地外文明探索計劃

1960年,德拉克等人利用美國國家射電天文台的射電望遠鏡,首次實施地外文明探索計劃,這項計劃被稱為奧茲瑪計劃。康乃爾大學的天文學家德雷克,於1960年在美國國家無線電天文台使用位於西維吉尼亞的綠堤電波望遠鏡所從事的早期搜尋地外文明計劃(SETI)。實驗的目的是通過無線電波搜尋鄰近太陽系的生物標誌信號。

地外文明探索計劃探索地球以外是否可能存在文明。地外文明探索已不是新話題,至少已有上百年的歷史,只20世紀80年代以來,天文工作者已不再限於紙上談兵,開始實際行動了。

90年代初,美國人曾用大口徑射電望遠鏡搜索來自宇宙空間的電波,試圖從這些電波中分析出帶有文明資訊的跡象,經過多年的努力,他們認為,這些信號都是雜訊信號,無任何文明跡象可言,從1995年他們已放棄了此項工作。

科學家在過去50年一直致力於搜尋外星人

探索一:UFO和外星人不是一回事

提起外星人,有不少人會提到飛碟、UFO——不明飛行物,但是中國科學院國家天文台研究員南仁東說,嚴肅的科學認為沒有證據表明地球曾被地外文明造訪過。南仁東介紹說,在英國有1600多次,美國有1200多次關於UFO的報道。但是後來研究發現,那些不明飛行物大部分是飛機、碎片、氣球、大氣現象和一些其他天體。美國天文學家卡爾·薩根認為,由於人類的理解和認識能力不完善,當人們的懷疑與探究意識普遍淡薄時,我們就不得不滑入了迷信與偽科學的泥沼。而有人認為,「沒有強有力的證據可以證明UFO沒有來訪問地球,所以UFO是存在的,所以宇宙中一個地方存在著智慧生物」是非常可笑的推論。但是UFO和尋找地外理性生命不是一回事。

探索二:尋找人類地外的理性生命

尋找地外理性生命,就要涉及到「生命和理性的本質」這一討論了。南仁東認為生命有3個界定:第一,生命是一個目的在保持的過程;第二,根據薩根推崇的平庸原理,因為地球的生命是以碳基為基礎的,我們尋找的地外生物也應該是碳基的;第三,生命是一個控制信息系統,生命的密碼由DNA控制,它決定著生命的演化複製等過程。所謂的平庸理論,南仁東解釋說,對於大的樣本,不可能一個個地去研究,就如買瓜子,嘗一個就可以基本推斷出其他的味道。

生命為什麼會走向理性,為什麼會擁有智慧?南仁東說,這對生命個體有好處,理性智慧應該是最有價值的演化。以前人們認為只有自己是有智慧、有理性的,但是這是不對的,人類不知道動植物的理性,研究表明,智慧取決於大腦皮層的質量,海豚是地球上唯一超過人類的物種。雖然我們不知道海豚如何看待人類,但是很難講海豚沒有人類聰明。只不過,人類是唯一掌握技術的動物。所以我們尋找地外理性生命,實際上是在尋找人類的技術同類。

探索三:外星人是人類的終結者嗎

尋找地外理性生命會給人類帶來什麼?南仁東說,這完全需要人們發揮想像。比如,帶來的好處可能是,終結人類的孤獨;發現地外理性生命比人類生存的時間長,人類可能會受到啟發,獲得生命信息;進一步認清人類在自然界中的地位,抑制人類的貪婪、狂妄等劣根性。不過,南仁東認為,從另一方面說,可能會引起危機,也許會遇到一些影視作品中的壞鄰居攻擊人類;或者不同國家、民族得到外星人的消息多寡不同而引起地球人的內亂。而外星的高度文明也可能使人類坐享其成,而懶惰退化。

探索四:與外星人通訊

南仁東說,在地球上的生命可以挑戰人類不敢想像的極限環境中生存,水在太陽系中也不獨屬地球一家所有,大氣層也存在於太陽系外行星。似乎我們應該有很多聰明的鄰居,為什麼人們從來沒有他們的消息?南仁東介紹說,由於天文物理技術等因素的限制,世界上尋找地外理性生命的科學家認為星際旅行是被約束的,人們不大可能與外星人真正面對面。與外星人交流的唯一途徑可能是無線電通訊,不管外星人想不想和人類交流,他們技術活動產生的電磁波會出賣他們的蹤影。科學家藉助的射電天文望遠鏡,有名的A rec ib o 300米相當於把人類的瞳孔擴大1000億倍。而至今的尋找外星人有奧茲瑪(1960)、獨眼神(1974)、HRMS(1992)、鳳凰計劃(1993至今)。雖然人類監聽太空至今毫無結果,但是人類探索太空的計劃豐富了人類的創造力和想像力。

探索五:流星和地球有親緣關係

在前些日子,獅子座和雙子座的流星雨引起大眾的天文熱情,而作為中國系統研究隕石第一人的歐陽自遠解釋說,很多隕石都和地球有親緣關係。中國科學院院士、中國科學院地球化學研究所的研究員歐陽自遠是我國天體化學領域的開創者。但他原先是學習地質科學的,他關注隕石和宇宙塵,研究天體的化學成分、礦物組成、結構構造、演化過程。歐陽自遠最潛心研究的樣品是構成地球的最原始的物料,這些隕石和地球同齡,都是46億年。這些隕石一般是小行星或彗星的破碎的殘片,或是太陽系形成時殘留的物質。現在通行太陽系起源的說法,太陽系最早是一團星雲,後來凝聚成很多小團塊,這些小團塊聚成了地球、火星等9大行星。為什麼說這些小隕石是組成地球的原始材料?歐陽自遠打比方說,就像搖煤球一樣,煤渣搖成煤球後,也有很多渣滓裹不進去,這些東西在空中運行,有一天掉下來,就是隕石。歐陽自遠說,現在我們在地球上已經找不到任何46億年前的東西了,地球上最古老的岩石是30多億年前形成的,人類也無法觀察地球的原始面貌。所以,這些隕石是認識地球早期演化的重要依據。

探索六:跳出地球之外

人類在地球上研究地球並不是唯一的途徑,應該跳出地球之外,在更大的時空範圍里對地球做整體性、全面的描繪和認識。只有這樣,才能發現地球到底有什麼特殊的地方。作為研究過月球、火星上隕石的科學家,近幾年月球探測的發展成果已經奏響了人類重返月球的序曲,而進行月球探測,將可以利用月球上的能源,比如太陽能、核聚變燃料;也可以開發利用月球上的特殊環境,月球可以達到地球上很難實現的高真空、無磁、弱重力、高潔凈的環境,研究生產特殊生物製品、材料,建立天文觀測台、深空探測前哨站、運轉站、對地監測站。現在,美國、俄羅斯、日本、印度等國家已提出各具特色的重返月球計劃。而歐陽自遠也正極力推進我國月球探測項目的立項。他認為,現在月球探測是為了研究月球和地球的起源,擴展人類的生存空間,為人類持續發展服務。而人們在月球探測上還面臨月球資源的全球分布和利用。

到本世紀60年代,人們開始嘗試接收地外文明世界發出的無線電信號,地點設在美國西弗吉尼亞州西部綠岸鎮附近的國家射電天文台。當時的工作由美國射電天文學家德雷克負責組織,命名為「奧茲瑪」計劃。這是一個被動式收聽地外文明之音的計劃,「奧茲」是神話故事中的一個地名,那是一個非常奇異、非常遙遠和難以到達的地方,在那裡居住著一位名叫「奧茲瑪」的公主。「奧茲瑪」計劃的含義是「尋找遙遠的地外文明」,目的是搜索「外星人」的來電。

該天文台使用一台口徑為26米的射電望遠鏡,選擇21厘米的波長來接收外界信號。為什麼要作這樣的選擇呢?我們知道,任何無線電波的發射都只能用某個波長。實際上,無線電信號的波長有無窮多個,我們怎麼知道宇宙人用的是哪個波長呢?科學家們認為,宇宙中最多的元素是氫,因此任何智慧生物都會對氫加以透徹的研究。21厘米波長是氫原子發出的微波的波長,它可能是被宇宙間一切智慧生物最早認識和運用的。

德雷克等人首先將射電天線對準了類似太陽的恆星鯨魚座τ星,它距地球11.9光年,結果是一無所獲。之後,他們又把天線對準了另一個目標──波江座ε星(距地球10.7光年),最初收到了一個每秒8個脈衝的強無線電信號,10天之後此信號又出現了。不過這並不是人們期待的「外星人」電報信號。「奧茲瑪」計劃在3個月中,累計「監聽」了150小時,遺憾的是始終沒有發現任何有價值的信息。

在1972年至1975年進行的「奧茲瑪」二期計劃中,科學家對地球附近650多個星球進行了觀測,希望能收聽到外星人這樣的信號:「你們並不孤獨,請來參加銀河俱樂部。」但結果還是什麼都沒有收到。

「奧茲瑪」計劃是人類文明史上第一次有目的、有組織地在宇宙空間尋找「外星人」的計劃。雖然至今還沒有獲得有價值的結果,但探索自然界奧秘從來就是一場世代努力的接力賽,不可能期望在一朝一夕取得成功。

探索外星人還必須進行廣泛的國際合作。前蘇聯設有國家委員會,專門處理此項工作,設在高加索山上那台有600架天線的射電望遠鏡,以部分時間進行搜聽;加拿大安大略省的亞岡昆射電天文台,也曾對地球附近的一些星球進行搜索觀測;美國設在波多黎各東北部的阿雷西博天文台的天線直徑達305米的射電望遠鏡,接收面積比「奧茲瑪」計劃首次搜聽太空信息的天線大了100倍,記錄能力大了6倍,它能探測到來自數百光年到數萬光年遠處天體的信號。

美國天文學家德雷克教授深知與外星人取得聯繫的種種困難,他指出,「對此,我們就像大海撈針一樣要探測整個天空,即使是阿雷西博這種高靈敏度的射電望遠鏡,也得指向2000萬個方向。」科學家至今只收聽了幾千個星球,而且大部分都是地球附近的星球,所用的頻率也很有限。

1985年,在美國哈佛大學天體物理學家霍洛威茨教授領導下,開始了一項新的探索外星人的計劃──「太空多通道分析」計劃(META)。通過800多萬個不同頻率,用高度自動化儀器探測外星文明。由於波段增加了上萬倍,相應的工作量也極大地增加了,普查一次太空竟需要200—400天。

從最初的《星際迷航》再到《飛向太空》,人類對宇宙空間的探索一直沒有停止過,人們一直想要在外太空找到一絲生命的跡象,希望與之交流溝通,互惠互利。但是,近日物理學家霍金卻語出驚人稱,最好不要主動與外星人聯繫。

2010年4月26日,英國著名物理學家和數學家霍金在一部25日播出的紀錄片中說,外星人存在的可能性很大,但人類不應主動尋找他們,應盡一切努力避免與他們接觸。

美國探索頻道25日開始播出系列紀錄片《跟隨霍金進入宇宙》。霍金在片中向觀眾介紹他對是否存在外星人等宇宙未解之謎的看法。

英國《星期日泰晤士報》25日援引霍金的話報道,宇宙中存在超過1000億個星系,每個星系至少包含大量星球。僅僅基於這一數字就幾乎可以斷定外星生命的存在。

「真正的挑戰是弄明白外星人長什麼樣,」霍金說。在他看來,外星生命極有可能以微生物或初級生物的形式存在,但不能排除存在能威脅人類的智能生物。

「我想他們其中有的已將本星球上的資源消耗殆盡,可能生活在巨大的太空船上,」他說,「這些高級外星人可能成為游牧民族,企圖征服並向所有他們可以到達的星球殖民。」

霍金認為,鑒於外星人可能將地球資源洗劫一空然後揚長而去,人類主動尋求與他們接觸「有些太冒險」。

「如果外星人拜訪我們,我認為結果可能與哥倫布當年踏足美洲大陸類似。那對當地印第安人來說不是什麼好事。」

美國歷史學家尼爾認為:在地球上強大的(即比較發達的)文明總是控制比較弱小的文明,而不取決於政治上的從屬關係。他認為當與水平大大地超過我們的地外文明建立聯繫時,它可能會「壓制」我們的文明,直到它被溶化在更高的文明中為止。

然而,中國數學家和語言學家周海中在論文《宇宙語言學》中指出:這類擔心是完全沒有必要的,因為只要是高級智慧生命,他們的理智在決定著他們必須有分寸地對待一切宇宙智慧生命體,所以外星人與地球人將來是能夠和平共處、友好合作和共同發展的。

看來,地球人與外星人聯繫是否危險的問題還會爭論下去。

目前,搜尋地外文明的效率現遵循著摩爾定律以幾何級進行提升,肖斯塔克強調稱,如果按照這一等級在未來24年里持續搜索,將能檢測到至少100萬顆恆星。搜尋地外生命可能需要我們懂太空心理學肖斯塔克和德雷克稱,信號取樣對是否與外星人取得聯繫非常重要,我們首先假設外星人真得存在,其次假設他們具有像地球人類一樣的思維方式。第一個假設很重要,但是第二個假設更加重要。如果搜尋火星或更遙遠星體上的微生物跡象需要糾正我們對太空生物學的理解,那麼搜尋太陽系之外可能存在生命的行星則需要我們具備更多的知識,或許需要我們懂得太空心理學。

在過去的幾十年里,搜尋地外文明的策略遵循著宇宙黃金定律:我們以自己的溝通方式來尋求與外星人建立聯繫。在大約三十年前,科學家可能通過模擬電視信號將《我愛露西》發送至宇宙之中;現今德雷克猜測外星人可能已採用數字信號進行傳輸,使用激光代替無線電信號。在美國西雅圖市舉行的周末會議中,德雷克稱,美國國家點燃實驗設施現能夠聚焦192束激光,合成一個持續十億分之幾秒比太陽更明亮的脈衝。他強調指出,這種高強度脈衝可通過整個銀河系內非常小的望遠鏡探測到。也就是說這種脈衝如果從地球上射向太空,可能存在的外星人則會看到這一情景。

搜尋地外生命可能需要我們懂太空心理學外星人可能有兩種信號發射方式肖斯塔克認為外星人可能有兩種信號發射方式:一種是閃光,比如對包括地球在內的一系列可能孕育生命的目標行星發射脈衝;另一種是低能量全方位無線電信號傳播,告訴其他的智慧生命如何加入他們的圖書俱樂部,或者其它的文化資源系統。基於以上的可能性,搜尋地外文明的研究人員開始持續探測那些來自宇宙的微弱閃光,它們很可能是來自外星人的溝通信號。對於外星人我們應當如何去做呢?

多年以來,地外文明計劃協會的搜尋目標就定位於類地行星,科學家們認為宇宙中其他類地行星更容易孕育生命體。但是肖斯塔克在新書《外星人獵人的表白》中暗示稱,基於我們對人工智慧的認識程度,外星人最有可能發送信號是通過人工智慧機器人。他在接受周末採訪時表示,如果與我們進行聯繫的是一個大型地外智能機器人,那麼這個智能機器人將環繞類太陽恆星的類地行星作為探測目標則是一個非常過時的觀點。一個長滿銹的世界可能並不是最適宜生存的地方,從一個機器人的觀點來看,比較適宜生命體存在的行星是位於一顆恆星的軌道上,這顆恆星非常熾熱,可提供較大的能量滿足信號傳輸。未來紅矮星是探索重點,然而德雷克稱,我們不能忽視其他類型的恆星,在銀河系中四分之三的恆星是紅矮星,它們比太陽更昏暗,但它是外星人生存的理想地點,在過去的搜尋地外文明任務中紅矮星都被忽視了。

據悉,讓德雷克並未氣餒搜索計劃的其中一個原因是地外文明並未有搜索結果,甚至這種搜尋任務已進行了50年。他指出,迄今科學家僅對數千顆恆星進行了研究分析,這很可能只是潛在具有生命生存條件恆星的百分之幾而已。肖斯塔克指出,他對未來24年內尋找到地球之外存在智慧生命的證據充滿了信心,通過繼續搜尋地外文明計劃,或者通過分析行星大氣層,或者在火星、木衛二和土衛二表面採集土壤樣本。而德雷克則認為搜尋到地外智慧生命的時間表可能會推遲,他說:我並不認為2025年我們就可以發現外星人存在的跡象,除非我們非常幸運,或許這一時間表還會推遲至2050年或更久。其他的科學家認為發現外星人可能是在未來100-200年之後的事情。雖然,像搜尋地外文明計劃在全球範圍內將繼續吸引更多的追隨者,但在美國這項搜索計劃只是私人投資而並非是政府性投資,德雷克稱,近年來搜尋地外文明計劃的資金越來越難籌集,隨著經濟衰退的持續,我們不得不將預計發現地外文明的時間表向後推遲。

科學家在過去50年一直致力於搜尋外星人

的確,古往今來,人類對地球之外的智慧生物、地球之外的文明世界的思考和探索,始終有一種經久不衰的張力。人類的好奇心和求知慾,本來就是科學得以發展的重要動因之一,探索地外文明自然也不例外。但事情又遠不止如此,探索地外文明無論是在科學上還是在哲學上,都有其極為鮮明的色彩。

首先,它是人類不斷擴展自己的視野,更深入地洞察自然的必然結果和重要組成部分。如今,探索地外文明不僅已成為天文學、生物學、空間科學和眾多的技術領域的交會點,而且對人類創造更美好的未來也具有不可低估的潛在意義。

探討地外文明的又一重大意義在於,它是自然科學與社會科學較為明顯地相互滲透的一個領域。未來社會問題、人口問題、能源問題、戰爭與和平問題,特別是核戰爭問題,等等,都成了探討地外文明問題時必須考究的因素;反之,對於地外文明的社會學和文化學分析,又會或多或少地滲透到預測人類未來的爭論中去。

第三,關於地外文明發出的信息能否破譯,涉及人類對客觀世界的認識能力。地外文明向外界提供的信息及其表述方法都應該是可以認識的。這將為正確的認識論提供新的素材和例證。

第四,探索地外文明,有助於人類更深刻地認識自己在宇宙中的地位。最後,堅持不懈地搜索地外文明將為人類提供一種歷史連續感。這種連續感有助於人類贏得更美好的未來。人類應該考慮得更加深遠,應該學會更有效、更科學地研究和計劃數十年、甚至上百年以後的事情,搜尋地外文明乃至設法與之「對話」,則很可能成為這類長遠計劃的一種榜樣。那麼,這種偉大的探索,什麼時候才是盡頭呢?也許,它永遠也不會有什麼盡頭。可以肯定的倒是,它現在才剛剛開始。探索的結局將會如何?各種結果都有可能。我們即使以「悲觀」的模式進行思辨,仍然會導致某些相當積極的推斷,人類仍會獲益匪淺。

當今人們在探索地外文明的過程中所表現出來的能動性,再次體現了現代的科學精神與古代的思辨、中世紀的宗教意識、以及近世早期的先驗哲學的根本差異;而以理性指導的探索實踐,則是最終解開地外文明之謎的必由之路。


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