银河系里，到底藏着多少个能说话的邻居？
昨天晚上，我陪儿子在阳台看星星，他突然问我：“爸，银河系里有多少个外星人？”我张嘴想说点什么，又咽了回去，因为我突然意识到，我脑子里蹦出来的那些数字,其实我自己都说不清是怎么来的。
这个问题，其实已经困扰了科学家快一个世纪了，我们明明连太阳系都还没走出去，怎么就敢估算整个银河系的文明数量？今天咱们就踏踏实实地聊聊这事儿，用普通人能听懂的方式,把那些藏在公式后面的故事掰开揉碎。
一个爱喝酒的天文学家，在厨房里想出的公式
故事得从1950年说起，那天中午，在美国新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯国家实验室，一群物理学家正往食堂走，聊天的内容从飞碟扯到了星际旅行，费米——没错，就是那个在原子弹项目里挑大梁的恩里科·费米——突然问了一句：“那他们都在哪儿呢？”
食堂里安静了几秒，然后大家哄堂大笑，但笑完之后，所有人都意识到这确实是个要命的问题，如果银河系里真有成千上万个先进文明，按理说早该有人来串门了，可事实是,我们连一张明信片都没收到过。
真正把这问题数学化的，是十年后的弗兰克·德雷克，1961年，他在西弗吉尼亚州的绿岸天文台筹备人类第一次严肃的搜寻地外文明会议，开会前一天晚上，德雷克在旅馆房间里，随手在一张便签纸上写下一串乘法因子，他当时大概只是想理清思路,没想到这串因子后来成了科学史上最著名的一个公式。
说出来可能让你吃惊，德雷克本人一直强调这玩意儿只是个思维工具，不是什么精确的理论，用他的原话说：“列出我们需要知道什么，才能回答这个问题。”可惜后来很多人都忘了这个前提,拿着德雷克方程当算命公式用。
公式本身不复杂：N = R* · fp · ne · fl · fi · fc · L，你把七个因子乘起来，就得到银河系里“现在能和我们聊天的文明”的数量，听着简单对吧？麻烦就出在，这七个因子里头,我们真正有把握的只有一个半。
把七个参数一个个摊开来看看
咱们从左往右一个一个说，每个参数背后的故事,比最终的答案有意思得多。
R*：银河系每年新生的恒星数量
这是七个参数里我们最靠谱的一个，根据欧洲航天局盖亚卫星的数据，银河系每年大概有5到3颗新恒星点亮，听起来不多？已经足够让天文学家们争论了好几年，有人说是1颗，有人咬定是5颗，这个差距看着小，乘以后面那些乱七八糟的因子之后,结果差出几百倍很正常。
fp：恒星拥有行星的比例
二十年前，这个数字纯靠猜，有人说20%，有人觉得80%，开普勒太空望远镜算是救了我们一命，它盯着一小块天区看了九年，发现差不多每颗恒星都有行星，是的，你没看错——近乎100%，这个曾经最没谱的参数，现在成了最确定的一个,科学就是这么任性。
ne：每个行星系统里适合生命的行星数量
“适合生命”，这个词儿其实特指液态水能稳定存在的轨道范围，我们太阳系里，地球肯定算，火星可能曾经算，木卫二冰层下面没准儿现在也算，目前比较稳妥的估计是每个系统2到1.5颗，听着不多，但你要知道银河系有两千亿颗恒星,乘起来就吓人了。
fl：适合生命的行星上，生命真会冒出来吗？
从这里开始，我们正式踏入纯瞎猜的领域，地球上生命出现得确实挺快——地球形成后不到十亿年，就有微生物了，但这能说明生命很容易诞生？还是说我们只是中了头彩？我们只有一个样本点，你没法拿自己当分母去算概率,这在统计学上根本不成立。
乐观派觉得生命几乎必然出现，fl等于1，悲观派——其实也有道理——认为地球可能是银河系唯一的例外，分歧在这儿已经不是几倍了,是零和一的区别。
fi：生命会进化出智能吗？
这个问题更扎心，地球生命史40亿年，智慧只出现了一次，恐龙横行了一亿多年，也没发明轮子，眼睛进化了四十多次，翅膀进化了四次，但能够用无线电聊天的脑子，只进化出来一次，这暗示着什么？也许智慧真的不是演化的必然方向，而是个极其偶然的副产品，演化生物学家恩斯特·迈尔生前一直坚持这个观点，他认为SETI（搜寻地外文明计划）从一开始就是浪费时间。
但反过来想，也许宇宙里到处是聪明的海豚、聪明的乌鸦——只是它们没长出手而已，没有操控物体的能力,再聪明也造不出望远镜。
fc：智慧生命会发展出可探测的技术吗？
就算有了智慧，有了操控能力，是不是一定会发明无线电、激光、星际飞船？地球上的人类也只不过在过去一百多年里才拥有发射电磁波的能力，在此之前十万年，智人在物理上和我们现在一样聪明，却完全是“隐身”的，这个参数，说实话,我们连猜的依据都不怎么牢靠。
L：技术文明能存活多久？
这是整个公式里最让人睡不着觉的一个因子，一颗恒星动辄活几十亿年，一个技术文明的寿命能有多长？我们自己进入无线电时代才一个多世纪，已经把自己的生存环境折腾得够呛了——核武器、气候变化、资源枯竭、流行病,随便哪个都有可能让上面的好几个因子直接归零。
如果技术文明平均只能维持几百年，那么同一时间银河系里可能一个邻居都没有，文明像黑夜里擦亮的火柴，一瞬间亮了，然后又灭了，彼此永远碰不到，可要是某个文明能撑上几百万年甚至更久，那他们应该早已遍布银河系了，而事实是——我们没有看到任何证据。
那些算出来的数字，从0到上百万都有
很多人往德雷克方程里塞过数字，下表整理了几组比较有代表性的估计,你可以感受一下差距能有多大：
| 估计来源 | 乐观派 | 保守派 | 悲观派 |
| 德雷克本人（1961年） | 约10个 | ||
| 卡尔·萨根 | 约100万个 | ||
| 桑德伯格等（2018年） | 约0.01个 | ||
| 韦斯特比&康塞利斯（2020年） | 约36个 |
桑德伯格那篇2018年的论文特别有意思，三位作者搞了个大规模蒙特卡洛模拟，把每个参数的不确定性老老实实放进去跑了几百万次，结论是：在绝大多数情况下，银河系里只有我们自己，他们的功劳不是算出了什么确定答案，而是用严格的统计方法证明了——在现有知识下,任何声称知道答案的人都是在吹牛。
2020年诺丁汉大学那篇得出36个文明的结果，前提假设特别强——他们假定智慧生命在宜居行星上出现的概率和地球上一样，时间是50亿年，如果把这个时间缩短或者拉长,数字马上翻天覆地。
为什么费米那句随口一问到现在还扎心？
讲了这么多数字，你可能会觉得沮丧——说了半天，还是不知道有几个，但我觉得，德雷克方程真正的力量从来不在于算出答案，而在于它迫使我们直面一件让人谦卑的事实：我们不知道自己不知道什么。
六十多年过去了，七个参数里我们只搞定了前面两个，关于生命起源，我们还是在蒙；关于智慧的本质，连生物学家和哲学家都还在吵架；关于文明的寿命，咱们自己的表现实在拿不出手,没法给别人当参照。
费米悖论之所以一直挥之不去，不是因为它证明外星人不存在，而是它像一面镜子，照出了我们对自己的无知，也许明天SETI就收到一条确凿的信号，整个方程瞬间从哲学题变成历史题,也许我们还得一个人在这座银河孤岛上再待上几万年。
前几天，我又带儿子去阳台，他还是问同样的问题，这次我没犹豫，直接说：“不知道，但这才是最好玩的部分——答案还没人知道，就等着什么人去找呢。”他好像对这个说法挺满意，最近的韦伯望远镜已经开始分析系外行星的大气层了，也许在他长大之前，我们真能从某颗行星的化学指纹里，找到生命的第一条线索，哪怕那只是个单细胞异星细菌的间接证据，德雷克方程里的第四个参数,就再也不用靠猜了。