[R*每年在銀河系新生的恒星數(shù)量]
外星文明要存在,首先必須有一顆恒星為其提供適宜的成長環(huán)境。恒星的“出生率”已經(jīng)大致為我們所知。經(jīng)修正調(diào)低后,如今天文學(xué)家估計每年新生成3顆~10顆恒星,這便是R*的數(shù)值范圍。當(dāng)然,現(xiàn)在就能夠與我們交流的文明肯定位于數(shù)百萬或數(shù)十億年前誕生的恒星周圍。這一公式假設(shè)恒星出生率基本保持穩(wěn)定——近幾十億年來的情況似也確乎如此。
3<R*<10
[fp恒星伴有行星的概率]
外星生命存在的第二個必要條件:必須有一顆圍繞恒星運行的行星供其居住。這點不用擔(dān)心,太陽系系外行星專家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了500多個行星系,而且每個月這份名單都有新成員加入!有些專家甚至相信,幾乎每顆恒星都至少有一顆行星相伴左右……但根據(jù)實際發(fā)現(xiàn)情況來看,不同估算將這一概率謹(jǐn)慎地限定于10%~50%之間。
0.1<fp<0.5
[ne一個恒量系中“宜居”星球的平均數(shù)量]
存在能夠供外星生命居住的星球嗎?這是第一個不確定因素。如要誕生生命,星球必須相對穩(wěn)定;擁有液態(tài)水,就我們所了解的生命形式來說,液態(tài)水必不可少;冷暖適中,即離恒星不遠(yuǎn)不近,以太陽系為例,“宜居區(qū)域”必須大致位于金星和火星之間(這兩個星球上現(xiàn)在都沒有水,而木星和土星的衛(wèi)星上很可能有地下海洋)。這么說來,約有十來個星球可能擁有,或者曾經(jīng)擁有過適宜居住的條件。所以,ne的數(shù)值在1~10之間。
1<ne<10
[f1在“宜居”星球上誕生生命的概率]
如果某個星球上的環(huán)境適宜生命誕生,生命就一定會出現(xiàn)嗎?在這一點上科學(xué)家們意見不一致。宇宙中不乏構(gòu)筑生命大廈的基本元件,可是僅僅這樣就能創(chuàng)造生命嗎?在地球上,生命產(chǎn)生的速度較快(最多花了數(shù)億年)。但如果考慮到在我們太陽系中曾經(jīng)有十來顆星球適宜居住,那么根據(jù)各種形式的生命在地球以外的星球誕生的概率,f1的數(shù)值介于10%~100%之間。
0.1<f1<1
[fi在該星球上,生命向高級智慧形式進化的概率]
進化必然會導(dǎo)向高智慧生命嗎?要是恐龍沒有滅絕,我們的“祖先”或許仍然是個子嬌小的哺乳動物,與我們眼中的老鼠無異……由此推測,生命或許相當(dāng)普遍,但擁有高級智慧的生命卻相對罕見。大腦會消耗大量能量,物競天擇的自然規(guī)律不一定有利于大腦發(fā)育。不過既然只在地球上發(fā)現(xiàn)了生命,而且該生命朝高智慧形式進化,我們就不得不暫時給fi這一項以100%的最高值。
fi=1
[fc可能向宇宙播放信號的物種或文明的比例]
那么這種智慧生命開發(fā)出一定技術(shù)、向宇宙通告自身存在的概率有多大?地球上,經(jīng)過45億年的發(fā)展,只有一種生物擁有這一能力,而掌握這種技術(shù)的時間至今連一個世紀(jì)都不到。海豚從未開發(fā)出任何高技術(shù)。所以,fc只在百分之幾而已,具體數(shù)值取決于我們將多少種地球生物定義為高智慧物種。姑且把這一數(shù)量定為10,則fc為10%。
fc=0.1
[L該文明能夠持續(xù)發(fā)送此類信號的年數(shù)]
那么這個外星文明究竟能在多少年內(nèi)持續(xù)發(fā)送宣告自己存在的信號呢?如果我們不想錯過它可能訂下的約會,那么這最后一個因子就至關(guān)重要。然而,地球上所有的文明都經(jīng)歷過高潮和衰敗。一個在技術(shù)上十分發(fā)達的文明有可能逃過自我毀滅這條不歸路嗎?“冷戰(zhàn)”就曾令我們領(lǐng)略過那種風(fēng)險,不過人類自身的例子仍使我們可以賦予L一個至少超過100的數(shù)值。
L>100
[答案N是我們可能與之接觸的可探知的外星文明的數(shù)量]
我們把不同因子所有可能的數(shù)值相乘,在最壞的情況下,N小于1。這個結(jié)果——必須調(diào)整到1,因為在銀河系至少存在一個文明,即地球文明,這意味著我們永遠(yuǎn)無法與其他外星生物取得聯(lián)系。但是在最樂觀的情況下,N超過500,這個結(jié)果讓人們懷抱希望,也許有朝一日夢想會成真。