科学|如果捉迷藏的话，外星文明和人类谁会赢呢？ |

我也期待着能再往后更长的时间之中，告诉你我在科学世界里所遇到的很赞的想法和故事，特别是关于天文学的，并最终进一步回答“我们是孤独的吗?” 。这我们的角度来看是宇宙中最重大的问题之一，而我并不认为这个答案还有多远。我相信在未来的20年内，我们很有可能最终找到这个问题的答案。

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但是，当讨论SETI（The search for extraterrestrial intelligence ，搜寻地外文明）和寻找外星无线电信号时，总是有一种“房间里的大象”的感觉。探测这件事是一条双向的通路，而我们并不知道大象是否能看得见我们。我们知道，只要信号足够强，我们就有可能在地球上探测到外星无线电信号，或者实际上是所有代表生命的生物信号。而这是双向的。

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理论上来讲，外星文明也应该能够探测到我们。但在实际中，一切就变得难说了。它将取决于外星种族有什么设备，他们在空间上离我们有多远。当我们试图寻找他们时，同样的规则也适用于我们身上。然而，如果外星种族拥有比我们更强大的望远镜，他们就会知道地球上有生命。地球上的生命有着悠久的历史，并且数十亿年来一直在影响着大气的组成。通过研究地球的大气层，银河系里的任何人都可以看到它在不久之前所处的不同阶段。

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我们星系的直径只有10万光年左右，所以它们没有机会看到我们星球恐龙时代的样子，而是更近一些时间的样子，这取决于它们离我们的距离。它的距离并不像地质年代那样久远，这样的情况在我们的宇宙中是非常少见的。但是，由于种种原因，从银河系的对面去探测地球依然是非常困难的。而对于那些能探测到我们的生物来说，外星文明最容易发现的生物标志物是我们的氧，且更多的是以O2而并非臭氧的形式存在。

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虽然氧并不是可以证明地球上存在生命的确凿证据，它也可以通过非生物的方式产生，我们自身的确存在大量的氧，多到反常的氧。他们也可以看到我们的水蒸气，和氧气的存在一起表明这里可能存在复杂的生命。要是有足够大的望远镜，他们还能看到甲烷。把这三种标志物放在一起，他们可以合理地推断出这些气体的可能来源于生命。那么他们还能知道什么呢? 在Edward Schwieterman（爱德华威特曼）和他的同事的一篇论文中，提到了本视频中介绍的所有论文。他们回顾了我们目前已知的所有的生物标记，这些标记可以用来确定系外行星上是否存在生命。值得注意的是，这篇论文的作者明确指出，这些生物标记物是我们这类以水为基础的有机生命的标志。
其他地方也很可能存在具有不同标记的替代生化物质，但我们尚不清楚这些生命形式是如何运作的，也不知道这样的化学反应是否会产生智力。但是关于外星文明在看着我们这件事，即使他们不是碳基生物，而是基于像硅这样的元素，如果他们可以建造望远镜和光谱仪，那么凭他们的科学能力也会知道碳的有机化学，并开始怀疑水和有机物在宇宙中普遍存在，并可能导致生命。要是他们是像我们一样的基于有机物的外星生命，那他们可以通过自己就了解到这一点。而在这个世界上也还可以看到许多其他潜在的生物标记物。

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一个例子是二氧化碳的含量变化，它按着植物周期季节性地出现。另一个例子是某些其他气体，如一氧化二氮和甲基氯，虽然它们可能是单独不依赖于生命产生的，但当你把它们当作整个生命来看待时，它们就可能成为我们简介的来源。他们可能还会看到我们的植被在近红外光下进行的直接反射。 Sara Seagerand（莎拉·西格尔）和她的同事在2005年的一篇论文中介绍了寻找系外行星寻找这种生物特征的方法。如果他们知道什么是植物生命，那这项技术同样可以被外星文明用来观察地球。但是即使他们不这样做，他们仍然可能在近红外范围内看到这个世界正在发生一些奇怪的事情。
但是，通过我们的标记物来探测我们的文明又如何呢? 这将有不少例子，并且当我们发展得越高级，当外星人发现我们时，其中的一些方式将变得更加重要。比如当我们开始建造戴森群（Dyson Swarm）时产生的废热，最终在更远的距离上，它会比我们现在所做的其他任何事都更容易被发现。但像现在这样，我们会产生几种主要的技术标记。在此聊到它们之前，有必要先指出距离的远近是外星人探测技术的关键。
【科学|如果捉迷藏的话，外星文明和人类谁会赢呢？】

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在一个世纪左右内，我们仅以一种主要方式可能被检测到。假设100光年以内的外星人可能会看到我们技术的特征，但他们只是会看到过去的样子。如果他们离得很近，比如说比邻星B拥有一个文明，那么他们就会看到我们四年前的样子。一个50光年的文明会看到我们50年前的样子，以此类推。但是在100光年以外的地方，无论使用何种实用的方法，我们基本上都是无法被探测到的。你离地球越远，就越难探测和研究地球。在100光年的范围内，外星人可能会探测到两种主要的标记物，以及一些外围的标记物。第一种标记物是无线电。大约一个世纪以来，我们一直在广播无线电波。
从理论上讲，距离地球一百光年之内的外星人可能会发现这些传输信号，而这取决于它们所拥有的设备。但从实际情况来看，他们可能不会这么做。这样做的原因是他们将需要一些重要的设备来完成这件事。如果我们把我们现有的设备带到比邻星去观察地球，我们将无法看到绝大多数我们自己发射的无线电信号。我们的电视台和广播电台实在是太弱了。所以最有可能被发现的是雷达，但即使这样，机会也很渺茫。但是，我们过去曾经发出过足够强大的信号，特别是著名的Arecibo（阿雷西博）信号，但是问题在于，想要看到该信号，外星人必须在适当的时机去捕获它。而他们根本不知道它会来。

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不过这也只是根据我们目前的无线电水平来判断的。它们无疑会变得更好，更灵敏，但是与此同时，我们发出的信号会随着我们的发展而变得越来越弱。但是，如果一个外星文明的无线电天线比我们的大得多，而且距离我们很近，那么它也许就能探测到我们。在下面链接的Seth Shostak（肖斯塔克利）的一篇文章中，他提到我们存在的证据已经抵达了约15000恒星系统。如果一个文明有一个足够大的天线，他列举到如芝加哥大小的天线，或者他们能利用引力透镜来看我们，那么他们可能仅会看到我们的无线电证据。
第二种可能被外星文明用来探测我们的方式更鲜为人知。人们一直认为无线电信号是外星人探测到我们的途径，但其实还有另外一种方式。我们也会产生一种非常不自然的可见光，如果有人有足够敏感的仪器来探测它，同时他们自身也要有足够的敏感度，他们就会知道智力生命是造成这种可见光唯一的原因，这就是我们地球上夜晚的街灯。分页标题

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在Abraham Loeb（亚伯拉罕罗卜）和Edwin Turner（爱德温特纳）的一篇论文中，他们提出了一种方法，即我们可以通过关注其他文明的人造光辐射来寻找其他文明。推而广之，其他文明可能也会这样来寻找我们的文明。通过观察一个系外行星的夜面，如果有人工照明，那么它将会非常不同，这足以与行星上的恒星反射的自然光区分开来。
作者指出，目前只有在我们的太阳系内，我们才能检测到地球级的人工照明。如果有人躲在柯伊伯带天体上，我们可以探测到他们的路灯，但仅以目前的设备，我们的能力还远远不够。不过随着时间的推移，我们的能力也会越来越强，所以在未来的某个时刻，光学SETI寻找文明之光应该是可行的。如果这对我们来说是可能的，那么对外星人来说也是可能的。

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外星人可能探测到我们的另一个更新颖的方式是我们大气中的工业化学品的浓度。在2014年Henry Lin及其同事的一篇论文中，他们详细介绍了我们可能会在系外行星大气中寻找制冷剂来探测外星文明；这将是像CFCs（氯氟烃）这样的化学物质。外星人同样可以对我们做同样的事情，如果他们足够接近的话，可以看到非常持久的化学物质的证据，比如那些统称为氟利昂的化学物质。除了标志着在这个世界上有活跃的工业进程之外，这些化学物质的存在实际上可以作为一种指示器。如果你只看到那些寿命较长的化学物质可能意味着这个文明已经过了使用这些化学物质的时代，或者说已经灭绝了。如果你看到的是寿命较短的，你就知道这个文明是活跃的。
也许附近的外星文明有能力探测到我们的雷达，或者看到我们的路灯或化学品。又或者现在尚未近到能够接收到我们的信号的外星文明，也许将来有一天会发现我们。但我推测不太可能有人有这样的能力，而且外星文明离我们越远，就越难探测到我们。最终会变得那么遥远，以至于根本就无法在物理上建造一个足够大的仪器来完成这项任务。这种不可探测性可能是好事，也可能是坏事，这都取决于你的观点。但它确实告诉我们，在我们的发展水平上，一个文明是很难在远处被看到的。

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如果真有这样一个存在了很久的更高级的文明，那么我们就更容易发现它，因为他们在更远的距离上都能被侦测到。但是事实往往没有想的那样的简单。尽管对那些期待通过传出数字信号作为交流的方式的人来说，要是无线电信号不是外星文明与我们人类唯一的沟通方式，将会使他们感到很沮丧。实际上，无线电信号甚至不是最可能的方式，而那种方式我们都还不知道。由于生命的存在，地球大气层也被改变了很长一段时间，这也让我们有了另一种可能被发现的方式，以及随后与外星物种的交流方式。
这将比以光速传播的无线电信号更直接，更实时。在遥远的过去，银河系中的某个人可能在我们进化之前就已经看到我们的氧气大气层。他们也许已经思考了很久，发射了一种能以亚光速飞行的探测器，名叫Bracewell 。它到达这里可能已经花了五万年或者更长的时间。事实上，任何想要直接研究有文明栖居的星球的想法，都必须要有扎实的工程技术和足够的耐心。我们一直以看待人类寿命的方式看待时间，它很短但是仍在不断增加，也不能说当我们活上千年之后就他们不会增加。在这种情况下，时间和距离变得不那么可怕了。宾夕法尼亚州立大学的Jason Wright（杰森赖特）在论文讨论了这一问题，论文中指出我们的太阳系已经很古老了。分页标题

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它远比我们人类要古老得多，有几十亿年的年龄。在很长的一段时间内，整个银河系都能被看见，而且这个时间长得来已经够人发射探测器了。又或许有其他的物种已经发射了。而做这件事比任何形式的星际通信都有意义，因为它虽然需要时间，但至少在一端是与外界直连的，兴许有一天探测器会苏醒并建立连接。然而，在此之前找到这样一个探测器无异于大海捞针，这可能比检测到无线电信号还难。
而以现在的能力，我们不太可能发现它。如果它一直在那里，便总是会有工程问题，极限的年龄问题，自我修复问题以及等等任何古老的Brace well类型的探测器可能存在的问题。时间对任何事都不友善，所以外星人也需要解决这个问题。但是一个更高级的文明可能已经做到了这一点。有一点需要记住的是，宇宙本身甚至比太阳系还要古老，所以那里可能已经存在数十亿年的文明。
再者，我们也不知道，说不定找到一个失灵的探测器也是有用的。我们修好了我们探测器上的匾额，以防止被外星人遇到。任何活跃的探测器都会看到我们的进化和发展。除了收集地球上的数据，也许他们发射的探测器还附上了一本科幻小说中的《卡拉狄加百科全书》，不过是1000万年前的版本，上面记载了我们银河系和文明的秘密。当然，这些信息是过时的，但来自古代文明的信息仍然是精彩的信息。而且，在足够长的时间过去后，他们也会从他们的探测器得到消息，人类已经实现了文明，他们便可以更新他们的百科全书，将我们也囊括其中。但还有最后一种不幸的方式，那便是我们可能会发现外星文明或者他们可能会发现我们。这可能会导致我们，或者他们，将我们毁灭。

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在亚当·史蒂文斯(Adam Stevens)及其同事的一篇论文中，他们详细阐述了几种我们可能探测到在近期已经自我毁灭的外星文明的方法。关于这种探测的规则也适用于我们，尽管这可能是一种令人沮丧的探测外星文明的方法，但它仍然是一种科学上合理的方法。我是一个乐观主义者，我喜欢去想我们第一次对外星文明的探测将是一次惊人的体验，甚至可能是一次神秘的体验，比如探测到某个文明的Dyson虫群，但没有其他信息。它们说，文明可能会自我毁灭，所以我们应该知道要寻找什么。第一种方法是通过检测核战争及其后果。
核武器在爆炸时产生一种独特的伽马射线的“双闪光” 。事实上，当伽马射线爆发第一次被发现的时候，它们起源的可能性之一就是外星人的核试验。这并不是一件坏事;关于如何使用氢弹作为推进方式来推动宇宙飞船以极高的速度飞行，人们有很多想法。然而，对GRB的后续观察排除了这种可能性，这些东西比任何可以想象的人工爆炸都要强大得多。
但是，如果外星人在全副武装的情况下进行自我毁灭，那么一场规模足够大的核战争应该在一定距离之外就可以看到。然而，令人惊讶的是，如果我们真的这么做了，它可能不会在被发现因为美国和俄罗斯在这些年减少了很多核武器。但至少在短时间内，像战争一样大气的一些效应将是可见的。核战争会产生大量的尘埃，而核武器会产生大量奇怪的电离气体，这些气体会补充到地球的大气层。值得注意的是，这些武器对一个星球的影响是多么强大。

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下面的一系列图片来自美国在1962年进行的一次名为“海星一号”的核试验。一枚氢弹在太空中被引爆，产生了奇怪而明亮的极光，同时还产生了意想不到的强大电磁脉冲，摧毁了夏威夷的发电站，这次泄漏导致许多怪异的事发生在地球磁场。那个测试可能不是最好的主意，而且确实有一些长期的影响;事实上，在那个几天，它损坏了相当一部分在轨卫星。分页标题
这说明,整个太阳系看到的这一次爆炸可能在更远处也发生过,尽管核战的现象可能发生在宇宙中的任何一个地方会很短暂的,我们或外星人,必须是在合适的时间才能看到这些现象。这在统计学上是不太可能的。但核武器并不是唯一会留下可探测痕迹的末日。
这篇论文继续详细阐述了生物冲突的现象，特别是如果这种战争是跨物种的，而且不仅仅是对有人居住的星球生物圈的破坏。具体来说，假设一个世界有厌氧细菌，独特的生物化学物质将由生物物质的衰变产生，即尸体，并可以将在一定时间内于光谱中检测到。
如果你探测到它，这意味着生命是才存在的，但大部分可能已经不复存在了。值得庆幸的是，至少就目前所知，地球上还没有人研制出这种程度的生物武器，事实上，地球上的生物武器是被有目地限制了的，就我们所知，我们不能用我们所拥有的来毁灭我们自己。希望冷静的头脑能继续在这件事上占上风。但是一个外星文明可能不会受到这样的限制，但是这种生物特征可能是非常短暂的，对于我们来说，要看到它和一个系外行星在一起，我们必须要在刚好在合适的时间观察。
但还有最后一种可能性，我们可能会看到：我们和一个它们看不到和我们一起的外星文明在一起，因为这种技术在很大程度上仍然只是一种假设。它是灰色粘性，或者分子纳米技术。如果工程成功，这可能是宇宙中最强大的武器之一。他们的想法是创造一种自我复制的纳米设备，这种设备通过消耗物质来复制自身。这些武器可以做成这样的规格，以指数级的规模繁殖，直到它消耗一个星球，或至少是一个星球的大部分。
作者认为，这种技术特征将比其他特征存在更长的时间，以数千年为尺度。但我猜测，在我们探索宇宙的过程中，我们不会看到太多世界末日的标记。我并不觉得有任何人希望看到这些事发生在我们身上，至少我是希望如此。但到最后，地球对外星人来说并不是完全可以探测到的，那怕外星人发展到了我们的水平，他们也并不是完全可以探测到我们的。更先进的物种可能可以做到（探测到我们），但我们附近似乎没有这样的物种，所以我敢打赌没人知道我们在这里。
FY: 菲奥娜叫Fiona
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