外星生命

认为地球之外存在生命有着很简单的事实的支持：仅仅在银河系中就有2000亿至4000亿颗恒星，而银河系只是宇宙中超过1000亿星系中的一员。[8][9][10]据估计至少有十分之一的类似太阳的恒星具有行星系统[11]。换言之，在可见的宇宙中，有至少6.25×10¹⁸颗具有行星系统的恒星。即使我们假设每10亿颗恒星里只有一颗支持生命存在的行星系统，那也有6.25×10⁹个行星系统存在于我们可见的宇宙内。

现在据我们所知，太阳在行星系统里是普遍的，并没有独特的性质。[12]因此可以相信在许多其他行星上也有适合生物生存的条件。在此假设之下，所有这些行星都不进化出生命是极不可能的，因此宇宙中很可能还有其他生命的存在。不过以上推测无视了一个事实，即生命的存活时间窗口可能只有数百万年。

生命存在的几率在1961年提出的德雷克公式就已经估算过了。[13][14]然而，德雷克公式里有诸多的系数是完全基于猜测的，因此按此公式推算的结果也是具有争议的，并无法得到一个确切的结论。[15][16]考虑到生命会在行星间蔓延：如果技术足够先进的生命形式在星际殖民，并且文明延续足够长的话，它们会在数百万年内充满整个星系。但事实上没有迹象表明这一现象的存在，这个事实被称作费米悖论。

科学家在搜索外星生命时，多以液态水和有机物的存在作为外星生命存在之前提条件。水为地球生命体内各种化学反应提供了场所。水的中性pH值使得其电离的氢氧化物和水合氢离子既可以溶解带正电的金属离子，也可以溶解带负电的非金属离子；另外，有机物分子亲水性和疏水性的事实使得有机物分子能够形成水封闭膜。水分子之间的氢键也使得其更加容易储存蒸发的能量，并在冷凝时释放出来。这有助于气候的调节，维持生命所需的热稳定性。

有人批评这样以地球生物为蓝本的先入为主的观点阻碍了外星生命的探索。卡尔·萨根在1973年提出碳沙文主义，认为这些以人类为中心的思想限制了我们对于地外生命可能性的想像[17]。例如在宜居带之外，有可能通过地热等方式维持地底的生物圈[18]；也有生物能够在高砷低磷的环境下存活[19]，这说明生物组成“必备”的六大基本元素：碳、氢、氧、氮、磷、硫[20] ，可能不是必需的。除了碳基生命之外，有人认为外星生命也可能以硅基[21]、硫基[22]、氨基[23]等生命形态存在。

旅行者金唱片的两个拷贝之一。另一份跟随旅行者1号于1977年9月5日发射至太空。

1975年，美国国家航空航天局发射的海盗号便携带了探测火星土壤中生命的实验装置，其进行的标记释放实验可能检测到了火星土壤中的有机物质[24]。大多数科学家相信此结果由非生物化学反应导致[25]，但一个国际科学家小组在2012年4月12日发布研究结果称，基于对海盗号标记释放实验复杂度分析的数学推导，建议探测“火星上现存的微生物”[26][27]。早在20世纪70年代初期，美国国家航空航天局发射的先驱者10号和先驱者11号上就携带了刻有人类信息的镀金铝板。1977年9月5日发射的旅行者1号探测器也携带了一张铜质镀金唱片，内容包括有关地球的信息、用55种人类语言录制的问候语和各类音乐，旨在向外星人表达人类的问候。当前旅行者1号位于太阳系的边缘，即将进入星际空间[28]。2003年6月10日和7月7日，美国国家航空航天局分别发射了勇气号和機會號火星探测器，其目标是探测火星上水存在的可能性、分析火星岩石和土壤的成份、评估火星是否适合生命生存等。这两个双胞胎探测器均在2004年1月在火星成功着陆。在2011年11月26日发射的好奇号火星探测器也在2012年8月6日成功登陆火星，用于评估火星上是否存在过适合微生物生存的环境[29]。

1960年，天文学家法兰克·德雷克在美国国家无线电天文台使用位于西维吉尼亚的绿堤望远镜进行了著名的奥兹玛计划，探测目标是波江座的天苑四和鲸鱼座的天仓五[30]，其实验的目的是通过无线电波搜寻邻近太阳系的生物标志信号。1974年11月16日，阿雷西博射電望遠鏡向距離地球25,000光年的球狀星團M13發射一個稱為「阿雷西博信息」的訊息，希望可以和外星人聯繫。1977年SETI使用巨耳无线电望远镜收到了著名的Wow!訊號。为了纪念奥兹玛计划实施50周年，2010年11月开始进行的多萝西计划，其探测目标除了奥兹玛计划的两颗恒星之外，还包括HD 69830、巨蟹座55和格利泽581，这些恒星系统都被认为是具有在宜居带的行星。[31]

1984年，加州柏克萊大學正式發起搜寻地外文明计划，计划使用射电望远镜来监听太空中的窄带无线电讯号，并用超级计算机分析这些信号。1999年5月17日，SETI@home项目开始正式运行，该项目利用全世界互联网上的闲置计算机，对收集到的海量数据进行运算[32]。

1959年，美国物理学家弗里曼·戴森提出了戴森球的构想，他认为任何技术文明在发展足够长时，对能量的日益增长的需求最终会膨胀到建立起收集恒星能量输出的戴森球结构。戴森球系统的存在会改变恒星系统的光谱，从而能在星际距离上被探测到。[33]也有人猜想，非常先进的文明可能会制造黑洞来作为能量来源或处理废弃物。因此，他们建议观察小于3.5倍太阳质量的黑洞。理论上自然产生黑洞的质量下限可能会是外星文明的证据。[34]

艺术家笔下的格利泽581c（前）、格利泽581b（中）、格利泽581d（后）以及它们的母恒星格利泽581。

科学家认为生命可能曾经存在过或者依然存在的地方包括金星[35]、火星、木星的卫星（如木卫二、木衛六[36]）、土星的卫星（如土卫六和土卫二）。除了太阳系的行星和卫星之外，科学家在太阳系外也找到了数十颗位于宜居带太阳系以外的行星（如格利泽581c、g和d）[37]。科学家保守估计每两颗恒星中就有一颗拥有行星，每200颗恒星中就有一颗位于宜居地带[38]。

2007年4月24日，智利拉西拉天文台的科学家称发现了格利泽581c。它刚好运行于距离地球20.5光年外的红矮星格利泽581的宜居带。人们最初认为这个行星上可能存在液态水，但在德国气候影响研究所进行的计算机模拟过程中发现，它大气层中的二氧化碳和甲醛会引发所谓的“失控的温室效应”。这会将这个星球加热直至超过水的沸点，因此发现生命的希望变得渺茫。根据温室模型的推断，科学家们开始把注意力转向刚好位于恒星宜居带外围的格利泽581d[39]。2007年5月29日，美联社发表了一篇报道称，科学家发现了28个新的太阳系外行星，其中之一与海王星有很多相似之处。[40]2011年5月，法国国家科研中心的研究员预言格利泽581d有能力支撑生命。它在格利泽星系中的位置使得水可以以液态形式存在，并且它体积大到可以支撑一个稳定的二氧化碳大气层。同时它的温度适宜，能生产大海、云层以及降雨[41]。2011年12月，美国航空航天局证实600光年之外的开普勒-22b半径为地球的2.4倍，是潜在的最接近地球大小和温度的系外行星。[42][43]

自1992年以来，已经发现数百颗太阳系外行星。截至2013年6月14日，太阳系外行星百科记录了891颗太阳系外行星（695个行星系统，133个多行星系统），其中小的行星与地球大小类似，而大的行星比木星还大。[44]预计在未来几年内，发现系外行星的数量会大大增加。因为开普勒太空望远镜在确定一个候选行星之前，必须观察三次系外行星掩恒星，这是迄今唯一能够辨认出绕恒星相对速度极快行星的方法。这项任务将至少持续到2016年，预计期间会发现许多系外候选行星。[45]尽管成就不俗，开普勒太空望远镜所使用的掩星法需要观察者的视线与行星轨道有一个小的角度。这使得探测到遥远恒星的地球版大小和轨道半径的行星的概率只有0.47%。因此目前我们所能探测到的行星数量只是星系中的一小部分。[46]

在古时候，认为宇宙是由很多居住着其他智慧生命形式的世界组成的观点是很普遍的，但是这里的“世界”是神话意义上的，并不是现在说的基于以太阳为中心的太阳系，或者太阳只是无数星星中的一颗这个意义上的世界[47]。如印度教宇宙论中的14个世界[註 2]、古代北欧神话中的9个世界[註 3]等。

宇宙是由多个世界组成的观点在经典希腊哲学、在后来的基督教神学和犹太教神学里都可以找到。系统地阐述了宇宙充满了其它的行星，因此可能存在外星生命的早期重要思想家有公元前7到6世纪的希腊作家泰勒斯和他的学生阿那克西曼德。希腊的原子论学者像伊壁鸠鲁继承了这种观点，认为一个无穷的宇宙理应具有无限的充满生命的世界。尽管古希腊天文学家把外星生命的论述作为重要的工作，但是以地心说为基础的宇宙更看重地球及地球生命，这使得外星生命的哲学显得没那么必要。

犹太法典里写着至少有18,000个其它的世界，虽然没有提供具体的对这些世界的自然物理或精神的描述，但是基于此，18世纪的契约书（‎）提出外星生命是存在的，并可能具有智慧；并说明我们不应该期待外星生命跟地球生命有任何相似之处[48][49]。印度教相信生命无尽的轮回，这结果便是多个世界的存在以及它们互相间具有一定的联系（，sampark，意为"接触"，，Mahasamparka，意为"伟大的接触"）。根据印度教的典籍，有无数的宇宙来满足无数生命实体的不同欲望。但是这种宇宙结构的目的是为了将走上迷途的灵魂带回正确的人生轨道。除了这些无数的物质世界，同样有无数的精神世界，它们是为纯洁的灵魂准备的。物质世界里的精神领袖，圣人以及有大智慧的人会得到这些纯洁的灵魂的指引和帮助，进入这些精神世界而不朽。伊斯兰教的《古兰经》中“真主创造了七层天，和同样层数的大地[50]”表明多个世界的存在，因此也就有可能存在外星生命[51]。

在基督教传到西方时，托勒密体系已经被广泛地接受，但教会没有发表过对外星生命的正式的声明，认为外星生命存在的观点被教会视为异端。[52]法国主教坦姆皮埃尔曾在1277年提出过不同于亚里士多德的一个观点：“（万能的）上帝可能创造了不只一个的世界”。值得注意的是，德国天文学家库斯的尼古拉斯主教猜测太阳和月亮上有可能存在生命。[53]

随着望远镜的发明及哥白尼对地心说的攻击，人们的思想有了巨大的改变。一旦了解到地球只不过是宇宙无数星球中的一个，外星生命存在的观点开始在主流科技界流行起来，其中最知名的拥护者是意大利的哲学家布鲁诺。他在16世纪认为在一个无限的宇宙中每个星星都有自己的行星系统环绕，这些世界并不比地球差，也如地球一般拥有动物和居民[54]。17世纪初，捷克天文学家赖塔的安东玛利亚雪利奥斯沉思到：“如果木星上有居民的话，它们一定比地球上的居民更大，也更漂亮”[55]。

随着科学技术发展的加速，外星生命有可能存在的猜想被广泛传播。天王星的发现者威廉·赫歇尔是18至19世纪中相信太阳系或其他星系中存在外星生命的众多天文学家中的一员。其他同时期的拥护多元宇宙的知名人士包括伊曼努尔·康德和本杰明·富兰克林。在启蒙时代的高峰时期，甚至太阳和月亮也被当成了外星生命聚居的候选地。

从19世纪30年代开始，摩门教教徒相信上帝创造了并将创造诸多有人类生活的类地星球。[56]他们认为这些星球上的人都是上帝的子嗣。耶稣基督后期圣徒教会的创立者约瑟·斯密说，上帝通过神启向摩西传达这个信息，摩西所写的《创世纪》针对的只是“我们的”地球。[57]并没有官方的教义揭示这些宜居行星的位置或共性。[58]

19世纪末期，随着一些人通过望远镜对“火星运河”的观测，火星存在海洋、陆地，甚至生命的猜想开始流行起来。不过这很快被证实只不过是光学假象。尽管如此，美国天文学家帕西瓦尔·罗威尔在1895年和1906年分别发表了《火星》和《火星和它的运河》，他认为这些运河是一个早已消失的文明的遗迹[59]。这个观点引发了英国作家赫伯特·乔治·威尔斯在1897年写了《星际战争》，讲述了一个火星人由于自己星球过于干燥而逃离那里並入侵地球的故事。1894年，在经过对火星大气仔细的光谱分析之后，美国天文学家威廉·华莱士·坎贝尔揭示了火星大气层既没有水也没有氧气[60]。到了1909年，通过更先进的望远镜以及对火星在近地点冲时的观测，最终终结了运河理论。

1870年，法国科幻小说家凡尔纳借其小说《环绕月球》中人物之口，认为月球缺乏大气和海洋、植被有限、冷热突变及昼夜过长，不适合“月球人”居住。

阿雷西博信息是一个发往M13的数字信号，被广泛认为是尝试与外星人联系的象征。

1938年，哥伦比亚广播公司播出了改编自威尔斯的世界大战的广播剧火星人入侵地球导致了许多人的愤怒，因为它让许多听众误认为地球正在遭受火星人的侵略[61][62]。在1947年发生的罗斯威尔飞碟坠毁事件之后，伴随着一股UFO报告的浪潮，关于外星人存在的阴谋论在20世纪40年代至50年代的太空时代开始的美国广为传播。1947年肯尼思·阿诺德UFO目击事件中“飞碟”的名称在世界各地广泛流传后，蓝皮书计划的首任负责人爱德华·鲁佩尔特上尉创造并使用了UFO这个名称，以替代具有误导性的“飞碟”一词[63]。1982年公开的Majestic 12文件披露，美国政府在1940年代对UFO阴谋论的确存在兴趣。[64]

1970年代开始，UFO已经与超自然现象、新纪元运动、地球秘密、反常现象等联系在一起成为边缘信仰的一部分。许多UFO宗教在50年代至70年代对UFO的信仰激增期间发展起来，有一些诸如科学教（1952年创立）、雷尔运动（1974年创立）当前依旧活跃。认为"外星人（古代太空人）曾经在遥远的过去访问地球，并留下古代文明的痕迹"的“史前接触”的概念，在20世纪的科幻文学中开始出现，如20世纪早期的小说克苏鲁的呼唤（1926）。在艾利希·冯·丹尼肯的诸神的战车（1968）里，这个概念开始成为飞碟学亚文化中一个值得注意的领域。在1960至1970年代的美国，外星人绑架的事件变得广为人知。

在科学领域，1960年代彻底排除了月球上存在外星生命的可能性。1970年代之后，自从探测器拜访了太阳系中潜在存在生命的地方，太阳系的绝大多数其他星体上不存在高度发达生命的事实已经很清楚了，但原始生命是否存在仍然是个疑问。1980年，卡尔·萨根、布鲁斯·穆雷、路易斯·弗里德曼组建了行星学会[65]，其在1980年代部分担当了SETI宣传媒介的作用，1990年代开始一直持续、系统地搜集地外生命发出的无线电信号。

20世纪90年代早期，NASA参与了SETI研究，并进行了一些目标搜寻和巡天计划。之后，内华达州的理查德·布莱恩参议员削减了该项目的经费，自那以后再也没有类似的搜寻计划出现。[66]

SETI计划数十年来都没有探测到智慧生命发出的无线电信号，它的失败至少部分地使太空时代弥漫的乐观情绪蒙上一层阴影。尽管如此，对外星生命的信仰依旧在伪科学、阴谋论和流行民间传说里流传。不过，SETI并不是一个持续的、专门的计划，而是尽可能利用它所能利用的人力和资源进行探索。此外，SETI计划只在任意的时间搜索一个有限的频率。[67]

用美国天文学家弗兰克·德雷克的话：“我们肯定的是，天空中并没有布满大功率的微波发射器”[68]。德雷克指出，先进技术文明完全可以通过比微波更加便捷传输方式来进行交流。同时，空间探测器和探测方法上的巨大进步，使得科学可以开始描绘其他世界的宜居准则，虽然外星人是否存在仍是个疑问，但至少得以确认其他行星的数量巨大。

1989年，澳大利亚籍法国人米歇·戴斯马克特出版了一个本题为《海奥华预言》的书[69]。这本书讲述了作者被外星人邀请到其星球做客的经历。此书带有一定种族歧视的暗示[70][71]

2000年，地质和古生物学家彼得·沃德和天体生物学家唐纳德·布朗利出版了一本题为《地球殊异：为何复杂生命在宇宙中并不普遍？》的书[72]。这本书讨论了地球殊异假说。他们认为类地球生物在宇宙中是罕见的，而细菌类的生命是普遍的；其他行星上生命进化并不一定与类地球生物一致（如DNA和碳）。

在主流科学界，对地外初等生命存在的可能性的争议则小许多。虽然当前没有直接证据表明这类生命的存在，但科学家已经给出初等火星生命存在的间接证据，然后这些证据到底能够得出何种结论依然在讨论之中。

对于外星人是否存在，天主教会还没有做出过正式的裁决，但天文学家、梵蒂冈天文台主任José Gabriel Funes神父于2008年5月在接受圣座半官方报纸《罗马观察报》采访[73][74]时说，上帝创造的智慧生命可能存在于外太空[75][76]。

电镜拍摄的火星陨石ALH84001，一些科学家认为照片中显示的可能是化石化的细菌形式的生命体。

2011年，天体生物学家理查德·胡佛在阿拉巴马州的马歇尔太空飞行中心声称其在CI1陨石上发现了类似蓝藻门光合细菌的丝状和其他结构，这可能就是外星生命的微化石[77][78]。但是，NASA正式表示与该声明保持距离[79]。2012年，爱尔兰天文学家Eamonn Ansbro宣称他的研究揭开了外星生命活动的证据[80]。

2015年7月20日，英國物理學家史蒂芬·霍金和俄羅斯物理學家富翁尤里·米爾納以及SETI研究所宣布了名為“突破性倡議”的資金雄厚的计划，以擴大尋找外星生命的努力。該小組與美國西弗吉尼亞州的100米綠堤望遠鏡和澳大利亞新南威爾士州的64米帕克斯望遠鏡簽訂了服務合同。

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