10種搜尋外星生命的方法

10種搜尋外星生命的方法

1950年，曾獲諾貝爾獎的物理學家恩里科·費米（Enrico Fermi）中午問他的同事：「他們都在哪兒呢？」 他的這個問題被稱為費米悖論 （Fermi Paradox）。他想知道為什麼宇宙中有那麼多宜居行星，我們卻沒有遇見任何外星生物。有很多理論都解釋了我們為什麼還沒有和外星人取得 聯繫，但或許，我們在演繹過程中犯了一個普遍性的錯誤：我們假設外星生物有著和我們相似的體態和性格，但一旦這個假設不成立，那所有跟搜尋外星生物有關的推測都將沒有意義。所以我們現在更改這個假設，擴寬我們的思路和分析方法，去接觸異於人類的外星生物。

10.無線電波SETI計劃的衰亡（The Sunset Of Radio Wave SETI）

50 多年來，SETI（譯註：SETI是一項利用全球聯網的計算機共同搜尋地外文明的科學實驗組織）一直在監聽來自外太空的無線電信號。1974年，天文學家法蘭克·德雷克（Frank Drake）公布了首段有關地外文明的無線電信息，被稱為「阿雷西博信息」 （the 「Arecibo Message」），該信息提供了外星生物存在的證據。但目前我們還沒有收到任何回復。收聽美國航空航天局（NASA）時你會以為他們將優先考慮對外星生物的探索，然而，德雷克抱怨稱NASA並沒有為研究提供任何資金，更有甚者，他們還可能拆除那兩個最大的無線電望遠鏡——阿雷西博望遠鏡（the Arecibo telescope）和綠岸望遠鏡（the Green Bank Telescope）。如果這兩台望遠鏡被拆除，SETI監聽無線電信號的任務將會被迫中止。中國已經推出了一個先進的無線電望遠鏡，但是德雷克擔心他們不能正確使用。

另一方面，光學SETI計劃雖然能借激光掃描法進行實驗，但它大部分的資金都來自於私人捐助，而非國家出資。與無線電信息不同，光學信息需要外星生物恰好將光束對準我們發射才能起作用。「這樣的信號非常強烈，我們只需要一個小型望遠鏡就可以接收信息。」 德雷克說，「小型望遠鏡可以提供更多的觀察時間，從而尋找到更多的行星以增高成功率，這對我們非常有利。」 德雷克認為想找到我們的外星生物一般不會抱有私心。

可惜不是所有人都像他這樣樂觀，有關專家還在爭論是否應該向外太空發送信息。很多科學家相信我們還沒有足以保護自身的技術，和外星人接觸有可能會威脅到人類生存安全。SETI組織的埃利奧特（John Elliott）透露，儘管有爭議，但很多SETI的成員都準備向外星生物發送信息。根據有關報告，德雷克反對主動向外星生物發送信號，比如說主動搜尋外星信號的項目SETI，相比之下他更希望接收到外星生物發來的信息。

9.和外星人101對話（Talking To Aliens 101）

英國SETI組織者約翰·埃利奧特（John Elliott）認為，我們應該擺脫外星信號的束縛，著眼於區分外星語言和隨機聲音的差異。他通過研究人類 60多種語言，在所有語言中找到了韻律和結構的共性。打個比方，我們用表示內容的單詞和簡短的功能詞（比如「如果」和「但是」這類關聯詞）將語句連在一 起。忽略語言上的要求，人們在一個短語中最多可以使用九個內容詞。

海豚等其他動物也有相類似的語言特點。我們儘管還不能使用海豚的語言，但已經能夠識別它們交談中所用到的140多種不同的聲音。它們通常使用各自的名字以辨別它們自己或交流前發出的信號，並限制每次「說話」不超過五個詞。埃利奧特相信這種限制與它們的小腦尺寸和處理信息的能力有關。

他研發了一系列小型計算機程序，命名為「自然語言的學習者」（the Natural Language Learner），用於分析外星信號的複雜程度和語言的內部結構。然而，他還是可能無法破解外星語言的內容。

和地球上的智慧生物交流或許是鍛煉我們和外星人交流能力的第一步。我們已經教會了海豚上百種人類使用的單詞、問題和陳述間的區別、「沒有」的概念和其他語法結構。生物學家丹妮絲·赫茲（Denise Herzing）創造了一個遊戲，遊戲中海豚和人類同時學習使用一種最原始的語言通用進行交流，這是人和動物之間的相互溝通的首次嘗試。雌性海豚相比雄性海豚對交流表現出更濃厚的興趣，有些雌性海豚還邀請其他區域的海豚加入聊天。

我們同樣知道野生的坎貝 爾猴（Campbell』s monkeys）通過增加不同的後綴來表示不同的危險。比如說，「krak」表示它們的天敵獵豹就在附近，而「krak- oo」只是代表樹枝掉落或是有其他猴子入侵。黛安娜猴（Diana monkeys）也能聽懂坎貝爾猴（Campbell』s monkeys）的叫聲。 其他研究發現蘇格蘭動物園中從荷蘭引進的黑猩猩改變了它們對蘋果的稱呼，以便和當地黑猩猩的語言保持一致，還和當地的其他動物成為了好朋友。不過這究竟是語音語調的變化還是另一種語言的產生仍存在爭論。

8. 「公元1015年的我們」（Party Like It』s AD 1015）

順利完成SETI計劃的關鍵在於外星智慧體能夠利用技術發送信號。能使用技術發送信息的一定是智能生命體，反之卻不一定成立。在這裡，我們不得不再一次提起海豚的智力。缺乏四肢的海豚無法發明和使用複雜的工具，但它們的智力是毋庸置疑的。更何況或許還有其他類似海豚這樣的智能生命體存在。智能生命體的定義是否 就是指能夠使用技術或擁有社交能力的生命呢？

篤信凌駕於其他所有智能生命體的我們，又是否太過無知自大了呢？正如卡爾·薩根（Carl Sagan）曾指出的：「有報導稱學習了英語的海豚最多可以正確使用50個單詞時，卻從來沒有關於人類學習海豚語言的新聞。」海豚更不會利用技術互相殘殺。

SETI科學家勞倫斯·道爾（Laurance Doyle）為準備與外星生物交流，研究樹之間是如何交流的。樹與樹之間利用某種化學物質警告彼此害蟲和其他存在的威脅。勞倫斯說：「誰說的准呢？也許大腦並沒有那麼重要。」

從這兩個案例來看，我們必須主動去探尋外星生物可能存在的地方，而不是等著他們來聯繫我們。

另 一個更簡單的原因是，即使他們也像我們一樣在尋找著彼此，也許我們終此一生還是無法發現外星生物。當我們使用望遠鏡觀測外太空時，我們所看到的其實是過去的圖像，而不是當下的。「因為光線需要一定的時間把圖像傳回來，所以我們接收到的都是過去的圖像」 喬納森·加德納解釋道，「所以，當我們的探索範圍不斷向外擴展時，光線所需把圖像傳回地球的時間也隨之增加，這些圖像反映的都是曾經的外太空。假如我們探索得夠遠，當光線從這些星系射回時，我們看到的宇宙遠 比今時今日年輕。」

如果外星生物也跟我們一樣，通過望遠鏡向外探索，那麼他們也能看到過去的我們。舉個例子，假使外星生物居住在離地球1000光年處的星球上，他們看到的也就是公元1015年的我們。科學家在1907年發明了無線電放大器，而外星生物也許得花上至少900年的時間才能接受到來自地球發出的無線電波（如果他們也在使用和我們一樣的無線電放大器的話）。

7.社會科學家們的重磅加入（The Social Scientists Weigh In）

通常，我們會利用天文學、計算機科學、工程學、物理學這些自然科學來引導我們找到合適的方式與外星生物交流。但是，SETI外星智能探索協會主任道格 （Doug Vakoch）編纂了一涉獵廣泛的書籍，名為《考古學、人類學與星際交流》 （《Archaeology, Anthropology, and Interstellar Communication》)。

從社會科學的角度看，考古學家和人類學家每天都在嘗試從支離破碎的信息中破解古文明的秘密，但我們永遠都無法確定他們對古文明的理解是否正確。大多數時候，我們只能基於現代文明的信仰去推斷過去文明的模樣——至少我們起源於同一祖先。也許這些外星人擁有完全異於我們的感覺器官以至於他們的思維方式也與我們大相徑庭。我們該如何破譯這種我們一無所知的外來文明的信息呢？

我們的設想是在外太空中存在著某種文明，而外星生物或許也有著與我們同樣的猜想。「我們必須面 對這個事實：我們能很好地適應我們自己這個由不同文化框架構成的世界，但外星生物很有可能不會以與人類相近的技術回應我們。」約翰 （John Traphagan）在書中寫到，「從一戰和二戰中就能發現,地球上的先進技術對政治和社會融合併不總是起積極作用的……我們將和擁有共同記憶的外星生物共處似乎是一種合理的假設。他們也會辯論、競爭，在同樣的記憶和經歷構成的文化框架中發散思維，思考問題，例如怎麼和人類取得聯繫。」

總而言之，目前我們根本沒有辦法破譯外星生物的通訊信息，或者以和他們相近的通訊技術做出回應。

6. 體溫信號（Heat Signatures）

科學家用通過美國航空航天局的廣角紅外探測宇宙飛船（NASA』s Wide- field Infrared Survey Explorer ，簡稱WISE)觀察的100,000個星系得來的數據找到了體溫信號，這可以證明有高 級外星文明存在。「高級外星文明是否能用來自其星系行星的大量能量來運轉電腦、航天飛行器、通訊設備或其它我們還想不到的東西。據基本熱力學理論，這種能量 要釋放出來其溫度必須要在中段紅外線波段內。」來自賓夕法尼亞州立大學（Pennsylvania State University）的研究者詹森·萊特 （Janson Wright）說，「這種物理原理和你打開電腦會放熱是一樣的。」

不幸的是，科學家沒有發現關於高級外星文明存在的確鑿證據。這些星系都存在好幾十億年了，明顯在那時已經存在外星人了，我們卻還找不到他們的蹤影，這未免也太奇怪了。研究者們認為或許是因為外星人不在那裡，又或許是他們的等級還沒高到能顯示體溫信號。

即使如此，科學團還是發現了50個中段紅外線輻射水平異常高的星系。要弄清這溫度是來自自然環境還是一種屬於外星人的體溫信號還有待研究。

5.節儉的外星 人（Frugal Aliens）

即使我們不能明確地說出什麼，但關於外星人的假設中有這種觀點：他們沒有足夠的資源來和我們交流。我們一直認為他們應該全天候不幹別的就只給我們發送信號，不是這樣的話，那裡就可能不存在外星人。

人類真是傲慢自大。如果美國航空航天局不得不削減資金來節約資源， 那外星人為什麼不會面臨同樣情況呢？2010年電磁微波學研究（Microwave Sciences）猜測外星人可能為了省錢在一段時間高頻率地發送信號，恰好錯過了SETI的監控。由於某些星系常在1.42-1.72千兆赫的波段發出輻射，因此SETI研究者長期收聽該頻道。然而，電磁微波學的科學家相信外星人更可能用接近10千兆赫的頻道，因為在那裡他們發射電波省力又省錢。

為了更進一步節省，外星人可能發送簡單卻不持久的脈衝，與推特網上的微博一樣。外星人也許會建造一座強大的無線電信標台，跨越銀河系向大多數的星系星球發送信號。用這種方法外星人可以在1080光年內每35秒發出一次脈衝，藉此他們一年能發很多次信號。「宇航員已經見過許多無法解釋的信號，它們往往持續數十秒就消失不見了。」本福德（Benford）說，「其中一些可能是外星信號，但我們沒有足夠多的觀察時間來等待任何回復。」這可以解釋1977年SETI發現的wow信號持續72秒之謎。之所以叫wow信號，是因為聽到的人把」wow」寫在了頁邊空白處。至於wow信號到底是什麼，從哪來一直都是個謎團，從那之後再也沒能發現它。

4.醚類DNA（Ether-Based DNA）

通常情況下，我們認為水是生命的必需品。但現在，科學家在研究是否有其他也能發揮像水一樣的作用的液體，比如說覆蓋在土星的衛星泰坦（Titan）上的碳氫 化合物甲烷。要想讓生命存活，我們需要不同類型的醚類分子，和一個比泰坦更溫暖的環境。醚類連結在一起後會變成複雜的聚醚，從而形成新的生物。事實上，地 球上已知的DNA和RNA 分子並不能溶解烴類，反而會與它們粘結起來。

像水一樣，碳氫化合物也有液態、固態和氣態三種狀態。生物分子在固態 和氣態下無法相互作用創造生命，所以我們所需的只能是液態碳氫化合物或者說某種油性物質。辛烷能在最大的溫度範圍內保持液態，為生命提供最有利的條件。丙 烷和甲烷保持液態的溫度範圍則稍小一些。不幸的是，泰坦似乎太冷不適合生命存活。

來自應用分子進化基金會 （the Foundation for Applied Molecular Evolution）的研究員史蒂文·本納 （Steven Benner）說：「太陽系裡，沒有足夠大、足夠接近太陽的行星，也沒有行星自身的表面溫度就能夠適宜碳氫化合物存活。」但隨著我們發現 的太陽能新系統數量的增加，發現溫度適宜生命生存的行星或衛星指日可待。

3.交流場景（Contact Scenarios）

儘管我們近期似乎還沒有可能與智能外星生物面對面交流，但是他們仍可能存在於太陽系中的某些行星、衛星或是小行星帶。

1950 年，美國軍方設計了「七步接觸計劃」(Seven Steps to Contact)，這一計劃旨在解決如何與智能外星生物開始首次接觸的問題。首先， 我們在一定的距離外對他們進行監視，儘可能多地獲取信息。接下來我們會秘密觀察他們，評估其武器和車輛的水平。如果我們的技術更為先進，那麼我們就接近該外星球，看看他們是否具有敵意。反之，我們將短暫登陸該行星偏遠、無人居住的地區，帶回動植物樣本。軍方還計劃在不傷害他們的前提下帶走一些外星人。

之後，我們會在外星人可望不可及的地方開始小幅度靠近。我們希望儘可能多的外星人能來觀察我們的飛船，當然，我們會表現得很友善。最後，如果該星球是安全的，我們將登陸並嘗試接觸他們。

計劃實施過程大同小異，而我們離它派上用場的那一天已經不遠了。目前尚不清楚如果我們遇到外星高智能生物後會發生什麼。希望對方態度友好，否則我們就慘了。

2.納米感測（The Nanosensor）

當我們在探尋其他星球的生命時，常傾向於探測其生化特徵。可正如之前所說，科學家們已經偵測到某些生物體征，指出一些甚至包括自身衛星都毫無生命跡象的星球上存在生命，可見我們如今的探測方法很容易被假象蒙蔽。

麻省理工學院（MIT）科學家薩拉·西格爾（Sara Seager）與威廉·布恩（William Bain）認為我們應該突破探測局限，不只依靠甲烷、 氧氣等大多數已知的生命要素來探測外星生命體。「我們很清楚能夠接近的星球其實並不多，」西格爾說，「只是想竭盡全力跳出思維定式，以確保不會錯過任何生命跡象。對於地球來說氧氣是一大重要生命要素，但在系外行星上存在的概率有多大呢？」

為支撐「外星生命或許與我們完全不同」這一理論，西格爾和布恩提出了目前為止探測到的系外行星多元「域」。西格爾與布恩曾在其著作中寫道：「可以肯定的一個驚人發現，我們銀河系中常規行星的大小均處於地球與海王星 之間——而新一級別的行星既不屬於類地行星也不屬於巨行星，甚至沒有一個公認的理論來闡述其結構。」

近來比利時和瑞士的一些研究人員為了突破限 定，在實驗中使用一種無需憑藉生物體征進行生命探測的新裝置。納米脈衝探測器利用懸臂（一端固定的橫樑）掃描行星表面，從而獲取細胞新陳代謝活動或動態軌跡中的輕微波動。研究者們已將該裝置成功地運用於細菌、人體細胞、老鼠細胞、植物細胞以及酵母上。之後，他們把細胞殺死，再次實驗以證明該裝置能夠正確分 析生命與其背後的特徵。納米技術同樣適用於探測水、油樣本中包含的微生物。每次實驗耗時約10分鐘。

然而科學家還需要更多的測試，而後納米脈衝探測器可能會成為尋找外星生命的突破性方式。它簡單、快捷、小巧，不需要任何生化信息。如果將其與生化探測器結合起來，我們就會擁有一個絕對強悍的武器能到諸如土星衛星一類的地方去探尋生命。

1.探尋生命的最佳地點（The Best Place To Look For Life）

我們常常忽略外太陽系，卻耗費大量的資源、人力等等去探索火星，期盼能從那裡發現外星生命，就因為我們覺得在這個紅色星球上有所發現的可能性較大。但是如土衛二（Enceladus）、木衛二（Europa）、木衛三（Ganymede）這些位於我們的太陽系外圍的冰衛星，也有很大幾率能夠繁衍生命。大部分冰衛星都有著地下洋面。「目前共有5個軌道衛星和2個地表機器人在探索火星，」《探索發現》雜誌（Discover）的科瑞·鮑威爾 （Corey Powell）說，「而木衛二、木衛三、土衛二、土衛六（Titan）四顆衛星均顯示出相同的數據：0。或許我們一直在錯誤的地方探尋生命。」

過去人類不探索外太陽系的部分原因是源於到那兒所需的花銷和時間。飛往火星大約需要8個月，但要到達木星和土星則分別需要6、7年。不過， 現在人類已經向土星發射了卡西尼號（Cassini）宇宙飛行器，木衛二飛船或許也將於2022年發射。同時哈勃太空望遠鏡 （The Hubble Space Telescope）和伽利略探測器（the Galileo probe）還在收集著木衛三和土衛二的信息。

目前看上去最適合探索外星生命的地方是土衛二。除了它有位於冰層以下的液態水外，研究人員還在衛星洋底發現了活性熱液噴口。熱量和水對於生命極為重要。土衛 二地下洋面顯示與衛星地幔相連，因此水中含有豐富的比如硫一類的礦物質，能夠形成生命。水體Ph值為11或12，呈絕對鹼性，而地球上的生命正是在相似的 鹼性環境下形成的。

翻譯/scorpion