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1707630138 这种见解上的分歧近期内还看不到解决的可能,因为我们不仅从未发现过外星智慧生物栖居的星球,甚至连什么手段最适宜搜索他们都还有争议。在笔者还是《科学画报》的小读者的时候,一种比较流行的看法是认为智慧生物必定会像人类一样发展出无线电通信技术,并且必定会向外层空间泄漏电波,因此最适宜的搜索手段是探测他们的电波。可惜,人类自己的技术发展很快就让这一手段失了宠——因为比无线电通信更优越的光纤通信基本不泄漏电波。
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1707630140 那么,还有什么别的手段适宜搜索外星智慧生物呢?最近,两位美国科学家——哈佛大学(Harvard University)的洛布(Abraham Loeb)和普林斯顿大学(Princeton University)的特纳(Edwin Turner)提出了一种设想。他们认为,外星智慧生物必定会像人类一样使用灯光,从而我们可以通过探测外星球的灯光来搜索他们。
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1707630142 听起来有点意思,但外星球的灯光——如果有的话——究竟能在多远之外被探测到呢?洛布和特纳做了简单估算,结果表明像人类大城市那样的灯光可在50个天文单位(约75亿千米)处被观测到。这相当于太阳系外围的柯伊伯带——一个距太阳30~55天文单位的小天体带——与我们的距离。受此启发,洛布和特纳提出了一个更大胆的设想,即个别柯伊伯带天体或许真的就是外星智慧生物的栖居地,它曾经很靠近太阳或其他恒星,从而演化出了智慧生物,后来因某种原因脱离了原先的轨道,“漂移”到柯伊伯带中。洛布和特纳还进一步提出,柯伊伯带天体上的灯光与天体本身的光亮不同,前者与离太阳的远近无关,后者却与远近有关(因后者是阳光反射所致)。因此,通过跟踪观测柯伊伯带天体离太阳的远近与它的亮度间的关系,我们就有可能发现栖居在那里的智慧生物。
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1707630144 由于外星智慧生物一向是大众喜爱的话题,洛布和特纳的设想引起了不少媒体的关注。但其实早在1979年,著名美国科普作家阿西莫夫(Isaac Asimov)就在《地外文明》(Extraterrestrial Civilizations)一书中提及了类似的设想。当然,阿西莫夫没有提议以当时尚未发现的柯伊伯带为搜索目标。不过,那目标与其说是创意,不如说是胡猜,因为在它背后,是一系列极不可能的假设:比如假设在柯伊伯带天体上能演化出智慧生命(那样的小天体哪怕曾经温度合适,也很难长期维持大气和液态水);比如假设在如此寒冷的环境下,智慧生物居然仍生活在天体的表面而没有躲到更利于保暖的内部;比如假设在资源如此匮乏的情况下,智慧生物居然会让大量灯光耗散在虚空里……
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1707630146 不过,以柯伊伯带为搜索目标虽属胡猜,用外星球灯光搜索智慧生命倒未必毫无可行性。如果那外星球比柯伊伯带天体大得多,灯光总量也更多,探测的可行性就会更大。比方说,如果外星球的灯光与目前整个地球的灯光相当,我们在1000个天文单位(比太阳系最遥远的行星海王星离我们还远30多倍)处就能探测到。如果探测技术进一步发展,或外星球的灯光比这更强,则探测距离还可增加,直至延伸到其他恒星的周围。
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1707630148 另一方面,这探测手段也带给我们一个反面启示,那就是人类的灯光污染(light pollution)已达到了惊人的规模——用人类自己的技术在1000个天文单位处就能探测到。如果真有外星智慧生物的话,他们或许也在搜索我们,而且谁也摸不准他们对我们怀有善意还是恶意。最安全的做法也许是在搜索他们的同时隐藏自己。为此,我们显然需要在控制灯光污染上多下功夫。
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1707630150 当然,外星智慧生物没准也会这么想,从而也控制自己的灯光。那样的话,这一搜索手段很可能也会成为徒劳,而我们的好奇心则将持久地悬着。
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1707630152 (1) 本文发表于《科学画报》2012年第2期(上海科学技术出版社出版)。
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1707630157 霍金的派对:从科学天地到数码时代 [:1707629771]
1707630158 霍金的派对:从科学天地到数码时代 假如接收到外星人的信息……(1)
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1707630163 英国科幻作家威尔斯(H.G.Wells)在《世界大战》(The War of the Worlds)的开篇这样写道:
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1707630165 我们的世界正在被一种比人类更先进、但同样会死亡的智慧生物聚精会神地注视着,……像我们用显微镜研究一滴水里蠕动繁殖的生物一样地仔细。……他们的智慧跟我们相比,就如我们跟消亡了的野兽相比。这些数量庞大、更冷酷并且毫无同情心的智慧生命正在用嫉妒的眼睛观察着地球,缓慢却扎实地拟定着对付我们的计划。
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1707630167 宇宙中除人类外究竟还有没有其他智慧生物——即所谓的外星人?这个迄今没有答案的问题曾让小时候的我着迷,我甚至梦见过自己被友好的外星人带到他们的星球上,醒来后还回味良久。如今想来,那当然是“孩子气”的,因为外星人未必是友善的,就像地球上的很多生物绝没有儿童漫画上那么可爱一样。相比之下,威尔斯显然更有“政治”头脑,深知“防人之心不可无”的道理。
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1707630169 假如接收到外星人的信息……霍金的派对——从科学天地到数码时代0[]0既然外星人的“好坏”未卜,那假如接收到他们的信息,人类该怎么办呢?这个问题引起过很多人的思考。20世纪90年代,由著名科学家冯·卡门(Theodore von Kármán)“领衔”创立的国际宇航科学院(International Academy of Astronautics)提出了一系列应对原则,其中包括:
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1707630175 启动国际磋商,研究是否回复及如何回复的问题。 磋商应在联合国和平利用外层空间委员会(Committee on the Peaceful Uses of Outer Space of the United Nations)等组织之内进行。 磋商的结果应交由联合国大会(United Nations General Assembly)发布。 如果决定回复,回复应代表全人类。 回复的内容应体现出对全人类福祉的细致考量,并在发送前公诸于世。 任何国家或个人都不应在国际磋商之前进行回复。 初看起来,这似乎有些杞人忧天,因为外星人是否存在还是未知数,讨论回复信息之类的问题岂不是无的放矢?不过,随着对太阳系以外行星的搜索日益“提速”,以及对微弱信号的探测能力不断提高,谁能保证明天不会带来惊奇呢?事实上,早在20世纪60年代,就曾有过一次惊奇,使某些科学家一度以为有可能接收到了外星人的信息。那段轶事最近被发掘出来后引起了一些媒体的报道。
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1707630177 那是在1967年,英国剑桥大学的女研究生贝尔(Jocelyn Bell Burnell)用射电望远镜接收到了一个奇怪的脉冲信号,长度不到0.3秒(实际只有0.04秒),间隔约为1.3秒(更精确的数值是1.3373秒),极有规律。这会不会是来自地球上的干扰呢?答案是否定的,因为信号的方位很快被确定为是在天上。而进一步的分析则显示出信号源不会比行星更大。一个不比行星更大的天体居然发射出有规律的射电信号,这实在很令人惊奇,而且实在很容易让人联想到外星人。为这种联想推波助澜的,是自20世纪50年代起,飞碟热席卷欧美。受之影响,贝尔发现的信号几乎立刻获得了一个昵称:小绿人(Little Green Men),那是某些飞碟目击报告中外星人的标准形象。就连贝尔的老板休伊什(Antony Hewish)也在信件及回忆中表示“小绿人”的信号让他困惑,因为这种信号显得如此“人为”(artificial),“不得不认真考虑那是[有人]发给我们的”。而这种信号若果真是外星人发来的话,当然不是他的研究组能够应对的,因此他甚至考虑到是否该将此事报告给皇家学会乃至政府。这种思考脉络是颇有几分接近国际宇航科学院的原则的,但比后者早了20多年。
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1707630179 不过,“小绿人”事件很快就水落石出了,因为贝尔很快发现了其他几个类似的信号源,频率各不相同,但都有很稳定的周期。哪怕对外星人最有热情的人,也很难相信短时间内会冒出这么多不同的外星人,而且个个都用实际上传递不了多少信息的周期性脉冲来发送信号。因此,“小绿人”的设想很快就陨落了。与此同时,能解释那些脉冲信号的天文学理论则出炉了,那就是它们都来自一类被称为中子星(neutron star)的致密天体。这类发射脉冲信号的中子星也被称为脉冲星(pulsar)。1974年,休伊什因这一发现获得了诺贝尔物理学奖,成为获得这一殊荣的第一位天文学家,而研究生贝尔与诺贝尔奖的无缘则引起了很多人的不平——当然,那是题外话了。
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1707630181 往事已逝,那么明天呢?明天还会有那样的惊奇,甚至真正的惊奇吗?
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1707630183 (1) 本文发表于《科学画报》2013年第5期(上海科学技术出版社出版)。
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