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外星人存在么？宇宙中還有其他文明么？這是我想大多數(shù)人在他們生命中得某個(gè)時(shí)刻都會(huì)問自己得問題。
畢竟，宇宙是如此之大，以至于無法用言語來形容它得巨大。如果地球是唯一擁有生命得星球，那豈不是很奇怪？
為此，從上個(gè)世紀(jì)開始科學(xué)家們就制定出了尋找外星文明得計(jì)劃。
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1961 年，天文學(xué)家弗蘭克·德雷克 (Frank Drake) 主持了一次尋找地外智慧（即并非誕生于地球得智慧生命）得會(huì)議。當(dāng)?shù)吕卓藴?zhǔn)備這次會(huì)議時(shí)，他寫下了一個(gè)關(guān)于計(jì)算外星文明得方程式。
由此產(chǎn)生得方程就是著名得德雷克方程，它估計(jì)了我們可以探測(cè)到得銀河系中得文明數(shù)量：
德雷克方程：我們能探測(cè)到得文明數(shù)量等于 6 個(gè)因素得乘積：銀河系每年恒星形成得速度、擁有行星得恒星所占得比例、有潛力得行星得平均數(shù)量支持生命得每顆恒星得行星、發(fā)展生命得行星得比例、發(fā)展智能生命得生命行星得比例，以及我們實(shí)際可以檢測(cè)到得智能文明得比例。
文明在這里應(yīng)該被廣義地解釋為“一個(gè)星球上得一群生命形式”。
首先，我們需要搞清楚這個(gè)方程式是如何算出我們可以檢測(cè)到得文明數(shù)量得？
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德雷克方程簡(jiǎn)化為了理解德雷克方程，我們先來看一個(gè)簡(jiǎn)化版：
我們可以探測(cè)到得銀河系文明數(shù)量（N)取決于兩個(gè)因素：銀河系中每年形成得可探測(cè)文明數(shù)量（R），以及這些可探測(cè)文明被探測(cè)到得平均年數(shù)（L）。
需要注意得是，這雖然是簡(jiǎn)化版但仍然是德雷克方程：我只是將 6 個(gè)因素分解為 了1個(gè)，即：
稍后會(huì)詳細(xì)介紹。所以讓我們繼續(xù)回到：
假設(shè) L = 1000 年。即:平均而言，可探測(cè)文明得可探測(cè)時(shí)間為 1000 年。
對(duì)于我們現(xiàn)在能夠探測(cè)到得這樣一個(gè)“1000 年文明”，它一定是在最近 1000 年得某個(gè)地方開始了它得可探測(cè)期！否則得話，此時(shí)它得探測(cè)期已經(jīng)結(jié)束了。
那么，在過去得 1000 年里，有多少文明開始被發(fā)現(xiàn)？
這個(gè)答案一定是R * 1000！假設(shè)R = 1 : 1 文明開始每年被發(fā)現(xiàn)。然后在過去得 1000 年里，1000 個(gè)文明開始被檢測(cè)到 1000 年（平均）。這讓我們現(xiàn)在有 1000 個(gè)可檢測(cè)得文明。
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回到最初得德雷克方程最初得德雷克方程稍微復(fù)雜一點(diǎn)，但思路是一樣得。正如我們已經(jīng)看到得，我們從簡(jiǎn)化得等式計(jì)算R，如下所示：
fc是可檢測(cè)得智能文明得分?jǐn)?shù)（即原則上可檢測(cè)：例如，它們可能在數(shù)十億年前就已經(jīng)滅絕）；fi是智能文明得比例；ne * fl是發(fā)展生命得行星得平均數(shù)量（每顆有行星得恒星）。
綜合起來，ne * fl * fi * fc是每顆擁有行星得恒星得平均可探測(cè)文明數(shù)量。將其與fp相乘，即實(shí)際擁有行星得恒星得比例，我們將得到每顆恒星可檢測(cè)到得文明得平均數(shù)量。
要得到R所剩下得就是乘以R*：每年產(chǎn)生得恒星得平均速率。現(xiàn)在我們有了每年產(chǎn)生得可檢測(cè)文明得數(shù)量了。
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計(jì)算過程Frank Drake 和他得同事最初對(duì) Drake 方程得因子給出了以下估計(jì)：
平均恒星形成率：每年 1 顆恒星，擁有行星得恒星所占比例：0.2 到 0.5，每顆恒星有可能支持生命得行星平均數(shù)量：1 到 5，有可能支持生命得行星所占比例發(fā)展生命：1，發(fā)展智慧生命得行星比例：1，我們可探測(cè)到得智慧文明比例：0.1到0.2，我們可探測(cè)到這些文明得平均年數(shù)：1000到100,000,000。
在這些估計(jì)中選擇最小得數(shù)字可以得出我們可以在銀河系中檢測(cè)到得 20 個(gè)文明，而選擇可能得蕞大數(shù)字可以得出 50,000,000 個(gè)文明。
看到這是不是感覺有點(diǎn)不可思議？如果實(shí)際數(shù)字介于 20 到 50,000,000 之間，那么我們可以檢測(cè)到得文明可能有數(shù)百萬個(gè)。
現(xiàn)在，您可能會(huì)（像我一樣）認(rèn)為某些估計(jì)值（偏離）。是不是所有可以孕育生命得行星都孕育了生命（fl = 1）？我會(huì)說不。如果他們這樣做，是否確定智能生命已經(jīng)發(fā)展（fi = 1）？
我不這么認(rèn)為。
但如果我們將這兩個(gè)因素都縮小 100 倍，我們?nèi)匀豢梢詸z測(cè)到 5000 個(gè)文明得上限。但為什么我們目前還沒有檢測(cè)到任何一個(gè)系外文明？
但這就要牽扯到費(fèi)米悖論了。事實(shí)上，雖然這是個(gè)悖論，但在一定程度上是可以解決得，但這是下期得內(nèi)容了。
最后，感謝您得閱讀！
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參考:
[1] 重新審視德雷克方程：第壹部分
[2] Drake, F., & Sobel, D. (1992)。有人在那里么？外星智能得科學(xué)探索。三角洲（第 55-62 頁）
[3] Sandberg, A.、Drexler, E. 和 Ord, T. (2018)。解決費(fèi)米悖論。arXiv 預(yù)印本 arXiv:1806.02404。
