地球向銀河系外傳遞信息要多大能量?可以很小,也可以很大。這并不矛盾,取決于你對(duì)信息傳遞的要求,是速度優(yōu)先還是內(nèi)容優(yōu)先?或者魚和熊掌都要得到?
準(zhǔn)確的說,所有信息處理行為都是信息在組織內(nèi)部的傳遞,也就是信息在物理位置上的移動(dòng)。信息傳遞可以通過文字、語言、圖像、電碼、色彩、氣味、光等傳播渠道進(jìn)行傳播的。傳送方式有單向傳送、雙向傳送、半雙向傳送(每次傳送只能一個(gè)方向)、多道傳送(一個(gè)通道通過多個(gè)信號(hào))等。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人類也早已擺脫交通基本靠走,通訊基本靠吼的形式了。在地球的兩端,一個(gè)電話或者互聯(lián)網(wǎng)通信,就可以讓遠(yuǎn)隔萬里的兩個(gè)人“互訴衷腸”。這是比較典型的雙向傳送了。不過,面對(duì)廣袤的宇宙空間,距離何止萬里,更不清楚發(fā)送的信息會(huì)不會(huì)“有人”收到。所以,面對(duì)向宇宙空間發(fā)送信息,最基本的要求就是信息本身要具有長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)距離的穩(wěn)定性。
人類向銀河系外發(fā)送信息,主要的目的當(dāng)然是尋找外星人,不過,現(xiàn)在這種主動(dòng)發(fā)送信息暴露自己坐標(biāo)的行為已經(jīng)被各個(gè)國(guó)家所禁止了,至于原因,可以參考大劉的《三體》系列,畢竟“黑暗森林”的說法還是有些道理的。
但是,在上個(gè)世紀(jì)六七十年代,人類進(jìn)入到航空時(shí)代不久,為了尋找外星人,著實(shí)干了一些比較“天真”的事情,向未知的宇宙發(fā)送人類的信息。
第一種方法比較“傳統(tǒng)”,就是像郵差那樣直接送信,這個(gè)郵差就是各種深空探測(cè)器。
1972年3月2日及1973年4月6日,人類首批深空探測(cè)器'先驅(qū)者10號(hào)'和'先驅(qū)者11號(hào)'探測(cè)器先后升空,在這兩個(gè)探測(cè)器上各自攜帶了一塊完全一樣的鍍金鋁板,上面刻錄了有關(guān)氫原子、太陽系和地球位置、探測(cè)器輪廓和男女畫像等信息。人類這是想用這些圖像信息來讓地外文明(外星人)了解人類文明。
后來科學(xué)家們認(rèn)為這樣的鍍金鋁板有些簡(jiǎn)陋,檔次不夠,于是在1977年后續(xù)發(fā)射的'旅行者一號(hào)'和“旅行者二號(hào)”探測(cè)器上攜帶了一個(gè)12英寸規(guī)格的鍍金銅質(zhì)唱片。這個(gè)唱片可以說是史詩般的紀(jì)念品,由于其鋁制外膜呈現(xiàn)出太陽光的顏色,于是得名'金色唱片'。
“這是一份來自一個(gè)遙遠(yuǎn)的小小世界的禮物。上面記載著我們的聲音、我們的科學(xué)、我們的影像、我們的音樂、我們的思想和感情。我們正努力生活過我們的時(shí)代,進(jìn)入你們的時(shí)代。
除了問候,唱片中還有117種地球上動(dòng)植物的圖形,以及長(zhǎng)達(dá)90分鐘的各國(guó)音樂錄音,其中也包括了中國(guó)傳統(tǒng)古琴名曲《高山流水》,莫扎特的《魔笛》和日本的尺八曲等。最重要的是,這張金色唱片可以在宇宙空間中保存10億年之久,因?yàn)槁眯姓叩乃俣认鄬?duì)于宇宙空間來說實(shí)在是太慢了,到達(dá)最近的恒星也得大約4萬年,這就是用時(shí)間換距離。10億年的時(shí)間,也不一定能被其他外星文明所捕捉到,就算真有其他的智慧文明發(fā)現(xiàn)了這個(gè)人類的信使,那時(shí)還會(huì)有“人類”嗎?
這也是傳統(tǒng)送信方式的弊端,速度太慢,方向太單一。相比這種傳統(tǒng)方式,人類利用無線電,也就是電磁波的方式向地球以外發(fā)送信息就方便多了??茖W(xué)家也干過這事,也是在上個(gè)世紀(jì)70年代,1974年為慶祝當(dāng)時(shí)最大的射電天文望遠(yuǎn)鏡阿雷西博改造完成,
這次的信息發(fā)送是定向的,因?yàn)榭茖W(xué)家認(rèn)為球狀星團(tuán)M13中的恒星分布比較密集,被地外智慧生命接收的可能性較大。
因?yàn)樵谟钪婵臻g中沒有空氣,用電磁波向宇宙中傳遞信息可以傳遞的很遠(yuǎn)。其實(shí),從人類發(fā)明無線電的那一天開始,從地球上發(fā)出的無線電信號(hào)(就是電磁波)就已經(jīng)開始向宇宙中傳遞了。到現(xiàn)在,所有的廣播信號(hào)、電視信號(hào)、衛(wèi)星通訊信號(hào)、手機(jī)信號(hào)等都在以電磁波的形式向宇宙中傳遞著各種地球上的信息。只是強(qiáng)度(能量)非常小而已。但是不管多么微弱的電磁波信號(hào),從理論上說,都是可以在宇宙中傳播無限遠(yuǎn)的距離,只不過隨著距離的增加,信號(hào)強(qiáng)度會(huì)迅速衰減。還是從理論上說,不論多遠(yuǎn),只要接收信號(hào)的裝置足夠強(qiáng)大,都能接收到哪怕再微弱的信號(hào)。目前人類從地球向宇宙中發(fā)射的信息中,只有通過射電天文望遠(yuǎn)鏡發(fā)射的信號(hào)是最強(qiáng)的,因?yàn)檫@類信號(hào)是大強(qiáng)度、定向發(fā)射的,所以,如果外星文明的技術(shù)足夠高,在幾百光年外接受到問題應(yīng)該不大,最大的問題是那個(gè)方向有沒有外星文明。
不過,在現(xiàn)實(shí)中在遙遠(yuǎn)星際間的通訊是很困難的,主要有三個(gè)原因:第一,像上面說的,電磁波的傳播能量會(huì)隨著距離而衰減,第二,宇宙雖然是真空,但是也會(huì)有星際間的物質(zhì)對(duì)電磁波進(jìn)行散射和吸收,第三,背景輻射會(huì)造成噪音干擾。 所以無線電信號(hào)經(jīng)過遠(yuǎn)距離傳輸,會(huì)變成亂碼或大幅度衰落。
要想保障信號(hào)的強(qiáng)度,只有加大發(fā)射功率,不過,目前人類還沒有足夠的技術(shù)發(fā)射像《三體》中的恒星級(jí)功率傳播,小說中描述的:
一束地球發(fā)出的強(qiáng)功率電波射向太陽,電波穿透了對(duì)流層,到達(dá)輻射層的能量鏡面,在增益反射中被放大了幾億倍。
這只是情節(jié)需要,并且根據(jù)現(xiàn)有觀察推測(cè)的,現(xiàn)在沒有實(shí)際科學(xué)依據(jù)。至于利用引力波天線發(fā)布信息,同樣也是在理論基礎(chǔ)上作者的大膽想象。
所以,從地球向銀河系外傳遞信息要多大能量這個(gè)問題,個(gè)人認(rèn)為能量是次要的,主要還是看方法,至少現(xiàn)在人類尋找外星人的方法已從主動(dòng)“邀請(qǐng)”變成了“暗中”觀察,科學(xué)家沒有停止監(jiān)聽來自宇宙中的“聲音”,如果真的有外星文明,人類是該高興還是恐懼呢?
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