基本簡介
地外文明探索1959年，莫里森和可可尼在自然雜誌上提出，如果存在地外文明社會，當前
的人類科學已經具有與地外文明社會單方面通訊的能力，並且論證了如何利用電
磁波與地外文明通訊的問題，對當時的學術界提出了地外文明探索的看法，從而
開始了地外文明探索。
1960年，德拉克等人利用美國國家射電天文台的射電望遠鏡，首次實施地外
文明探索計畫，這項計畫被稱為奧茲瑪計畫。
60年代以來，對離地球最近的500 顆星進行了監測，但尚未發現來自天體的
人工信號。 1973 年發射的先鋒11號宇宙探測器上裝配了包括人體形象和太陽系
組成的行星以及100 多張地球文明和風景的幻燈片，記錄在鑲金銅版上的各種語
言和音樂，音響此物為SETI計畫負責人偉大的Kall Sagan博士的妻子設計。
在 8 萬年後，先鋒號離太陽系約3 光年，也許會遇上在星際航行的地外智慧型生物，並被它們捕獲為禮品。1984 年國際天文學聯合會的專門組織首舉行了地外文明問題討論會，並對90年代的進一步探索地外文明問題定出了研究計畫。
歷史沿革
地外文明探索外星文明探索簡稱為SETI（Search for Extra-Terrestrial Intelligence），它已成為地球人類的重大研究課題。我們知道，波蘭天文學家哥白尼（N.Copernicus, 1473-1543）於1543年出版了著作《天體運行論》，指出太陽是一顆恆星，地球和其他行星繞日作圓周運動。這一理論被普遍接受後，人們認識到地球只是一顆普通的行星，絕非宇宙的中心。那么，在類似的演化條件下，宇宙中某些地方也可能有智慧生命存在；德國天文學家克卜勒（J.Kepler, 1571-1630）即持這種觀點。
1979年，I.Asimov推測銀河系中可居住行星多達6.4億個，因此即使只有萬分之一行星有高級生命，數量也非常可觀。美國宇航局（NASA）的科學家則估計，宇宙中約有1023個恆星，而銀河系中約有2×1011個恆星系統。銀河系中的2000億顆恆星中大約有10% 擁有巨大的、很容易發現的行星；看起來很有可能其餘恆星中的大多數周圍也有行星存在。這些行星中一定會有類似地球的星體。事實上，地球上的智者早就對“外星智慧生命是否存在”的問題表示關心了。
1820年，德國著名數學家F.Gauss提出，可在西伯利亞的森林裡找出一片直角三角形的空地，然後在三角形里種上麥子，以三角形的每條邊為底邊種上一片正方形的松樹，這就組成了勾股定理（Pythagoras定理）的證明圖，如果有外星人路過地球附近，看到這個巨大的數學圖形，便知道這裡有智慧生物居住了。
然而，真正有價值的、使用現代儀器的探索開始於20世紀60年代。 1960年4月8日，美國人Frank Drake將一副直徑25米的射電天文望遠鏡指向了太空中兩顆附近的行星—— εEridani和τCeti。他的目標很明確，那就是尋找來自地球以外智慧型生命的訊息。
後來，他使用西維吉尼亞的10個大型射電望遠鏡，接收宇宙中的無線電信號並進行分析，尋找1.42GHZ附近的有規律信號。這個叫做OZMA計畫的活動標誌著一個新研究領域的誕生：尋找地外智慧生命。F.Drake是St.Cruse加州大學的天體物理學教授，兼任外星智慧型調查所的所長。該所位於舊金山以南55km，監聽頻率為1~3GHz的頻段（這裡的背景噪聲最低）。由於自1993年美國國會宣布不再支持原來的研究計畫，該所一度面臨困境；後來由於私人捐助才堅持下來。現在他們的工作稱為“鳳凰計畫”（Project Phonix），並且與澳大利亞科學家合作，在那裡有先進的射電天文設備和波譜分析儀以及大型計算機。
早期進行研究的還有美國哈佛大學的Paul Horowitz教授。從20世紀60年代起，他領導了“太空多通道分析”計畫，它在800萬個頻道（每個寬0.05Hz）上，用巨型射電望遠鏡探測太空，對收到的信號作自動分析。
探索方法
目前，探索地外文明的方法主要有3大類：
①接收並分析來自太空的各種可能的電波。這方面的工作從1960年就開始了。
②人類主動向外太空發出表明人類在太陽系記憶體在的信號。1974年11月16日，美國利用設在波多黎各的阿雷西博305米直徑的射電望遠鏡，發出人類第一組信號，對準武仙座球狀星團，發射3分鐘。50多年來，科學家們除了採取被動的方法來監聽外星人傳送的信號外，還通過各種方式主動聯繫它們。如何聯繫它們?科學界主流認為，這就必須與外星人進行宇宙交際。要進行這一活動，首先遇到的無疑是“語言”的問題。義大利哲學家、天文學家伽利略曾說過：“數學是上帝用來書寫宇宙的文字”。基於這種理念，卡爾薩根深信,宇宙中的技術文明無論差異多大,都有一種共同的語言——數學語言。中國數學家、語言學家周海中在1999年發表的經典文章《宇宙語言學：一門新興的邊緣學科》中指出，數學語言具有準確性、簡潔性、抽象性、邏輯性、普適性、形式化等特點，是宇宙交際的理想工具。
③發射探測器去登門拜訪外星人。美國發射的“先驅者”10號和11號，“旅行者”1號和2號，都在完成對太陽系內的探測任務後，帶著許多人類的信息，作為人類使者，漫遊在恆星際空間。如果巧遇人類的知音，他們將從探測器中了解人類的活動，確定進一步交往的可能。由此可見，探索地外文明是一項綜合性的科學使命，過於樂觀是不現實的，過於悲觀也是沒有根據的。
理論依據
地外文明探索一、20世紀以前的世界多元論與世界一元論：20世紀以前，關於外星文明的探討爭論主要停留在哲學領域，沒有什麼比較具體的科學理論。爭論的雙方可以簡單概括為世界多元論與世界一元論。多元論認為象人類這樣的文明世界宇宙中有許多個，一元論者則相反，認為人類是宇宙的獨生子。
二、哥白尼原理：十六世紀波蘭天文學家哥白尼提出“日心說”，推翻“地心說”，這一學說不僅是天文學上的一場革命，也是人類思想史上的一次革命。它深深改變了我們對自身位置所在的根本看法。由哥白尼的日心說精髓，科學家提出了所謂哥白尼原理。這個原理認為，地球不是宇宙的中心，地球人類也不享有在時間或空間中的優先地位。由此理所當然地證明，生命現象和文明現象並非地球唯一 ，而是在宇宙普遍存在，我們不可妄自尊大。
三、星際通訊理論：要實現與外星文明的聯繫交流，方式有兩種：一是星際航行，二是星際通訊。前者顯然過於遙遠，而後者無疑要容易得多，但需要確立一套正確的理論。迄今一無所獲。有科學家認為，無線電通訊可能還是太原始了，外星文明使用的是某種不為我們所知的先進通訊方式。
四、德雷克的“宇宙文明方程式”：在所有分析判斷外星文明發生的機率和可能性理論中，美國天文學家弗蘭克·德雷克於1961年提出的"宇宙文明方程式"，也就是德雷克方程，無疑最為著名，也最富科學價值了。
五、“人擇原理”和維侖金平凡原理：人擇宇宙學原理（簡稱人擇原理）由鮑羅和泰伯拉提出。這條原理很複雜，但簡而言之，即謂正是人類的存在，才能解釋我們這個宇宙的種種特性，包括各個基本自然常數。因為宇宙若不是這個樣子，就不會有我們這樣的智慧生命來談論他。
六、宇宙文明三階梯論：宇宙中普遍存在文明社會，而各個文明社會之間則決不會處於同一水平線上，他們無疑會呈現出多層次性、多元性。因為宇宙已存在上百億年，而地球年齡不到它的一半。人類文明充其量也不過上萬年的歷史。
七、宇宙文明傳播假說：瑞士學者埃里希˙馮˙丹尼肯因出版《眾神之車》、《人類，外星人的子孫》等書而名聲大噪，也因此背上了“偽科學”的惡名。丹尼肯的主要觀點是，人類並非自然進化的產物，而是來自地外文明。地球人是外星人的子孫。地球上各民族早期關於“上帝”、“神”的形象來源於“外星人”。
八、多四季理論：多四季理論的提出者並非高院或研究所的專業科學家，而是名普通的工程師，這就注定了這個理論信受冷落，甚至譏為“偽科學”的遭遇。不過，這並不影響我將其視為關於外星文明重要理論之一的基本估價。
九、“活以太”與宇宙生命多元論：地外智慧生命如果存在，會處於何種形態與形式呢？絕大多數科學家都是以地球生命為藍本進行推測。正如美國天文學家、著名的太陽系外行星搜尋者巴特勒指出：宇宙其他地方的生命很可能必須建立在碳和水的基礎上。否則，我們所有的推測將失去依據。
十、“宇宙沉默”與“動物園假設”：堅信地外智慧生命存在的科學家常常會遇到這樣的詰難：既然存在先進的外星人，為什麼不與我們接觸？這個問題，被稱為“宇宙沉默”或“心理真空”問題。研究探索者們對此有許多回答，其中有一種很有趣的假說，叫“動物園假設”。按照這種理論，外星人確已從遙遠的某地觀察到了地球的人類但他們與地球人類之間存在著巨大的文明差異。
數據分析
地外文明探索他們長時期地探測地球北半球上面的天空。鑒於宇宙深空有大量的星際氫，他們也特別重視氫原子躍遷頻率——1.42GHz這個波段。
1961年，Drake提出了一個公式： N=RSfPnEfLfIfcL
式中N是銀河系可能有的文明總數；RS是銀河系中合適恆星的誕生率；fP是合適恆星帶有行星的係數；nE是有生物圈的行星數；fL是能產生生命的行星的比例係數；fI是能發展為智慧生命的比例係數；fc是智慧生命有通信能力和文明的比例係數，L是與外界通信能力的持續壽命（即文明存在時間）。據研究，可取以下數據作計算：RS=5~10顆恆星/年，fP=0.5, nE=2, fL=0.1~1, fI=0.1~1, fc=0.1~1；由此得：N=(0.005~10)L
L取決於該星球上的文明持續能力——是長期存在還是由於核戰爭之類原因自我毀滅。如取L=(104~105)年，則可算出兩套數據：差的情況N=50~5000個，好的情況N=105~106個。
因此我們認為，“化學演化→生物進化→智慧生命出現”的戲劇到處都會上演，這就是科普雜誌中所說的“外星人問題”。即使是最保守的估計，發展了文明的地外星球在銀河系中平均也有數百個。
SETI計畫經歷了幾個階段：OZMA（1960年），獨眼神（1974年），HRMS（1992年），鳳凰計畫（1993年至今）。使用全球最大的射電望遠鏡Arecibo，直徑達306m；搜尋頻段1~60GHz，特別是波長18~21㎝（稱為“水洞”）。鳳凰計畫是搜尋200光年的約1000個類日恆星，假設它們周圍有類地（球）行星。Arecibo望遠鏡掃完所在區域的天空需要6個月時間——而那還只是整個天空的三分之一。科學家承認，這樣觀測的效果跟亂找一氣沒什麼分別，然而誰也不知道智慧信號會從哪邊來。迄今無結果，只證明了地球人類尋找同伴的探索精神。
意義鮮明
地外文明探索第一，它是人類不斷地擴展自己的視野、更深入地洞察自然的必然結果，它對人類創造更美好的未來也有著不可低估的潛在作用。諸如疾病的起因和防治、衰老的機理與延緩、大腦最佳效能之發揮等至為重要的問題，都要求對生命的本質洞察入微。若是找到了地外生命，那么，倘若它們與地球型生命通然不同，這就會使我們所知的生命模式從唯一的一種增加到兩種或更多種，於是我們對生命的普遍了解就會陡然增加，從而對我們自身的了解也大為深化，倘若地外生命的基本模式與地球型生命並無二致，那么這很可能就意味著生命的基本形式就只有這唯一的一種，人們就可以更專注地深究生命為什麼必然如此，由此獲得的知識無疑也會在多方面造福於人類。
第二，探討地外文明問題又是自然科學和社會科學明顯地相互滲透的一個領域。例如，為了估計銀河系中現有的文明世界的數目，必須先估計一個文明能夠存在多長時間，為此就必須對先進文明自我毀滅的可能性詳加分析。這時人們必然會把目前所知的唯一文明——人類文明本身作為可供借鑑的樣板。於是，未來社會問題、人口問題、能源問題、核戰爭問題等等，就都成了探討他外文明時必須考慮的因素。反過來，對於地外文明的社會學分析，又會或多或少地滲透到預測人類未來的研究中去。
第三，關於地外文明發出的信息能否破譯，涉及到客觀世界能否被認識的問題。許多科學家認為，所有的文明都應該深淺不同地對宇宙間各種物質的性質和運動規律有所了解，而且都會用適當的數學方法來描述它們，可以說，不懂數學的種族是談不上什麼文明的。既然所有的文明探討的都是同一個對象——客觀存在的宇宙，所以不同文明所使用的數學工具實質上也將非常相似。因此，數學可以充當不同文明“交談”的共同語言；這類想法可以追溯到德國數學家高斯在上一世紀提出的一項建議：在中亞的曠野上植樹造林，以構成一個巨大的直角三角形，並以它的每一條邊為基礎分別作一個正方形，再在這些圖形的內部種滿穀物，從而使這些圖形帶上均勻的暗色。倘若火星上有文明種族，它們仔細研究地球表面就會發現：這些圖案象徵著“溝股定理”，從而得出“地球上必定存在懂得幾何學的智慧生物”的結論。可以構想，在數學語言的基礎上，譯解仔何複雜的信息都不會有不可逾越的障礙。
第四，科學地探討地外文明問題的過程，也是人類逐步否定自己在宇宙中居於中心地位的過程，一方面，人類文明在銀河系中很可能只是上百萬個文明中的普通一員，另一方面，即便人類文明當真在銀河系中是只此一家，那么它同樣是自然界以及人類社會自身按一定的客觀規律發展的產物，而決不是什麼可以凌駕於這些規律之上的“主子”。在人類歷史上對“人類中心論”的否定是一個漫長而偉大的過程。在大得難以思議的宇宙中，地球和人類真是小如微塵，然而我們卻在這小似微塵的地位上洞察了宇宙間那么多的奧秘。人類理應因認識到自己並非居於什麼“中心”而引以自豪。
大事記
地外文明探索1998年7月，紐西蘭和日本的天文學家組成的國際研究小組發現第1顆類似於地球的行星。該行星距離地球2.5萬光年，位於銀河系中部的近處，其直徑與地球相近而稍大於地球，質量可能介於地球與海王星之間，即比地球稍重，圍繞著1顆熱度與太陽一樣的中央天體運行。
2000年，美國天文學家在太陽系外發現了2顆類地行星，即人類發現的第54和第55顆系外行星。這兩顆行星圍繞著兩顆恆星運轉，組成了代號為CM德拉科尼斯的行星系。它們的直徑可能達到16900千米，與地球直徑12756千米較為接近。
2006年1月，天文學家宣布又發現了一顆遙遠類地行星，這顆行星編號為ogle-2005-BLG-390Lb，其質量約為地球的5.5倍。它圍繞一顆離地球2.8萬光年、靠近銀河系中心的普通紅矮星運轉。它是迄今發現的太陽系外行星中最小的之一，也是與地球最相似的。由於其紅矮星非常暗淡，行星表面溫度可能低達零下220攝氏度。
2006年3月，天文學家發現的類地行星距離太陽有9000光年，新行星的質量與海王星相當，它的星核上也布滿了懸崖峭壁，但它的大小是地球的13倍，其重力場的強度是地球的2倍。專家稱，這顆行星是他們在太陽系外發現的最寒冷的行星之一，其表面溫度達零下184攝氏度。
2007年1月，美國卡內基學會的一個研究小組發現格里斯876類地行星。格里斯876的質量約為太陽的1/3，是地球的5.9到7.5倍。這顆新發現的行星的表面溫度大約在205至400攝氏度之間。
2007年4月，歐洲天文學家宣布發現一顆新類地行星，行星編號為吉利斯581c，位於離地球不遠的天秤座，質量是地球的5.5倍，大小是地球的1.5倍。它圍繞距地球大約20.5光年的編號為吉利斯581的紅矮星鏇轉，距該紅矮星的距離大約為地球距太陽距離的1/14。由於紅矮星比太陽小得多、暗得多，也冷得多，科學家推測，這顆新行星的平均溫度大約在0攝氏度至40攝氏度左右。在這種溫度條件下，水可以保持液體狀態，也比較適合生命生存。
