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组成生命的DNA、RNA、氨基酸、蛋白质复杂多样。人类的1号染色体不能算陆地生物中最大的染色体，但这条染色体包含100亿个原子。用更多、更简单的分子组成生命固然有可能，但是生命的复杂程度决定了组成生命的分子肯定也比较复杂。硅可以形成和碳类似的结构，比如硅烷和甲烷的结构类似，但是硅基分子更容易和水发生反应，所以形成有机生物很难，石头生物也不太可能出现。
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我们确实在太空、彗星和其他一些星体中发现了地球上生物的基本组成物质，比如氨基酸，但我们没有在这些地方发现硅基物质。虽然自然界中有一些硅基分子，但无论是数量还是多样性都远比不上碳基分子。虽然地球上硅元素的绝对含量相当于碳元素的1 000倍，但碳元素却是生物的主要组成元素。（事实上，绝大多数碳元素都出现在生物中，而硅元素的分布则更加广泛，如果可行，它本应该用途更广。）
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不管外星的生命形式是不是基于碳元素，绝大多数科幻作品都把外星人描绘成我们的敌人。的确，高智商的外星人没必要穿越星际来到地球向我们宣战，但早年间，威尔斯笔下冷酷的火星人是一群穷兵黩武的怪物。从进化论的角度看，自然选择是一切的动力。在优胜劣汰的规则下，科技领先的外星人来到地球的原因绝不是表示友好、进行文化交流，而是掠夺资源。
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在纸浆时代（19世纪90年代到20世纪50年代）的科幻作品中，外星人还要淫掠“我们的女人”，这也从一个侧面反映出当时的两性态度。事实上，那时候科幻作品中的外星人更像曾经的维京入侵者，烧杀抢掠、无恶不作，只是穿着的衣服不同。物理学家斯蒂芬·霍金曾经警告世人，外星掠夺者会把人类置于危险的境地，这算是科幻作品和科学界的共识。
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2010年，霍金在探索频道的一部纪录片里表示，外星人会有意利用我们的资源。霍金说：“如果外星人来到地球，结果就会像哥伦布来到美洲大陆一样，美洲原住民并不会因此受益。”正如一些科幻作品描述的那样，我们已经向太空发出信号，希望能和外星人互动。但是霍金建议，我们应该尽力隐藏自己的存在，减小交流的可能性。霍金说：“我们看看自己就会明白，我们是不愿意和其他高智商的生命体相遇的。”
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从某种程度上说，他的警告来得有点儿晚了。4个表明人类存在的飞船已经飞出了太阳系。先驱者10号和先驱者11号携带着标明我们在银河系中所处位置的镀金铝板已飞离地球，上面还有男人和女人的裸体像，还有用脉冲星定位地球的方法。旅行者1号和旅行者2号则携带了镀金铝板（其中一面画着如何播放唱片）、通过14个极易观察的脉冲星定位太阳的方法，以及包含视频和音频的黑胶唱片。（旅行者1号和旅行者2号的镀金铝板上没有广为诟病的男女裸体像。）
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在浩瀚的星系中，飞船被外星人捕捉到的概率比大海中的漂流瓶被人捡到的概率要小得多。比起捕捉飞船，外星人更有可能检测到我们发射到宇宙中的光。在过去的100年里，我们发射出各种无线电信号：一开始发射的无线电信号比较微弱，但现在已经发射出了大量比较强的无线电信号。有些信号已经进入太空，围绕地球向外传播，理论上离地球最远的无线电信号已经超过100光年。因此，外星人对地球的理解可能是基于20世纪50年代的美国情景喜剧《我爱露西》（I Love Lucy），这一幕实在有点儿诡异。
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从理论上说，无线电信号的衰减速度和距离的平方成正比，所以即便是我们现在发出的无线电信号，也很难在很远的距离外被检测到。外星人还有两种可能发现地球的方法。其一是比较地球白天和夜晚的亮度差，但是背对着太阳的那个半球会大量用电，因此白天和夜晚的亮度差其实没有那么大。其二是对投射到大气的光进行光谱分析，进而分析化学物质的组成，再进一步推测出地球上存在文明。
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我们当然没法像霍金建议的那样一直躲藏，但我们只是银河系里一颗不起眼的小行星，即便有外星人正在努力找寻我们栖居的星球，它们也必须有点儿运气才能发现我们。这又涉及飞碟和外星访客的一系列问题。科幻作品和现实再一次交汇，因为许多关于外星人和外星飞船的报道和科幻作品中的描述如出一辙。在灰色、大眼睛、大脑袋的外星人成为科幻作品的主角之前，外星人经常被描绘成“小绿人”。当时关于外星人的报道也如此，所有目击飞碟的报道似乎都是基于对科幻作品描绘的景象的误解和想象。
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因为浩瀚宇宙中星体的数量实在太多了，所以人类不太可能是唯一的智能生物。宇宙中有数百亿个星系，每个星系里又有数百亿个星体。所以在我们所理解的宇宙中，应该有其他存在生命的星体，有些文明可能比我们还更发达。
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1961年，美国国家射电天文台的天文学家法兰克·德雷克设计出一个公式，用于推测可能和我们通信的文明的数量。这个公式考虑了一系列参数，并为这些参数给出了估算值。其中包括比较容易估算的“恒星带有行星的可能性”（虽然这个数值在不同时期也有比较大的变动）；也有完全瞎猜的参数，例如“行星上演化出高智能生物的可能性”和“高智能生物能够进行通信的可能性”。
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这个公式饱受争议，一系列不可靠的参数说明不了什么问题，就像一些公关公司说一年中哪天是最不幸的，或者怎么做出一个完美的三明治。但是也有观点认为该公式考虑的参数确实有一定的意义，而我个人更倾向于第一种观点。这个公式的计算结果是20—50 000 000，更准确的区间可能是0—1 000 000 000。这相当于说“我们也不知道”。
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有3种理论可以解释为什么我们和外星人直到现在也没有联系：外星人不存在，外星人还没有找到我们，或者它们已经找到我们了，但没让我们发现。每种理论都有可能。可以支持生命体的地球环境确实非常特殊，有可能仅有少数星体有维持细菌生存的能力，除此以外别无其他，但也许这样的星体只在我们的星系中存在。（因为太空非常浩瀚，其他星系中也有可能充斥着各种生命体，但它们尚没有和银河系建立联系。）科学家不太相信地球是唯一支持生命的特殊星体，因为并没有什么特别的证据表明，地球具有这样的特殊性。当然，如果地球是唯一有生命的星体，那么我们必然会问“为什么是我们”。这就是所谓的“人择原理”。虽然“地球是特殊星体”并没有什么科学依据，但即便人择原理成立，也很难让我们相信地球是唯一支持高等生命的星体。
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不用说整个宇宙，即便是银河系的大小也足以说明第二种理论是有可能成立的。可能星系中有许多智能生物，但因为光速不能被超越，这些生物又有那么浩瀚的空间需要探索，所以它们还没有发现我们，或者在地球有智能生物的时间段中它们都不会发现我们。毕竟，人类没有到达所有海域，而和太空相比，海洋真的太小了。可能太空中的绝大多数地方永远也不会被任何生命形式踏足。这个问题在一种情况下有可能被解决，就是有一些外星人可以建造能自我复制的飞船，这样一来，飞船的探索能力就会大大增强。
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类似的星际探索无人机，就像第5章中讨论过的纳米机器人一样，可以用太空中的原材料实现自我复制。宇宙飞船可以多次自我复制，复制出来的新飞船再去探索更多星体，虽然飞船的飞行速度小于光速，但是飞船的自我复制能力让它们可以探索许多星系。而且这些无人飞船无须折返，只把信息传过去就行了，这可以减少不必要的空间旅行时间。
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类似这样的飞船可能在几千年前就开始探索宇宙了，某个飞船可能已经来过地球了；但在那时候，人类还没有能力记录这次相遇。这样的飞船被称作冯·诺伊曼探测器，以提出这个想法的数学家约翰·冯·诺伊曼的名字命名。但是，能自我复制的飞船也有技术上的问题，从理论上说这些飞船应该是越简单越好，但是它们毕竟要进行空间旅行，需要有能力精炼矿石，制造精密的机械和电子设备，这一切都很复杂。我们甚至无法制造一个有能力用原材料实现自我复制的机器，更别提让这个机器摆脱地球引力在不同的星体间巡航了。这个理论也许永远都不可能实现。
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最后一个理论是，也许外星人知道我们在地球上，但外星人不想让我们知道它们的存在。外星人可能掌握了隐形技术，在我们身边活动，我们却看不见它们；外星人也许有《星际迷航》中的无干扰巡航的能力（但即便如此，柯克舰长还是有能力发现这些飞船的）；或者外星人觉得我们不够友善和智能，所以它们不愿意和我们交流。就算第二种或者第三种可能存在，我们依然有机会遇见外星人。但结果很有可能像B级片描绘的或者霍金预测的那样，外星人不太友善，想把我们赶尽杀绝。当然，外星人也可能非常友善。不管怎样，现在都没有足够的证据证明任何与外星人相关的事情，所以我也不愿意多想外星人入侵地球的可能后果。
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我们虽然没有证据证明外星人会像科幻作品中描述的那样从天而降探访地球，但外星人至少会给我们一些信号吧？科幻作品中确实有不少外星信号的故事。最早的相关记录来自伟大的工程师特斯拉，他一度怀疑自己发现的电磁信号是外星人发来的，虽然那些电磁信号更有可能是简单的自然现象，比如其他星体的电磁活动产生的电磁辐射。有两部科幻作品中的外星人的信号异常引人注目——一个亲切温暖，另一个则暗藏杀机。
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第一部作品的作者当时是一位科学家。科学家偶尔也创作科幻作品（他们拥有扎实的科学背景以及说得过去的故事梗概），而英国天文学家弗雷德·霍伊尔创作出了不仅结构严谨而且引人入胜的故事。霍伊尔在他所在的领域算是个特立独行的人，他和几个同僚一起提出“稳态理论”，一度比大爆炸理论更受青睐，直到越来越多的天文学与物理学证据支持大爆炸理论。（霍伊尔非常顽固，指出如果稳态理论有类似大爆炸理论的观察佐证，那么证明它依然是有可能的。）霍伊尔也是最早提出泛种论假说的人之一，他认为地球上的生命源于外太空。然而，霍伊尔对近代天体物理学最重要的贡献还是他对星体和超新星元素起源的研究。
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霍伊尔的大多数作品都晦涩难懂，但《仙女座》（A for Andromeda）是一个特例，可能是因为这部作品一开始是作为电视剧剧本创作的。这本书通俗易懂，讲的是人类严格遵循一条星际消息的指示所展开的冒险故事。在书中（电视剧里），新的射电望远镜接收到来自仙女座的信号。该复杂信号其实是计算机程序，指示人类制造出一台前所未有的计算机。这台计算机会养出怪物般的生物。一个女科学家试图阻止，但是被杀死了。在杀死女科学家的过程中，计算机似乎分析了女科学家的结构，并克隆出一个一模一样的女科学家，这就是外星人入侵的开始。
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这个故事的巧妙情节之一是，把入侵的外星人塑造成一位漂亮的人类女性；除此以外，另一个精彩的构思是，这个故事巧妙地回避了星际穿越（准确地说是星系穿越）的时间问题。仙女座星系距地球250万光年，光需要250万年才能到达地球，编写计算机程序的外星人种族很可能在信号到达地球以前早就灭绝了。但是通过传递信息和制造物理实体，这些外星人完成了星系穿越，并在地球上实现了种族延续。不幸的是，对于地球人来说，这些外星人来到地球并不是为了示好。
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实现超长距离的星际穿越也是第二部科幻作品中收到外星人信号的前提，虽然这次的外星人总体来说更加友善。《超时空接触》（Contact）最开始是科学传播者卡尔·萨根于1997年发表的小说，后来被改编为电影，由朱迪·福斯特主演。由于电影中的科学内容和对科学家的刻画，这部电影常常被视为最佳的科幻电影。外星人发来信号并不是为了入侵地球，而是为了帮助女主人公完成星际旅行。
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主角埃利·爱罗维博士在波多黎各用阿雷西博射电望远镜搜寻地外文明。（有趣的是，在现实生活中，我们已经利用阿雷西博——世界上最大的单口径电波望远镜——向外发射了很多信号，希望和宇宙中的其他生物进行交流。）爱罗维接收到来自织女星的信号，织女星是我们能观察到的第五亮的星体，距离地球大约25光年。信号内容是阿道夫·希特勒在1936年柏林奥运会上的讲话，该信号被传递到织女星，又原样被传回，表示外星人了解到人类的位置和存在。
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和霍伊尔的故事类似，人类后来获得了一项不可思议的技术，使主人公爱罗维到达织女星（萨根在这个作品中使用了“虫洞”的概念）。主人公的空间旅行非常短，尽管从地球观测者的角度看，那个仪器并没有把她送到任何地方，而是令她掉入一个安全网。作为观影者，我们也不知道影片中的空间旅行到底是真实发生的，还是仅存在于主人公爱罗维的想象中。
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事实上，我们从来没接收到任何外星人发来的高科技指令，也没去过织女星，更没有穿越过虫洞。但是迄今为止，我们确实收到了一些来自太空的有趣信号，收到信号的过程可以称得上是现实版的“《仙女座》时刻”。
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