科学家如何寻找地外生命，生命发展出一级文明需要什么条件？

因为现在只有地球上有生命存在，因此人们设想的地外生命也需要与地球差不多的环境，寻找地外生命就设定了和地球差不多的条件要求。

迄今还没有找到与地球环境完全一样的星球

现在科学界寻找地外生命设置的最主要条件，就是找到宜居星球。所谓宜居就是适合人类等地球生物生存居住的星球。按照地球生命孕育和生存的条件，生命只能出现在行星上，而且这个行星需具有适宜的温度、液态水、有机物、理想大气等等。

人类的无人探测器已经光顾过太阳系所有行星和部分矮行星、卫星，没有发现生命存在的迹象。由此，寻找地外生命的视角转向了系外（太阳系外，后同）。

通过各种各样的望远镜观察，科学界已经发现系外行星四千多颗，在这众多的行星中，宜居星球不多，只发现了几十个。什么地球大表哥、地球2.0、地球堂兄堂弟等等就是指这类行星，就是还没有找到地球的“亲兄弟”，更没有找到“孪生兄弟姊妹”。

地球类的宜居星球，就是根据恒星的温度和光照，距离在一个适当范围，让这颗行星能够维持适当的温度，这个适当温度就是能让液态水存在。这样至少白天气温要求在摄氏度0℃以上，这是第一要素。

其次，还要求能够有大气存在，因为大气至少有三个重要作用，如通过紫外线和雷电等激活合成有机物；并且大气能够阻挡恒星和宇宙射线，保护生命不受陨石和射线伤害；大气还能扩散和保存地面的热量，调节星球的气温。

再次，这个星球上的元素结构合理，能够通过元素合成有机物，主要是碳、氢、氧、氮等元素，因为在地球上，正是有了这些，才能够孕育生命的萌芽。

人类现在还看不清系外行星的样子

目前人类的观测手段和能力很有限，望远镜还无法真正看清系外行星，观测一颗恒星有没有行星相伴，研究这颗行星的大小和质量，距离恒星有多远，主要还是依靠凌星法和引力摄动法。

所谓凌星法就是用望远镜观测远方的恒星时，如果有行星正好运行到人眼视线与恒星之间的中间，就会阻挡住恒星一部分光线，这样恒星的光度就会发生微小变化，根据恒星光度变化的大小和周期，就大致估算出这是不是一颗行星，这颗行星大致的体积有多大。

引力摄动法就是根据万有引力定律，观测恒星和行星之间的运动变化，从而确定天体之间的关系和相关参数的方法。万有引力定律表达式为F=GMm/R^2。这里的F就是引力大小值，G为引力常数，M和m是相互引力作用的两个天体质量，R为它们之间质心的距离。

从引力定律表达式可以看出，引力是相互影响的，引力源双方导致的引力大小与双方质量乘积成正比，与双方距离平方成反比。这样，通过凌星法知道了这颗恒星有行星相伴后，再通过引力摄动法就可以得出这些行星的质量和距离了，两种方法相互印证，就能够得到更准确的数据。

去年，科学家们已经通过直接成像观测到了两颗系外行星，这是一个巨大的突破，可以对系外行星有更直观的了解。但直接成像的两颗星球都是特别巨大的气态行星，不可能存在生命。这两颗分别命名为TYC 8998-760-1b和TYC 8998-760-1c的行星，距离我们约300光年，一颗比木星质量大16倍，一颗比木星质量大6倍，即便这么大，看到的也还只是一个模糊的光点。

因此要弄清系外行星有没有生命存在，还任重道远。

地外生命和文明存在的条件颇有争议

科学界大多数科学家，都认同地外生命和文明可能存在，这里面当然有很多理由，但其中最简单的就是宇宙太大了，仅可观测宇宙就有万亿个以上的星系，每个星系都有百亿千亿甚至万亿颗恒星，这些恒星大多数都有行星相伴，因此只有地球一颗行星孤独存在生命和文明的可能性太小了。

但迄今为止，人类的确还没有发现任何地外生命和文明的证据，这是什么原因呢？最简单的解释就是地外生命和文明存在的条件十分苛刻，而且偶然性太大，因此宇宙中极为稀少。由此也产生了生命孕育和文明存在条件的争议。

许多人认为，生命孕育的条件和文明发展之路并非只有地球一个模式。宇宙这么大，环境条件千差万别，并非只有地球碳基生命才是生命唯一形式。何谓碳基生命？就是以碳元素为有机物基础的生物，我们地球上所有的生物都是以碳和水为基础的碳基生物。

宇宙中是不是存在着非碳基生物呢？比如烷基生物，就不需要水和适宜的温度而存在。人们对土卫六（泰坦星）充满了兴趣，就是认为那里是太阳系最有可能存在生命的星球之一。土卫六表面温度只有-179℃，是不可能存在液态水的，但其表面有液态湖海存在，还会下暴雨，这些暴雨和湖海中的“水”是不是我们常见的氢氧化合物，而是液烷或乙烷等烷基化合物。

科学家们认为那里可能存在一种以甲烷为食物的生物，它们在羟湖（甲烷或乙烷湖）深处，能够耐受-179℃的寒冷。土卫六有比地球还浓密的大气，表面大气压是地球的1.5倍，但主要是氮，大气中氮含量高达98.44%，几乎无氧，只有微量的甲烷、乙烷、丁烷、丙烷、二氧化碳等。因此如果土卫六生物来到地球环境，到处都是毒气毒水，只有死路一条。

因此，一些科学家认为，地球环境并非是宇宙中生命存在的唯一条件。

还有不少人认为，地外生命或文明或许连有机物也不是。有人提出，可能存在一种以硅或磷、硼等非碳为核心元素的“非碳基生命”，所谓硅基生命或硅基文明，就是以硅为骨架的生物分子所构成的生命，这种生命孕育出来的文明就是硅基文明。

硅在宇宙中的储量排在第八位，到处都是，沙子的主要成分就是二氧化硅，硅是地球地壳中丰度第二多的元素。美国的硅谷，就是采用硅为原材料制造高科技产品的世界最强最集中之地，或许这里正是地球硅基文明诞生的地方？未来以硅为主要构架的人工智能将替代人类成为文明的主宰？这是另一个话题，此文不深入探讨。

非碳基生命对孕育和生存环境的要求，就与地球生命完全不一样了。因此许多人认为，科学家们寻找系外宜居星球，企图找到地外生命和文明的方法是非常狭隘的，很可能是错误的。但问题是，迄今为止，人们并没有发现任何存在这些所谓非碳基生命和文明的证据，而地球生物却是实实在在存在的，以这个标准去套更具有实际意义。

如果没有任何条件限定，盲目地去寻找地外生命和文明，岂不更是瞎子摸象毫无逻辑和规律吗？当然，这并不排除以后有了新发现，科学家们当然就会与时俱进地改进寻找办法了。

生命发展出文明需要那些条件

科学界现在有个宇宙文明等级标准，叫卡尔达舍夫三级文明分类标准，其主要依据是文明用于星际通讯所消耗的能量，消耗的能量越大，文明程度就越高。这个标准过去我说过很多次，这次就不再赘述了。

根据人类现在所消耗的能量，有科学家估算，达到的宇宙文明程度还只有0.73级。人类若要发展到一级文明，还需要奋斗200年；发展到二级文明，还需要奋斗5000年。三级文明现在连想都无法想象，因此到底要多少亿年，没人能给出预测。

每一级文明的能力，用人类文明为例，简单地说，达到一级文明，就完全能够掌控地球，就不怕来自地球的任何灾难；发展到二级文明，就能够完全掌控太阳系，不惧怕来自太阳系的任何灾难；发展到三级文明就能够完全掌控银河系，不惧怕来自整个星系的任何灾难。

这里衡量最低的文明，也就是这个群体能不能算得上是文明体，就是看这个群体能不能进行星际间通讯，通俗地说就是能够使用无线电向太空发射电波和收取电波。这样看来，科技文明才能够算是宇宙文明，人类在发展出现代科学之前的农耕时代，与宇宙文明还不挨边。

地球上生物有亿万种，都属于生命，但发展出文明的只有人类。那么生命需要具备什么条件才能够发展出一级文明呢？我想下面几点是最基本的要求：

1、这个生命群体必须产生出智慧，前提是具有自我意识和群体间的交流方法，比如人类有了思想和语言，就能通过交流，形成群体智慧与合力。

2、能够制造和使用工具，通过工具来延长和加大自己对自然界的应对和干预能力。

3、具有好奇心和探索精神，能够不断洞悉和深化对大自然规律的探究。自然规律是不以地域和发现主体为转移的，而是可以放之宇宙而皆准的真理，是事物内在本质的联系。

今天就说到这里，欢迎讨论点评，感谢阅读。

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