碧聲
于是它就想起了自己的幸福時光,想起它在樹林里倒出紅酒,想起它帶著一個秘密、一個音信、一個別離的嘆息在海上漂流。
——安徒生《瓶頸》
在宇宙其它星球上是否存在生命,特別是智能生命?人類是否有機(jī)會地外文明取得溝通?問題的答案在空間和時間上都離我們極其遙遠(yuǎn),似乎與日常生活不發(fā)生任何關(guān)系,但在某種意義上又事關(guān)重大。地球于銀河系只是滄海一粟,銀河系又只是百億光年宇宙某角落里的一粒微塵,這樣廣大的空間里難道只有我們在觀察、思考、探尋外部世界的規(guī)律、為那致命的孤獨(dú)感到痛苦嗎?是否有其它智能生物發(fā)出的信號——一束電磁波,或者一個宇宙的漂流瓶——已經(jīng)到達(dá)我們身邊,而我們尚未知曉?
漂流瓶
傳聞與現(xiàn)實(shí)
迄今并沒有任何證據(jù)表明那些飛碟和外星人光顧地球的傳聞是真的。電影《E.T.》和《星球大戰(zhàn)》都很好看,但回到現(xiàn)實(shí)中來,不以證據(jù)為基礎(chǔ),便不能稱為嚴(yán)肅的討論。人類是很奇怪的動物,一面有著永不熄滅的探索新世界的熱情,一面又有著對陌生事物的恐懼與本能敵意。外星人綁架人類的謠言,和飛碟攻擊地球的電影,都是后一種心理的表現(xiàn)。
然而,一個文明若已發(fā)達(dá)到可以進(jìn)行穿越許多光年的星際旅行,擾亂或消滅我們這個小小的文明,于他們實(shí)在沒有任何意義。就像天文學(xué)家卡爾·薩根在他的科幻電影《接觸》里說的,我們難道會派出大軍到非洲某個角落的一座螞蟻山上去消滅幾個細(xì)菌嗎?星際文明的接觸,與歐洲殖民者和美洲土著的接觸,并不是可以類比的事。
要尋找外星鄰居,先需要確定他們有存在的可能。假如認(rèn)定人類是唯一的神的唯一子民,那就沒有談?wù)摰赝馕拿鞯谋匾恕I某霈F(xiàn)是一個奇跡,智能生命是奇跡中的奇跡,有人認(rèn)為,誕育文明所需的條件太多、過程中偶然性太強(qiáng),因此地外文明存在的可能性極低。也有人認(rèn)為,宇宙如此龐大,其中的星體如恒河沙數(shù),智能生命產(chǎn)生的機(jī)會應(yīng)該很多。
“喂,有人在嗎”
邏輯推理過程都是一樣的,估算的結(jié)果取決于具體條件。譬如你要在這星球上的60億人中找一個朋友,不外乎性別、年齡、國籍、性格、興趣愛好、教育水平等一個個條件套上去篩選。最后究竟有多少人合你心意,要看你的條件苛刻程度如何。
千億的星辰,HCG87星系群
銀河系里有數(shù)以千億的恒星,其中可能存在多少個文明?這要看下述問題的答案:所有恒星中帶有行星系的恒星占多大比例?一個行星系里多少行星有生物圈?多少生物圈真正適合生命誕生?生命發(fā)展出智能的可能性多大?智能生命有多大比例嘗試與其它星球溝通?文明的平均壽命有多長?
有些問題可以靠天文觀測來獲得更為準(zhǔn)確的答案。比如在恒星總數(shù)方面,銀河系中仍不斷有新恒星誕生,更廣泛細(xì)致的觀察可以更好地判斷恒星形成的速率。行星本身不發(fā)光,因此太陽系外行星很難觀測,但科學(xué)家仍通過引力等線索尋找它們,到2004年9月已發(fā)現(xiàn)了130多顆,年初還首次在太陽系外行星上發(fā)現(xiàn)了氧和碳元素。近幾年人們不停地往火星發(fā)射探測器,去尋找水和生命曾經(jīng)存在的痕跡,盡管已經(jīng)可以判定火星上沒有智能生命,這也可算是從另一角度幫助尋找地外文明,因?yàn)樗鼘⑹谷烁玫毓烙嬘钪嬷猩l(fā)生的可能性。
還有些因素暫時只能估計。有了最原始的生物之后,發(fā)展出智能生命的可能性有多大?與地質(zhì)史相比,人類作為“智人”的歷史異常短暫、偶然因素太多,僅憑這個特例實(shí)在很難揣測。文明能生存多久的問題也類似。我們經(jīng)過了幾十億年的進(jìn)化才登場,非常聰明但并不富有智慧,世界依然混亂,核戰(zhàn)爭的利劍仍橫在頭上。外星人會如何呢?如果我們能夠免于自我毀滅,便可對地外文明的數(shù)量更樂觀一點(diǎn)。
某些地外生命的熱情支持者推算出,銀河系里或許有幾十萬個甚至更多文明存在。而宇宙中有數(shù)以千億的星系,星際空間應(yīng)該充滿了“喂,有人在嗎”的嗡嗡聲才對。
科學(xué):宇宙語
在商博良讀懂羅塞塔碑之前,歐洲人完全不認(rèn)得那些漂亮的古埃及象形文字,所有對它們的“翻譯”都是無根據(jù)的胡言亂語。如果不是公元前196年的一些埃及僧侶決定同時用三種文字在一塊黑色玄武巖上寫一封對國王的感謝信,而這三種文字中恰好有一種是后世歐洲人仍然認(rèn)識的希臘文,很難想象古埃及文化的大門會敞開。
在同一星球上、僅僅是相隔了幾千年,語言障礙就如此之大,與遙遠(yuǎn)星球上未知形態(tài)的生命交流,難度可想而知。希臘語是商博良的鑰匙,而科學(xué)是星際通信的鑰匙,在宇宙中再沒有一種語言比科學(xué)語言更普適,因?yàn)樗淼氖瞧者m的自然規(guī)律。藝術(shù)或許也有超越語言的共通性,但它無法作為準(zhǔn)確交流的基礎(chǔ)。
在無線電通信和航天事業(yè)尚未誕生時,有人曾提議在地球上整齊地種上大片森林,拼出畢達(dá)哥拉斯定理/勾股定理的證明圖,希望火星人能看到它。電影《接觸》的主角醒悟到她收到了外星文明的信號,是因?yàn)槟敲}沖次數(shù)所表達(dá)的是1到100之間的所有素數(shù),這樣的信號絕非自然事件可以產(chǎn)生——科學(xué)上非常合理的判據(jù),不愧是科學(xué)家寫的劇本。目前的地外文明搜尋計劃SETI正在氫原子譜線頻率附近搜索信息,因?yàn)槿藗冇邢喈?dāng)?shù)男判恼J(rèn)為,地外智慧生命明白氫是宇宙中最豐富的元素。
先驅(qū)者10號所帶的地球名片
人類派出的“先驅(qū)者”和“旅行者”飛船所攜帶的地球名片上,描繪著太陽及其行星的位置、氫原子的躍遷等。旅行者1號帶的唱片上還錄有許多信息,其中的圖片可能較易欣賞,《魔笛》和《高山流水》也或者能找到外星知音,那55種地球語言的問候會引起怎樣的猜想就不得而知了。
電話與漂流瓶
電話和電子郵件泛濫之后,人們恐怕就很少用紙筆寫信了。在這個小小的地球上,要馬上把信息發(fā)送出去,電磁波的優(yōu)勢比實(shí)物大得多。星際旅行似乎也如此:離我們最近的恒星——半人馬α也在幾光年之外,向它發(fā)射一個小型載人飛船要花3億億美元以上,地球作不起這樣昂貴的友好訪問。無人探測器相對較為省錢,但花費(fèi)仍然很大。如果外星人在空間穿越技術(shù)上沒有取得飛躍,他們想必也會面臨類似的經(jīng)濟(jì)問題吧。
出于這種分析,幾十年來人類尋找地外文明的努力重點(diǎn),都是用射電望遠(yuǎn)鏡搜索外層空間傳來的電磁波,分析其中是否有智能的痕跡。世界最大的射電望遠(yuǎn)鏡——設(shè)于波多黎各的阿雷西博望遠(yuǎn)鏡正在為此工作??茖W(xué)家還利用了全世界外星人愛好者的熱情,通過分布式計算技術(shù),免費(fèi)使用幾百萬臺個人電腦來進(jìn)行運(yùn)算。搜索的區(qū)域主要在“水坑”中,即電磁波譜上氫原子頻率與羥基(一個氫原子加一個氧原子)分子頻率的中間地帶。如前所述,氫是宇宙中最豐富的元素,而羥基與氫結(jié)合能形成水,如果某種智慧生命與我們一樣以水為生命之源,那么他們要發(fā)射信號尋找同類的話,簡直一定會是在這個水坑里。
阿雷西博望遠(yuǎn)鏡俯視圖
但親筆書信和實(shí)物包裹有時比電磁波更有效——比如前者更能傳達(dá)深厚情意——對單向的星際通信而言,前者更加經(jīng)濟(jì)。美國科學(xué)家Christopher Rose和Gregory Wright最近首次為這種觀點(diǎn)提出了量化分析的依據(jù),他們在9月2號的英國《自然》雜志上發(fā)表了有關(guān)論文。計算過程比較復(fù)雜,結(jié)果大致是,是實(shí)物能夠儲存大量的信息,如果不要求“快遞”,扔出一個實(shí)在的“宇宙漂流瓶”傳送大量信息,發(fā)送單位信息所耗費(fèi)的成本比發(fā)送電磁波更低。因此地外智能生物更可能采取這種方式與我們交流?!?#8220;快遞”很多時候確實(shí)意義不大,電磁波走幾萬年,與漂流瓶走幾千萬幾億年,于人類的壽命而言,實(shí)在沒有質(zhì)的區(qū)別。
旅行者1號帶的金唱片
實(shí)物在長距離、大信息量上有優(yōu)勢的一個原因是,電磁波在傳播過程中會被“稀釋”和“消耗”。手電筒發(fā)出的光束起初很細(xì)很亮,照到遠(yuǎn)處就粗而暗淡了。當(dāng)然手電筒照的范圍大一點(diǎn)是實(shí)用的,但即使努力把電磁波的集中性做得非常之好(比如人類能使激光束從地球照到月亮上也只擴(kuò)大成一個小小光斑),也架不住星際距離太遠(yuǎn)了。即使能到達(dá)目的地,絕大部分能量也已浪費(fèi)掉,變得極其微弱。漂流瓶就沒有稀釋的問題,只需朝正確方向不斷前進(jìn)。當(dāng)然在較短距離上發(fā)射較少信息時電磁波仍然更好,因?yàn)榘l(fā)射飛船有一個基礎(chǔ)成本。即使只送1毫克的東西,聯(lián)邦快遞(FEDEX)還是會按100克跟你收錢的!
星際考古
地球上的書面和電子信息大概有100億億字節(jié)。Rose和Wright計算說,利用掃描隧道顯微鏡技術(shù),可以把這些信息刻在僅僅1克物質(zhì)里。但為了這張珍貴“字條”,我們的“瓶子”可能重達(dá)10噸,因?yàn)樗仨毐Wo(hù)“字條”免受宇宙射線損壞,要攜帶足夠的燃料、能加速到光速的千分之一,在到達(dá)目的地時還能夠減速。即使如此,對于100億億字節(jié)來說,還是蠻劃算的。不過這種計算也受到各種批評。“有效”和“劃算”的標(biāo)準(zhǔn)是什么?我們連地球上的經(jīng)濟(jì)運(yùn)作方式還沒有搞清楚,別說外星球上啦。但是,在力所能及的情況下,多嘗試一種途徑,可以增加成功的機(jī)會。
旅行者1號,點(diǎn)擊圖片放大
先驅(qū)者10號和11號、旅行者1號和2號飛船正在太陽系邊緣向外飛去,它們是人類在茫茫時空中投下的漂流瓶(此前它們對木星、土星等太陽系行星進(jìn)行了科學(xué)考察,一個漂流瓶也可能曾裝滿紅酒?。B眯姓呱系慕鸪瑩?jù)說可以保存10億年,設(shè)計者之一安·德魯彥說它們是文化的諾亞方舟。雙向的星際交流很難期待,我們現(xiàn)在只能用這種方式把信息單向地傳達(dá)出去,向遙遠(yuǎn)的、或許是很久以后的智能生命說“有人在嗎?我們存在過。”而并不指望收到回答?;蛟S外星文明也在這樣做吧,我們是不是該試著尋找這樣的宇宙漂流瓶呢?
《2001太空奧德賽》的神秘黑石
也許已經(jīng)有一個這樣的漂流瓶來到我們身邊,它由某個非常先進(jìn)的地外文明送出——也許這個文明在漫長歲月里已經(jīng)毀滅——正在繞著太陽或某顆行星旋轉(zhuǎn),或者在某行星、衛(wèi)星或小行星上不為人知的角落里靜靜地等待。這讓我們想起《2001太空奧德賽》里,人類在月球上發(fā)現(xiàn)了一塊長方形的神秘黑石。我們必須警醒,星際考古學(xué)家也許會在地球附近發(fā)現(xiàn)這樣的東西。