是的，外星人存在嗎？對這個問題的第二個回答是，“它們可能存在。讓我們試著聯系他們，和他們交換信息。1959年，GiuseppeCocconi和PhilipMorrison兩位天體物理學家提出了外星人存在的可能想法，並特別提出了探測外星人發出信號的方式。
是的，外星人存在嗎？這個問題的第三個回答是“宇宙這麽大，歷史這麽長。根據壹些數據的分析和估計，外星人和外星文明應該是存在的。這個想法的基本論點可以用壹個例子來說明。如果讓壹大群猴子敲電腦，總會有壹只猴子敲出壹整套莎士比亞，另壹只猴子敲出壹套唐詩三百首。宇宙的歷史大約是6543.8+04億年。僅我們的星系就有將近1000億顆恒星，而宇宙有將近1000億個星系。這些都非常巨大。1961年，美國天文學家弗蘭克德雷克(FrankDrake)提出了壹個方程，用來估算我們銀河系中外星文明的數量。這就是著名的DrakeEquation。
這三點我逐壹討論。事實上，當我們問“外星人存在嗎？這個問題壹問，有人會問“誰在乎他們存在不存在？我不在乎。這是壹個負面的觀點，我會講壹些關於即使他們存在，我們是否應該與他們交往的擔憂。
我先說費米困境。要回答費米困境，我們有兩種可能。壹是找到足夠的理由證明外星人不可能存在。另壹個是外星人存在。第壹，可能他們留下了痕跡，只是我們沒有看到。也許我們有，但我們不想承認它們是外星人留下的痕跡。第二，他們至今根本沒聯系過我們。
讓我仔細看看。為什麽外星人不能存在？
壹種解釋是，人類是宇宙中最原始的生命，我們要等人類逐漸進化，其他星球才出現外星人。然而，僅在我們的銀河系中，就有許多比太陽古老得多的恒星。這些恒星存在於壹百萬年前，所以它們的科技和文明發展應該比我們早壹百萬年。
壹種解釋是，地球可能是唯壹或者極少數地方，有適合生命繁衍進化的環境。太陽和地球的關系，地球和月球之間的潮汐，以及水和其他化學元素的存在，都是生命繁衍和進化的相當獨特的條件。
另壹種解釋是，智力、語言、科學技術的發展並不壹定是生命進化過程中的必然現象。所以，也許人類是唯壹遵循了我們現在文明發展軌跡的智慧生物。
然而，下周我們討論德裏克方程時，德裏克會說這些理由並不充分。
費米困境的另壹個可能的解決方案是，外星人是存在的，只是我們看不到他們的蹤跡，或者我們不想接受他們是外星人留下的蹤跡。自古以來，人類就在天空中看到過不明飛行物，縮寫為UFO(UnidentifiedFlyingObject)。舊約以西結書第壹章中，描述以西結聽見神的話，看見周圍有明亮的雲，包括四個輪子和四個動物支撐的汽車。中國宋代科學家和政治家沈括在《孟茜筆談》第二十壹卷中描述說，在揚州，他看到天空中有壹個半張床那麽大的貝殼。打開後，裏面有壹顆珍珠。“殼白如銀，卻不能正視，行為如飛；漂浮在阿波羅上。15世紀哥倫布橫渡大西洋時，也看到遠處有壹個物體在發光。在現代，世界各地的人們經常說他們看到過不明飛行物，如不明飛行物。這些都可以解釋為外星人的交通工具，甚至天空和玉米地裏外星人寫的大字都是外星人存在的痕跡。還有壹種說法是人類是其他星球外星人的後代，但是我們的祖先在哪裏？還有，另壹種說法是外星人把我們都囚禁在地球上，就像動物園壹樣，不讓我們和他們有接觸。
費米困境的另壹個可能的解決方案是，外星人是存在的，但是到目前為止，他們還沒有聯系我們。他們為什麽不聯系我們？是因為時空的距離，他們發出的信號還是他們進行太空探索的工具還沒有到達我們這裏？這似乎不太可能，因為宇宙有654.38+04億年的歷史；是因為他們不想和別人交流嗎？如果太空中有數百萬個不同的文明，總會有壹些想要與他人交流。是因為他們想盡可能的低調以避免外界入侵的危險嗎？那麽為什麽這些外來入侵不會傷害我們呢？是因為我們無法理解他們發出的信號嗎？這就把我們帶到了我要講的下壹段，Coconi和Morrison在1959提出的探測外星人無線電信號的想法。
如果外星文明真的存在，我們如何證明他們的存在並與之交流？1959年，Coconi和Morrison發表了壹篇名為《經典》的論文。他們以為高度文明社會的外星人壹定會發出壹些信號，希望通過這些信號與其他文明社會取得聯系。那麽這些信號是什麽呢？考慮到傳播的速度和集中程度，他們會選擇電磁波。考慮到電磁波在太空和地球表面的衰減，他們會選擇不低於每秒壹百萬周(1兆赫)和不超過三百億周(31兆赫)的電磁波頻率。但是，在這麽大的範圍內，他們會選擇哪個頻率呢？在天文學中，有壹個很重要的頻率，就是1420.4兆赫，這個頻率換算成波長，波長除以頻率的公式就是21厘米。這個頻率是從哪裏來的？眾所周知，氫原子有壹個電子圍繞壹個質子旋轉，電子和質子都有自己的自旋。當電子和質子的自旋方向相同時，氫原子的能量相對較高，而當電子和質子的自旋方向相反時，氫原子的能量相對較低。如果氫原子從高能態躍遷到低能態，這種能量差會產生頻率為1420.4兆赫的輻射，氫原子在較高和較低能態之間躍遷是有可能的，但概率非常非常低。太空中90%的物質是氫原子，所以氫原子很多。合在壹起，我們確實可以探測到地球上頻率為1420.4兆赫的輻射。天文學家在1940年代發現了這個現象，它達到了65438+。Coconi和Morrison認為這是宇宙中人人都知道的頻率。很有可能是外星人用這個頻率的電磁波傳輸信號！此外，空間中該頻率的背景噪聲較少。
但是，還有壹個問題需要回答。如果我們用射電望遠鏡在太空中尋找1420.4兆赫的信號，射電望遠鏡應該指向哪個方向？Coconi和Morrison認為應該先尋找離地球不遠的行星，實際上是十五光年。在這個距離內，他們認為有7顆行星的光度和壽命與太陽相近，上面可能有生命，包括Tauceti(中國天文學中的天倉5)和EtaEridani(中國博江天文學中的天元4)，可以作為搜索目標。
總之，Coconi和Morrison的論文不僅指出了外星文明存在的可能性，而且還為搜尋計劃了具體的行動方案。這篇論文也為未來50年尋找外星文明開創了先例。在他們論文的最後，他們說:我們的討論可能會被壹些人認為是無厘頭的科幻小說，但我們的討論與現在的天文知識是壹致的；雖然，按照我們的說法，我們無法知道搜尋外星文明發出的信號成功的概率，但我們知道，如果不去尋找，成功的概率是零。
在完成椰子和莫裏森的論文後，讓我補充壹個腳註。同樣在1959，壹位在美國從事研究的中國天文學家蘇樹煌也發表了論文，指出了宇宙中存在生命的可能性。他還認為，在地球附近的渤江座的鯨魚座和天元四星座，存在著支持生命的條件和可能性。這壹結果與椰子和莫裏森的結果相同。黃是著名的天文學家。他和楊振寧是西南聯大物理系的同學，和楊振寧壹樣，從65438到0947公費赴美留學。
從Coconi和Morrison的論文開始，在過去的50年裏，政府，尤其是軍方和私人機構在尋找外星人方面投入了大量的資金，建造了更強大的射電望遠鏡，並在無線電通信方面制造了更精密的測試儀器；除了無線電通信之外，還探索了光通信的可能性。有些人甚至建議，為什麽不幹脆把壹個物理探索者送上太空？當然，這些努力尚未取得明顯和具體的成果。
有些人對尋找外星文明持不同意見。除了外星文明根本不存在的可能性，還有壹個問題就是為什麽外星人要向外界發送信號。漫無目的的傳播是有意義的科學行為嗎？而且，即使兩個文明成功地相互交換信號，往返時間也要超過1000年、10000年。此外，在過去的50年裏，我們在地球上的工作側重於傾聽和尋找。如果我們只接收不傳輸，外星人就沒有辦法知道我們的存在。
更深入的觀點，或許保持沈默，只收不發，是普遍文明的普遍心態。而且，我們無法知道外星文明是善是惡。如果我們聯系他們，萬壹他們來征服並毀滅我們呢？因此，建議向外層空間發送的任何信息都必須得到聯合國大會的批準。至於外太空傳來的信號，可能含有電腦病毒，可能會毀掉我們所有的電腦。所以，保持沈默不壹定是應該遵循的政策。
2010年5月20日，壹個名為“Synthia”的人工生命在美國私人科研機構克雷格·文特爾研究所(Craig Venter Institute)誕生。科學家通過化學方法人工合成人工設計的蕈狀支原體DNA，然後將其植入另壹個挖空的山羊支原體體內，細菌按照人工設計的基因組的指令生長繁殖。這是“辛西婭”
消息壹出，立即引起了全球各方的高度關註。“辛西婭”不僅給大眾帶來了驚愕和恐慌，也讓合成生物學迅速成為媒體和公眾關註的焦點。其實文特爾只是合成了生命的壹部分——遺傳物質DNA，作為細胞還不能算完整的生命。那麽，什麽是合成生物學？壹般來說，合成生物學就是通過人工合成來“設計”和“改造”現有的自然生物系統，或者通過人工手段創造出自然界不存在的“人工生命”。
生命現象的復雜性，人類科學迄今只能窺見壹斑，怎麽會異想天開到“人工生命”呢？其實科學家也想通過這種方式加深對生命的理解。其實人類對生命的理解就像面對壹臺電腦。普通生物學的思維是對自然生命現象進行分析和綜合，就像拆解電腦壹樣，試圖了解它由哪些部分組成，由這些部分組成的網絡，以及指導網絡運行的控制軟件。而合成生物學則是在人類已經知道了生命的基本組成部分及其運行規律之後，試圖用這些部件制造出壹臺按照人類要求運行的計算機。事實上，用DNA和蛋白質構建壹個新的生命系統仍然是壹個巨大的挑戰，即使我們拿出所有關於生命的知識，使用所有我們可以操縱基因和蛋白質的技術。
“辛西婭”的誕生就是為了實現這壹目標:在已知蕈樣支原體基因序列的指導下，設計新的基因組序列，設計基因組合成流程，在實驗室中使用“四種化學物質”(兩種嘌呤和兩種嘧啶)按照設計藍圖合成並拼接它們的DNA片段，通過生化方法將這些片段“粘合”在壹起，形成完整的基因組，並植入另壹種細菌。雖然實驗原理聽起來很簡單，但研究人員花了15年和4000萬美元才成功。雖然辛西婭只是最小最簡單的原核生物，但它已經實現了新陳代謝和裂變遺傳的基本功能。
實際上，合成生物學這個術語早在191年就被法國物理化學家斯蒂芬·蘭杜克在他的著作《生命的機制》中首次提及。但受限於當時對生物學和生命運動的認識水平，這壹概念基本上是對生命過程的形式化模擬，幾乎沒有“科學”依據。直到20世紀50年代，DNA雙螺旋模型的提出，才真正確認了核酸是遺傳的物質基礎。更進壹步，在DNA→RNA→蛋白質中心法則和DNA重組技術的指導下，分子生物學蓬勃發展，這使得波蘭遺傳學家瓦克勞·希瓦爾斯基在20世紀70年代中期多次預言合成生物學的到來。20世紀90年代基因組學和基因組技術形成並成熟後，E.Kool在2000年美國化學會年會上結合系統生物學和基因工程的成果重新定義了合成生物學的概念。而這種重新定義，在壹定程度上成為了合成生物學作為壹門學科開始的標誌。
從合成生物學這個術語的出現到這門學科的起步，合成生物學經歷了漫長的89年，它的發展深深植根於分子生物學。隨著大規模基因組測序技術和序列分析方法的成熟，生命科學研究開始進入基因組時代，大量的基因組信息和大規模基因組技術為合成生物學的出現奠定了基礎。