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哪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，通俗的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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