什麼是德雷克方程式?
德雷克方程式由天文學家法蘭克・德雷克(Frank Drake)於 1961 年提出,是一套用來估算銀河系中活躍、且具備通訊能力的外星文明數量(\(N\))的機率模型。它的用意並不是給出一個精確答案,而是把「地球以外是否有生命」這個龐大未知,拆解成七個可以逐一思考與調整的因子。
如何使用這個計算器
為這七個因子分別填入你認為最合理的估計值,計算器會把它們相乘,算出 \(N\)。你可以先試試教科書上的經典數值,再動手實驗看看:只要稍微調動那些較具推測性的因子(例如 \(f_i\),也就是生命演化出智慧的比例),結果就可能出現好幾個數量級的劇烈變化。
公式解析
$$N = \text{R}_\ast \cdot \text{f}_p \cdot \text{n}_e \cdot \text{f}_l \cdot \text{f}_i \cdot \text{f}_c \cdot \text{L}$$
\(R_\ast\) 是每年平均的恆星形成率;\(f_p\) 是這些恆星當中擁有行星的比例;\(n_e\) 是每顆有行星的恆星周圍,平均有多少顆可能適合生命存在的行星;\(f_l\) 是這些行星中實際孕育出生命的比例;\(f_i\) 是有生命的星球進一步演化出智慧的比例;\(f_c\) 是智慧物種中會發出可被偵測訊號的比例;而 \(L\) 則是這類文明維持可被偵測狀態的平均年數。
實例演算
我們採用一組經典而保守的數值:\(R_\ast = 1.5\)、\(f_p = 1\)、\(n_e = 0.2\)、\(f_l = 0.13\)、\(f_i = 0.01\)、\(f_c = 0.1\)、\(L = 10{,}000\)。逐步相乘:$$1.5 \times 1 \times 0.2 = 0.3$$$$\times\, 0.13 = 0.039$$$$\times\, 0.01 = 0.00039$$$$\times\, 0.1 = 0.000039$$$$\times\, 10{,}000 = \mathbf{0.39}$$在這組偏悲觀的假設下,預期可被偵測到的文明連一個都不到。
常見問題
德雷克方程式在科學上準確嗎?它是一種思考工具,而非實際測量。其中好幾個因子(尤其是 \(f_l\)、\(f_i\)、\(f_c\) 與 \(L\))都充滿高度不確定性,因此算出來的結果差距極大。
為什麼答案會從不到 1 一路橫跨到數百萬?因為這些具推測性的因子彼此相乘,樂觀與悲觀的估計值之間,往往相差好幾個數量級。
\(N\) 小於 1 代表什麼?這暗示我們可能是孤獨的,或者說在任何特定時刻,銀河系中可被偵測到的文明都極為稀少。