条新闻让我们思考：世界上真的有外星人吗？我们又应该如何科学寻找外星人？

科学的逻辑

其实，找外星人不只是美国和墨西哥的“专利”。进入20世纪之后，受到科技发展、超英漫画和冷战等多方因素的影响，全球人民找外星人的热情更加高涨。“第三类接触”的报告也是越来越邪乎。虽然找外星人这件实践门槛低、吹牛格局高的事情吸引了大量民科和阴谋论者参与其中，但确实也有人严肃对待地外生命的话题。比如美国前总统福特和卡特就都声称自己见过外星人，福特还因此召集了一些空军官员和科学家搞了个听证会，并做出一个专门找地外生命的“蓝皮书”计划。

那么寻找外星人科学的逻辑是怎么来的呢？1877年火星冲日期间，意大利天文学家乔凡尼·斯基亚帕雷利观测到火星赤道南、北纬60°之间地区分布有大片细长的直线网络，乔尔尼认为这些直线网络是火星上的水网，并将他们命名为“火星运河”。同时期的美国天文学家洛厄尔认为这些“运河”是火星存在智慧生物的证据，并得到了学界的普遍认同。洛厄尔的观点之所以能被主流学界接受，一方面是因为当时人类正在地球上兴建运河，而这些密集的水网代表了火星上同样可能存在先进生产力。另一方面则是因为当时的人们已经在一定程度上认识到了水对生命的重要性。

洛厄尔不太科学的假设其实揭示了贯穿搜寻地外生命历程始终的逻辑：有外星人的地方，一定具备产生生命的条件，有智慧生物的活动痕迹。以我们生存的地球为参照，生命诞生的门槛其实相当高。首先，能够产生生命的星球必须是地处宇宙中的“风水宝地”：与恒星的距离必须适中，不得过远或过近，只有这样才能保证充分、稳定的光照和相对适宜的温度。还要有相对稳定安全的环境和相对稳定的气候变化。满足以上所有条件的星球，被我们称为宜居行星。

其次，并非所有的宜居行星上都可能住着外星人，行星上还需要有构建生命的基本元素。1950年化学家斯坦利·劳埃德·米勒和他的老师哈罗德·尤里在实验的一个圆底烧瓶里，倒入了甲烷、氨气、氢气和液态水，在通电之后得到的红褐色残余物质中，找到了象征生命的氨基酸。米勒和尤里的实验说明了生命是可能从无机物经过化学反应后形成的，水和碳则是创造生命的必需品。因此，人们推测一个能够产生生命的星球上，必须存在碳、氮等构成有机物的基本元素和丰富易得的液态水。换句话说，我们只要检验一颗宜居带行星的元素构成，就能够对这颗星球上是否可能有生命做出初步判断了。

科学的线索

那么科学家们要如何检验这些星球上的元素呢？目前最常用的思路是通过光谱来判断。我们都知道，原子是由原子核和电子构成的。这些电子分布在不同的能级上，并且围绕着原子核运动。当电子被光子激发后，就可以跃迁到更高的能级。光子被吸收后，就会在原本完整的光谱上留下一条黑线。不同元素发生跃迁所需要的能量不同，吸收光子所对应的波长各不相同，黑线的位置也就各不相同。那么先让光线通过冕仪，过滤掉恒星光线，再将得到的行星光通过光纤输入光谱仪分析，就能分辨出那些包含水蒸气、二氧化碳和甲烷等“可能具有生命”的星球。

但即使是如今世界上口径最大的夏威夷凯克望远镜，也还不够大、不够灵敏。目前很难直接在地球上对已知的类地行星进行成分分析。直到冷战时期地外航空技术的突破，才让更远距离的探测成为可能。1957年10月4日，由苏联导弹专家科罗廖夫设计的R7火箭成功升空，将人类历史上第一颗人造卫星史普尼克1号送入太空。这则苏联《真理报》上的新闻，深深刺激了当时卫星发射接连失败的美国。

为了追上苏联，在美国时任总统艾森豪威尔的号召下，花费大手笔结合全国人才成立了“美国航空航天局（NASA）”。最终在1965年成功把水手四号探测器送上了火星，并用照片证实了火星上没有地表水。1996年美国的“火星全球探勘者”号飞船更进一步，通过激光光谱仪为地球传回了详细的火星地质情况，彻底为火星上是否存在生命的争论画上了句号。人类如此费尽周折地寻找外星人，那么能不能让外星人主动来找我们呢？

太空“漂流瓶”与巨大“望远镜”

有，比如1977年美国发射的“旅行者一号”上携带的镀金唱片。在这张能够保存十亿年的镀金唱片里塞满了115张图像，海浪、雷声、鲸鱼等各种自然声音和55种语言的人类问候。为了让外星人能够读懂这些信息并找到地球人，在唱片的表面，还刻着一张“抽象画”一样的说明书。其中像蜘蛛网一样的图，是用二进制的方式记录了太阳系附近14颗脉冲星周期。这些不断呈现周期闪烁的脉冲星相当于宇宙中的灯塔，智慧生物可以通过观测它们的闪烁周期标记其他星球和他们的相对距离。

只要外星人正确理解了这些信息，通过这14根线，就能锁定地球的坐标。

这其实就是《三体》里威慑广播点子的原型，不过我们也不用担心“二向箔（小说中外星人的一种武器）”威胁人类的可能性，因为科学的理论是——要在4万年后，旅行者一号才有机会接近距离地球最近的可能有生命存在的恒星。外星人捞到这个漂流瓶并且正确理解其中信息的概率姑且不论，旅行者一号能不能安稳存活到那个时候也是个问题。

人类还有和太空文明直接搭上线更可行的方法吗？这就需要射电望远镜了。电磁波是目前最适合星际通讯的载体。电磁波以每秒30万公里的光速传播，到达离我们最近的一颗恒星比邻星，仅需四年的时间。而且发射电磁波的成本很小，我们每打一个电话或者发一个微信就是一段电磁波。不论对我们还是外星人来说，都是文明发展之后的不二之选。

如果外星人向太空发出了足够强大的电磁波，就可以被地球上的天线设备接收到——这就是射电望远镜。不仅如此，美国的阿雷西博望远镜除了能够接收信息，还加装了发射器，向遥远的太空中发射了一条包含人类DNA信息和太阳系位置的“阿雷西博信息”。为了找到外星人，从上世纪开始人类已经建了很多这样的大天线。

当然，这种搜索不是漫无目的的。因为科学家认为，一般来说排除宇宙中的自然信号后，一些频率低于500GHz带宽或更窄带宽的信号，就很可能是“人为”发送的，所以射电望远镜搜索的目标，就是这种窄带信号。1977年，天文学家艾曼就在俄亥俄州大学接收到了这样一个窄带信号。这个频率为1.4204556GHz的信号持续了大约72秒，意识到这个信号的特殊性后，艾曼难掩内心的兴奋，激动地在数据纸上写下了一个大大的“Wow！”，这个信号也因此被称作Wow！信号。

目前现存最大的射电望远镜是位于我国贵州的“中国天眼”——FAST望远镜，它也曾经发现过窄带信号。不过，发现窄带信号并不等同于发现了地外文明。在过去几十年里，类似的信号已经被发现了很多次，但绝大多数的窄带信号都已经被证明是干扰的结果。而剩下的极少数窄带信号，包括Wow！信号，以目前的技术水平还无法给出一个结论。

事实上，到目前为止，人类有关地外生命的所有探索，都还没有得到确切的结果。甚至我们寻找地外生命的方法，也只是基于对地球和人类的认知。1950年，物理学家恩里科·费米和几个同事闲聊时，随口提出了一个问题：“如果真的有外星人，那为什么人类找不到他们呢？”今天，我们一般把这个问题称为费米悖论。人类所面对的宇宙，其实是一个既未知也确定的冒险，而我们所能给出的唯一回答，一直都是不断前进。