【天文梦想者】银河系中有多少外星人？

熟悉《三体》这部科幻大作的朋友们应该对其中的一个章节印象十分深刻：面壁者罗辑站在寒冬的湖面中心，“刺骨的寒冷像晶莹的闪电，瞬间击穿了他意识中的迷雾，照亮了一切。就在这死寂的冷黑之间，他看到了宇宙的真相。罗辑站在冰面上，牙齿在寒冷中格格地碰撞着，这寒冷似乎不是来自湖水和寒风，而是从外太空直接透射而来。罗辑知道，从这一刻起，星空在自己的眼里已经是另一个样子。他的牙齿在寒颤中格格作响，对自己说：“面壁者罗辑，我是你的破壁人。”

那么，文中提到的“宇宙的真相”是什么呢？没错，那就是《三体II》的主题、大刘所营造的宇宙法则——黑暗森林法则：宇宙就是一座黑暗森林，每个文明都是带枪的猎人，像幽灵般潜行于林间，轻轻拨开挡路的树枝，竭力不让脚步发出一点儿声音，连呼吸都必须小心翼翼：他必须小心，因为林中到处都有与他一样潜行的猎人，如果他发现了别的生命，能做的只有一件事：开枪消灭之。在这片森林中，他人就是地狱，就是永恒的威胁，任何暴露自己存在的生命都将很快被消灭，这就是宇宙文明的图景，这就是对费米悖论的解释。

黑暗森林这一假设的法则建立在一个基础之上——宇宙中存在数量足够多的生命与文明。那么，就目前的探索及来看，仅限于银河系范围内的千亿颗恒星中，又有多少具有诞生文明的可能性呢？今天这里我们就来做一个粗略的计算。

这个计算公式首先由美国康奈尔大学天文学家F.Drake提出，因此称为德拉科公式，这个公式用于计算银河系中具有先进技术文明（掌握射电天文技术）星球的数量：

其中的各符号含义为：

N*：银河系中具有先进文明的恒星数目

N：银河系恒星总数，目前估测值为1000亿~4000亿颗，可以取中间值2000亿颗。

fp：有行星系的恒星比例。根据NASA公布的开普勒空间望远镜观测数据，银河系中至少每两颗恒星中就有一颗具有行星，这还算是保守的估计，因为某些公转周期较长的行星可能未被观测过。据此可以假设fp= 0.5

ne：拥有适宜生命居住环境行星的恒星与带行星恒星总数的比例。保守取值0.01。

f1：产生了生命的恒星系统的比例。按地球的生命演化史和银河系中有机物质的大量发现判断，凡是有适宜生命生存环境的行星，只要其环绕恒星寿命足够长，就可以产生生命，而长寿命（>50亿年）恒星又是绝大多数，因此可以取f1= 0.5。

fi：生命能够进化出智慧的概率。同样地，在时间充足的条件下还是能够保证生命的进化与智能的产生，因此fi取0.5。

fc：出现智慧生命后能够掌握先进技术的比例。由于某些自然灾害和生存竞争造成的灾变可能发生，因此并非所有智慧生命最终都能够掌握足以进行射电天文通讯，因而fc同样假设为0.5。

fL是掌握先进技术的文明的平均寿命和所在恒星今后延续寿命的比例。这个参数争议比较大，从1000年到10亿年均有，相差百万倍之多。悲观的观点认为，由于核战争和核污染，人类将在千年内自掘坟墓。而乐观的观点则认为，既然南方古猿在其生存的年代遭遇了多次严重的自然灾害情况下仍然以其原始的避灾手段生存了接近200万年，则人类至少有足够的理性来避免核战争与核污染，即使发生自然灾害，也比南方古猿具有更强的避害本领，因此可在掌握先进技术之后至少生存10亿年。此处我们可以取中间值，认为先进文明平均可以生存1000万年。以太阳剩余寿命50亿年为代表，则“处于生存状态”的河内发达文明比例为1/500。

如此一来，能够计算得出银河系内具有先进技术文明的恒星数为：

N*= 2000*109•0.5•0.01•0.5•0.5•0.5•0.002= 250000（颗）。竟然有25万颗之多！这实在是一个惊人的数目。不过与银河系恒星总数目比起来，25万还是太小了，小到了什么程度呢？每80万颗恒星中才有一颗具有技术发达的智慧生命，也就是说距离太阳最近的现存技术先进的外星人也在约800光年外。换言之，4.36光年外的南门二系统（即半人马座α，是一个双星系统，与比邻星组成大刘笔下的“三体”系统）基本可以排除存在“三体人”的可能性啦。

不知这个结果是不是让大家安心了一些呢？当然，推算过程中有许多参数的取值还有待商榷，这个推算结果当然也没有任何权威性，仅供咱们爱好者自己脑中YY一下了。不过基于人类目前的认知，还未曾有任何外星人的痕迹被确认过，以上计算结果和观测现状仍然存在着“费米悖论”。究竟该如何解释这一个悖论呢？欢迎各位同好前来讨论！