自地球孕育了人类以来，伴随着人类的繁衍，其文明在不断地进步。在深邃而寂静的宇宙中，人类文明又显得如此孤独，几百年来，我们从未停止对宇宙的探索。在如此广阔无垠的宇宙中，地球是无比渺小的，不太可能是唯一能孕育生命的行星，因此“与地外文明交流”是人类一直以来的愿望。

据目前估算，银河系有4000亿颗恒星，而与银河系相当的星系就已发现数10亿个，从真实情况来看，未发现的的星系更是不计其数。如果这些星系中哪怕只有一小部分行星孕育着生命，哪怕这些生命中只有可怜的一小部分能成为智能的生命体，我们的银河系也会充斥着外星文明，为什么我们还没有见过外星人呢？

Tips:银河系的总质量大约是太阳质量的1.5万亿倍,年龄大概在100亿岁左右。

证明外生命存在的一些发现

• 1976年，"海盗"号火星登陆器检测到表明有生命的化学特征

美国宇航局的"海盗 "号登陆器对火星土壤样本进行的测试，暗示了生命的化学证据。实验将土壤与放射性碳标记的营养物质混合，然后测试放射性甲烷气体的产生。测试报告显示结果为阳性，放射性甲烷的产生表明：土壤中的某些东西正在代谢营养物质并产生放射性气体。但是飞船上的其他实验未能发现任何生命的证据，因此美国宇航局宣布该结果为“假阳性”。

Tips:假阳性是指因为种种原因把不具备阳性症状的生物检测出阳性的结果。

尽管如此，最初的一位科学家以及后来重新分析数据的其他人，仍然坚持这一发现。有机分子生命存在的一个关键指标，他们认为，飞船上的其他实验没有能力寻找有机分子的证据。

• 2002年，金星探测器和着陆器的旧数据中发现了生命的化学暗示

德克萨斯大学的天体生物学家在2002年声称，金星云层中的生命可能是解释其大气成分中一些奇怪的反常现象的最好方法。他们搜索了美国宇航局的先锋号和麦哲伦号太空探测器以及俄罗斯1970年代的维纳金星登陆器任务的数据。

太阳辐射和闪电原本应该在金星上产生大量的一氧化碳，但实际的一氧化碳含量却很少，好像有什么东西在清除它。硫化氢和二氧化硫也都存在。这些东西很容易发生反应，通常不会被发现并存，除非有什么过程在不断地把它们搅出来。

Tips:1991年，距金星地表80公里处的金星大气层中一氧化碳浓度约为140ppm，在2002年则降为90ppm，2012年则仅有10至50ppm。

最神秘的是羰基硫化物的存在，这只有在地球上由微生物或催化剂产生，而不是由任何其他已知的无机过程产生。研究人员对这个难题的解释是：微生物生活在金星的大气层中。金星灼热的酸性表面可能会阻碍生命的存在，但是在50公里高的大气层中，温度为70摄氏度，压力与地球相似，条件更加舒适和湿润。

• SETI项目三次收到了一个来自同一个空间区域的神秘无线电信号

2003年2月，搜索地外智慧（SETI）项目的天文学家使用波多黎各的一个大型望远镜重新检查了200个天空区域，这些区域之前都产生了无法解释的无线电信号。这些信号都已经消失了，只有一个信号变得更强。这个信号被广泛认为是迄今为止外星人存在的最佳解释，它来自双鱼座和白羊座之间的某处，那里没有行星或容易被观测到的星体。

Tips:SETI是全球规模最大、影响范围最广的分布式计算项目，主要目的是寻找地球以外智慧生命，使用射电望远镜来监听太空中的窄带无线电讯号。

探索外星生命

1961年，美国射电天文学家弗兰克德雷克发明了一个方程，以此来百思特网估计银河系中拥有智能生命，并且能够与我们交流的行星数量。利用新的数据和理论，研究人员对银河系中含有生命的行星的数量进行了更严格的估计，得出了存在数十万这种行星的答案，并估计了有多少颗行星可能位于恒星周围的 "宜居区"。研究结果表明，一个有人居住的类地行星可能就在几百光年之外。

Tips:宇宙中，距离太阳的距离恰到好处、温度适宜且能找到液态水存在的区域被称为“宜居区”

德雷克方程将七个因素相乘，包括：像我们的太阳这样的恒星的形成率，类似地球的行星的比例百思特网和那些能发展出生命的行星的比例。这些数字中许多都有广泛的争议，但德雷克本人估计银河系中交流文明的最终数量约为10000个。宇宙中本该存在如此多的文明，但我们又缺乏足够的证据证实它，这就是费米悖论。

Tips:针对费米悖论主要有3种解释，一是宇宙中不存在别的文明；二是存在外星文明但目前无法与我们接触；三是外星文明已到达地球，但人类并未察觉。

黑暗森林法则

中国著名科幻作家刘慈欣的小说《三体II 黑暗森林》中诞生了黑暗森林理论，对费米悖论有了进一步的解释。

• 宇宙社会学

小说中提及到“宇宙社会学”这一全新的领域，这个领域的核心是德雷克方程的一个关键假设：“假设大量的文明分布在整个宇宙中，按可观测恒星的数量顺序排列，这些文明组成了宇宙社会的主体。”

Tips:刘慈欣在书中表示，宇宙社会学是研究这个超级社会的本质。

除此之外，还绍了两个关键公理，其中指出：1.生存是文明的主要需要；2.文明不断成长和扩张，但宇宙中的总物质保持不变。换言之，资源的有限性最终将使一个文明与另一个文明对立，因为它们都在努力维持自身的发展。由此，引入了另外两个假设："猜疑链"和"技术爆炸"。

• 猜疑链

大体上讲，文明可以是恶意的，也可以是善意的，这取决于诸多因素。就他们而言，恶意的文明可能会攻击他人，因为他们的性质和对领土、资源等的渴望。相比之下，善意的文明除非感到受到威胁，否则不太可能攻击他人。但是，当遇到其他文明时，如果沟通极其困难，无法衡量其意图，他们自然会考虑是否最好"先开枪，后提问"。

如果存在公开的沟通，那么冲突就可以避免，紧张局势就会扩散。但是，鉴于任何星际通信尝试所涉及的时间滞后，不太可能很快消除相隔数百光年的文明心中的恐惧。归根结底，这造成了一连串的猜疑，双方都在考虑先进攻，直到其中一方最终进攻成功。

Tips:光年, 长度单位，一般被用于衡量天体之间的距离。光在宇宙真空中沿直线经过一年时间的距离，为9,460‘7304’7258‘0800米。

• 技术爆炸

这种假设涉及潜在敌方文明可能具有的技术发展水平。考虑到到达最近的恒星需要多长时间，任何恐惧的文明都可能得出这样的结论：派遣一支军舰舰队攻击另一个物种将是徒劳的。到他们到达时，攻击者的技术不会有丝毫的成熟，而防御者将有几十年或几百年的进步。

黑暗森林法则

在这种星际领域特有的情况下，任何智慧文明都可能得出这样的结论：最好保持沉默，不要暴露自己。刘慈欣用一个比喻来概括这个场景，小说的名字就来源于此。

Tips:刘慈欣提到：“宇宙就是一座黑暗森林，每个文明都是带枪的猎人，若发现了别的生命，能做的只有一件事：开火并消灭他们。他人即地狱，任何暴露自己存在的生命将都很快被消灭。”

大过滤器理论

• 星际生命的障碍

简单地说，"大过滤器 "说，智能星际生命体必须首先跨过许多关键障碍，而这些障碍中至少有一个必须是高不可攀的。事实上，“大过滤器 ”的前提是，至少有一个障碍高到几乎没有任何物种能够通过它并进入下一个阶段。

尽管 "大过滤器 "这个术语暗示了某种外在实体的有意识的行动，但实际上，这个假设更多是一种思考某些事件发生的相对可能性的方式。

那么，为了成为一个真正先进的航天文明，必须清除哪些基本障碍？罗宾汉森对此进行了大致的划分：

1.在一个恒星的宜居区形成一个能够孕育生命的星球；

2.生命本身必须在该星球上发展；

3.这些生命体必须能够自我复制，如通过DNA和RNA；

4.简单的细胞（原核生物）必须进化成更复杂的细胞（真核生物）。

5.多细胞生命必须发展。

6.大大增加遗传多样性的有性繁殖必须占据主导地位。

7.能够使用工具的复杂生物体；

8.这些生物体必须创造出空间殖民所需的先进技术。（这大约是人类今天所处的位置）。

9.航天物种必须继续殖民其他世界和星系，同时避免自我毁灭。

虽然人类还没有能力进行任何有意义的星际旅行，除了像先锋号、旅行者号和新视野号航天器这样的一些小型机器人探测器，但我们有能力进行先进的射电天文学研究，这意味着我们是一个相对精通技术的文明。

Tips:射电天文学通过电磁波频谱以无线电频率研究天体。观测的对象遍及所有天体，使用的是一种崭新的手段，为天文学开拓了新的园地。

但是，假设外星文明花了同样多的时间来实现人类的技术飞跃，考虑到宇宙的年龄，现在至少应该有几个星际物种在他们的整个星系中殖民。然而，天文学家们没有看到这种文明的证据，当他们仰望星空时只有一片寂静。

很有可能，是我们目前的技术仍未达到能够探寻到它们踪迹的标准，但还存在另一原因，就是发展星际生命的条件太过苛刻，只有地球达到了标准、孕育了人类。

• 大过滤器可能是什么？

也许生命从无到有是非常罕见的，也许这种事件的极端罕见性实际上就是大过滤器。或者，也许生命自发产生是很常见的，但绝大多数的生命都未超过简单的单细胞生物体。也许宇宙中充斥着细菌,但细菌不会建造星际战舰。

Tips:单细胞生物只由单个细胞组成，而且经常会聚集成为细胞集落，其包括所有古细菌和真细菌和很多原生生物。

另外，大过滤器可能是技术本身的一个结果。先进的文明可能会通过某种失控的技术来消灭自己，比如恶意的人工智能、纳米技术或末日机器，人类已经有足够的能力通过全球核战争毁灭自己。而且可悲的是，这种灭绝事件在整个宇宙中几乎是不可避免的。

例如，一颗巨大的小行星或流氓行星的撞击，附近的伽马射线暴，或侵入性的超新星，有可能消灭地球上的所有生命--或其他任何星球。在我们今天的武器库中，没有任何技术可百思特网以阻止这些事件的发生，即使我们有预先的警告。

Tips:大过滤器也可能是一个纯粹的外部事件，不依赖于其测试的物种，无论它们有多先进。

人类已经跨过大过滤器了吗？

如果大过滤器在我们身后，这对人类这个物种来说是个好兆头，表示大过滤器可能是人类演化过程中的任意一个阶段。然而，如果 "大过滤器 "仍然在前面，那么我们可能会注定失。

Tips:人类目前未探测出其他文明可能是一个好的迹象，它表明我们已经安全地度过了瓶颈期。我们可能是第一个通过大过滤器的物种。

另一方面，如果我们检测到一个超级先进的技术物种的信号，使我们对比起来很原始，这可能意味着大过滤器仍在前方。人类可能注定要接受一个意外的宇宙测试，一个我们不知道该怎么研究的测试，这一结论，无疑比需要我们“保持安静”的“黑暗森林”法则还可怕。

结语

大过滤器只是一个理论猜想，但是从逻辑的角度来看，它在很多方面都是一个吸引人的想法，为费米悖论提供了又一个合理的解释。因此，尽管 "地外文明在哪里？"这个问题仍然没有答案，但大过滤器理论提供了一个我们能想到的最佳猜测。不幸的是，这并没有回答大过滤器是否已经在我们的后视镜中。