世界末日前，我们到底能不能找到外星好邻居？

火星人

众星云集的外星研讨会

德雷克对于地球以外必定有其他生命的信心，来自推动奥兹玛计画后不久的一场私人会面。
1961年，美国国家科学院（National Academy of Sciences）的皮尔曼（JPT Pearman）找上德雷克，要他帮忙召集一场绿岸天文台举办的小型非正式SETI （Search for extraterrestrial intelligence，搜寻地外文明计划）研讨会。皮尔曼解释，这场会议的核心目的是把「SETI是否能成功侦测到其他星球文明」这件事情给量化出来。后来，绿岸研讨会在1961年十一月一至三日举行。
德雷克帮忙召集一场绿岸天文台举办的小型非正式SETI研讨会，这场会议的核心目的是把「SETI是否能成功侦测到其他星球文明」这件事情给量化出来。
与会的邀请名单不长，但是星光云集。除了德雷克和皮尔曼之外，还有三位诺贝尔奖得主出席。化学家哈罗德．尤里（Harold Urey）和生物学家乔舒亚．莱德伯格（Joshua Lederberg）都在各自领域得过诺贝尔奖。尤里是因为发现氢的较重同位素「氘」（deuterium）而获奖；莱德伯格则是因为发现细菌能进行交配，并交换遗传物质而获奖。
对于当时仍处在初期的天体生物学（astrobiology）──研究太空生命起源及表现的领域──来说，这两人是早期的领头者。
尤里对于古地球上生命起源前的化学特别感兴趣，莱德伯格则致力于解释遥远行星上的外星生命，要怎么从长距离外侦测出来。就在研讨会进行期间，另一名来宾化学家梅尔文．卡尔文（Melvin Calvin），则因为阐明了光合作用的化学途径，而获得诺贝尔奖。
其他与会者的名气也只是稍微逊色而已。物理学家菲利浦．莫里森（Philip Morrison）与其他作者，共同撰写了一篇于1959 年发表的论文，其中主张进行一项如同德雷克1960 年所进行的SETI 计画。达那．艾屈利（Dana Atchley）是无线电通讯系统专家，同时也是微波联合公司（Microwave Associates Inc.）的主席，该公司捐赠仪器供德雷克进行探索之用。伯纳德．奥利佛（Bernard Oliver）是惠普公司（Hewlett-Packard，HP）研究部的副主席，他是SETI的狂热支持者，早先还前往绿岸，见证德雷克的第一次探索。
俄罗斯裔的美国天文学家暨绿岸天文台的馆长奥托．斯特鲁维（Otto Struve），邀请他的明星学生──谈吐温和的NASA 研究员黄授书（Su-Shu Huang）出席。斯特鲁维是光学天文学界的传奇人物，也是第一批认真思考如何找到绕行其他恒星之行星的人。他和黄授书曾一起研究恒星的质量和光度，如何影响绕行行星适居性的问题。神经科学家约翰．李利（John Lily）也来绿岸简报他对跨物种沟通的想法，这个想法源自于他圈养瓶鼻海豚的实验，曾经引起争议。一头黑发且聪明的二十七岁天文学博士后研究员卡尔．萨根（Carl Sagan），当时是来宾名单上年纪最轻、名气也最小的一个。莱德伯格身为萨根的导师，邀请他列席与会。
找不找得到外星生命？科学家算给你看

安排议程的工作落在德雷克身上。在研讨会开始前几天，他准备好纸笔坐在书桌前，试着要把估计数字N ──目前存在于我们银河系中可侦测到的先进文明数目──所涉及的所有关键资讯进行分类。
他从最基本开始：很明显，文明仅可能出现在绕着稳定且长寿恒星的适居行星上。德雷克推论，银河系中恒星形成的平均速率为R，为宇宙文明新摇篮的创造，设下一个大略的上限。这些恒星的某个比例fp，确实会形成行星；而这些行星中又有某个比例ne，适合生命的存续。德雷克的思考从天文物理学及行星科学，进入演化生物学的领域：这些适居行星当中的某个比例fl，最终会变成有生命的行星；而这些有生命的行星中会有一定比例fi，会诞生出有智慧且有意识的存在。当他的思考跳脱到社会科学的范畴时，德雷克变得焦躁不安。他感觉自己已经逼近分类的尽头以及合理推测的界限。然而，他固执地加速前进：把能发展出将生命讯息沟通于星际的科技，这样的智慧外星生物比例算做fc；而一个科技社会的平均寿命是L。
德雷克相信寿命至关重要，是出于银河系的浩瀚与悠远时光，以及「似乎没有什么能比光速更快穿越空间」的这个麻烦事实。银河系大约有十万光年宽，且几乎与宇宙本身一样老，呈现了其他宇宙外星文明若出现，所处的巨量时间空间脉络。举例来说，如果一个先进的科技社会平均寿命是几百年，那么两个相距一千光年但同时出现的科技社会，基本上在运用各种力量，好让两个帝国在终结之前能达成沟通目标，它们不会有机会连络到彼此。就算其中一方不知怎么发现了另一方，等到讯息在一千年后传到时，送出这讯息的社会也已不复存在。

寿命似乎是世界最遥远的距离，会不会讯息传到的时候，该社会早就已经不复在了？
如果以上数字我们都给出合理的估计，然后将这所有的因素相乘，一个大概的推测数字N 就会出现。这几项因素彼此互相关联：当中若有任何一项的数值低到微不足道，结果得出的N ──也就是整个银河系中可侦测到的科技文明估计量，就会急遽下降。把它们串联在一起所形成的方程式，即便没算出同一时期存在的宇宙文明之准确估计量，至少也有助于量化人类对宇宙的无知。
十一月一日早上，所有来宾在NARO 宿舍的一间小客厅就座，边喝起咖啡的时候，德雷克起身、迈步向前，跟大家报告了他所思考的东西。他没有站在讲台中央对整个房间的人说话，而是背对大家，在一旁的黑板上写下他那一长串的数字。当他放下粉笔离开时，黑板上写着：

N＝R×fp×ne×fl×fi×fc×L

这串字母被称为德雷克方程式。虽然德雷克只是想为接下来三天的会议起个头，但这个方程式和其可能的价值，主导了SRTI所有后续的讨论及搜寻。
德雷克方程式出现了，那各项数值呢？

在当时，只有R —即恒星生成速率这项，有被合理地设下界限。天文学家已经仔细研究过银河系中数个形成恒星的区域。根据这数据，小组中的天文学家很快就把R限定在「银河系中至少一年诞生一颗」这个保守数字上。
他们也决定要专注在似日恒星上。尺寸比我们的太阳大得多的恒星，亮度也会高上很多，只要几千万年或几亿年就会燃烧殆尽，没有太多时间能让复杂的生命在绕行的行星上诞生。比太阳小得多的恒星，核燃料又太过稀少，虽然可以微弱地发光个好千亿年，但要能够从这微弱光线中得到足够的温暖，这颗行星得要非常小心翼翼地贴近恒星，在这距离内恒星的闪焰和重力潮汐，可能会对生物圈造成大浩劫。类似太阳的恒星得在这两种极端中达到平衡，其亮度足以让可居住行星存在于远离恒星爆火的位置，又要能稳定地发亮数十亿年。

似日恒星要所有因素都刚刚好，太近太远太大太小都不行。
1961年，当时还没有人找到过太阳系以外的行星，所以fp的估计值只能仰赖间接证据，而这个估计值从斯特鲁维和莫里森的讨论中逐渐浮现。数十年前，斯特鲁维曾进行先驱研究，测量了不同种类恒星的旋转速度。结果发现，与我们的太阳相比，非常热且非常大的恒星旋转得非常快；而与我们太阳相似或是相较起来较小较冷的恒星，则缓慢旋转。斯特鲁维认为差别在于，似日恒星周遭的旋转行星会削弱该恒星的角动量，并降低其旋转速度。
然而，将近一半已知的似日恒星属于双星系统，与一颗同样也会影响其转动的伴星彼此绕行。研究认为，在双星系统中，两颗恒星彼此之间的拉力，可能会干扰其行星的形成。因此斯特鲁维推测，只有剩下那一半的单星恒星，才有可能会形成行星。他十分相信，在似日恒星的系统中行星非常相当普遍，以至于早在十年前的1952 年，他就发表过一篇论文，列出找到行星的两个观察策略，预言了半世纪后的系外行星热。斯特鲁维预估，似日恒星中半数会有行星，但莫里森觉得这比例太高了，他猜测在许多孤立恒星周围，也只会形成零碎的小行星和彗星。他认为fp 可能的数值应低至五分之一。
接下来，小组讨论ne —即每个恒星系统中可居住行星的数目。黄授书和斯特鲁维一起整理他们多年来的研究，假定我们的太阳系是典型的结构，也就是会有为数众多的行星分散在众多的轨道上。他们认为，在任何的恒星系统中，至少会有一个区域处在黄授书所谓的「适居范围」（habitable zone）内，也就是广义上液态水能在行星表面留存的恒星周围区域。萨根同意这种说法，并指出行星大气层中的温室气体，可以暖化本来会冰冻的行星，大大扩张了适居范围的幅度。
该小组回顾太阳系，专注于烤焦的金星和冻结的火星这两个处在适居带边缘的行星。如果它们拥有与当前不同的大气组成，就有可能会与地球非常相似。若把萨根提出的温室扩充算入黄授书的适居范围内，与会者决定，一个恒星系统中可能会有一到五颗适合生命存在的行星。所以他们把ne设在一到五的区间中。当然，如果生命的起源是宇宙的侥幸，那么就算在银河系中存在着数十亿颗可居住行星，也可能除了地球外，没有一个真的有生命存在。

若算入黄授书的适居范围内，一个恒星系统中可能会有一到五颗适合生命存在的行星。然而会不会地球生命的出现真的是那亿万中选一的侥幸呢？图／By Kevin Gill @ flickr, CC BY-SA 2.0
必然出现的单细胞生物

当讨论转往fl的数值──也就是孕育出生命的可居住行星数目时，就进入了尤里和卡尔文的专业领域。1952年，尤里与他的研究生史丹利．米勒（Stanley Miller）合作调查初期地球的生命起源。那时的地球上充满着地热、闪电以及来自年少轻狂太阳的紫外线光束，让整个环境都是可用能源。于是，两人决定把一道合适的电流，导入一个里头有氢、甲烷、氨和水汽的密封容器中—当时认为这样的混合气体模仿了地球的古代大气层。
尤里和米勒的实验才进行一周，就合成出有机化合物的「原始汤」（primordial soup）──糖、脂质，甚至还有氨基酸，都是蛋白质的组件。以行星规模运作上百万年之后，这类的反应显然能轻易地从无机的化学前身，合成出生命所需的有机成分。在我们的地球上，化石纪录显示在地球自形成后开始冷却起，仅仅几百万年生命就开始繁盛其间了。似乎一有可能，生命就立刻出现了。
卡尔文强力主张，在地质时间的尺度上，任何可居住行星出现简单的单细胞生物，都是必然的过程。
萨根指出，天文学家已在星际气体与尘埃的云层中，侦测到氢、甲烷、氨和水，甚至证实某些陨石中富含有机化合物。萨根表示，这些全都显示了出现类似于早期地球的大气，是行星形成过程的普遍现象。此外，由于物理及化学法则在各处都一样，当这些行星被它们的恒星所发出的光线加温后，就会充满可用来制造生命的有机组件。原始汤中的有机化合物经过无数次的重覆和排列组合，粗糙的催化酶和自我复制的分子会渐渐出现，而生命的起始也即将到来。
团体中的其他成员都同意：如果有数亿年或数十亿年的时间，单细胞生命可能会在每一个可居住行星中涌现，因此得出fl 的数值为一。
想找到智慧生命？看看海豚就知道

当讨论fi，也就是能够发展出智慧生命的可居住行星之数量时，李利讨论了他在加勒比海圣托马斯岛（Saint Thomas）对圈养海豚所做的实验。李利一开始先提到，海豚的大脑比人类大脑更大，有类似的神经元密度和种类较丰富的皮质结构。他详述了自己想透过海豚的滴答声及呼啸声，来与它们进行语言沟通的种种尝试，也讲了海豚拯救迷航水手的故事。
他聚焦在一个案例上，他的两头圈养海豚共同拯救了另一头在游泳池冰冷池水中因过度疲累而溺水的海豚。这头冻坏了的海豚发出两声明显是在呼救的尖锐呼啸声，激发了那两头拯救者叽叽对谈，共同讨论出救援计画，拯救了它们痛苦的同伴。这个表现让李利相信，海豚是和人类同时存在的第二种地球智慧生物，能做复杂的沟通、计画未来行动、具同理心，并有自我反思能力。

李利讨论了他在加勒比海圣托马斯岛对圈养海豚所做的实验，他相信，海豚是和人类同时存在的第二种地球智慧生物，能做复杂的沟通、计画未来行动、具同理心，并有自我反思能力。
莫里森引入「趋同演化」（convergent evolution）的概念，扩大了讨论的范围；这个概念是指，天择将来自截然不同演化谱系的生物，塑造成同样的形态，以适应共同的环境和生态栖位。
因此，鲔鱼和鲨鱼等鱼类以及哺乳类的海豚，会共同演化出一种流线型的体型；至于眼睛和翅膀，则分别在动物王国中独立演化了好几次。莫里森表示，智力或许也是趋同演化的另一个例子，不只出现在人类及海豚身上，也出现在其他灵长目和鲸目中，例如鲸鱼和已绝种的尼安德人身上。就如眼睛和翅膀一般，智力或许也是一种极成功的适应方式，会在行星环境中重覆出现—假如生命先完成「从简单的单细胞到复杂的多细胞生物」这项基础演化跃升的话。被莫里森论点打动，绿岸这群科学家乐观地把fi 的数值设为一。
科学家表示：宇宙处处是生命！

绿岸会议上，莫里森在德雷克方程式最后两个最模糊项目的争辩中，起了关键的框架作用。这两个项目分别是fc ── 智慧生物能发展出可进行星际沟通的社会与科技的机率；以及L ── 高等科技文明的平均寿命。他首先提出，虽然海豚与鲸等生物可能有高等智慧，但以它们目前的水生形态，似乎注定在宇宙中无法被看见：假设它们有语言和文明，它们仍缺乏组装工具和机器的方法，即便相对而言较简单的工具也不可能。与会者中没有一人能想像得出，有一天鲸目文明会建造出任何像是无线电波望远镜或是电视广播天线的东西。但是莫里森表示，在陆地上，历史显示科技社会的出现，可能是另一个趋同现象。中国、中东和美洲地区的早期文明都是独立出现，而大致遵循相似的发展历程。
然而，社会变迁及科技进展的驱动力，却是一点也不明显。尽管中国诸如火药、罗盘、纸和印刷技术的科技发展，早于欧洲数百年，中国却从未经历等同于欧洲文艺复兴及其后科学革命和工业革命等事件。西班牙人和葡萄牙人（而非中国人）驾驶海上巨舰探索美洲时，发现了仍使用石器时代技术，而无法与欧洲的钢铁枪械火药匹敌的原住民文化。看来，派船横越大洋或是传送星际讯息，不只是科技优劣的问题，也是一个选择的问题。
一个科技文明是否会尝试星际通讯，似乎不可预测。面对这样一个相当主观的决定，绿岸会议的与会者最终猜测有十分之一至五分之一的智慧物种，会发展出对其他宇宙文明进行探索的企图和发讯的能力。现在，这团体要思考的只剩下L ──科技文明的普遍寿命。

中国、中东和美洲地区的早期文明都是独立出现，而大致遵循相似的发展历程，有趋同的现象，但是社会变迁及科技进展的驱动力却相距非常大，当欧洲人驾驶船只发现新大陆时，当地的人却仍在使用石器时代的技术。
在休息时间中，德雷克注意到能让方程式大幅简化的某件事：方程式中七项变因里面，有三项（R、fl、fi）看起来等于一，因此对乘积N（我们银河系中可侦测到的文明数量）没有太大影响。同样地，另三项（fp、ne、fc）的可能值可轻易地彼此抵消。举例来说，小组成员猜测，每个恒星系统中可居住行星的平均数目ne 在一到五之间；而fp，即拥有行星的恒星则介于二分之一到五分之一间。如果ne 的数值实际上是二，而fp 的数值是二分之一，相乘结果就会是一，这表示N 几乎没有受到影响。
考量当时所能取得的最佳证据，地球上这些最聪明的头脑得出了结论：到头来，宇宙是个颇宜人的适居之所，充斥着有生命的行星。
想看外星人？拜托先别毁灭自己！

理所当然地，在绕行其他恒星的其他行星上，会有许多好奇的心智仰望着他们的夜空，同样想知道他们是否孤立于世。然而德雷克声称，无论恒星的数目或可居住行星的数目，或是生命、智慧生命以及高科技社会有多常出现，他推测真正控制宇宙中现有科技文明数量的，就只有其寿命。也就是N = L。
这个想法让莫里森颤抖起来。在所有绿岸会议的与会者中，只有他一人打从心底觉察到，我们的「现代」有可能以多快的速度消逝。
在二次世界大战期间，他参与了曼哈顿计画（Manhattan Project），并于1945 年七月十六日，在新墨西哥州阿拉莫葛多（Alamogordo）目睹原子弹首度试爆。一个月后，在南太平洋的天宁岛（Tinian）上，莫里森亲自组装了后来丢在日本长崎的原子弹。数万名平民被这颗原子弹的火球烧成灰烬；另有数万人因为二度灼伤以及暴露在放射落尘中缓慢死去，这全都起于两磅重的钸所产生的核子分裂。
当日本投降为战争划下尾声时，美国派出一队科学家前往广岛和长崎，近距离评估原子武器带来的破坏，莫里森就是其中一员。不久之后，他成为裁减核武器的有力支持者，但一切都已太迟。苏联已开始进行发展原子弹的紧急计画，并在1949 年成功试爆了它的第一颗核弹。
在紧接而来的军备竞赛中，美国和苏联都成功利用更强大的热核融合，将等同于数百颗长崎核弹的毁灭力量，塞进每一颗炸弹之中。结果是，囤积的热核武器（即氢弹）要在单一核战中杀害数亿生灵都还绰绰有余。那些能幸存于这种核武屠杀中的人，将面临严重破坏的行星生物圈，以及一个陷入新黑暗时代的世界。绿岸会议结束不到一年，古巴飞弹危机将整个世界带往热核战争的边缘；随着时间过去，越来越多国家成功获得核武力量。在发展一个全球社会、无线电望远镜和行星火箭的同时，人类也发展了大规模的毁灭武器。
莫里森沮丧地想着，这种毁灭既然有可能在这里发生，在别处也就有可能会发生。或许所有的社会都会走上类似的轨迹，而差不多就在它们即将取得摧毁自己的能力时，才有机会被更广大的宇宙看见。他继续在飞快的脑袋中计算──事实上，如果一个发展至此的文明，在灰飞烟灭之前只能多撑个十年，那么不管是什么时候，整个星系中可能都只有一个可发出讯息的行星系统。我们已见到银河系中唯一一个文明，也就是我们自己。莫里森认为，寻找外星文明存在的证据最令人信服的理由，就是去了解我们自己的文明是否有机会成功度过当前的科技青春期。或许一个来自其他星球的讯息，能为人类自我毁灭的倾向打个预防针。

莫里森认为差不多就在即将取得摧毁自己的能力时，才有机会被更广大的宇宙看见。事实上，如果一个发展至此的文明，在灰飞烟灭之前只能多撑个十年，那么不管是什么时候，整个星系中可能都只有一个可发出讯息的行星系统。我们已见到银河系中唯一一个文明，也就是我们自己。
愿大家都能活过世界末日

萨根企图反驳这种末日预言，指出我们不能排除一种可能，就是某些科技文明在发展大规模摧毁武器之前甚至之后，就达到了全球稳定及繁荣。它们可能已掌控了它们的行星环境，并进一步到行星以外的其他地方开拓新的资源。他认为，这样一个充满力量和智慧的社会，可能会去预防或承受几乎所有的自然灾难。
理论上来说，它可以持续数亿年甚至数十亿年的地质时间，其寿命与其母星持续发亮的时间一样久。如果那个文明打算逃离它垂死的太阳，到其他的行星系统殖民，这样它或许就能永远持续下去。
关于「科技文明不但能解决众多行星内部的问题，更能解决星际旅行的相关难题」这看法，萨根在所有与会者中显然是最乐观的。在宇宙某处，就算不在银河系中，至少在无数个星系的某处，有不朽者在恒星之间度过它们无穷尽的年日。萨根认为，我们有可能会成为其中一员。
在与会者就L 的问题辩论到筋疲力尽后，德雷克站起来说，他们已达成共识。他说，科技文明的存续期间，可能相对短到至多持续一千年，或是长到超过一亿年之久。如果寿命真的是德雷克方程式的关键考量，那就暗示了银河系有一千至一亿个科技文明。而一千颗行星文明的意思就是，银河系每一亿个星球当中就会有一个。如果这个数字那么低，我们人类要找到任何一个沟通对象就会非常困难，因为离我们最近的文明极可能在好几千光年之外。
相反地，如果存在一亿个文明，意即每千个星球中就有一个，我们就能期盼从它们那边听到消息。德雷克在1961 年提出的最佳估计值，是介于两个极端值之间：他推测L 可能大约是一万年，因此和我们同时散布在银河系各处的科技文明，可能总共有一万个。德雷克的估计让成功侦测到外星文明依旧困难，但并非全然超出我们的能力之外，这点恐怕不是巧合：在他的计算中，最终的侦测成功只需监视一千万颗恒星，虽然这个探索可能要花上数十年，甚至数百年。
研讨会尾声，当宾客们喝着庆祝卡尔文获得诺贝尔奖而留下的香槟时，斯特鲁维举杯敬酒：

「敬L 值。愿它最终被证明为极大的数字。」

喵喵

人类肯定在千年内找到，并在下一个千年可以星际旅行