法兰克·德雷克站在白板前，上面写着德雷克公式；这个公式估算了银河系里可探测到的外星文明的数量。供图：COURTESY OF SETI INSITUTE
撰文：NADIA DRAKE
“爸爸，你有没有想过你的公式会变得这么出名？”我问道，我和这位眼神温和的91岁老人站在露台上。
我的父亲法兰克·德雷克（Frank Drake）沉默了一会儿。也许，他想起了60年前11月的那一天，当时他随便草拟了一个公式，却助推了人类寻找地球以外的文明世界。也许，他正在倾听院子里灌丛鸦尖锐的叫声和啄木鸟的啁啾，这证明至少在宇宙的一个角落，喧嚣的生命形式充满了生机。
“没有，”父亲停顿了一下：“我从来没想过这么多人会对它感兴趣。我以为会有一些修改，但并没有。”
父亲提出的公式现在被称为“德雷克公式”，为寻找地球之外智慧生命的科学家提供了参照标准。通过一系列变量，科学家可以借助公式估算分散在银河系各处，可探测的外星文明的数量。
这个公式成为科学界最具辨识性的公式之一。它成了常见的纹身，成了一种啤酒，印在拖车的侧面。在寻找日期或计算看似可信的外星人目击事件次数的漫画里，总会借鉴和模仿这个公式的逻辑。
今天，仍有很多科学家遵循这个公式，研究人员借助太阳系内外其他行星的最新发现填充其中的变量。考虑到1961年他写下公式时，不仅时间紧张，而且还要组织会议，德雷克公式堪称一笔伟大的遗产。
“这是有史以来最好的开场白，”行星科学研究所的天体生物学家大卫·葛林斯波恩（David Grinspoon）说：“他试图开启一场对话，从某种意义上说，他做得很好，对话仍在继续。”
寻找外星生命
20世纪30年代，父亲在芝加哥长大。有一天，他的父亲提到“外面还有其他世界”，这让他第一次思索人类在宇宙中是否孤独。
我的祖父所说的是太阳系的其他行星，那时它们是人类唯一已知的行星，但8岁的Frank并不知道。对于他来说，“其他世界”意味着“其他像地球一样的世界”，那种生活着聪明的外星生物，他们可能会向其他星球宣告自己的存在。这个想法对父亲而言合乎情理，于是他开始思考如何探测这样的世界。
“为了找到有意识的智慧生物（那将令人欣喜万分），”父亲说：“我想知道这种情况在宇宙中的有多普遍。”
年轻时的父亲，是为数不多严肃寻找地球之外智慧生命的科学家之一。1960年，他第一次有机会在银河系错综复杂的无线电波漩涡中，寻找外星信号。他设计了一个实验来探测围绕附近两颗类日恒星（天仓五和天苑四）运行的任何文明发出的信号。他将这个实验命名为“奥兹玛计划”（Project Ozma），在三个月时间里，他用绿岸天文台的泰特尔望远镜对准了这两颗恒星。当时，人们还不知道二者都有行星，近半个世纪后，科学家才发现围绕这两颗恒星运转的世界。
两颗恒星很安静，但奥兹玛计划吸引了很多关注；1961年，美国国家科学院请父亲在西弗吉尼亚州绿岸天文台召开会议，讨论对地外智慧生物的科学探索，即SETI。他们说，他可以邀请任何他想邀请的人，按照自己的想法组织会议。
父亲是用现代射电望远镜寻找外星生命的第一人，他需要一种方法，向世界上最杰出的科学家描述这项研究，并证明自己的努力。
现代SETI（“搜寻地外文明计划”）的开始
父亲邀请了十几个人来绿岸天文台，包括天文学家卡尔·萨根（Carl Sagan），他当时刚取得博士学位；曼哈顿计划的负责人菲利普·莫里森（Philip Morrison），他独立设计了寻找外星生命的实验；还有生物化学家梅尔文·卡尔文（Melvin Calvin），传闻他是当年诺贝尔化学奖的候选人之一。
1961的秋天，西弗吉尼亚州的树叶枯萎凋落，父亲意识到，他还不知道如何针对一个仍在科学边缘的话题，组织为期几天的讨论。几个月时间里，他一直在思考有哪些因素会影响我们探测银河系生命，从行星所围绕的恒星诞生的速率开始。他认为每个因素都可以成为丰富的讨论话题，于是他把所有因素都记录下来，发现自己创造了一个可行的公式，当然，具体还要取决于输入的数字。
“这是一个绝佳的办法，让我们的无知变得有条理，”该领域的先驱、SETI研究所的吉儿·塔特（Jill Tarter）说。
11月1日，会议开始，父亲在天文台休息室的黑板上写下了他的公式；在之后的两天里，他和同事讨论了每一个变量，不过他们在第二天休息了一会儿，“喝香槟喝到酩酊大醉”， 萨根回忆说，因为卡尔文在光合作用方面的研究获得了诺贝尔奖。
德雷克公式
父亲说，这个公式的本质是，每个因素都同等重要。所有的都是一次方，没有指数，没有对数，没有特殊的地方。
他对术语的定义如下：
代入每一项的值，相乘之后，我们就会得到N的数值，即银河系内可探测到的文明的数量。我问父亲，他计算的N值是多少，他说每次思考后，这个值都会改变。但总体来说，他眨了眨眼睛，这个数值在1到10亿之间，也许在1万附近。
虽然这个公式可“解”，但它并不会提供一个具体值，像爱因斯坦的狭义相对论的E=mc^2，或者牛顿的第二运动定律F=ma那样。
“人们会通过批评这个公式，来批判整个SETI领域，”宾夕法尼亚州立大学的Jason Wright说：“这很愚蠢。法兰克说，他从未想过得出精准的答案。它只会被误解和滥用。”
这个公式是一个思维实验，一个概率论证，一个思考宇宙生命的框架。Wright说，父亲仔细定义了变量，这样公式可以回答关于探测外星文明无线电讯号的具体问题。他还指出，公式做出了一些关键假设，即文明停留在原地，而非跨越整个银河系。
多年来，很多科学家都提出了缺失的因素，或者试图改进这个公式，但葛林斯波恩说，这些其实只是在以略微不同的方式切割变量，或者与60年前父亲提出的问题略有不同。
“我见到过很多改进德雷克公式的尝试，或者以各种方式批评它，所有这些我们都欢迎，也很有趣，但我从未见过能证明这个公式已过时的论证或论文，”葛林斯波恩说：“它经受住了时间的考验。改进公式的各种尝试只是证实了它的价值。”
一生追逐
父亲第一次设计出这个公式时，他只知道一个变量的粗略值：恒星诞生的速率，类日恒星的这个数字为一年一颗。其他的全都是未知数。
1961年，人们还不知道太阳系之外的行星，而20世纪90年代，天文学家观测到了第一批围绕遥远恒星运转的行星。自那之后，行星猎人计划在银河系里发现了几千颗系外行星；NASA的开普勒任务利用过去十年积累的观测数据，发现平均每颗恒星至少有一颗行星。
“德雷克公式提出后，在行星方面，我们从一无所知变成了全知全能，”葛林斯波恩说：“这是一个巨大的飞跃。”
这些外星星系可能与我们的太阳系截然不同，有大量行星盘亘在恒星周围，行星围绕恒星的两极而非赤道运行，又或者有大量我们根本看不见的行星在围绕恒星运行。
去年，开普勒任务发现，可能的宜居星球很常见。银河系里类地行星多达3亿颗，即围绕类日恒星，在适宜轨道上运行的岩石星球。如果算上围绕非类日恒星运行的行星，算上月球等卫星的话，这个数字会更多。
现在，我们还知道大约半数围绕类日恒星运行的行星系统里，至少有一颗宜居行星，而且这是一个非常保守的估计。
科学家正在迅速找出其他变量的值。NASA的毅力号探测器目前正在寻找火星上可能存在的生命迹象。不久之后，探测器将前往外太阳系的一些冰封卫星，那里可以找到我们所知道的生命必须的所有成分。科学家正准备透过外星世界的大气层，寻找能证明外星生命新陈代谢的分子。
“它经受住了时间的考验。改进公式的各种尝试只是证实了它的价值。”
——大卫·葛林斯波恩，行星科学研究所
科学家也在寻找外星技术的迹象，就像父亲的奥兹玛计划那样。公式最初将之定义为文明发展出“通讯技术”的概率，今天很多SETI科学家考虑更宽泛的定义，包括地球以外出现的任何制品，比如无线电波、光学激光束、采集能量的巨型结构。
为了反映可能的信号范围，塔特创造了一个术语“技术标记”，她说，这种检测不会像从外星大气提取线索或者搜寻化石微生物那么模糊。随着新一代更敏锐望远镜的出现，塔特等SETI科学家希望利用计算机程序筛选大量输入数据，寻找任何特殊或异常情况——这种扫描技术标记的方式，我们可能都没有想象过。
“我们有可能被另一个观测项目偶然得到的信号所蒙蔽，”塔特说。
想要解决最后几个变量（行星拥有生命、智慧和技术的概率），需要的不仅仅是一次探测。和系外行星一样，我们需要多次观测才能证明生命在银河系里有多普遍。
“对于生命，我们总是会想：天哪，如果我们在一个地方发现了生命，那么这将具有突破性意义。当然是这样，但即便如此，我们也不会从无知变得全知全能，”葛林斯波恩说。
“所以，即使我们下周五就收到信号，我们也不会说不再需要德雷克公式了。”
最棘手的变量
父亲常说，德雷克公式最后的变量L最让人头疼。L是指文明可被探测到的平均时长，人们经常把这个定义与生存或灭绝混为一谈，但两者之间不一定有关联。
“不幸的是，人们把技术文明的持续时间当作了寿命。事实并非如此，那是指发送机制的持续时间，”塔特说：“我们可以建造某种东西，采用某种技术标记，它的寿命远超我们的文明。”
因为L是一个平均值，所以即使只有一个特别长寿的外星发送机制，也会大幅改变这个数值。例如，一个文明可能会找到一种方法，把自身的存在发送到银河系长达几十亿年，目的也许仅仅是为了帮助其他文明搜寻宇宙伙伴。
“由于公式里的每个变量有同等权重，所以我知道，答案的准确度取决于我们最不了解的那个变量，”父亲有一次告诉我：“L就是我们最不了解的。”
不同于其他变量，L的值还取决于正在进行搜寻工作的文明的探测能力。人类可以通过研究各种电磁信号来寻找技术标记；如果有一个和我们一样的文明在观察地球，它会在20世纪初第一次看到军事雷达发出线性调频信号。而一个拥有卓越探测能力的文明，会寻找更细致的线索。
例如，知道如何解读行星大气层里的技术标记的外星人，可能已经发现了19世纪中期工业革命期间释放出的物质——这是一种可检测的技术标记，只要我们知道需要寻找什么，耐心地观察星球缓慢变化。拥有更先进技术的文明可以静静地看着生命在很多行星上萌发、成长，有时死去，有时繁荣。
然而，人类还没有拥有这种能力，而且也无法保证人类物种能存活得足够长，来完善寻找外星生命的技术。但只要坚持不懈，有朝一日，我们终将与他们联系上。
生命本身
一想到超级智慧的外星人正在寻找我们，我就兴奋不已；在加州森林里，我凝视着我和父亲周围茂密的红杉树，它们已有千年历史。千年来，这些树静静地目睹树下无数生命萌发，无数次为生存而战，无数新的生存策略。长寿的文明，就像银河系里的红杉树，对于他们而言，L的值是巨大的，至少理论上是这样。
先进的人类文明也许只是宇宙时代的一瞬间，但父亲认为，在我们找到证据证明银河系里居住着更智慧的生物之前，这只是时间和意愿问题，无论他们以何种形式存在。
“我们不知道自己在寻找什么，”Wright说：“关于我们在寻找的东西，唯一的范例就是我们自己。”
如果一定要说，作为影响最深远的遗产，德雷克公式不是一个数值解，而是一面镜子：它让我们从宇宙的角度思考地球，思考人类，思考我们在这片星系海洋中的脆弱性。
“它一直存在的原因，我们一直使用它的原因，它不断出现的原因，都是因为它是宇宙生命全部问题最伟大的指导，”Wright说：“它是一个非常全能的公式，可以探索生命和人性的各个方面，具体取决于你想选择的术语。”
