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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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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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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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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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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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(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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霍金的派对：从科学天地到数码时代 [:1707629772]
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霍金的派对：从科学天地到数码时代 满月之咒？(1)
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撰写本文时，正是美国的“万圣节”（Halloween），也称“鬼节”。这是孩子们的最爱——可以穿上奇装异服，扮成鬼怪四处讨要糖果等。这也是电影院“鬼片”迭出的日子，就连素来严肃的科学场馆，有时也会迎合气氛，比如芝加哥的阿德勒天文馆（Adler Planetarium）就在今年推出了题为“红月亮之咒”（Curse of the Blood Moon）的新片。说起来，将月亮——尤其是满月——神秘化还真是常见的故事或伪科学题材，比如传说中的“狼人”（Wolf Man）就是每逢满月之夜，就从人身变为狼身；相信所谓“满月之咒”（curse of full moon），将满月跟暴力、灾难，乃至股市变化等联系起来的也大有人在。
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这些都只是故事、附会或无稽之谈。不过，2006年，科学家们居然真的发现了一个跟满月有关的奇怪现象。
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这现象还得从阿波罗计划（Project Apollo）说起。该计划最大的成就当然是将人送上了月球，但它还有一些不太出名，却同样有价值的贡献，比如1969—1971年间，阿波罗11、14、15号飞船在月球上留下了一组反射装置，能将射往月球的激光束反射回来，利用激光束经反射往返所需的时间，科学家们能精确地测定出地月距离。
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在利用那组反射装置方面做得特别精密的是美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校（University of California，San Diego）的物理学家墨菲（Tom Murphy）等人，他们测定的地月距离的精度达到了不可思议的毫米量级。不过，在测定过程中，墨菲等人发现了一个奇怪现象，那就是反射光——即被反射装置反射回来的光——的强度只有计算值的十分之一左右，更奇怪的是：每逢满月之夜，强度还会进一步降低一个数量级，降到只有计算值的百分之一左右！
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这无疑是一个奇怪甚至有些神秘的现象。对于这种现象，首先可以猜测的是偶然性——比如观测误差。别小看这种猜测，很多所谓神秘现象正是将偶然误当成必然所致。不过，这回的现象很快就被证明不是偶然的，因为它是可重复的，在每个满月之夜都会发生。
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既然不是偶然现象，就该有必然原因，莫非真的有“满月之咒”？科学家们自然不会这么想。那么，究竟什么原因会降低反射光的强度呢？科学家们想到了一个很平凡的因素：灰尘。计算表明，反射装置中的反射镜只要有一半左右被灰尘覆盖，反射光的强度就会降到原先的十分之一左右，与墨菲等人观测到的情形相一致。
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对于那更奇怪的满月之夜的光强进一步降低一个数量级的情形，科学家们也提出了解释，那就是满月之夜有一个特殊之处：阳光能照到反射装置的反射镜上（这是因为反射镜位于反射装置的底部，只有阳光接近直射时才会被照到，而满月之夜的阳光正好接近直射）。阳光照到反射镜上原本是没什么大不了的（因为会被反射掉），但灰尘的存在改变了一切，因为灰尘会吸收阳光，被吸收的热量会通过热胀冷缩等效应干扰反射镜的功能。计算表明，这种干扰恰好能使反射光的强度进一步降低一个数量级。
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至此，一个能解释现象的假设形成了。接下来是对它进行检验。当然，假设所试图解释的现象本身也是对它的检验，但科学家们通常希望能对假设所导致的其他推论也进行检验。那么，上述假设有可被检验的其他推论吗？有！一个显而易见的推论就是：假如在满月之夜不让阳光照到反射镜上，反射光的强度就应该跟非满月之夜相同（即不会进一步降低一个数量级）。
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但是，反射镜远在月球上，有什么办法能在满月之夜不让阳光照到它呢？科学家们想到了一个妙法，那就是利用月食，因为在月食期间，地球本身将挡住射向月球——其中包括反射镜——的阳光。2010年12月21日，墨菲等人利用一次月全食对上述假设进行了检验，结果非常漂亮：反射光的强度随着月食的进行逐步增强到非满月之夜的强度，然后又随着月食的结束重新降低到满月之夜的强度。
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“观测—假设—检验”，这项精巧的小研究不仅支持了假设，而且很好地演示了科学研究的步骤。不过，探索不会因此而终结。可以预期，科学家们不仅会重复此类检验，而且还将检验更多的推论，比如既然灰尘是“罪魁祸首”，那么反射光的强度应该会有随灰尘的积累而持续降低的趋势，这也是可以检验的（事实上，墨菲等人已经注意到了历史数据与这种趋势基本相符，更多的检验则有待未来实现）。
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(1) 本文发表于《科学画报》2014年第12期（上海科学技术出版社出版）。
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