德雷克方程：银河系里到底藏着多少个外星文明？
一道方程，想要数清整个银河系的外星文明。关于德雷克方程、费米悖论，以及夜空为何如此沉默的全部已知事实，都在这里。
1961年11月，一位年轻的天文学家坐下来准备一场会议，结果在黑板上随手写下了科学史上最著名的方程之一。他根本没想搞什么惊天动地的事。弗兰克·德雷克只是需要一份会议提纲。他想找个办法，把一个疯狂的问题理出头绪：此时此刻，外面会不会真有别的文明，正在试图和我们对话？
于是他把这个巨大的问题，拆成了一个个你真的能拿来争论的小块。把这些小块串起来，就得到一个数字。这个数字——叫它 N——就是我们银河系里、信号有可能被我们捕捉到的外星文明的数量。六十年过去了，科学家至今还在用他这道方程。而最诡异的地方在于：看你信什么，算出来的答案要么是几百万个，要么是只有我们自己。咱们一步步把它拆开看。
那些有据可查的事实
德雷克方程是真实存在的，全世界的天文课堂上都在教它。它由美国天体物理学家弗兰克·德雷克提出，并于1961年在一场小型会议上首次被讨论——那场会议主题是搜寻地外智慧生命，地点在西弗吉尼亚州绿岸的美国国家射电天文台（大英百科全书）。
完整的公式长这样：
*N = R\ × f<sub>p</sub> × n<sub>e</sub> × f<sub>l</sub> × f<sub>i</sub> × f<sub>c</sub> × L**
每一个字母，都是从"一颗恒星诞生"通往"我们听见一个信号"这条路上的一站。根据真正在执行外星信号搜寻的SETI研究所的说法，每一块的含义是这样的（SETI研究所）：
- R\* —— 我们银河系里每年诞生多少颗恒星
- f<sub>p</sub> —— 这些恒星中，有多大比例拥有行星
- n<sub>e</sub> —— 这些行星里，有几颗能支撑生命存在
- f<sub>l</sub> —— 其中真正诞生出生命的比例
- f<sub>i</sub> —— 其中让生命变聪明的比例
- f<sub>c</sub> —— 其中造出了我们能探测到的技术的比例
- L —— 这个文明在沉寂之前，还能持续广播多久
把它们全部相乘，就得到 N。写起来简单。填起来要命。
会议本身规模很小——大约十几个人——可这屋子里却挤满了顶尖头脑。出席者中有行星天文学家卡尔·萨根、物理学家菲利普·莫里森、生物学家约书亚·莱德伯格，还有射电工程师巴尼·奥利弗。生物化学家梅尔文·卡尔文也在场，而就在会议进行中，他接到一通电话，被告知自己刚刚获得了诺贝尔奖（EBSCO研究入门）。
他们最后算出了什么？德雷克本人在1961年的最佳猜测是：一个典型的文明，可能会保持"可被探测"的状态大约1万年——因此，或许有 1万个技术文明 正和我们一起，散落在银河系各处（Slate）。
下面这一点最重要，请务必看懂：自1961年以来，公式前面那几项已经没那么神秘了。在当年，没人知道别的恒星到底有没有行星。可现在我们知道了。2022年3月21日，NASA确认了第5000颗已知的系外行星，而天文学家估计，整个银河系总共藏着 1000亿到2000亿颗 行星（NASA/JPL）。原来，行星遍地都是。
真正悬而未决的那个问题
那么，既然行星这么常见，人都到哪儿去了？
这个问题，物理学家恩里科·费米在1950年洛斯阿拉莫斯的一次午餐上原原本本地问了出来。银河系很古老。它无比巨大。如果那几千亿颗行星里，哪怕只有一小撮孕育出了文明，到现在也该有一些早已扩散到四面八方——或者至少，留下一个我们能捕捉到的信号。然而几十年的倾听，至今没有一个被证实的结果。"宇宙本该热闹非凡"和"夜空一片死寂"之间的这道鸿沟，就叫做 费米悖论（行星协会）。
德雷克方程把这个悖论变得更加尖锐，因为它精准地暴露出我们的无知藏在哪里。前面那几项——恒星、行星——已经基本钉死了。可后面那几项呢？几乎全是瞎猜。
我们手上只有 一个 例子，证明某颗行星上诞生过生命：就是脚下这颗。我们手上也只有一个例子，证明存在智慧：就是我们自己。当你的整个数据集只有一个点，你就没法老实地说出，生命到底是接近奇迹的稀罕事，还是几乎注定会发生的必然。而最后那一项，L——一个文明能存活多久——也许是所有未知里最深的一个。技术物种是能延续上百万年，还是往往在区区几百年里就把自己抹掉？我们一无所知，因为我们此刻仍活在自己的 L 之中。
这就是诚实的答案。方程的前半段是天文学。后半段，是一面镜子。
各种理论与解读
到这里，科学就把接力棒交给了猜测。以下所有内容都标注为推测——是相互竞争的解读，而不是已成定论的事实。
乐观派的读法。 如果生命很容易诞生、文明又能存活很久，那 N 可能大得惊人——成千上万、甚至几百万个爱聊天的邻居。我们只是还没把仪器对准正确的位置、调到正确的频率、卡在正确的时刻罢了。（说得通，但没被证实。）
"地球稀有"派的解读。 也许地球本身就是个侥幸。合适的恒星、一颗起稳定作用的大卫星、一颗充当保护伞的气态巨行星、板块构造运动——也许需要凑齐的条件实在太多，以至于复杂生命稀有到几乎不存在。按这种观点，行星到处都是，可欣欣向荣的世界却不是，于是 N 朝着"1"坍缩。（一个严肃的假说，但未被证实。）
大过滤器。 经济学家罗宾·汉森在1990年代末让一个令人脊背发凉的想法流行起来：在从一块死寂的岩石、到一个横跨整个银河系的文明这条路上的某一处，蹲着一道几乎没有什么能通过的"过滤器"（行星协会）。如果这道过滤器在我们身后——比如说，就是生命起源本身——那我们就是走了大运，可能孤身一人。可如果它横在我们前方，那就是更让人不安的版本：每一个文明，都倾向于在抵达群星之前先把自己毁掉。（这是一个思考框架，不是一项发现。）
"我们算错了"派的读法。 2018年，牛津大学的研究者安德斯·桑德伯格、埃里克·德雷克斯勒和托比·奥德提出，这个悖论也许会自己消解掉。他们没有往方程里塞进一个个单一的猜测值，而是把每一项背后科学上的全部不确定区间都喂了进去。结果是：我们在银河系里孤身一人的概率，真实存在（他们给出的范围是 53%到99.6%），甚至在整个可观测宇宙里孤身一人的概率也相当可观（39%到85%）（arXiv：桑德伯格、德雷克斯勒与奥德，2018）。他们想说的并不是"外星人不存在"，而是：当数字的不确定性大到这种程度时，宇宙的沉默正是你该预料到的结果——根本不需要什么诡异的解释。
然后，还有那些你会在深夜电台和互联网各个角落里撞见的说法：外星人已经来了，就藏在UFO和UAP目击事件、绑架经历，以及政府的层层掩盖之中。这些至今未被证实。没有任何一次接触经过核实，没有任何一个信号被确认，也没有任何一艘"飞行器"能扛得住科学的检验。德雷克方程对夜空中的访客只字未提——它只估算可能存在多少个文明，而不回答是否真有谁，曾经敲过我们的门。
德雷克方程告诉我们，银河系本该充满各种声音。费米悖论却告诉我们，没有一个人在说话。就在这两个事实之间的某处，藏着一个人所能提出的最大问题之一——而这场搜寻，远远没有结束。因为每隔一段时间，总会有一架射电望远镜，捕捉到一个它解释不了的信号……在那短短几个让人心跳加速的小时里，科学家们会忍不住想：这一次，会不会终于就是它了？
资料来源与延伸阅读
- 德雷克方程 —— 大英百科全书
- 德雷克方程 —— SETI研究所
- 德雷克方程 —— EBSCO研究入门
- 费米悖论与德雷克方程 —— 行星协会
- 绿岸会议与弗兰克·德雷克的估算 —— Slate
- NASA确认5000颗系外行星 —— NASA/JPL
- 消解费米悖论 —— 桑德伯格、德雷克斯勒与奥德（2018），arXiv
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