| 關注星球 傾聽來自太空的聲音 |
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| 2005-08-02 |
| 在人類發(fā)展的漫長歷史過程中，我們其實一直在對其他的星球進行關注，思考我們是否是宇宙中的唯一的智能生物，在黑暗的夜空深處，是否也有其他的外星文明在和我們思考著同樣的問題？如果確實存在的話，這些生物可能對其自身和宇宙有著不同的看法。也許真的在其他的什么地方存在著我們看上去怪異的外星生物，科技以及社會?？梢韵胂?，與這些迥然不同的外星文明進行接觸交往將會是多么不尋常的一個場景。在整個宇宙的宏大框架以及遠遠超出人類想象力的漫長歷史過程中，人類顯得如此的孤獨，思考的范圍也往往僅僅局限于所居住的微型而又高雅的藍色星球――地球。所以，對地球外文明的探索就成為了人類將思維擴散到宇宙中的觸角，對它們的探索歸根結底還是對人類自己的探索。
直到近年來這種研究性的工作才逐漸得以實現(xiàn)。無論這種研究如何艱難和需要耗費多少的精力，人類都不可能僅僅對問題的解決淺嘗輒止。但是直到最近的一些年里――相對于人類在地球上存在的100多萬年的時間來說，人們才逐漸掌握了可以用來搜尋神秘的無法想象的遙遠太空生物的科學技術，也許，我們要搜尋的生物未必比我們更先進。這種技術成為射電天文學，它包括單個的射電望遠鏡，集群的射電望遠鏡，靈敏的電波偵測儀以及用來處理接收到的信號的超級計算機等等。最重要的，還是那些有著豐富想象力和高超技術的科學家們。射電天文學，在上個世紀末，為我們研究物質性的宇宙打開了一扇窗戶。同樣的，如果我們很好的利用，他還會成為研究生物性質的宇宙的有力工具。
一批科學家在專注于研究外星生命是否存在，如今研究的重點，更多集中在銀河系中――因為這是目前射電天文學力所能及的范圍。目前這種利用工具實際探測后得出的推測總要比以往純粹的猜測更值得相信。他們需要獲得具體的數(shù)字，例如恒星的年齡和數(shù)目等等，這些人類已經(jīng)研究的很清楚；還需要知道行星系統(tǒng)的數(shù)目以及存在初始生命形式的可能性，這一點我們相對來說研究的并不很多；另外對于已經(jīng)是否已經(jīng)進化到智能生物和建立技術文明的可能性，我們就知之甚少了。
科學家用純粹的數(shù)學運算，計算出一個估計數(shù)字，那就是在整個銀河星系中，可能會有100萬種獨立的技術文明存在。這是一個乍看來令人驚嘆的巨大數(shù)字，想象這么多各異的生命形式和商業(yè)形式的世界也讓人感覺很愉快。然而不要忘記，整個銀河系有2500個億的恒星存在，這100萬個文明平均分配，可能25000個恒星中才可能有一個高級文明的存在。由于我們不知道哪些恒星更像是侯選者，我們就不得不對巨量的星座進行檢查。所以尋找外星生命的任務就變得無比艱巨。
下面是計算銀河系中智能生命種類數(shù)目的公式： Nic=R*PpPeNeP1PiLic 其中各項的含義為： R*：恒星形成的速率； Pp：恒星四周有行星的概率； Pe：恒星的生物圈能維持足夠久從而產(chǎn)生生命的概率； Ne：生物圈中行星的數(shù)目； P1：行星上產(chǎn)生原始生命的概率； Pi：原始生命進化成高級生物的概率； Lic：這個智能生物能維持的時間長度。
盡管有許多關于古代宇航員遺跡的傳說以及一些不明飛行物的聲明，然而沒有任何可信的證據(jù)表明地球曾經(jīng)被其它生命造訪過。所以我們不得不從遙遠的地方試圖尋找痕跡。在我們現(xiàn)有的技術中，無線電信號是最適合用來進行長距離偵測的：相對來說造價較低；以光速傳播――比其他任何東西都跑得快；而且更重要的是它不僅僅是人類利用來通信的信號：無線電信號涵蓋了廣泛的頻譜范圍，所以正如我們一樣，其他的技術文明應該很容易發(fā)現(xiàn)并利用無線電。當然，更先進的文明可能使用其他的信號進行通訊，我們暫且假設它的名字為zeta射線，也許我們幾個世紀后才能發(fā)現(xiàn)并且利用這種技術。但是如果他們也在試圖與可能存在的其他較落后的文明進行交流的話，顯然無線電技術因為它的簡單易用而更加適合。
第一次真正試圖監(jiān)聽宇宙中可能存在的來自于其他文明的無線電訊號的嘗試始于1959年。當時，位于維吉尼亞西部的美國國家射電天文學會首次設立了該研究項目，當時該項目的負責人Frank Drake目前就任于康奈爾大學。該項目被成為Ozma，主要研究內(nèi)容包括了一個遙遠的難以到達的名為L.Frank Baum的恒星以及附近的兩顆名為Epsilon Eridani和Tau Ceti恒星。該項目耗費了幾個星期的時間，只得到了令人失望的結果――沒有生命的跡象。
其實得到這個結果全在情理之中，相反如果得到的是正面結果才會更讓人驚異，因為即使按照上文提到過的對可能存在的外星文明數(shù)量的樂觀估計，我們也至少需要隨機挑選幾十萬個星球進行研究才可能發(fā)現(xiàn)一個文明的存在。
繼Ozma項目之后，又有6－8個類似的項目進行。這些在美國、加拿大以及前蘇聯(lián)進行的項目最終也都沒有發(fā)現(xiàn)外星文明的痕跡。迄今為止，人類進行過專門研究的星球數(shù)目統(tǒng)共也不過1000個，也就是說我們現(xiàn)在完成的只不過是應該完成工作的千分之一。
然而，有跡象表明在不久的將來研究很可能會有突破性的進展。到目前為止，所有的觀測項目或者用大型射電望遠鏡進行短期觀測，或者用小型射電望遠鏡進行長期觀測。在對美國馬薩諸薩州科技部的Philip Morrison主持下的國家航空航天部門的研究后，進一步進行大規(guī)模的系統(tǒng)性的研究的可行性和期望值均得到了確認和強調。研究得出四條結論：
1．目前開始對外星生命進行研究是適時的而且可行的； 2．從以前研究得到的原始數(shù)據(jù)中很可能可以發(fā)掘出有意義的二級信息； 3．如果需要，完全有能力建立大型的研究系統(tǒng)； 4．這個研究方向顯然是美國可以取得領先地位的領域。
巴黎圣母院的教授――牧師Theodore Hesburgh對該研究方向給予了高度支持，他認為這樣的研究是具有其宗教和精神價值的。
研究是否存在外星文明很值得，一系列的眾多的行業(yè)人士都將關注這項研究的成果，包括：律師、人類學家、畫家、政治家、哲學家、神學家等等。甚至每個有思想的人，都必將會注意這個研究的成果。我們有膽量開始這個研究嗎？如上文所述，研究正在逐步進行；我們有膽量錯過這個研究的機會嗎？顯然不能。
在Morrison的研究報告中，對研究手段提出了多種選擇：我們可以使用新型的昂貴的超大型落地式射電望遠鏡，但是研究表明也許開發(fā)更多的小型的靈敏無線電接收裝置以及精巧的數(shù)據(jù)計算機處理系統(tǒng)會更加的有效而且節(jié)省花銷。
在前蘇聯(lián)，曾經(jīng)有專門的政府基金以供專門進行外星生命的研究。他們在高加索建造了一個直徑達600米的巨型射電望遠鏡，叫做“RATAN-600”，并馬上將投入使用。隨著無線電技術的顯著作用的顯現(xiàn)，越來越多的科學家和公眾開始關注外星生命的研究項目。而事實上，火星，已經(jīng)被作為對其他行星上生命進行研究的侯選星球開展了一系列的試驗。
當然，并不是所有的科學家接受存在外星生命的說法。一些科學家提出以下的質疑：“如果存在豐富的外星文明的話，為什么我們沒有看到任何他們存在的表現(xiàn)呢？”回顧人類在過去10000年里面的科技發(fā)展所取得的顯著成果，假設這種發(fā)展勢頭能夠繼續(xù)保持百萬年什么上億年，我們的文明會發(fā)達到什么地步呢？假如存在任何遠遠比我們先進的文明，為何他們沒有留下任何“史前古器”，或者設備甚至工業(yè)污染的痕跡能夠讓人類偵測到呢？為何他們沒有按照他們的需要重構整個星系呢？
為什么地球上沒有任何明確的外星生物訪問的痕跡？我們已經(jīng)發(fā)送了多艘緩慢的太空船，其中包括先鋒10號和11號以及航行者1號、2號。他們均攜帶了金色的祝?？ㄆ⑺鼈兩l(fā)到太空中，并且等待外星文明將它們截取到。因為比我們更加先進的文明社會即使不能毫不費力，但顯然也可以很方便的在不同的星球間穿行。經(jīng)過百萬年的發(fā)展，他們應該已經(jīng)通過宇宙探險者建立了一系列的殖民星球。但為何我們看不到任何痕跡呢？也許其他的文明僅僅稍稍領先于我們，或者我們幸運的作為了最領先的文明，抑或只不過因為存在過的文明往往還沒有發(fā)達到可以輕松殖民到其他星球之前就會遭受滅頂之災呢？
這種絕望的結論未免有些太早。所有的爭辯都基于一個前提，就是我們正確的猜測了遠比我們發(fā)達的外星文明會采取的行動措施。仔細研究，可以發(fā)現(xiàn)這些爭辯往往體現(xiàn)了人類某種程度上可笑的妄想癥。比如說，我們憑什么簡單的認為現(xiàn)在的人類可以輕松識別遠比我們先進的文明的信號和痕跡呢？我們的境況正如亞馬遜盆地的隔離部落一樣，只因為沒有合適的工具，就根本沒辦法覺察和利用其實滿布四周的無線電信號。不僅如此，實際上目前仍然有很多天文學的現(xiàn)象我們無法解釋。例如，脈沖星的頻率調節(jié)以及之所以產(chǎn)生脈沖的動力有沒有什么技術背景呢？甚至還可能存在一種銀河系的公約，先進的文明都不得干涉和騷擾落后的新發(fā)展起來的文明。這都可能是我們無法探測到其他文明痕跡的原因。
也可能目前人類所處的時期不過是進行通訊的適當時刻到來前的過渡期，在被其他先進文明接受為眾多發(fā)達文明中的一員之前，可能我們自己已經(jīng)因為我們的偏執(zhí)而走向了滅亡――種類似于升學考試的考察過程。還可能文明程度遠超過我們的水平之后，個體可以做到不朽，從而早已失去了年輕人那樣的到處閑逛的興趣。甚至也許是外星文明不想對宇宙造成污染……總之，有如此多的“可能”，卻沒有一個可以對其可信性進行真正的評估。
很難想象如此巨大的宇宙中，僅僅只有我們一種先進的文明存在。但是，也可以假想一下一個充斥著各種文明的宇宙又會是什么模樣。幸運的是，許多未知的問題，我們都可以通過試驗來研究清楚。我們可以研究其他行星，搜尋火星，木星或者土星上可能存在的簡單形態(tài)的生命體，然后在實驗室對這些原始生命進行化學分析，從而研究生命起源時的狀態(tài)以及生物的具體進化過程等等。我們必須進行長期的、開放的系統(tǒng)的研究，因為只有自然界才是唯一關于生命存在與否的仲裁者。
如果前面提到的銀河系存在100萬左右的文明的話，那么兩個最近的文明之間的平均距離將約為300光年（就是以光速行進需要300年才能到達的距離）。所以每個光電信號單向傳輸所需要的時間平均為300年，而一次成功的通訊將需要600年才能完成。正因為此，宇宙中“獨白”的幾率要遠遠大于有目的的對話的幾率。這么看來，那些將基本沒有希望在有生之年甚至更長時間不可能得到回復的信號發(fā)往太空的人們就顯得很無私了。
但是人們總是喜歡做類似的事情，比如將時間艙埋藏起來供未來的后代發(fā)掘出來，甚至寫書，做詩，譜曲等等，都希望讓子孫后代能夠繼承。曾經(jīng)得到過其他文明回復的一個文明可能會很樂于給一個新發(fā)展的文明以同樣的指導和回復。而回復這些信號所需要耗費的經(jīng)費對于一個即使是稍微好過我們的文明來說也僅僅是一個完全負擔得起的小數(shù)目?；貜瓦@些信號的人可能是該行星的政府機關，也可能僅僅是某些特殊愛好者的協(xié)會組織或者一些熟練的無線電制造者之類。
盡管發(fā)送和接受兩方文明可能事先并沒有過通信，但是這種沒有事先約定的通話還是可能達到的。
創(chuàng)造一種可以無歧義的被其他智能生物識別的無線電消息是很容易的。一個經(jīng)過調制的信號（嘟，嘟嘟）包含了數(shù)字1, 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 這些數(shù)字都是質數(shù)，即只能被1和它自身整除。這樣的基于基本的數(shù)學規(guī)則的信號，只有具有智能的生物才能產(chǎn)生，從而即使沒有事先的通信模式商定，也沒有事先的警告，這些訊號仍然可以被清晰識別。
這樣的信號可以作為一種聲明或者航標信號，僅僅為了表明這里存在一個比較先進的文明，而不可能攜帶太多其他的信息。這種信號可以作為一種協(xié)商手段使用，比如通過它來提示接收方主要的通信信息將使用航標信號所在的頻率傳播等等。另外，這種航標信號的出現(xiàn)可以作為一種標志，使的接收方知道隨后會有正式信號來到，從而做好接收準備。這樣一來，即使兩種物種和社會習俗都很不相同的文明，也可以輕松的交換比較復雜的信息。例如，數(shù)學信號可以作為“真”和“假”的邏輯判別，從而將本來可能很難表達的“是”或者“否”等信息方便的進行傳輸。
不過更有前途的通訊方式將是圖片傳送。與如今計算機系統(tǒng)使用的二進制類似，可以用電波的長短分別表示0和1，或者用兩個相近的頻率分別代表0和1，甚至可以用不同偏振方向的光電波作為不同的信號傳輸。最簡單的利用這里的0和1組成圖像的方式就是將這些0和1行列排列，組成一個矩形，從而通過兩種不同的信號相互穿插就可以形成一個簡單的形狀圖譜――類似于某些富有想象力的打字員可以用字母拼出的特殊圖像。這 
經(jīng)過解密的信號內(nèi)容大致為：“首先我們是這樣計數(shù)的，從1數(shù)到10。在我們這里，有5種很重要的原子：氫，碳，氮，氧和磷。這5種原子互相組合得到很有趣和重要的結果：得到分子腺嘌呤、鳥嘌呤、尿嘧啶、胸腺嘧啶四種組成DNA遺傳物質的基本核苷酸。DNA為雙鏈結構，可能有糖基化和磷酸化的修飾。這種雙螺旋結構的DNA通過一定的形式?jīng)Q定了生命體的形式，這里的人類生物大致高5英尺9.5英寸。地球上約存在40億此類生物（注：當時是1974年）。我們周圍共有9個行星聚在一起，4個較大的位于外圍，最外則是一個小行星。這個信號使用2430波長的電波傳送，致禮”。這些信號并非用任何一種地球語言發(fā)送，而是用圖形描述的。發(fā)送過程中會同時發(fā)出多個相似的信號，這些信號相互佐證，從而可以保證即使沒有事先了解商定的兩種文明也能正確無誤的接收到這些信號。當然，或許我們并不需要急于告訴別的文明生物這些信息，而更應該傾聽那些先進文明說些什么。 
對太空中的信號進行檢測將有助于解答許多科學上的、哲學上的古老問題。這樣的信號可以表明生命的起源不是一個隨機的突發(fā)事件，而往往是需要經(jīng)過數(shù)百萬年的自然選擇等等過程，從簡單到復雜逐漸進化的一個過程。但是我們不可能期望接收到的信號是與我們在同一級發(fā)展水平上的文明，事實上，稍低于我們進化程度的文明可能根本就不懂射電天文學，而比我們高級的文明的信號中會存在很多我們無法理解的信息：當然，這些信息可以被利用來為我們的文明發(fā)展提供參考。
有一些人在時刻擔心地球上存在的問題――國家之間的敵對狀態(tài)，核武器的威脅，不斷增長的讓地球不堪重負的人口，貧富差距的拉大，食物和資源的短缺，以及越來越嚴重的生態(tài)和環(huán)境問題等等，他們會推斷我們的文明已經(jīng)進入了一種不穩(wěn)定的狀態(tài)，并且在逐步的走向崩潰的那一刻。還有一部分人認為這些問題都可以得到解決，人類只是處于它成長的幼兒期，總有一天我們會成長成成熟的文明。也許偵測到的信號可以給出一個仲裁式的答案，那就是我們的文明還有發(fā)展的余地，其他比我們先進的文明還在存活，這至少說明我們不像一些人推斷的那樣將迅速走向滅亡。
另外一個可能的作用，是促進地球本身文明之間的親緣聯(lián)系和關系融洽。進化的規(guī)律告訴我們，兩種不同地域的生物必然經(jīng)歷了不同的進化途徑，外星生命的化學和生物機制，以及他們的社會規(guī)則，必然與人類的大相徑庭。當然，同時享有一個宇宙空間，使得人類與外星生命的交流有了基礎，但相比之下，全體人類與外星生命之間的隔閡要遠遠大于目前地球上不同民族間的，不同國家間的，不同膚色人種間的隔閡。從而可能會促進地球上人類真正意義上的大融合。
如果信號是通過電波傳播成功的，那么表明兩種文明至少在無線電物理學方面是統(tǒng)一的。物理學的普遍性是許多物理學家期望能夠順利解密接收到的外星信號的原因所在。但是沒有人有足夠的才能預見解密后的信號內(nèi)容到底是什么，因為誰也沒辦法未卜先知。因為與人類通訊的生物與我們的文明程度相差如此之遠，所以這些解密的信號很可能有很多方面如物理學、生物學或者社會學的誘人的知識，而且不同的外星文明還會有不同的知識背景。
解密這些信號可能需要幾年甚至幾十年的時間。某些人擔心來自高級文明的訊息會打擊我們自己的信心，甚至失去探索一些別人探索過的奧秘的欲望。然而從來沒有人因為老師或者書本的知識比自己遠遠豐富而放棄向他們學習，同樣的，高級文明的信息對我們來說也可以是寶貴資源。 也許從高級文明那里收到的消息將揭示一個智能物種是沿著那些文化發(fā)展的趨勢來達到定和長久的，還是沿著那些趨勢走向沒落和衰亡的？可能在地球上還有很多尚待發(fā)現(xiàn)的方法來解決食物的儲藏，人口的增長，能量的供應，居住條件，污染和戰(zhàn)爭等問題。當然了，我們還無法確定它們是不是星際間的信號；但是如果我們忽略這些可能性的話，無疑是愚蠢的。
各個文明發(fā)展的過程中都會有很多的不同點，只有當我們掌握了許多這樣文明的演化信息之后，我們才能夠對這些問題進行研究。由于我們和宇宙的其他部分是孤立的，我們只掌握了一個文明的演化過程―那就是我們自己。而且，即使這個文明將來的演化的信息，我們?nèi)匀皇遣恢赖?。但是，很有可能人類文明未來的發(fā)展取決于對星際間的消息的接收和譯碼，雖然這看上去很不現(xiàn)實。
如果我們花費了長時間的大量的精力來搜索地外的智能生物，而最終的結果卻是失?。患词故沁@樣的話我們?nèi)匀粵]有浪費我們的時間和精力。我們將會發(fā)展許多重要的技術來用于探究我們自身的文明。我們將能更清楚地認識我們所在的物質的宇宙。我們還將標定我們的物種，我們的文明，和我們周圍的行星的重要性和它們的獨一無二。如果在宇宙的其他地方根本不存在智能生物，我們會意識到我們的稀有，意識到我們的文明的價值和我們周圍的生物遺產(chǎn)，它們已經(jīng)在這個地球上曲曲折折的演化了40多億年了。
這樣的發(fā)現(xiàn)將會使我們感受到對未來的一代的責任感：因為經(jīng)過了周密而豐富的取樣調查后得到的負面結果的最好解釋就是社會自身在他們還沒有建立起高能的無線發(fā)射裝置之前毀滅了他們自己。因此，組織對于地外信息的搜索，不考慮它的結果，將對于整個人類的生存和發(fā)展環(huán)境有著本質的和富有創(chuàng)造性的影響。
如果我們付出足夠的努力來艦艇這些來自地外的消息，我們的搜索將無一結果。很可能這些文明分為兩大類，一類是那些做出努力來獲取聯(lián)系并成為銀河系中松散聯(lián)邦中的一員，另一類就是那些不愿意做出這樣的努力，或是缺少嘗試的想象，它們最終將會很快的沒落和消亡。
很難想象在我們的能力允許范圍內(nèi)有另外的事業(yè)可以付出相對低廉的成本而得到對人類未來的無限的希望。 |
