1961年,德雷克提出了一個公式,用於估算銀河係中可能存在多少個可探測到的外星文明。這個公式不像可以計算出直角三角形邊長的畢達哥拉斯定理那樣嚴謹,但它為我們開啟了廣闊的可能性。
德雷克公式也可以被看作一個非常粗略的計算過程,這類估算在技術上有一個名稱——費米估算。這是以1938年諾貝爾物理學獎得主恩裡科·費米的名字命名的一種估算技術,可以讓我們在缺少甚至沒有真實數據的情況下做出適當的近似計算。最著名的一個例子,就是費米根據他拋灑的碎紙片飄過的距離估算出原子彈爆炸的強度。
費米估算的一個經典應用是估計芝加哥市的鋼琴調音師人數。下麵,我們來分析一下他的邏輯推導過程。
1芝加哥大約有300萬人口。
2假設一個普通家庭有4個人,那麼全市有75萬個家庭。
3假設15的家庭擁有鋼琴,那麼芝加哥有15萬架鋼琴。
4假設鋼琴調音師平均每天調試4架鋼琴每周5天工作製,每年有2周的假期美國人比我們英國人工作更努力!。
如此計算,一年52周下來,一位鋼琴調音師可以調試1000架鋼琴。因此,假設每台鋼琴每年需要調音一次,費米估計,芝加哥一共有150名鋼琴調音師,因為4x5x50150。
我曾讓班上的學生用這種方法估算英國人每年吃多少碗麥片,或者歐洲人每天步行多少千米。如果你做出合理的假設,然後把它們串在一起,就可以做出一些令人吃驚的預測!
現在,我們利用德雷克公式,估算銀河係中可探測文明的數量:
nrxfpxnexf1xfixfcxl
n銀河係中可探測到的文明的數量
r適合智能生命發展的恒星形成速率,為1銀河係形成以來,平均每年形成1顆恒星。
fp這些恒星擁有行星係統的比例,為02~0515到12的恒星有行星。
ne太陽係中適合生命棲居的行星數量,為1到5。
f1適合生命棲居的行星上真的有生命存在的比例為1這些行星百分之百會產生生命。
fi有生命存在的行星上出現智能生命的比例為1這些行星百分之百會產生智能生命。
fc文明發展出通信技術即向太空釋放出可探測到的表明該文明存在的信號的比例為01~02這些文明發展出通信技術的比例為10~101novel.com。
l這些文明向太空釋放可探測信號的時間長度為1000~年
讀到這裡,你可能會想,我們很難知道這些變量的值到底是多少!事實上,德雷克寫這個公式是為了鼓勵科學界展開討論,而不是給我們一個確切的答案。不過,德雷克也給出了下麵這些估計值:
如果所有變量都取最小值,n101novel.com都取最大值,n5000萬。總的來說,德雷克和他的同事估計銀河係中有1000~1億個文明。當然,任何一步估算都很容易引起爭議,但是德雷克公式肯定是人們在家裡聊天時會談到的一個話題。
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