ความพยายามจะค้นหาสิ่งมีชีวิตนอกโลก (ทั้งที่เป็นสัตว์ชั้นสูง เช่น มนุษย์ และชั้นต่ำ เช่น จุลินทรีย์) นับเป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นและสำคัญมากสำหรับคนทั่วไป รวมถึงนักวิทยาศาสตร์ด้วย โดยเฉพาะนักดาราศาสตร์กับนักชีววิทยา แต่มีใครบ้างที่รู้ว่ากระบวนการค้นหาอารยธรรมมนุษย์ต่างดาวที่มีเทคโนโลยีสูงถึงระดับที่สามารถส่งสัญญาณคลื่นวิทยุมาถึงโลกได้ ได้เริ่มต้นเมื่อ 63 ปีก่อนนี้เอง เมื่อมีนักฟิสิกส์สองคนชื่อ Giuseppe Cocconi กับ Philip Morrison ซึ่งได้เสนองานวิจัยเรื่อง "การค้นหาวิธีติดต่อสื่อสารกับอารยธรรมต่างดาว (Searching for Interstellar Communications)" ในวารสาร Nature ฉบับวันที่ 19 กันยายน ปี 1959
ในงานวิจัยนั้นนักวิจัยทั้งสองได้ให้เหตุผลว่า เมื่อนักวิทยาศาสตร์มีกล้องโทรทรรศน์วิทยุสมรรถภาพสูงที่สามารถรับคลื่นวิทยุจากต่างดาวได้ แล้วโลกก็ควรมีโครงการติดตั้งอุปกรณ์รับสัญญาณดังกล่าว โดยเฉพาะสัญญาณคลื่นที่มีความยาวคลื่น 21 เซนติเมตร จากอะตอมไฮโดรเจน ซึ่งเป็นธาตุที่มีในเอกภพอย่างอุดมสมบูรณ์มากที่สุด เพราะสัญญาณนี้สามารถทะลุทะลวงผ่านแก๊สและเมฆฝุ่นที่มีในอวกาศได้หมด ด้วยเหตุผลนี้ Cocconi และ Morrison จึงคิดว่า มนุษย์ต่างดาวคงใช้คลื่นวิทยุที่มีความยาวคลื่นนี้ในการติดต่อสื่อสารกับมนุษย์โลกเป็นแน่
อีก 6 เดือนต่อมา คือในเดือนเมษายน ปี 1960 นักดาราศาสตร์หนุ่มวัย 29 ปี คนหนึ่งชื่อ Frank Drake ได้เป็นบุคคลแรกที่เสนอวิธีการค้นหาและรับสัญญาณคลื่นวิทยุจากนอกโลกอย่างเป็นระบบ โดยใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุที่มีลักษณะเป็นจานกลม และมีเส้นผ่านศูนย์กลางยาว 25 เมตรของหอดูดาว National Radio Astronomy Observatory ที่เมือง Green Bank ในรัฐ West Virginia ประเทศสหรัฐอเมริกา ได้จัดตั้งโครงการ Ozma เพื่อรับคลื่นวิทยุจากดาวฤกษ์ 2 ดวง อันได้แก่ Tau Ceti ในกลุ่มดาว Cetus กับ Epsilon Eridani ในกลุ่มดาว Eridanus ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ที่มีลักษณะคล้ายดวงอาทิตย์และมีอายุมากพอๆ กัน ดังนั้นดาวฤกษ์ทั้งสองดวงจึงน่าจะมีดาวเคราะห์บริวารที่มีลักษณะคล้ายโลกมาก และบนดาวเคราะห์เหล่านั้นก็ควรมี “มนุษย์” ที่สามารถรับ-ส่งสัญญาณวิทยุได้ด้วย แต่ความพยายามจะรับสัญญาณของ Drake ก็มิได้ผลอันใดเลย เพราะอุปกรณ์ที่ใช้รับสัญญาณมีประสิทธิภาพยังไม่สูงพอ
ด้วยเหตุนี้ Drake จึงได้จัดให้นักวิทยาศาสตร์ที่สนใจเรื่องการรับสัญญาณคลื่นวิทยุจากมนุษย์ต่างดาวได้มาประชุมกัน เพื่อถกเถียงเรื่องอุปสรรค โอกาสความเป็นไปได้ รวมถึงวิธีและอุปกรณ์ที่จะใช้ตรวจรับคลื่นใหม่ โครงการ SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) จึงได้ถือกำเนิด
ในเดือนพฤศจิกายนของปี 1961 นักดาราศาสตร์วิทยุ (นักวิทยาศาสตร์ที่ใช้คลื่นวิทยุในการสำรวจอวกาศ) และนักชีววิทยา ได้เดินทางมาประชุมกันที่เมือง Green Bank โดยมีนักดาราศาสตร์ชื่อดัง เช่น Carl Sagan ซึ่งเป็นคนที่สนใจเรื่องมนุษย์ต่างดาวมาก และ Melvin Calvin ซึ่งเป็นนักชีวเคมีผู้พบวัฏจักร Calvin ที่พืชใช้ chlorophyll ในการดูดกลืนแสงอาทิตย์ เพื่อสร้างอาหารกับออกซิเจน Calvin เป็นศาสตราจารย์ทำงานในสังกัดที่มหาวิทยาลัย California วิทยาเขต Berkeley และขณะการประชุมกำลังดำเนินอยู่ Calvin ก็ได้รับโทรศัพท์จาก Stockholm ในประเทศสวีเดนว่า เขาคือผู้พิชิตรับรางวัล Nobel สาขาเคมี ประจำปี 1961 ร่วมกับ Andrew Benson และ James Bassham จากการพบกระบวนการสังเคราะห์อาหารของพืชด้วยแสง ในการเตรียมตัวเพื่อเข้าประชุมครั้งนั้น Drake ได้นำสมการ Drake ที่คนทั้งหลายในเวลาต่อมารู้จักดี (แม้จะไม่ดีเท่าสมการของ Einstein (E=mc2)) ซึ่งสมการนี้เขียนเป็นสูตรว่า N = R x fp x ne x fl x fi x fc x L
ในที่นี้ N คือ จำนวนของอารยธรรมต่างดาวที่มีอยู่ในกาแล็กซีทางช้างเผือก ซึ่งเป็นค่าที่ขึ้นกับแฟกเตอร์ต่าง ๆ หลายตัว โดยบางตัวนักวิทยาศาสตร์ก็รู้จักดี แต่บางตัวก็แทบไม่มีความรู้เกี่ยวกับมันเลย ดังนั้นถ้าเรารู้ค่าของแฟกเตอร์ต่าง ๆ หมดทุกตัว เราก็สามารถประมาณได้ว่ากาแล็กซีทางช้างเผือกมีอารยธรรมต่างดาวจำนวนกี่มากน้อย
โดย R คือ อัตราการถือกำเนิดของดาวฤกษ์ในกาแล็กซีในแต่ละปี จากการรวมตัวของกลุ่มแก๊สไฮโดรเจนที่มีมากในเนบิวลา ภายใต้แรงโน้มถ่วง จนทำให้เกิดดาวฤกษ์
fp คือ อัตราส่วนของดาวฤกษ์ที่มีดาวเคราะห์เป็นบริวาร เพราะตั้งแต่ปี 1992 ที่ได้มีการพบดาวเคราะห์โคจรรอบดาว pulsar แล้ว ถึงปี 1995 ก็ได้มีการพบดาวเคราะห์ขนาดใหญ่เท่าดาวพฤหัสบดี โคจรรอบดาวฤกษ์ จำนวนดาวเคราะห์จึงได้เพิ่มขึ้นตลอดเวลา หากนับจำนวนจนถึงวันที่ 19 พฤษภาคม ปี 2022 ก็ปรากฏว่านักดาราศาสตร์ได้พบดาวเคราะห์ที่โคจรอยู่นอกระบบสุริยะเป็นจำนวนมากถึง 5,040 ดวงแล้ว โดยใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศ Hubble และกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Herschel ฯลฯ
หลักฐานที่ปรากฏเมื่อครั้งที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศ Hubble สังเกตดูเนบิวลา Orion นั้น กล้องได้ถ่ายภาพเนบิวลานี้ ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามันเป็นแหล่งที่ให้กำเนิดดาวฤกษ์จำนวนมาก การติดตามดูเนบิวลานี้ในเวลาต่อมา แสดงให้เห็นว่า ดาวฤกษ์ที่ถือกำเนิดใหม่กว่า 50% มีดาวเคราะห์เป็นบริวาร ด้าน Michel Mayor และ Didier Queloz (ซึ่งได้รับรางวัลโนเบลฟิสิกส์ปี 2019 จากการพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ) ก็ยืนยันเช่นกันว่า ประมาณ 10% ของดาวฤกษ์ ล้วนมีระบบดาวบริวารที่เป็นดาวเคราะห์ ดังนั้น fp จึงมีค่าประมาณ 0.1 แต่ปัญหาของค่า fp นี้ก็คือ เทคนิคการสังเกตในปัจจุบัน ได้ช่วยให้เราเห็นดาวเคราะห์ที่มีขนาดปานกลางถึงขนาดใหญ่เท่านั้น และไม่ได้ช่วยให้เห็นดาวเคราะห์ขนาดเล็ก นอกจากนี้ดาวเคราะห์ที่เห็นต่างก็โคจรอยู่ไม่ไกลจากดาวฤกษ์มาก ดังนั้น fp ที่มีค่าถูกต้อง จึงควรมีค่ามากกว่า 0.1
เทอมต่อไป คือ ne ซึ่งแสดงจำนวนดาวเคราะห์โดยเฉลี่ยที่มีสภาพแวดล้อมเหมาะสำหรับการให้กำเนิดสิ่งมีชีวิต (ตัวห้อย e ในที่นี้ มาจากคำว่า earth-like, คล้ายโลก) ในปี 1992 Drake ได้แต่งหนังสือชื่อ “Is Anyone Out There?” และได้ประเมิน ne ว่ามีค่าอยู่ระหว่าง 1 ถึง 5 ซึ่งหมายความว่า ดาวฤกษ์ทุกดวงจะมีดาวเคราะห์อย่างน้อย 1 ดวง ที่มีลักษณะคล้ายโลก นั่นคือ มีน้ำ และบรรยากาศ ฯลฯ แต่ค่า ne นี้ อาจจะมีได้ตั้งแต่ 2, 3, 4 หรือ 5 ตัวเลขดังที่คาดหวังนี้ เป็นตัวเลขที่ได้มาจากการพิจารณาระบบสุริยะของเรา ซึ่งมีดาวเคราะห์ 8 ดวง และมีเพียงดาวอังคารกับดวงจันทร์ Europa ของดาวพฤหัสบดีเท่านั้นที่อาจจะมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่เหมือนโลก
ค่า fl เป็นค่าต่อไปที่ต้องนำมาพิจารณา ซึ่งเป็นค่าที่บอกอัตราส่วนระหว่างจำนวนดาวเคราะห์ทั้งหมดที่ดาวฤกษ์มีกับจำนวนดาวเคราะห์ที่มีสิ่งมีชีวิต โดยสิ่งมีชีวิตในที่นี้มีโมเลกุล amino acid และมีสารประกอบ hydrocarbon ที่มีโครงสร้างซับซ้อนมากเป็นองค์ประกอบหลัก แต่เมื่อสารประกอบเหล่านี้ก็มีพบในอุกกาบาต ดาวหาง ฝุ่นแก๊สในอวกาศบ่อยยิ่งกว่าที่พบในบรรยากาศโลก นั่นแสดงว่า วิวัฒนาการการถือกำเนิดของสิ่งมีชีวิตจึงกำลังดำเนินอยู่บนดาวเคราะห์จำนวนมาก และเมื่อนักชีววิทยาเชื่อเหลือเกินว่า สิ่งมีชีวิตทุกชนิดในโลกมีสัตว์ต้นตระกูลร่วมกัน ดังนั้นสิ่งมีชีวิตก็น่าจะถือกำเนิด ณ ดาวดวงใดก็ได้ ด้วยเหตุนี้ fl จึงเท่ากับ 1
เราจึงเหลือแฟกเตอร์อีก 3 ตัวที่ยังไม่ได้นำมาพิจารณา นั่นคือ fi , fc และ L โดยที่ fi คือ โอกาสความเป็นไปได้ของการมีสิ่งมีชีวิตที่มีสติปัญญาสูง ซึ่งสามารถส่งสัญญาณคลื่นวิทยุได้ fc เกี่ยวข้องกับโอกาสที่มนุษย์ต่างดาวจะติดต่อสื่อสารกับโลก ซึ่งนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าจะเกิดขึ้นในเวลาไม่ช้าก็เร็ว เพราะอารยธรรมต่างดาวจะต้องพยายามติดต่อกับเราอย่างแน่นอน และ L คือ ค่าอายุขัยโดยเฉลี่ยของอารยธรรมที่สามารถสื่อสารได้ด้วยคลื่นวิทยุ ดังนั้นค่าทั้งสามนี้ จึงขึ้นอยู่กับความรู้ที่ไม่แน่นอนหลายเรื่อง เพราะมีปัจจัยด้านสังคม และด้านชีวภาพเข้ามาเกี่ยวข้อง นอกเหนือจากปัจจัยที่ขึ้นกับสถานภาพทางกายภาพเพียงอย่างเดียว
ในหนังสือชื่อ “Wonderful Life” ของ Stephen Jay Gould ซึ่งเป็นนักดึกดำบรรพ์วิทยาผู้มีชื่อเสียง Gould ได้กล่าวว่า วิวัฒนาการเป็นกระบวนการทางชีววิทยาที่ยังไม่มีใครสามารถทำนายอนาคตได้ เพราะเป็นเรื่องที่ขึ้นกับความโกลาหล และความอลวนวุ่นวาย ด้วยความเชื่อเช่นนี้ Gould จึงสรุปว่า ถ้านักวิทยาศาสตร์สามารถย้อนเวลากลับไปในอดีตได้ แล้วให้โลกเริ่มต้นมีวิวัฒนาการอีกครั้ง มนุษย์ Homo sapiens ที่กำเนิดใหม่ก็อาจไม่มีอะไรเหมือนมนุษย์เราในทุกวันนี้ก็เป็นได้
แต่นักชีววิทยาหลายคนก็ได้แย้งว่า สิ่งมีชีวิตที่เรากำลังค้นหา ไม่จำเป็นต้องเป็น Homo sapiens แต่อาจจะเป็นสิ่งมีชีวิตรูปแบบอื่นที่สามารถใช้อุปกรณ์ มีพัฒนาการทางสังคม สามารถเก็บและถ่ายทอดข้อมูลได้ดี รวมถึงมีความรู้ด้าน electronics เป็นอย่างดีด้วย และ Gould ก็ได้ให้ความเห็นเสริมสำหรับเรื่องนี้ว่า ทฤษฎีวิวัฒนาการมิได้กำหนดรูปแบบที่ตายตัวของสิ่งมีชีวิตที่จะเกิด และเมื่อธรรมชาติสามารถทำให้เกิดความหลากหลายทางชีวภาพได้ ดังนั้นความหลากหลายนี้ ก็น่าจะทำให้เกิดสิ่งมีชีวิตที่มีความสามารถทางสติปัญญามากกว่ามนุษย์ปัจจุบันก็อาจจะผิดเต็มประตู
ในมุมมองของนักชีววิทยา และคนที่สนับสนุนความสำเร็จของโครงการ SETI ทุกคนมีความเชื่อตาม Darwin ที่ว่า สิ่งมีชีวิตที่สามารถปรับตัวให้เหมาะสมที่สุดเท่านั้นจึงจะอยู่รอดได้ ดังนั้นสิ่งมีชีวิตดังกล่าวจึงอาจจะไม่ใช่มนุษย์ก็ได้ ด้าน Ernst Mayr จากมหาวิทยาลัย Harvard ก็ได้เคยชี้แจงว่า นักฟิสิกส์และนักดาราศาสตร์หลายคนที่เป็นคนมองโลกสวย และมักจะเชื่อว่า การอุบัติของสิ่งมีชีวิตที่มีสติปัญญาสูงเป็นเรื่องปกติธรรมดามาก แต่ในวารสาร The Planetary Report ฉบับเดือนพฤษภาคม ปี 1996 Mayr ได้กล่าวถึงเรื่องนี้ว่า ในความเห็นของ Mayr การมีมนุษย์อาศัยอยู่บนดาวเคราะห์ นับเป็นเรื่องที่มหัศจรรย์อย่างไม่น่าเชื่อมาก แต่นักชีววิทยาอีกหลายคน กลับมีความเห็นตรงกันข้าม เพราะเชื่อว่าโอกาสที่ธรรมชาติจะสร้างมนุษย์นั้นมีมาก ดังนั้นสิ่งที่น่าประหลาดใจสำหรับเรื่องนี้ ก็คือ ในการพิจารณาผลของกระบวนการวิวัฒนาการเดียวกัน แต่นักวิชาการทั้งสองกลุ่มกลับมีความเห็นที่แตกต่างกัน
สำหรับคนที่มองโลกสวยนั้น ก็มักจะมีความเห็นว่า โลกยังมีเวลาอีกนานประมาณ 10,000 ล้านปี ซึ่งเป็นเวลาที่ดวงอาทิตย์ของเราจะขยายขนาดจนทำให้มนุษย์โลกมีอุณหภูมิสูงมาก และช่วงเวลานี้ก็เป็นเวลาที่นานประมาณ 2 เท่าของเวลาที่สัตว์น้ำต้องใช้ในการวิวัฒนาการมาเป็นสัตว์บก ดังนั้นถ้าการถือกำเนิดของมนุษย์มีโอกาสจะเป็นไปได้น้อย มนุษย์ก็คงไม่ได้เป็นสิ่งมีชีวิตที่ครองโลกดังในทุกวันนี้ แต่ฝ่ายตรงข้ามก็เห็นว่า นักวิทยาศาสตร์ยังไม่รู้แน่ชัดเลยว่า โลกจะมีสิ่งมีชีวิตอยู่ได้อีกนานเพียงใด และการที่โลกมีมนุษย์นั้น ก็มิได้แสดงว่า ดาวดวงอื่นและสภาพแวดล้อมอื่นจะสามารถมีมนุษย์ได้เหมือนโลก ซึ่งความคิดแนวนี้ก็เป็นไปตามหลักการของ Copernicus ที่แถลงว่า โลกและมนุษย์โลกมิได้เป็นอะไรที่พิเศษยิ่งกว่าสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ
นี่จึงเป็นเหตุผลที่แสดงให้เห็นว่า แฟกเตอร์ fi เป็นปัจจัยที่หลายคนมีความเห็นไม่ตรงกันมากที่สุด คือ หลายคนคิดว่า fi อาจจะมีค่าใกล้ศูนย์ แต่ในเวลาเดียวกัน นักวิทยาศาสตร์อีกหลายคนก็คิดว่า fi อาจจะมีค่าเกือบเท่ากับ 1
แม้เงื่อนไขการอุบัติของมนุษย์ที่มีสติปัญญาสูงจะปรากฏอยู่บนเส้นทางวิวัฒนาการ อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้หรือไม่ก็ตาม แต่ fi จะมีค่าสูงมากไม่ได้ เพราะถ้าเราพิจารณาประเด็นเรื่องเสถียรภาพของระบบสุริยะที่มีดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ เช่น ดาวพฤหัสบดี และดาวเสาร์โคจรอยู่ไม่ใกล้ไม่ไกลจากโลกมาก แรงโน้มถ่วงที่มีค่ามากมหาศาลของดาวเคราะห์ยักษ์ทั้งสองอาจมีอิทธิพลทำให้ดาวเคราะห์เช่นโลกกระเด็นหนีออกจากระบบ หรือเหวี่ยงให้ไปพุ่งชนดาวฤกษ์ที่มันเป็นบริวารได้ในระยะยาว และถ้าเหตุการณ์นี้เกิดขึ้นจริง fi ก็จะมีค่าเท่ากับ 0
ในทางตรงกันข้าม ถ้าโลกไม่มีดาวเคราะห์ขนาดใหญ่อยู่ในวงโคจรที่อยู่ไกลออกไป โลกก็อาจจะถูกดาวหาง และอุกกาบาตขนาดใหญ่พุ่งชนอย่างขนานใหญ่ จนทำให้สิ่งมีชีวิตไม่สามารถถือกำเนิดได้เช่นกัน งานวิจัยของ George Wetherill แห่งสถาบัน Carnegie Institution of Washington ซึ่งเป็นบิดาของทฤษฎีการถือกำเนิดของโลก ได้แสดงให้เห็นเมื่อ 50 ปีก่อนว่า ดาวพฤหัสบดีในระบบสุริยะของเราทำหน้าที่เป็นเกราะกำบังโลกให้รอดพ้นจากการถูกระดมยิงโดยฝนอุกกาบาตขนาดใหญ่ที่พุ่งมาจากห้วงอวกาศไกล ๆ และได้ดึงดูดวัตถุอวกาศเหล่านี้ ให้พุ่งชนมัน แทนที่จะให้พุ่งชนโลก ดังนั้นถ้าโลกไม่มีดาวพฤหัสบดี โลกก็อาจจะถูกดาวหาง และอุกกาบาตขนาดใหญ่พุ่งชนบ่อยกว่าที่เป็นอยู่ประมาณ 1,000 เท่า ดังที่เราทุกคนรู้ว่า เมื่อ 65 ล้านปีก่อน โลกได้ถูกอุกกาบาตขนาดใหญ่พุ่งชน ซึ่งความรุนแรงของการชนในครั้งนั้นได้ทำให้ไดโนเสาร์ และสิ่งมีชีวิตประมาณ 90% ต้องสูญพันธุ์ และถ้าอุกกาบาตขนาดเดียวกันนี้พุ่งชนโลกในปัจจุบัน มนุษย์จำนวนประมาณ 7,000 ล้านคนก็อาจล้มตายในทันที แล้ววิวัฒนาการของมนุษย์สายพันธุ์ใหม่ก็จะเริ่มต้นใหม่
ด้าน Jacques Laskar และ Philippe Robutel นักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศส จากหน่วยงาน Bureau des Longitudes ที่ Paris ได้ศึกษาลักษณะการโคจรของโลก เมื่อปี 1989 และพบว่า โลก ซึ่งประกอบด้วยหินแข็งเป็นส่วนใหญ่ เวลาโคจรไปรอบดวงอาทิตย์ แกนหมุนของโลกจะทำมุมกับแนวดิ่ง โดยมีค่าไม่คงที่ คือ มีความแปรปรวนเล็กน้อยตลอดเวลา การที่เป็นเช่นนี้เพราะโลกมีดวงจันทร์โคจรอยู่ใกล้ ๆ และแรงดึงดูดแบบโน้มถ่วงระหว่างดวงจันทร์กับโลกได้ทำให้มุมเอียงนี้มีค่าไม่แปรปรวนมาก สภาพบรรยากาศของโลกจึงไม่ได้เปลี่ยนแปลงมากแบบสุดขั้ว สิ่งมีชีวิตต่าง ๆ จึงสามารถมีวิวัฒนาการไปได้อย่างต่อเนื่อง คือ ไม่ขาดจังหวะ แต่ถ้าโลกไม่มีดวงจันทร์ขนาดใหญ่เป็นบริวาร มุมเอียงของแกนหมุนที่ทำกับแนวดิ่งก็อาจจะแปรปรวนได้ตั้งแต่ 20 ถึง 60 องศา ซึ่งถ้าเหตุการณ์นี้เกิด ฤดูหนาวบนโลกก็จะมีอากาศหนาวอย่างสุดขีด และฤดูร้อนก็จะร้อนจนอากาศแทบลุกไหม้ ดังนั้นสิ่งมีชีวิตชั้นสูงก็จะถือกำเนิดไม่ได้ ด้วยเหตุนี้การมีดวงจันทร์ที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ จึงเป็นอีกสาเหตุหนึ่งที่ทำให้มนุษย์สามารถอาศัยอยู่บนโลกได้
ด้าน Paul F. Hoffman ซึ่งเป็นนักธรณีวิทยา จากมหาวิทยาลัย Harvard ได้เคยเสนองานวิจัย เมื่อปี 2002 ว่าในอดีตเมื่อ 550-760 ล้านปีก่อน ได้เกิดยุคน้ำแข็งบนโลก อุณหภูมิที่ตกต่ำมาก ได้ทำให้น้ำในมหาสมุทรทั่วโลกกลายเป็นน้ำแข็ง เหตุการณ์นี้นับเป็นมหาวิกฤตการณ์ที่ได้ทำให้เกิดการสูญพันธุ์ครั้งยิ่งใหญ่ ซึ่งได้ทำให้สิ่งมีชีวิตกว่า 90% ต้องสูญพันธุ์ไป และเปิดโอกาสให้สัตว์ชนิดใหม่ถือกำเนิด มนุษย์ก็เป็นสิ่งมีชีวิตที่ถือกำเนิดหลังยุคน้ำแข็งนั้น Hoffman จึงคิดว่าสภาพดินฟ้าอากาศที่เลวร้ายสุดขีด มีบทบาทในการทำให้ fi มีค่าไม่แน่นอน
แฟกเตอร์ตัวต่อไป คือ fc นั้น เกี่ยวข้องกับความสามารถของมนุษย์ต่างดาวในการส่งสัญญาณคลื่นวิทยุถึงโลก สำหรับประเด็นนี้ สมมติว่าทางช้างเผือกมีมนุษย์ต่างดาว แล้วเราจะรู้ได้อย่างไรว่า มนุษย์เหล่านั้นสามารถติดต่อกับเราได้โดยใช้สัญญาณคลื่นวิทยุ แล้วจะมีมนุษย์ต่างดาวกี่กลุ่มที่ยินดีติดต่อกับมนุษย์โลก ด้วยวิธีสื่อสารที่มนุษย์โลกสามารถรับสัญญาณได้ หรืออีกนัยหนึ่ง คำถามที่ต้องตอบ คือ fc ควรมีค่าเท่าใด คนที่ศรัทธาในโครงการ SETI เชื่อว่า fc มีค่าเกือบเท่ากับ 1 เพราะความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีจะทำให้มนุษย์ต่างดาวพบว่า คลื่นวิทยุเป็นสื่อที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการติดต่อระหว่างดาวต่าง ๆ ในอวกาศ ณ วันเวลานี้ แต่ในอนาคต มนุษย์อาจจะพบเทคโนโลยีใหม่ที่มีประสิทธิภาพในการส่งคลื่นดีกว่าคลื่นวิทยุก็ได้
ปัจจัยสุดท้าย คือ L ซึ่งเป็นค่าเฉลี่ยของเวลาที่มนุษย์ต่างดาวมีอารยธรรมการสื่อสารขั้นสูง คือ สามารถติดต่อสื่อสารโดยใช้คลื่นวิทยุได้ สำหรับค่าของ L ที่เป็นไปได้นี้ คนที่มองโลกในแง่ร้ายกับแง่ดีก็ให้ค่าที่แตกต่างกัน คนที่มองโลกสวยมักคิดว่าอารยธรรมของคนฉลาดจะอยู่ได้นานนับล้านปี คือ ไม่มีวันดับสูญ ดังนั้นค่า L ที่มากนี้ ก็จะชดเชยกับค่าแฟกเตอร์ต่าง ๆ ที่มีค่าน้อยมาก จากปัจจัยแรก ๆ ส่วนคนที่มองโลกในแง่ร้ายก็ได้ชี้ให้เห็นว่า มนุษย์เราเพิ่งสามารถประดิษฐ์เทคโนโลยีการส่งคลื่นวิทยุได้เมื่อ 125 ปีก่อนนี้เอง และมนุษย์ก็มีระเบิดปรมาณูที่สามารถทำลายล้างอารยธรรมของมนุษย์เองได้เมื่อ 70 ปีก่อนเช่นกัน ดังนั้น L จึงเป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่มีค่าไม่แน่นอน
สมการ Drake นี้จึงเป็นสมการที่น่าสนใจ เพราะประกอบด้วยค่าต่าง ๆ ที่ยังไม่มีใครรู้ค่าแน่นอน แต่ทุกค่าก็มีความหมาย เพราะได้ชี้หนทางให้นักวิทยาศาสตร์มีวิธีค้นหามนุษย์ต่างดาว และทำให้โครงการ SETI สามารถตอบคำถามได้ว่า สิ่งมีชีวิตต่างดาวสามารถอุบัติได้ ณ ที่ใดบ้าง โดยใช้เหตุผลต่าง ๆ ทางวิทยาศาสตร์
ตลอดเวลาที่ผ่านมา นักดาราศาสตร์ได้พยายามประเมินค่าของแฟกเตอร์ต่าง ๆ ให้ดีขึ้น ๆ เช่น R ซึ่งบอกอัตราการเกิดดาวฤกษ์ในกาแล็กซีและพบว่า มีค่าประมาณ 1 ดวง/ปี ดังนั้น R จึงมีค่าเท่ากับ 1
ค่าต่อไปคือค่า fp ซึ่งน้อยกว่า 1 เพราะมิใช่ว่าดาวฤกษ์ทุกดวงจะมีดาวเคราะห์เป็นบริวาร แต่ในเวลาเดียวกัน ถ้าดาวฤกษ์มีดาวเคราะห์ อย่างน้อยตั้งแต่ 2-3 ดวงขึ้นไปจะสามารถเป็นแหล่งให้กำเนิดสิ่งมีชีวิตได้ ดังนั้นผลคูณระหว่าง fp กับ ne ก็จะมีค่าน้อยกว่า 1 ไม่มาก
ในกรณีของค่า fi นั้น คนที่มองโลกในแง่ดีจะให้ fi=1 เพราะเชื่อว่าทฤษฎีวิวัฒนาการของ Darwin จะทำให้มนุษย์ถือกำเนิดได้ในที่สุด ครั้นเมื่อมีมนุษย์แล้ว มนุษย์ก็จะค้นพบวิธีสร้างไฟฟ้า และรู้จักส่งคลื่นวิทยุ เพราะต้องการจะติดต่อกัน ดังนั้น fc=1 เมื่อเป็นเช่นนี้ สมการ Drake ในรูปที่ง่ายที่สุด คือ N=L ซึ่งเป็นค่าอายุขัยโดยเฉลี่ยของอารยธรรมมนุษย์ที่คิดเป็นปี และถ้า L=10,000 ปี นั่นหมายความว่า กาแล็กซีทางช้างเผือกจะต้องมีอารยธรรมต่างดาวประมาณ 10,000 อารยธรรม และเมื่อดาวฤกษ์ในกาแล็กซีทางช้างเผือกมีประมาณ 10^11 ดวง นั่นหมายความว่า จากดาวฤกษ์ 10 ล้านดวง จะพบอารยธรรมต่างดาว 1 อารยธรรม และถ้าอารยธรรมเหล่านี้กระจัดกระจายอยู่อย่างสม่ำเสมอในกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรา นั่นแสดงว่าอารยธรรมต่างดาวที่อยู่ใกล้ที่สุด จะอยู่ห่างจากโลกเราประมาณ 1,000 ปีแสง ตัวเลขนี้ทำให้การติดต่อสื่อสารระหว่างเรากับมนุษย์ต่างดาวจะต้องใช้เวลานานประมาณ 2,000 ปี
แต่ปรากฏว่าตลอดเวลาที่ผ่านมาร่วม 70 ปี โครงการ SETI ไม่ได้รับสัญญาณอะไรเลย แม้ว่ากล้องโทรทรรศน์วิทยุจะมีประสิทธิภาพดีขึ้นมาก และสามารถรับสัญญาณได้แทบทุกความถี่ ไม่ว่าดาวฤกษ์และดาวเคราะห์จะอยู่ ณ ตำแหน่งใดในอวกาศ ไม่ว่าสัญญาณที่ส่งมาจะมีความเข้มสูงหรือต่ำเพียงใด เราก็ยังไม่ได้ยิน นั่นแสดงว่า แม้อารยธรรมต่างดาวจะมีจริง แต่อารยธรรมเหล่านั้นก็ไม่ได้พยายามติดต่อกับเราเลย (เราเองก็ได้พยายามติดต่อกับเขาบ้าง แต่ไม่ทุกกลุ่ม เพราะเราไม่รู้ว่าเขาอยู่ที่ใดบ้าง)
ปัญหาจึงมีว่า เราได้มองข้ามแฟกเตอร์บางตัวไปหรือไม่ หรือเราได้ประเมินค่าต่าง ๆ ต่ำเกินไป และเรายังจะเชื่อว่า N=L หรือไม่ คำตอบ คือ ไม่ แล้วถ้า N = 0 คือ ไม่มีอารยธรรมต่างดาวในกาแล็กซีทางช้างเผือกเลย ซึ่งถ้าคำตอบนี้ถูกต้อง เราหลายคนคงทำใจไม่ได้ ที่จะคิดว่า โลกเป็นดาวดวงเดียวที่มีมนุษย์อยู่ได้ในกาแล็กซีทางช้างเผือกนี้
ตัว Ernst Mayr (1904-2005) ซึ่งเป็นนักชีววิทยาวิวัฒนาการ จากมหาวิทยาลัย Harvard ได้เคยประเมินโอกาสที่โครงการ SETI จะประสบความสำเร็จ และพบว่ามีค่าใกล้ 0 ด้วยเหตุผลหลายประการ ดังต่อไปนี้
แม้นักวิทยาศาสตร์จะได้รู้มานานแล้วว่า โมเลกุล amino acid, purine และ pyrimidine สามารถอุบัติได้บนดาวเคราะห์บางดวง แต่โอกาสที่โมเลกุลเหล่านี้จะรวมตัวกับ nucleic acid เป็นโมเลกุลของชีวิตที่มีขนาดใหญ่ ยังไม่มีใครเคยประเมินความเป็นไปได้ว่ามีค่ามากหรือน้อยเพียงใด ดังนั้นโอกาสที่โมเลกุลเหล่านี้จะจับคู่กับอินทรีย์โมเลกุลอื่น ๆ จนทำให้เกิดมนุษย์ จึงเป็นเรื่องที่คำนวณได้ยากมาก และแม้จะมีสิ่งชีวิตบนดาวเคราะห์แล้วก็ตาม ดาวเคราะห์ดวงนั้น ก็จะต้องมีมวลมากเพียงพอที่จะทำให้แรงโน้มถ่วงของดาวสามารถดึงดูดโมเลกุลของออกซิเจน ไนโตรเจน ฯลฯ มิให้หลบหนีไป เพื่อให้สิ่งชีวิตสามารถใช้โมเลกุลเหล่านี้ ในการหายใจและสร้างพลังงานได้ ด้านบรรยากาศบนดาวก็ต้องมีความหนาแน่นมากเพียงพอไม่ให้รังสีอัลตราไวโอเลตจากดาวฤกษ์ที่มันโคจรอยู่รอบ ๆ สามารถทะลุทะลวงลงมาทำร้าย DNA ของสิ่งชีวิตจนเป็นอันตรายได้
Ernst Mayr ได้คำนวณเวลาที่จะทำให้สิ่งมีชีวิตซึ่งมีสติปัญญาถือกำเนิดบนดาวเคราะห์ดังนี้ โดยให้เวลา 4,600 ล้านปี (ซึ่งเป็นอายุของโลก) มีค่าเท่ากับ 1 ปี คือ 365 วันแล้ว ก็จะได้วันที่สิ่งมีชีวิตต่าง ๆ จะอุบัติบนโลก ดังต่อไปนี้
ถ้าวันที่ 1 มกราคม เป็นวันที่โลกถือกำเนิด
วันที่ 24 กุมภาพันธ์ จะเป็นวันที่สัตว์เซลล์เดียวถือกำเนิด
วันที่ 21 พฤศจิกายน จะเป็นวันที่สัตว์ที่มีกระดูกสันหลังถือกำเนิด
วันที่ 12 ธันวาคม จะเป็นวันที่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมถือกำเนิด
วันที่ 26 ธันวาคม จะเป็นวันที่สัตว์ primate ถือกำเนิด
วันที่ 31 ธันวาคม ขณะเวลา 23.56 น. มนุษย์ Homo sapiens ถือ กำเนิด ซึ่งถ้าคิดเป็นเวลาจริงก็คือเมื่อ 500,000 ปี ก่อนนี้เอง
นั่นคือเส้นทางวิวัฒนาการของสัตว์เซลล์เดียว จนกระทั่งถึงมนุษย์ ต้องใช้เวลานานกว่า 4,000 ล้านปี จากเวลาทั้งหมด 4,600 ล้านปี และจากมนุษย์ที่มีสติปัญญาก็ต้องใช้เวลาอีกนานมาก มนุษย์จึงจะสามารถสร้างเทคโนโลยีชั้นสูงได้ เพราะมนุษย์เองก็เพิ่งสามารถส่งคลื่นวิทยุติดต่อกันได้เมื่อ 126 ปีก่อนนี้เอง ดังนั้นในมุมมองของ Ernst Mayr การที่จะให้มนุษย์บนดาวเคราะห์สองดวง มีการสื่อสารถึงกัน คู่กรณีก็ต้องมีระดับของวิวัฒนาการสูงมากพอ ๆ กัน และต้องมีความสามารถนี้ในเวลาไล่เลี่ยกันด้วย เพราะถ้าอารยธรรมต่างดาวส่งคลื่นวิทยุมาถึงโลกเมื่อหนึ่งล้านปีก่อน ซึ่งเป็นเวลาที่มนุษย์ดึกดำบรรพ์ยังอาศัยอยู่ในถ้ำ เขาจึงไม่มีเทคโนโลยีจะรับและตอบสัญญาณอะไร ๆ ได้ แต่ในทางตรงกันข้าม ถ้าเราปัจจุบันส่งสัญญาณไปต่างดาว แล้วมนุษย์ต่างดาวก็ยังไม่มีความพร้อมด้านเทคโนโลยีที่จะรับและตอบสัญญาณ การสื่อสารถึงกันก็ไม่บังเกิด
ด้วยเหตุนี้ Ernst Mayr จึงมีความเห็นว่า เพราะโอกาสที่สิ่งมีชีวิตจะอุบัติบนดาวมีค่าค่อนข้างน้อย และโอกาสการมีสิ่งมีชีวิตที่มีสติปัญญาสูงก็ยิ่งน้อยลงไปอีก นั่นแสดงว่าโอกาสที่มนุษย์โลกจะติดต่อกับมนุษย์ต่างดาวมีค่าน้อยนิดยกกำลังสอง นั่นคือ เกือบเท่ากับศูนย์
ในหนังสือ “Is Anyone Out There?” ที่ Drake เรียบเรียงเมื่อปี 1992 เขาได้คาดหวังจะได้ยินสัญญาณคลื่นวิทยุจากต่างดาวก่อนปี 2000 ซึ่งถ้าได้ยิน นั่นจะเป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นมากสำหรับมนุษย์ทุกคน แต่กลับไม่ได้ยินสัญญาณอะไรเลย Drake ก็ได้แต่ปลง และได้ปลอบใจตนเองว่า “คนเราไม่สามารถพยากรณ์ความสำเร็จใดๆ ได้ล่วงหน้า” ด้าน Cocconi กับ Morrison ก็ได้กล่าวเสริมเป็นการให้กำลังใจแก่ Drake ว่า การประเมินค่าความสำเร็จในเทอมของโอกาสเป็นเรื่องที่ยากมาก แต่ถ้าเราไม่พยายามทำเลย โอกาสความสำเร็จก็จะไม่มี นั่นคือ โอกาสจะมีค่าเป็นศูนย์จริง ๆ
หรืออาจจะเป็นไปได้ว่า การไม่ได้ยินสัญญาณใด ๆ นั่นแสดงว่า สมการ Drake ยังไม่ถูกต้องสมบูรณ์ ดังนั้นเราจึงไม่สามารถใช้สมการนี้ในการชี้บอกอะไร ๆ เกี่ยวกับการมีอารยธรรมต่างดาวในกาแล็กซีทางช้างเผือกได้ ถึงกระนั้นคุณค่าของสมการ Drake ก็ยังมีอยู่บ้าง คือ ได้ทำให้มนุษย์โลกฉุกคิดจะติดต่อกับมนุษย์ต่างดาว และได้พยายามค้นหาเพื่อนร่วมเอกภพ ด้วยการรับและส่งสัญญาณถึงกัน โดยไม่ได้มุ่งจะรู้เพียงว่า มนุษย์ต่างดาวมีหรือไม่มี แต่เพื่อจะให้มนุษย์รู้และเข้าใจตัวมนุษย์เองมากขึ้นและดีขึ้น
ล่าสุดในรายงานการวิจัยที่ Wenjie Song และ He Gao จาก Beijing Normal University ซึ่งได้เสนอในวารสาร Astrophysical Journal ฉบับวันที่ 4 เมษายน ปี 2022 นักวิจัยทั้งสองได้ประเมินว่า มนุษย์โลกอาจจะได้รับสัญญาณแรกจากอารยธรรมต่างดาว CETI (Communication Extraterrestrial Intelligent Civilization) ในอีก 2,000 ปี เป็นอย่างน้อย หรือในอีก 400,000 ปี เป็นอย่างมาก (ซึ่งเมื่อถึงเวลานานขนาดนั้น มนุษย์ปัจจุบันก็อาจจะสูญพันธุ์ไปแล้วก็ได้) โดยนักวิจัยทั้งคู่ได้ใช้เทคนิคการสร้างสถานการณ์จำลองแบบ Monte Carlo ในการศึกษาผลลัพธ์ที่เป็นไปได้ โดยอิทธิพลของปัจจัยต่าง ๆ ตามแนวความคิดของ Drake และสรุปว่าอาจจะเป็นไปได้ ที่สองอารยธรรมต่างดาวในทางช้างเผือก อาจจะไม่ได้ติดต่อกัน เพราะไม่ได้มีปัจจัยอะไรที่สอดคล้องกันเลย
อ่านเพิ่มเติมจาก “If the Universe Is Teeming with Aliens ... WHERE IS EVERYBODY?” โดย Stephen Webb จัดพิมพ์โดย Springer Verlag ปี 2002
ศ.ดร.สุทัศน์ ยกส้าน : ประวัติการทำงาน - ราชบัณฑิต สำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย
อ่านบทความ "โลกวิทยาการ" ได้ทุกวันศุกร์
