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现代天文学家对宇宙的一般构造，已经做出了某些判断。例如，一般认为太阳及所有的太阳系天体起源于同一原始星云。许多研究认为，宇宙间大约有80≈9O％氢，还有1％主要是由氧、氮、氖、氩、碳、硫、硅和铁等所组成，其余的是氦。此外，人们还知道这些元素可能进行结合的方式。因此，有理由得出结论说：地球从一开始就有一个原始大气层，它含有氢的化合物——水蒸气、氨、甲烷、硫化氢、氰化氢等等。还可能有一个由液态水组成的海洋，将大气中的各种气体溶解于海水中。为了在这样的世界上形成生命，在一开始时就存在的一些简单分子必须结合起来，形成复杂的分子。一般说来，从仅有少量原子的简单分子形成有许多原于的复杂分子，必须要有能量的输入。太阳光（特别是它的紫外辐射）照在海洋上，能提供必要的能量，迫使小分子形成较大的分子。
1952年，美国化学家米勒和尤里做了一个实验，企图设法去发现这样一些较大的分子。他们制备了人们认为曾在地球原始大气中存在过的一些物质的混合物，并确定它是完全无菌的。然后，他用放电作为能源，让这种混合物按受几个星期。在这段时间的最后，他们发现这个混合物中含有比在开始时使用的分子要稍微复杂一些的分子。它们都是生命组织中存在的各种类型的分子，而且包含着一些用于制造重要的化合物（蛋白质）的氨基酸。
从1952年以来，世界上许多研究人员重复做了这个实验，并且做的更为细致和精确，他们用多种方法形成了多种分子，然后用这种分子作为形成更复杂的分子的起点。这样形成的一些物质都已证明是在直接通向复杂的生命物质———蛋白质和核酸。在这些物质中，没有发现任何一种物质与具有生命组织特征的那些物质大不相同。
然而，即使凭借最宽阔的想象力，迄今也还没有形成可以称之为生命的东西，但是科学家目前只有用仅仅几升液体进行研究，每个阶段仅仅几个星期。而在原始地球上，整个海洋的液体接受阳光照射已达数十亿年之久。很可能的事实是，在太阳光的酷烈照射下，海洋中的分子会逐渐地变得越来越复杂，直至最后，由于某种不知道的原因形成了某一个分子，这个分子能够把较简单的分子组成像它自身那样的另一个复杂的分子。这样，生命就开始了，并且延续着，逐渐地进行为现在的生命状态。“生命”的原始形式其至比今日最简单的生命形式还要简单得多，但它们已够复杂的了，现在科学家正在努力工作，以便填补上面所说的那个“由于某种不知道的原因”的细节。
生命的出现也许并不是一种奇迹，它只不过是因为各种分子沿着一条阻力最少的线索彼此结合起来而已，这一点似乎是十分肯定的。在原始地球的条件下，必然会形成生命，就象铁在潮湿的空气里必然会生锈那样，在物理性质上和化学成分上与地球相似的任何其他行星，也会不可避免地出现生命——尽管不一定是有理性的生命。
地球生命可能来自太空吗
现代已有研究表明，地球上的生命至少是在39亿年前形成的。其中的一种可能是地球形成几亿年以后形成的（一般认为地球年龄为46亿年）。果真如此，为了探索地球生命的形成过程，就必须研究地球刚形成时的原始地球大气环境和化学组成。
可惜由于地球板块几十亿年的侵蚀和移动，原始地球板块都已沉入地幔，地球最初十几亿年的宝贵记录永远消失了，也无从考证了。有一部分科学家认为，在地球形成以前，整个太阳系处于分子云的“襁褓”中时，生命就形成了。然而，当太阳要“脱胎”出分子云的前一刻，它吹出的强劲的恒星风（恒星的一种连续的微粒辐射）。吹散了包围它的原始物质。在太阳周围，这些原始物质已不负存在了。令科学家欣慰的是，在宇宙空间还存在这些分子云，它们是研究生命形成的“化石”。
在宇宙空间，有一个从原子到复杂的分子，乃至构成生命重要组分——氨基酸的形成过程，这个奥秘要由天文学家与生物学家联手来揭开。科学家们利用巨大的射电天文望远镜，可观测来自这些分于云的辐射．研究不同演化阶段分子云的物理环境和化学成分，从而研究从简单分子到复杂分子，乃至氨基酸的形成过程，在分子云中建立分子演化链。天文学家在研究分子云的过程中，已经发现9O多种分子，其中大部分为有机分子。在银河系中，人们研究最多、最仔细的是猎户座大星云，在此星云中，已搜索到大约六七十种星际分子。近年，美国加利福尼亚大学生物学家威廉。肖普夫报告说，他曾发现了一处夹在35亿年前古岩石层里的旺盛微生物群落的化石痕迹；同时还有些其他证据表明生活的出现可能仅比地球形成晚十亿年，这比从前所认为的进化更早些。人们设想，生命不会在平静温和的条件下形成，而是在行星（例如地球）受到火山爆发，或者受到彗星和小行星撞击时才出现的。外层空间的“入侵者”很可能送来了形成生命必不可少的原始材料；其撞击力量如此强大，终于导致第一次产生出生命有机体。有些科学家认为，生命在最终移植到地球之前，并非仅出现过一次．而是上百次。
早在本世纪初，著名的瑞典化学家阿列纽斯建立了电离理论学说（1903年荣获诺贝尔化学奖），他提出了宇宙胚种论。他认为，是原始的生命孢子穿过宇宙空间来到地球上，这颗星球上才有了生命的开端，生命孢子能够无限期的经受住宇宙中的寒冷和无空气状态。他确信，携带生命孢子由一个星球到达另一个星球的动力是辐射压力。他相信由这个理论所产生的结果是，生命在宇宙间的扩散是无处不在的。
遗憾的是，阿列纽斯理论有两个问题受到有关研究者的质疑。第一个问题是，尽管孢子能抵抗寒冷和真空，但是抵抗不住紫外线和其他的能量辐射，由于宇宙空间（至少在星球周围）充满了这样的能量辐射，那么孢子能否生存就很成问题了。第二个问题是，孢子理论并没有真正解释生命的起源，它只不过是回避了这赋有生命的孢子形态存在这个问题。如果生命不是起源于地球上而是起源于另一个世界，而到达我们的地球是以一种已赋有生命的孢子形态存在，那么在另一个世界上的最初那个地方生命又是怎样起源的呢？
尽管地球生命是天外来客的说法受到驳斥．后来仍有不少学者提出各种假说。例如英国天文学家霍伊尔在本世纪七十年代末提出，生命并非起源于地球，而是来自遥远的太空。与霍伊尔的观点类似的一些学者认为，地球是受了彗星等地外天体的“影响”或者说“带来了”早期生命的种子。
“外星人在哪里？”
随着近代自然科学的发展，特别是天体物理学的发展，人们认识到，生命的诞生必须依据行星的物理环境。例如地球上的许多动物，是由简单的无机物质发展而来，其发展过程非常复杂。某些生命现象一经开始，可能会逐步向智慧生命阶段发展，例如哺乳动物中的从古猿进化到人。达尔文的生物进化论在天文学上的一个影于是天体演化理论。沙普利说过，“生命是广泛存在的，它是宇宙演化的自然产物。”
“地外生命在哪里？他们为什么不在白宫草坪上着陆，欢迎人类加入银河俱乐部？”著名的意大利物理学家恩里科·；费米早在1939年曾这样提出问题。1943年．在美国的一次科学家聚会上，费米又曾忽然发奇问：“他们在哪里？”他的谈话伙伴吃惊地问道：“谁在哪里？”“噢，外星人。”费米说道。
其实，费米的问题是基于一系列清楚而完整的逻缉推理和观察结果。他的意思是说，如果有的星球完成了高级智慧生命的进化过程，他们为什么没有像我们人类一样，出现类似的生命形式呢？也许他们（即外星人）尚未出现，或许是距离我们太遥远了；也许他们早已经来过地球了，但这只是猜想没有任何证据。
导致费米发问的推理可以是这样的；首先，假设宇宙中应有许多个有生命存在的行星；银河系是由恒星、气体和尘埃组成的直径约1O万光年的盘状星系，它自转一周需2亿多年的时间；银河系年龄大致为100—15O亿年，银河系包含的恒星约一两千亿颗，其中与太阳及其相似的恒星至少有数十亿颗。据有人推测，这些恒星中，至少应有数千万颗周围有行星绕其运行，这些行星中至少又有数百万颗具有生命生存的条件。既然认为生命不是上帝创造，而是自然产生的，银河系中至少应有上万个行星有生命存在，或保守的说，银河系中至少存在着几百个（存在智慧生命的）文明星球。
有学者提出，如果在15O多亿期间，有—个智慧生命存在的星球文明程度很高（掌握星际航行、通讯技术），则在500O万年至l亿年内，该文明就应扩张到整个银河系———从一颗恒星到另一颗恒星，传播文明并到处扩散智慧生物：但是，当人们环视周围的宇宙空间时，并没有观测到一个智慧生物大量涌现的天体，也没有可信的证据表明“外星人”曾经访问过地球。
探索太阳系外的、围绕某恒星旋转的行星，对于天文学家来说，至今仍是一个艰难的课题。天文学家早已认识到，长期、精确地观测某颗恒星的运动，有可能发现它周因是否有暗伴星存在。这是因为，一颗具有椭圆轨道伴星绕转的恒星，当它在天空中缓慢运行时，在观测上会呈现出摆动现象。
目前的问题是，检测太阳系外行星系统的所有技术还不够灵敏、成熟、观测到—颗恒星的摆动，还只是探索行星存在的一种间接技术。直接的检测意味着应得到一颗行星的图像，以及其位置可以测量。 I983年发射成功的第一颗红外天文卫星（IRAS），曾向地球发回了一条令人振奋的宇宙信息：在明亮的织女星的周围，发现一些固体物质团块的存在，虽然这些团块的温度很低。天文学家们分析认为，那里很可能是一个正在形成的“太阳系”，那些物质团块应属于正处在凝聚过程中的年轻行星。一旦环境条件适于生命繁衍，这些行星上将来也可能会有外星人栖息。
寻找外星人的“绿岸公式”
1991年l1月，设在美国西弗吉尼亚州绿岸镇附近的国立射电天文台，举行了一次探讨地外智慧生命的学术讨论会。美国天体物理学家德蕾克提出了一个著名的方程，后来称之为“绿岸公式’，这是对探索地外智慧生命作定量分析的第一次尝试。
德蕾克提出的“绿岸公式”是这样的：N=Rnefpnflfi fe L
公式中，N代表银河系中可检测到的技术文明星球数，它取决于等式右边7个数的乘积；
R表示银河系中类似太阳的恒星的恒星形成率（即每年平均诞生的颗数），一般认为，只有像太阳这样的恒星才有可能孕育出智慧生命来；
ne是在可能携带（具有生命的）行星的恒星中，其生态环境适合生命存在的行星的平均颗数；
fp表示有可能有生物存在的恒星（有人称其为“好太阳’）颗数，换句话说，“好太阳”一般是指那些光度恒稳、能长时间照耀从而满足形成智慧生命演化所需的恒星；
fl是已经出现生命的行星在可能存在生命的行星中所占的份额；
fi表示已经有智慧生命的行星的颗数，因为低级生命演化到智慧生命的概率毕竟很小；
fe是在这些已有智慧生命的行星中，已经达到先进文明的高级智慧生命的行星（如能作星际电磁波联络）的份额；
L表示具有高级技术文明世界的平均寿命（或者说延续时问），因为只有持续发展很长时间的文明星球才有可能做星际互访。
绿岸公式是以乘积形式表示出的，这些因子的确切大小目前尚属未知。公式中各个因子的重要性相同，其中有的因子可取近似值（例如R），有的因子则纯属主观（例如L）。有的学者认为，除了L，其余因子的乘积给出的是银河系中可检测文明的产率，用粗略估计的最低值代人计算，可得到N=4O；用每一项最大可能值计算，则得N=5000万，这就是说，在银河系中的高级技术文明星球的数目为40万一5O0O万个。
美国著名科学作家阿西英夫根据自己的见解，曾提出与绿岸公式类似的公式估计出，银河系大约存在53万个文明星球，即银河系中每1OO万颗恒星中。平均可能有18个高技术文明世界。
监收外星入的‘电波”
近几十年来，射电天文学蓬勃发展．促使人们去寻找难以想象的、遥远的地外文明。射电天文设备包括单独的射电望远镜，或组成阵列的射电望远镑，灵敏的射电据测器．处理收到的信息资料的电子计算机等。为了探索她外文明，也为了与“他们”进行通信联络，应用射电天文技术是最佳的方法 因为这种方法是比较廉价购，大量的信息能够以最小的代价得以发送相接收，而且这种方法是快速有效的．致使恒星际间的“对话’有可能进行。
前苏联著名的天体物理学家什克格夫斯基认为，“星系际无线电通讯与恒星际无线电通讯相比，有一个明显不同的重要特点，即进行星系际无线电通讯时，信号可一下子发送给几十亿颗恒星。因此，如果在这些恒星中，即使只有—颗恒星周围存在着高度发达的文明社会，这个信号也会被发现。实际上，在被探测的星系中，这样的文明社会可能很多。因此．当发送各种定向的星系外信号时，发现它们的文明社会是“十分有把握的”。然而，当向任何单一恒星的方位发射定向信号时，发现那儿存在文明的概率，或者—般地存在生命的概率，就极其微小。”
在1928年4月3日，在荷兰菲利浦公司实验室工作的挪威教授史托马，无意中收到了一组奇怪的无线电信号，其波长为314米，这信号每隔3秒就出现—次。极有规律，史托马向电台总监作了汇报。后者对此极感兴趣，并认为这种信号可能来自外星人。
于是、他们给对方“回电’，他们仍用31．4波长、把一组莫尔斯电码信号每隔20秒钟一次发射出去，连续发射了15天没有回音，就在第16天，他们又收到了那个奇怪的、每隔3秒出现一次的信号好像是有人企图与地球入联系似的。史托马惊喜之极，于同年10月又安排了一次发射试验，结果又收到了同样奇妙的信号。
有关这奇妙的信号的消息轰动了新闻界，许多电台都转而密切注视这个信号。其中，美国就有人报告在1929年2—4月期间，收到过1O次这种信号；一艘法国科学考察船，于1929年5月9日无意中也收到了同样的信号。遗憾的是，这组奇怪的信号里面究竟包含着什么信息，却没有人能破译出来。
直到1972年，年轻的苏格兰天文学家罗伦无意中发现了当时史托马留下的珍贵记录。他立刻被这些信号所吸引，并利用现代科学的逻辑思维对其进行研究。经过许多个不眠之夜后，罗伦宣布，他破译了这一信号的意思，其内容是：一艘来自牧夫座星球的宇宙飞船，正在环绕太阳系飞行，可是，怎么证明罗伦所破译的真实性呢？后来人们怀疑，这信号根本不是“外星人”发出的信号，因为有些射电星常常自然地发出无线电波。虽然如此，人们还是从中得到很大启发，觉得应该主动地通过发射无线电信号与外星人进行联系。
“奥兹玛”计划
本世纪60年代，人们终于开始尝试接收地外文明世界发出的无线电信号，地点设在美国西弗吉尼亚州西部绿岸镇附近的国家射电天文台。当时的工作由美国射电天文学家德雷克负责组织，并于1960年4月l1日正式开始实行，命名为“奥滋玛计划”。这是—个被动式收听地外文明之音的计划，“奥兹”是神话故事中的一个地名，那是一个非常奇异、非常遥远和难以到达的地方，在那里居住着一位名叫“奥兹玛”的公主。该计划的含义是“寻找遥远的地外文明”，目的是搜索“外星人“的来电。
该天文台使用一台口径为26米的射电望远镜，选择21厘米的波长来接收外界信号。为什么要作这样的选择呢？我们知道，任何天线电波的发射都只能用某个波长。实际上，无线电信号的波长有无穷多个，我们怎么知道宇宙人用的是哪个波长呢？科学家们认为，宇宙中最多的元素就是氢，因此，任何智慧生物都会对氢加以透彻的研究。21厘米波长是氢原于发出的微波的波长，它可能是被宇宙间一切智慧生物最早又是最充分研究的，又可能是被运用得最成熟的。
德雷克等�