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位于加利福尼亚州北部的艾伦望远镜阵列致力于天文观测和同时搜索外星智能（SETI）。（图片来源：uux.cn赛斯·肖斯塔克/SETI研究所）

（神秘的地球uux.cn）据美国太空网（Keith Cooper）：根据一项新的研究，宇宙要么挤满了生命，要么几乎没有任何生命，该研究使用概率逻辑重新修正了德雷克方程。

在寻找外星智能（SETI）的过程中，一个常见的公理是，如果我们确实发现了技术先进的外星人，那么可能会有很多外星生命的例子，而不仅仅是两个案例（我们和新发现）。

在一篇新论文中，纽约哥伦比亚大学的天文学家David Kipping和悉尼大学的Geraint Lewis根据生物学家和数学家J.B.S.Haldane于1932年首次提出的概率分布描述了这种逻辑是如何工作的。让我们想象一堆类地系外行星，它们都有相似的特征。考虑到它们之间的细微差异，我们希望生命要么在所有这些人身上出现，要么在所有人身上都没有出现；例如，这些几乎相同的行星中有一半会支持生命，另一半则不会，这并没有明显的原因。

霍尔丹先验的U形概率分布。最有可能的情况是，要么是一个几乎没有其他生命的宇宙，要么是到处都是ETI的拥挤宇宙。（图片来源：uux.cn大卫·基平/杰兰特·刘易斯）

然后，我们可以在U形图中显示各种结果，y轴为概率，x轴为有生命行星的比例。U形的两个叉对应于没有或只有很少的有生命的行星，以及许多有生命的星球。U形的山谷代表了一半有生命的行星，这对应于低可能性。

现在，基平和刘易斯将霍尔丹的逻辑归因于著名的德雷克方程。1961年，天文学家Frank Drake在格林班克天文台首次SETI会议之前开发了Drake方程，作为为研讨会提供议程的一种手段，Drake方程随后有了自己的生命，被用来估计银河系中技术生命形式的数量。

德雷克方程写为N=R*x fp x ne x fl x fi x fc x L，其中N是文明的数量，R*是恒星形成率，fp是有行星的恒星的比例，ne是潜在可居住的行星的数量，fl是进化生命的潜在可居住行星的比例，fi是发展“智能”生命的比例，fc是具有交流生命的比例。L是文明的平均寿命。

天文学家非常清楚恒星的形成率（在我们的星系中每年不到10个太阳质量）和拥有行星的恒星比例（几乎每颗恒星都有行星）。潜在可居住行星的数量还不太为人所知，但天文学家每天都在用詹姆斯·韦伯太空望远镜探测系外行星大气层并描述这些行星的特征，从而了解更多关于它们的信息。其他四项的值仍然是一个完全的谜，这使得任何使用德雷克方程的尝试都不太令人满意，因为其中大部分都是猜测。

然而，Kipping和Lewis指出，德雷克方程中的前六项描述了他们所谓的外星技术实例（ETI）的“诞生”。这就是他们指代技术外星生命的方式，巧妙地避开了“文明”、“物种”和“智力”等术语，这些术语不仅被证明有问题（例如，我们如何定义智力？），而且在描述外星生命时也可能不准确。与此同时，最后一个术语L与ETI的“死亡”或消失有关。

通过这种方式拆分德雷克方程的项，Kipping和Lewis简化了公式：星系中ETI的时间平均数等于ETI的出生率乘以它们的死亡率。

Kipping告诉Space.com：“我们方法的美妙之处在于它是完全通用的。”这意味着没有必要担心我们不知道的德雷克方程的项。

Kipping补充道：“我们没有假设任何特定的机制或出生方式。”。“出生可能是通过自发出现、泛种论播种、帝国建设或其他任何你想要的方式发生的——只是有一个出生率。”

Kipping和Lewis假设了他们所谓的稳态德雷克方程，在这个方程中，一旦经过足够的时间，出生率和死亡率就会达到一个大致相等的平衡水平。然后，这两位天文学家通过一种称为占据分数F的特征将这一点与霍尔丹的先验（“先验”是一种概率分布的名称，如U形曲线）联系起来。在本文前面提到的系外行星例子中，F的高值——接近1——对应于每颗有生命的行星，而F的低值——接近或等于0——对应于没有生命的行星。

SETI科学家面临的问题是，根据迄今为止的观测，F可能不接近1；否则，我们现在应该已经注意到，我们并不孤单，假设智能外星人擅长在银河系中传播，建造戴森群等巨型结构，并发出无线电信号。这意味着，如果我们在宇宙中并不孤单，那么占据分数必须接近0.5，将其置于U形曲线中不太可能的山谷中。基于这种U形，我们很可能相对孤独——宇宙中其他地方的技术生命很少见。

Lewis告诉Space.com：“这些都是生命变得明显的例子，首先是通过它们产生的信号，然后是通过它们的殖民化，在那里它们可以通过巨型结构被看到。如果这样的外星生命出现在银河系的生命中，那么它们可能会在1000万到1亿年内殖民整个银河系，即使在它们坠落后，它们的碎片也会存在很长一段时间。我们看不到任何东西的事实意味着，如果它们确实存在，它们早就消失了，它们的特征也消失了，我们回到了最初的假设——外星生命在时间和空间上似乎很罕见。”

然而，Kipping和Lewis并不主张放弃SETI。如果我们暂时忽略证据的缺乏，稳态德雷克方程预测，拥挤的宇宙与我们孤独的宇宙同样可能存在。对于拥挤的宇宙，占据分数必须接近1，也许在某些情况下这仍然是可能的。也许ETI停留在自己的区域，而我们的太阳系恰好位于一个还没有人进入的区域。这意味着外星人离我们很远，我们在附近恒星周围寻找他们的策略是错误的。这些有人居住的区域可能在其他星系中被更清楚地探测到。Kipping说：“我当然会支持河外SETI。”。

或者，星际旅行和巨型建筑太难了，或者，对于一个生活在更节俭、更少殖民地的ETI来说，它们甚至都不是他们想要的。至于缺乏无线电或光学信号检测，SETI到目前为止几乎没有资源进行特别全面的搜索，我们很容易错过信号。

也有可能存在大量复杂的生命，但技术生命的发展很少见。

ETI的出生率和死亡率也有可能尚未达到稳定状态，这意味着新的ETI仍有时间到达现场并增加占领率。然而，考虑到宇宙的年龄和ETI的有限寿命，这似乎不太可能。

该研究目前已作为预印本提供，并已提交给《国际天体生物学杂志》进行同行评审发表。

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