人类想和外星文明谈恋爱，但是却对它们一无所知，这需要科学理论

宇宙直径跨越920亿光年，由于宇宙膨胀效应，宇宙的大小还在不断增加，另外科学家们通过观测微波辐射背景数据，证明宇宙已有1382亿年的 历史 。这么看宇宙 历史 很悠久，其他宇宙文明应该会有充裕的时间发展，就像我们一样，不过到目前为止，我们仍可能是宇宙中唯一的文明。

宇宙中的恒星或者行星何止千千万？有一个有趣的比喻，那就是宇宙中的恒星比地球上的沙子还多的多。对于一个天文学家或者说了解宇宙规模的科学爱好者来说，宇宙中一定存在其他文明这是一个令人信服的理论，因为宇宙实在太大了。这么多年来，人类一直在寻找宇宙中的另一类生命甚至是文明，到目前为止，科学家们尚未发现任何证据，不过这依然值得进行科学分析。

没有发现，就是不存在吗？这个结论下的太早，由于我们的观测设备还不是很先进，有的时候还真的看不到，所以科学家们会使用一些理论来思考银河系中的高级文明。那么银河系之内，或者说宇宙之中究竟有没有外星文明呢？如果有，外星高级文明又会是什么样子呢？接下来，我们将继续 探索 。

说到理论，我们不得不提到费米悖论，这是一个有关外星文明是否存在的科学问题。如果宇宙中有数十亿个可以支持生命存活的行星，以及数以百万计的智能物种，那么为什么没有一个文明访问过地球呢？只要拥有适度的火箭技术加以时间，所有文明只要不灭亡都可以达到三型文明，征服星系，但是偏偏银河系安静的很。

也许外星文明已经试图和我们沟通，但是光速限制了其他文明的通信水平，也就是说外星文明的信息还没有到我们这里。或者说它们已经发出信号，其实重力波，外来粒子都可以发出信号，但是我们也许不懂如何接收。根据估算，形成一个普通的智慧生命需要35亿年的时间，宇宙生命一开始就很难，也就是说要么后期难以生存，要么初期难以找到合适的条件，就不用说成为高级文明了。

德雷克方程可以计算星系中能与我们通讯的文明的数量，这个方程取决于恒星形成的速率，具有行星的恒星所占的比例，可以发展生态系统的恒星的数量，实际出现生命的比例，可以发展为智能生命的比例，智能生命可以通信的比例，文明持续时间和行星周期比率。

这些条件缺一不可，只有这样我们才能计算出能和人类沟通的文明的数量。现在我们仍然不知道生命出现的比例，其进化为智慧生活的比例，更不知道这些文明可以持续多久。德雷克方程式对于理解形成智能文明需要什么条件很有用，但是使用它来获得更具体的信息可能为时过早。

也就是说目前我们对宇宙结构的看法很少有实验证据，这只能依赖我们的科学理论思考。我们的科学思考方向不是毫无依据的，这是经济概念性，多重领域科学，从其生命起源的科学研究，同样都是宇宙生命，不会有一种文明一开始就是宇宙意识，硅基生命，无论是生命还是文明拥有 历史 进步性法则和自然规律。这么多年来，我们一直在寻找宇宙真理，宇宙的工作原理，外星文明在哪里等等问题，而科学理论思考则是对每一个定律的完善。

寻找外星生命乃至外星文明的工作一直在进行着，SETI研究所的科学家们一直在用天线扫描宇宙，寻找可能由地球以外的智能文明创造的非随机信号。Breakthrough倾听计划是SETI研究所迄今为止最全面的SETI搜索计划，新的项目将比以前的SETI计划灵敏50倍，搜索的区域也扩大了10倍，效率大大增加了。

除了要听，还要看，我们还需要一些特别的方法才能找到外星智慧文明。美国宇航局资助了一个项目，内容是观察其他星球的太阳能电池板，巨型建筑还有工业污染特征。未来的太空望远镜可以分析大气成分，很可能会发现一些人造污染成分，简而言之科学家们将寻找与我们相同等级的文明发展的副作用技术特征。

一方面，科学家正在全力搜索外星文明存在的标志，另一方面，科学家们还进行了外星文明的种种理论推导。人外有人，天外有天，宇宙实在是太巨大了，就算我们发现也根本无法想象外星文明的样子，它们是碳基生命吗，它们以什么作为主能源？它们能进行时空旅行吗？我们现在根本无法实现这些理论，所以我们总是在想外星文明有多么强大，这也是未来人类的目标，因为我们相比较起来也是外星文明。

对宇宙文明进行畅想，这非常浪漫，也非常危险。一位科学家从物理学定律和热力学定律的角度进行地球外文明的量级，他是一位名叫Nicolai Kardashev的天体物理学家，他根据世界能源总输出量对可能存在的文明进行了量级，这个规则也被称为卡尔达舍夫量级，首先，我们来看看原始文明。

原始文明：这个等级的文明能从原始的有机资源中提取能源，比如木材、煤炭和石油，这种文明所使用的任何推进器都必须依靠化学推进。这样的推进方式是如此的缓慢可怜，因为推进力决定了这个文明的活动范围，也就是说0型文明的活动范围只局限于其所在星球附近。没错，我们就是0型文明，现在我们的文明按照卡尔达舍夫量级评定的话是07型。

1型文明：1型文明也被叫做行星文明，它们能够利用所在星球上的所有可用资源，这个等级的文明比地球文明稍微先进一点。如果人类运气好的话，我们将在100-200年内到达这个阶段。

2型文明：也被称为恒星文明，恒星文明至少比我们先进几千年，恒星文明将能够利用其恒星的所有能量，也就是可以输出大约4乘10的26次方瓦的能量。恒星文明其实不单单指我们可以控制恒星，而是控制恒星系统里面所有的行星。到那个时候，我们现在经常说的离子引擎，量子计算机，核聚变等技术都会完全成熟。

3型文明：三型文明可以控制整个星系，也被称为星系文明，它们可以随意摄取恒星和星系的能量，输出能量大约是二型文明能量输出的百亿倍，比我们先进数百万年。它们能够穿越星际空间，并在无数个星球上繁衍生息。看到这里，大家可能会觉得非常可怕，因为这类文明会有我们意想不到的武器和能源获取方式，我们的文明在它们眼里，就好像人类和蚂蚁的对应关系，甚至，它们连看都不想看一眼。

4型文明：我想大家应该猜到了，四型文明也被称为宇宙文明，这是一种超越时间的星际文化。它们将可以随意穿越宇宙，控制数十亿个黑洞和星系的能量。这类文明将有能力尝试超乎我们想象的科学项目，比如改变时空结构或故意减缓甚至是逆转熵，这类文明一定不可能是碳基生命，它们可能已经成为了宇宙的意识，或者是一种虚妄的形态，无处不在。

终极文明：关于终极文明，我们根本无法想象，这完全超出了我们的知识范围。终极文明也可以叫做多元宇宙文明，这种文明将超越其起源的宇宙。它将能够操纵宇宙尺度，操纵所有物理法则，在不同形式物质、物理和时空的多个宇宙之间跳跃。

地球文明在宇宙中是什么定位，现在我们已经很清楚了。人类科学一直在进步，距离我们最近的就是一型和二型文明，那么这些文明将需要什么技术呢？现在，美国宇航局正在试验离子引擎，该引擎具有较大的比冲，虽然它们的推力极低但是可以运行数月，因此它们会在一段时间后达到很高的速度。未来在恒星系统内的旅行任务，离子引擎将是不可缺少的，这也是一型和二型文明的推进力的特征之一。

二型文明的重要标志很可能就是核聚变，核聚变是重中之重，不过就目前的实验进度来看，我们还需要数十年的时间才能在地球上实现核聚变，而冲压喷气聚变发动机的质子聚变可能还需要花费更多的时间才能开发出来。

对于二型文明而言，还有一种新的推进方式也是可能的，那就是反物质驱动。物质反物质碰撞提供了100％的能量获取方式。但是，反物质是一种奇特的物质，位于日内瓦郊外的欧洲核子研究组织的原子粉碎机制造出来的反氢样品量极少，而且造价非常昂贵，降低成本需要几个世纪的时间。

有趣的是，未来二型文明的成熟技术也许都基于我们现在的想法，科学家们现在想到了很多二型文明的具体表现，除了成熟的离子推进器，核聚变反物质能量等等，二型文明可能会尝试一种非常巧妙的办法，那就是使用纳米技术制造微型的、可以自我复制的探测器，这种探测器可以在银河系中扩散，其方式与病毒在人体内自我复制的方式大致相同。这种探针技术也叫作冯·诺依曼探针探测器，不过这需要极其先进的纳米技术制造出原子大小的电路和计算机才可以。

最有趣的是这些探针结构会飞到其他星球上，然后等待一个星球文明的诞生，我们可以亲眼见证文明的进步。其实这个想法在一些科幻**中已经被应用了，过去也许会有类似的探测器在远古时期降落在地球上，数千万甚至数十亿年来一直在注视着地球，等到人类发展到一型或者二型文明的时候就会来地球，可能示好，也可能毁灭。

不过无论我们使用什么探测器，使用什么能源，这些引擎都无法“超越”光速。要打破光速，我们需要极高的能量。关于其他宇宙文明或者说人类的未来，可以建造虫洞或重构一个多重连接的空间黎曼曲面，这是跨越时空的捷径。虫洞的一个关键特征就是任何穿过的物体都不会被撕成碎片，但最终会出现在宇宙的另一个完全不同的地方。

虫洞在宇宙中不会自然存在，所以这和煤炭不一样，我们不能总想着捡现成的，需要自己动手。假设我们已经拥有足够的能量，那么我们应该如何制造虫洞呢。首先第一个想法是需要大量正能量，正能量虫洞具有一个事件范围，这是一个单程旅行。如果想要回来就需要两个虫洞。还有第二个选择，那就是需要大量的负能量，以卡西米尔效应形式的负能量的确存在，但是我们无法利用，负能量虫洞的优点是它们没有事件范围，因此更易于穿越。

除了开启虫洞，还有“超越”光速的第二种方法是使用大量能量来收缩前面的空间，并扩大后面的空间，这也叫作曲率推进。时间的本质就是空间，无论是当时的宇宙大爆炸还是现在正在膨胀的宇宙，其本质就是空间的指数级变化，这也就意味着大爆炸或者宇宙膨胀的速度比光的速度快得多。不过，老问题又出现了，想要实现这种方法就需要大量的能量，科学家们现在估计这需要4亿倍原子粉碎机的能量。

抬头仰望星空，我们总是在想，会不会有另一个星球的“他们”也在仰望着天空，也在和我们想着同样的问题。宇宙文明的答案虽然复杂，但是也简单，因为这只有两个可能，存在，或者不存在，这两种答案都令人觉得可怕，所以我们需要辩证的以科学角度观察问题。

我在想，有时不知道反而更快乐，如果我们知道不远处有智慧文明，该怎么办？如果在未来，我们发展成了三型甚至四型文明，我们在宇宙中找了一圈一直没有发现外星文明的踪迹，那到时候人类又会有什么想法呢？说着说着，我怎么感觉有点像找女朋友，有一种失恋的感觉？不过，我们永不会放弃，科学寻找外星生命的工作不会停止，因为哪怕是偷偷“暗恋”也要知道智慧文明的存在。如果我们发现的文明非常暴力，那又该如何呢？不要应答肯定是首要选择，虽远必诛则排在之后。

又或者，未来人类找到的外星高级文明就是人类自己，这将是未来与过去的相遇，时间与空间的重合。

上海天文馆还有有趣、知识性强的展览，内容丰富，从地球气象、月相、天象到外太空，应有尽有。适合不同年龄的朋友来玩。那么上海天文馆有什么好玩的呢？

1、场馆介绍

上海天文馆(上海科技馆分馆)是上海市政府投资建设的大型科普场馆。位于中国(上海)自由贸易试验区临港新区，地铁16号线滴水湖站附近。上海天文馆占地58603，建筑面积37741，是世界上最大的天文馆。上海天文馆以“塑造完整的世界观”为愿景，努力激发人们的好奇心，鼓励他们去感受星空，了解宇宙，思考未来。

上海天文馆主楼以优美的螺旋造型形成“天体轨道”，独特的圆形元素即圆形天窗、倒置穹顶和穹顶剧场组成“三体”结构，共同阐释天体运动的基本规律。室外绿化勾勒出银河的旋臂造型，与“星空大地”公园自然相连，充分体现了建筑与生态的有机融合。

2、有什么

首页

位于一楼

在茫茫宇宙中，我们住在一个角落里，在一块蓝色的大理石上建造一个温暖的家。随着我们视野的不断扩大，我们意识到太阳系和银河系也是我们的家园，是养育我们的沃土。参观者进入“家”展区，跟随古老的神话，开启一段问天之旅，漫步在栩栩如生的星空下的星球间。面对太阳系的各种行星，我们不禁好奇：其他星球上有水吗？你有激光吗？有火山吗？陨石带来了生命吗？太阳的邻居有哪些？我们在宇宙中的什么位置？

宇宙

位于2F

“宇宙”这个词总能引起人们的无限遐想。无尽的虚空，浪漫的银河，神秘的黑洞，仿佛凝视自己就是永恒。宇宙展区有五个主题区，分别是时空、引力、光、元素、生命。从不同视角展现宇宙运行规律，直击现代天文学的核心和前沿概念。在这里，你将与大师面对面，拥抱人类天文学史上的智慧闪光，多角度、多学科地探索星空深处的天文奥秘。

旅行

位于2F

“旅程”展区，顾名思义，是全景展示人类探索宇宙奥秘的漫长旅程。从古代人的思维到现代的天文革命，到今天世界各地的天文台和研究计划，各种天文卫星，甚至我们中国人自己的探月、天空实验室、火星探测计划。这个展区将更多地依靠科学故事和对未来的想象，激发参观者对科学探索方法和精神的理解，以及更深层次的文化思考。

中国问天空。

位于一楼

中国天文学，经过几千年的勤奋观测，产生了浩如烟海的天文记录，独特的东方思维，创造了将天象与帝国命运紧密相连的独特天文体系，以及传承有序、不断推进的复杂历法体系。随着西学东渐的碰撞，科学知识的不断传入，最终改变了传统天文学的形式和功能，使上海成为中国近代天文学的起点。

前往火星

位于一楼

请注意，飞船收到总部红色指令，驻扎火星的03号基地内部出现严重故障。我们是距离最近的飞船之一，所有非必要的船员都被临时编为特别救援队，前往火星执行救援任务。请带上你的身份识别手镯去舰船码头听任务简报。

好奇星球

位于B1

艾文和UU这两个快乐的小伙伴将会陪着孩子们乘坐火箭，进入——考星和冰火星两个神秘的星球。那里的花如此巨大，那里的植物如此奇特，那里的火山甚至喷出冰来！你还在等什么？进来探索吧，说不定会遇到外星人！