在这个等式中，

N代表我们银河系中可探测文明的数量。其他变数如下所述：

R代表星系中恒星形成的速率;

fp代表恒星中有行星的比例;

ne代表每个行星系中类地行星的数目;

fl代表有生命进化可居住行星比例;

fi代表演化出高智生物的概率;

fc代表高智生命能够进行通讯的比例;

L代表这样的文明仍然可以被检测到的时候（科技文明寿命）。

这个方程并不能很好的推广到整个宇宙，甚至在银河系内也也有很多忽略项。

首先，宇宙并不是无限的，宇宙中也不是所有的区域都经过了和我们一样长的演化。

通常我们所说的宇宙，是指可见宇宙，是指和我们具有因果律联系的时空范围。也就是所，在这个范围之外可能有各种宇宙各种存在。这些「宇宙以外」和我们没有一比特的联系，那里发生的一切都不可能对我们有任何影响，我们的一切技术手段都不能对那里有丝毫探测。对「宇宙以外」的任何描述都是「不可证伪」的。「宇宙以外」是充满了外星文明也好，还是有一个极乐世界也好还是伊甸园也好，跟我们都没有一毛钱关系。好吧，摘清楚了宇宙以外的问题，再来看看宇宙以内有多大。

可见宇宙_百度百科?

由于宇宙是膨胀的，466亿光年以外的一切事物与我们没有因果律联系。而这466亿光年半径的范围以内，也不都是具有138亿年的历史的，宇宙离我们越远的部分越年轻，466亿光年距离处的宇宙是刚刚诞生的宇宙，全部的时间与空间。这全部的时间与空间，不是构成一个四维的圆柱，而是一个四维的圆锥（严格来说不是圆锥，是一个类似穹顶的锥形）。这个圆锥高是138亿年，底面半径是466亿光年（注意这两个单位）。

这个「宇宙圆锥」内，最古老东西是什么？是我们所在的位置。只有我们所在位置的历史是138亿年，越远的地方历史越短，诞生出文明的概率就越低。

其次，并不是所有恒星系都时候孕育文明。

关于生命的形式，请大家阅读我这篇文章：

硅基生物：对「费米佯谬」的纯理智分析（1）——生命的起源形式?

zhuanlan.zhihu.com

经过文中分析（欢迎大家提出异议），除了超越数学和物理的超级生物，我们可知宇宙中，生命只能是碳基、硫基、磷基，电解质只能是水、液氨、硫化氢、磷化氢等几种。其中能产生复杂高等生物的只能是碳基水电解质生命。

（斜体字部分略枯燥可跳过）

碳基水电解质生命对环境要求极高，事实上即使是有机隔膜的燃料电池这样「最简单」的碳基水电解质能量转化结构，也只能耐受80℃的高温，越复杂越不耐高温。

到这里可能有人提问，不负责不高级的生命就不能诞生文明吗？三体人可以组成运算阵列，每个三体人只复制最简单的计算就可以啊。大家不要小看三体人的人力计算机。人力计算机需要极高的准确率，每个三体人处理数据的出错率亿分之一，整个阵列就连小学生都不如。而高温恰恰会导致生命出错率增加。前面所说的硫基、磷基生命，出错率更高（因为磷磷键和硫硫键太脆弱）。

实际上人脑就是神经元细胞组成的计算阵列，大家不用羡慕三体人，每个三体人的智商和你一个脑细胞差不多。而且，人脑的工作温度是37℃，高1℃就会变迟钝，高3℃就会宕机，42℃就直接被熬成豆腐脑了。可能大家觉得人类是因为地球环境如此才进化出如此的体温、脑温的。实际上并不完全如此。

地球上食物最丰富的陆地——赤道地区，也就是人类的发源地非洲所在的区域，气温是很高的，我们的祖先为了散热，付出了巨大的代价。大家想想，和人同样大小的恒温动物（地下的不算），大多是有毛的，汗腺也不发达。比如同样大小、同为掠食动物的狼，就披著毛发没有汗腺。可以说人类为了把自己的脑温控制在37℃，是在进化路上付出了血的代价的。我们有理由相信，能进行复杂运算的生物（或生物群落），37℃可能就是能耐受的高温的极限了。事实上不只是碳基猴子，我们硅基生物对高温也是极其敏感的，越精密的晶体管越怕高温，这背后有量子上的原因。

好了，斜体字BB了这么多，主要就是告诉大家，碳基生物对高温是很敏感的，我认为其生活的环境温度范围不会超过4~60摄氏度。

行星上要具有这一温度，离恒星的距离就要合适——如果是暗一点的恒星是不是近一点就行了呢？

不行。

对主序星来说，发光能力约和质量的四次方成正比。质量小一点，光度就低很多，要为为行星供暖，距离就要近很多——然后行星就被锁死自转了。自转锁死，一天接近于一年。没有自转就没有强磁场，氢原子会飞入太空，星球被」脱水「。

那恒星比太阳大一点亮一点呢？也不行，寿命会短很多。我估计的生命星球主比邻恒星质量应该在0.8~1.1倍太阳质量之间，没精确计算过，如果有读者懂这方面，请帮忙算一下。

至于双恒星系或者三体星系，其万有引力求解过程极其复杂，我猜测行星很难与之保持稳定的距离，混沌的动力学过程会把行星甩走或者丢入恒星中。我不是研究这方面的，如有问题请专业人士指出。

所以，这颗孕育文明的行星，距离恒星要不远不近、恒星质量也要刚刚好。此外，生物的孕育和文明的诞生需要多样的化学元素。比如重元素钼就是人体及动植物必须的微量元素——当然可能外星生物不需要钼，但是要知道，地球上钼也很稀有，其作用要是那么容易代替估计生物也不会进化出那么多必须钼的化学反应。

而且文明对元素的需求是很高的。没有铀哪来的原子能（就算是聚变，也需要大量的中子产生氚，没有裂变去哪弄中子）。

铂是很重要的催化剂，几乎不可代替。偏偏铂会在行星凝固的时候全部跑到地核里，地球上铂是在表面凝固后，由小行星带来的，所以颗行星还得偶尔被小行星撞一下，还不能经常被撞。

要产生这些重元素，这颗行星必须继承一颗超大质量恒星或者一个大型黑洞吸积盘的聚变遗产。理论上8倍以上太阳质量的恒星就可以产出这些重元素，然而十几倍太阳质量的恒星没有能力把产生的重元素抛到很远的地方（文明星球总不能诞生在中子星旁边吧），以我们太阳系为例，一般认为太阳是三代恒星（富三代啊），更年轻的二代恒星能否凑足诞生文明的家当，还是个问号。

另外并不是说二代恒星就一定比三代更早，星系外围的二代恒星可能比太阳还年轻。一般来说星际气体密度越大的地方恒星演化的越快，估计银河系核心处的恒星像韭菜一样都割了又长，可是气体密度越大的地方同样很危险啊，躲开了左边的黑洞吸积盘，右边超新星又爆发。太阳系，很可能是宇宙中最早的一批过长稳定生活的富二代、富三代了

对了，还有行星质量和大气厚度。行星质量大了，大气就会厚重，而恒星光是复杂生物圈必备的能量。恒星质量小了，大气稀薄阻挡不了宇宙射线——不过这样的话倒是可以推演出一个和地球差异最大的可孕育文明星球的情况。

行星X1：质量是地球的7倍，表面引力是地球的2倍。为了保证表面重元素比例，其整体重元素比例略高于地球。大气压是地球的4倍，因此具有强烈的温室效应。行星X所受的恒星光强度相当于地球的80%。由于恒星光较弱，行星X中的光合作用生物需要花费100亿年时间。在大爆炸历180亿年，行星X上的智慧生物第一次发射人造卫星，就看到他们的主恒星变成一颗红巨星。

铁的数量也要合适。一颗文明星球，必须有一颗炽热的内心和一副铁石心肠。如此才能演化出磁场。而富含铁的星球又会把光合作用产生的氧吸收掉——地球上的藻类用了40亿年才演化出富氧的大气

总结一下，地外文明演化的时间没有我们充足（不到138亿年），它们要赶超地球，又有几个阶段可以争取一下：

1、行星和恒星形成更早。要远离权利的漩涡（星系中心），又要完成资本的原始积累，进而孕育出富二代富三代恒星。

2、更快的完成大气层演化。地球上的藻类用了40亿年才演化出富氧的大气，我觉得这个过程或许有希望可以更快一点完成。不是专门研究古生物 ，不了解。

3、没有恐龙浪费时间。

PS:

再补充一条情况，地球形成之初自转速度是很快的，而月球一直在给地球自转减速。我又推演了一下没有月球的情况。如果没有月球，那么就只有恒星给行星的自转减速，这样的话，自转锁定就没有预料的强了，行星可以距离恒星更进一点，那么恒星的亮度和质量也可以放宽一点。最低大约可以取0.75太阳质量。

文明三部曲暂时完结。欢迎转载，请注明出处和作者。

发文发的比较急，有不少错别字，希望不影响大家的阅读，也感谢大家指出^_^;

硅基生物：对「费米佯谬」的纯理智分析（1）——生命的起源形式?

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