我们是这么猜测外星人的
外星人，就是那种我们在电影《星球大战》或者《阿凡达》里看到的来自太阳系之外的智慧生物。当然，这些生物中有很多看上去像地球上一些生物的变形，也有的完全不同于地球上的生物，例如电影《变形金刚》里的机械人。这些机械人看上去像小朋友们玩过的玩具，这也毫不奇怪，因为《变形金刚》本来就是基于风靡全球的“变形金刚”系列玩具产品改编的。
那么，到底有没有外星人呢？对于这个问题，不同的人有不同的答案，不同的科学家也有不同的答案。答案可能是有，也可能是没有，也可能是“可能有吧”这种模棱两可的回答。我当然也有自己的回答，我先不剧透了，小朋友们读到本书的最后会看到我揭晓自己的答案。外星人不仅出现在电影和电视中，也出现在很多漫画中。不仅如此，还有很多人深信外星人是存在的，还收集到形形色色的外星人存在的证据。
和外星人密切相关的一种研究叫不明飞行物研究，什么叫不明飞行物呢？就是那种我们无法确定是不是地球上人造飞行器（例如飞机）的那些飞行物体。很多人觉得，这种不明飞行器就是外星人驾驶的飞船（被简称为UFO）。最新的影视作品中出现的外星人飞行器，就是国产科幻电影《疯狂的外星人》中的那种可以神奇地隐身的飞船了。
外星人形形色色、奇奇怪怪，外星人飞船也就形形色色、奇奇怪怪了。原因很简单，我们可以随意假想外星环境不同于地球，所以会生长出很多不同的外星人，同样，我们也可以开脑洞去想象外星人的黑科技。《疯狂的外星人》中的飞船看上去一点也不像地球人的飞机，也不像地球人的飞艇，更不像飞碟，而是一个貌似很难飞行的葫芦。随着外星人的指令，这个葫芦可以瞬间从一个地方移动到另一个地方，而且是悬在空中的。这种悬浮式飞船其实也很常见，例如电影《独立日》以及《降临》中的飞船就是。
《疯狂的外星人》中的飞船
很多人会说，古今中外都有关于外星人的传说。我觉得，说古人很早就相信有外星人有点夸张了。原因很简单，因为古时候人们并不知道，每一个像太阳一样的恒星，常常带有自己的像地球一样的行星。
我们从古代史籍中可以看到很多关于神仙的记载，例如中国古代的一些传说，这类传说几乎存在于所有古代文明中。但是，我们几乎看不到关于外星文明的文字记载。在古代，人们相信天上的星星完全不同于我们所居住的大地，例如，中国古人将恒星看作保卫人类的星宿，所以就出现“二十八宿”这种说法。什么叫二十八宿呢？就是天空中的28个方向，每个方向上有一个或多个星星作为代表，例如，牵牛星就是牛宿的代表。其实，古代西方文明对恒星的认识也很相似，例如，古希腊有十二星座的说法，其中也有一些星座与神对应。比如说，射手座，就是一个半人半马长相的动物变成的。
古代人不认为恒星就是太阳这样的，同样也不认为行星就是地球这样的。所以，要他们想到外星人，就有点难为他们了。他们倒是会想到神仙，也会想到居住在大地其他地方、长得像外星人的古里古怪的智慧生物，比如中国的《山海经》中就讲述了很多这种神奇的动物。
关于外星人的科学幻想作品，据我所知，最早的是英国作家赫伯特·乔治·威尔斯写的小说《星际战争》。不过，这部小说第一次出版距离今天只有100多年，也就是1898年。
《星际战争》
讲一讲威尔斯这个人。19世纪是科幻小说起步的年代，第一个有世界名声的科幻小说作家是儒勒·凡尔纳，他是个法国籍作家，最著名的作品是《海底两万里》。威尔斯则是个英国籍作家，出生于1866年，比凡尔纳小了差不多40岁，也就是说，根本不是同一代人。凡尔纳活跃的时代，是欧洲发生第二次工业革命的时期，因此，凡尔纳的小说即使现在看来，也是乐观的，认为科学会给人类带来很大的进步。威尔斯则大不相同，他开始发表作品的时候，已经是19世纪末期了。那时，威尔斯的祖国，也就是英国，不再是世界上最强大的国家，可能这个事实影响了他的写作。威尔斯的作品充满了对科学的怀疑，例如，他的关于在时间里穿梭的小说《时间机器》中就出现了悲惨的未来。
回到他的外星人小说《星际战争》。在这部小说中，故事发生的时间是19世纪末，某一天，伦敦突然遭到来自火星的火星人的攻击，这些火星人长得很像章鱼：有一个圆圆的肚子，有三条章鱼一样的爪子。这些火星人奠定了人类对于外星人的想象的模型，也就是说，他们虽然长相奇特，但还是地球上某种生物的变形。这些火星人携带很多远超地球人科技水平的武器，例如，某种类似激光的射线武器，当然还有先进的飞行器，以及某种化学武器。可是，出人意料的是，这些火星人最后居然被地球上的细菌所打败。作为一个普通人，我们很能理解威尔斯的这个击败火星人的方法，因为尽管我们很强大，也经常会得感冒这类和病毒或者细菌有关的疾病。另外，威尔斯知道，欧洲人征服美洲的时候，除了先进的武器，他们还给美洲带去了当地人也就是印第安人无法免疫的细菌。
威尔斯是怎么想到去创作也许是世界上第一部关于外星人的小说的呢？这是他自己的回忆：“我兄弟弗兰克的一番话导致了这本书的产生，当时我们漫步于萨里郡平静安宁的景色中。‘假如来自另一星球的生物突然间从天而降，’他说，‘并且从这里开始向四面出击会怎样？’那就是我的出发点。”可见，在威尔斯写小说之前，人们已经开始谈论来自别的星球的生物了。
人类搜寻地外文明的成果
从20世纪60年代开始，科学家以及业余外星人爱好者一直在搜寻外星人发来的无线电信号，一直没有收获。今天的SETI，也就是“搜寻地外文明计划”，已经发展到全球，如果你是一位外星人爱好者，你可以下载一个程序，利用你的个人电脑，帮助分析那些积累起来的来自外太空的海量无线电资料。
还有一些人觉得，我们应该在网络上搜寻外星人留下来的信息，比如说，没准来自遥远的地方甚至来自未来的外星人会在微信上留下什么蛛丝马迹。一个来自未来的外星人会知道未来的一些事情，他就可能将这些信息留在网上。比如，如果你发现2000年写下的一个博客，居然描述了2019年发生的事情，这极有可能是来自未来的人写下的。确实有一些好事者做过这种分析，可惜什么也没有找到。
有一个发现支持了外星人存在的观点，那就是科学家确实在一些陨石上发现了生命最基本的分子：氨基酸。但这不算什么特别的鼓舞，毕竟科学家在实验室中也可以用无机物制造氨基酸，甚至合成胰岛素。不过，接下来没有人能够用氨基酸制造出DNA或者RNA。
也许，生命确实是难得一见的奇迹。可是，即使我们要放弃存在外星人的信念，去寻找太阳系以外的适宜人类生存的行星，仍是一项值得奋斗的事业。科学家的目标是，寻找和地球一样大甚至比地球大的类地行星，他们将这些行星称为超级地球。我们在第三讲的“延伸阅读”中提到过，比地球大的类地行星也许会让我们的体重变大，却不至于让我们流失钙质、骨骼越来越脆弱。
很难用地球上的望远镜寻找大量太阳系之外的行星，因为这些行星实在太遥远了，并且比同样距离之外的恒星要暗得多。于是，美国国家航空航天局在2009年3月6日专门发射了一架太空望远镜，这架望远镜叫作开普勒太空望远镜，专门用来寻找太阳系之外的行星。
开普勒太空望远镜
这架望远镜被命名为“开普勒太空望远镜”是有道理的。第一，开普勒是第一个发现行星运动规律的人；第二，很少有人知道开普勒首先预言并精确计算了水星和金星凌日的时间。凌日是什么意思呢？因为水星和金星的轨道在地球轨道的里面，它们有可能和地球以及太阳处于同一直线上，并挡在太阳前面。比如说，当金星挡在太阳前面的时候，就有一小部分太阳光被金星挡住。
金星凌日
显然，被遮住的太阳光和金星的大小有关，这样，我们可以通过测量太阳光的变化推测出金星的大小。开普勒虽然预言了水星凌日和金星凌日时间，可惜的是，他没有活着看到凌日现象。
同样，假如有一颗恒星带有行星，如果我们足够幸运的话，这颗行星有机会挡住那颗恒星的光，我们就可以通过恒星亮度的变化推测这颗行星的存在。如果我们知道我们与恒星的距离，还可以通过恒星亮度的变化推测出行星的大小。现在我们明白了，那个太空望远镜为何叫作开普勒太空望远镜，因为它也能用凌日的方法发现系外行星。
1995年，瑞士天文学家米歇尔·梅厄和他的研究生用地面的望远镜第一次发现了系外行星。这是一颗环绕“飞马座51b”恒星转动的行星。经过观测和计算，他们发现这颗行星只需要4天多的时间就能绕恒星一周，这说明它离自己的恒星太近了，行星上的温度应该很高，高达900多摄氏度。这颗行星也很重，所以人们管这类行星叫热木星，像木星一样大但很热的行星。这样的行星一定是气态的，所以根本不是类地行星。梅厄和他的学生迪迪尔·奎洛兹因这个发现分享了2019年诺贝尔物理学奖。
自那以后，天文学家利用地面上的望远镜陆续发现了不少系外行星，而热木星的发现，还让天文学家想出了第二个发现大行星的方法。这个方法完全不同于利用凌日现象，因为它不需要行星在我们眼前，挡住恒星的光。当一颗行星足够大的时候，它对应的恒星会明显受到行星万有引力的影响，也会绕着一个点转动，这种现象叫作恒星摆动。通过恒星摆动幅度的大小，我们能推测出行星的大小。那么，如何测量恒星的摆动呢？见过绿皮火车的人知道，那种火车会鸣笛。当火车迎着我们开来并鸣笛的时候，笛声比较尖锐，而当火车离开我们并鸣笛的时候，笛声比较低沉，这种现象叫多普勒现象。
这样，天文学家就有两种方法来发现系外行星，第一种是利用凌日现象的方法，第二种是利用多普勒现象的方法。回到开普勒太空望远镜，这架望远镜在太空中不是绕着地球转的，而是跟在地球后面绕着太阳转。这架望远镜并不大，直径差不多1.4米，但由于处于深空，它不会受到地球大气的影响，因此观测能力比地面上的望远镜强多了。另外，太空中没有地球上的白天和黑夜，望远镜可以一直对准某个太空区域观测。它观测的是天鹅座和天琴座的方向，也是银河系中心的方向。自从升空之后，开普勒太空望远镜对大约10万颗恒星进行了观测。
2013年5月，开普勒太空望远镜发生了故障，美国国家航空航天局宣布放弃利用它来继续发现系外行星。不过，到那时为止，它已经发现数千颗系外行星，加上地面上的望远镜，人类迄今已经发现了4000多颗系外行星。
本文摘自《给孩子讲地外文明》（李淼/著，湖南科技出版社2020年2月版）。
