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探索地外文明——一篇科普文

《星海传说》 阔亮/著, 本章共3355字, 更新于: 2012-12-18 22:19

何以探索?

对于人类来说,探索未知世界是一种永恒的冲动,古人与今人、普通人和科学家没有什么区别。人类对宇宙和外星智慧的探索实际上就是人类发现自我的旅程,是探索人类作为物种与宇宙的相互关系的过程。说到底,是在追问:我们是谁,我们从哪里来。

人类自从诞生以来,就一直探索着自己在宇宙中的位置。但是,每一步探求都使我们更加远离宇宙舞台的中心。哥白尼的“日心说”把地球从宇宙中心踢开了,而达尔文的“进化论”又使人和猴子拥有了同一个祖先。如果将来有一天,我们再寻找到外星生命,那么,人类唯我独尊的固有信仰也将随之崩塌。一旦认识到自己在宇宙中的真实位置和真实地位,人类必将多一分理智与宽容,少一分狂妄与贪婪。

地外文明的探索不仅是宇宙探索的一部分,同时对人类的进化将产生深远的影响。只要文明之间存在着差别,那么就有文明发展的规律可寻。不过,这些规律必须是在掌握了许多文明进化的有效信息之后才能找到。由于地球文明是在与世隔绝的状态下演进的,所以我们只有自己进化的信息。但这种进化的未来走向如何,我们至今一无所知。现在人类正处于文明大道的十字路口,如何安全地度过技术文明的青春期,使地球文明走向成熟与和谐,已经成为迫在眉睫的问题。因此,从某种意义上说,接收和破译来自外星文明的星际通讯消息,将极大影响人类文明的未来。

如果寻找外星文明的尝试成功了,人类和行星的历史可能完全改写。我们将发现,人和外星球上的其他物种一样平凡,生命的种子可能遍及宇宙的每个角落。我们通过比较与外星生命在生理、生态、历史、政治、科学、技术、艺术、宗教、哲学等方面的异同,必将对地球文明起到无可估量的促进作用。

我们的地球已经在超负荷在运行着,它在漫长的地质年代所积累的全部能量,很短暂的时间内将被消耗掉。按照目前的能源消耗速度,地球上的煤可以再用一百多年,石油用五十多年,天然气和放射性铀矿也只有几十年的开采时间。如果能够发现先进的外星文明,我们也许能找到解决资源枯竭问题的办法,甚至还可能与之联手开发崭新的生存空间。

当然,也会有人担心说,寻找外星生命会有很多风险,我们接触到的先进文明恐怕不友善。实际上,如果真的有先进的外星文明,他们能生存如此之久,这个事实本身就意味着他们至少学会了与自身及其他文明平等共处。我们如此害怕与外星人接触,大概只不过是我们落后状态的反映。

试图与其他文明进行接触,这是人类共同致力的极少数的努力之一。这种努力即即便一无所获,也是一种成功。因为它至少可以从反面告诉我们,宇宙中的生命是多么稀少而珍贵,并可以在人类历史上首次标明我们每个人的生存价值。

实际上,地球上种族间存在的差异,跟我们人类和外星人的差异相比,实在是微不足道。发现地外智慧生物有可能会使我们这个争吵不休和存在分歧的行星团结起来,和谐共处。因此,我们应该寻找自己的宇宙兄弟。

以何探索?

宇宙中究竟存在着许多个文明世界,还是只有地球这一个?这是人们探索自然时经常遇到的问题,很少有比发现太空中存在智慧生命更激动人心的事了。

寻找外星智慧生命有两种思路,一种是设法让外星人知道我们的存在。另一种思路是设法听到对方发出的信号。如果我们的科技能力还不足以走出太阳系和外星人握手,那么,至少我们可以用这两种方式告诉那些远在天涯的生命:你们并不孤单。

从历史上看,人类从来没有放弃过对地外文明的探索,进入二十世纪,更是以前所未有的先进工具继续寻找外星生命。我们地球人曾主动给外星智慧生命送过四次礼,它们是上世纪七八十年代由美国发射升空的四个探测器。前两次发射的先驱者号各带着一张内容相同的“地球名片”。后两个旅行者号分别带着录有“地球之音”的唱片。内容包括用60余种语言问候的“你好”,中国的京剧和古曲《高山流水》,以及贝多芬的《欢乐颂》等名曲,130余张图片包括万里长城以及中国传统家宴等。镀金铝板和喷金铜唱片经过特殊处理,几亿甚至几十亿年都不会变形或变质。如今,这几艘宇宙飞船正在超越太阳系的途中。尽管它

是人类发射的最快的飞行物体,但还是得花费几万年的长途跋涉才能到达最近的恒星。

除了发送实物信息外,我们还发送无线电波寻找地外文明。1974年,地球人曾向武仙座球状星团M13发送了一封电报,它长达3分钟,由1679个二进制码0和1组成。然而电波到达那里需要2.5万年。如果真的有知音存在,他们又迅速回电,还得2.5万年后才能到地球,因而现在的地球人几百辈子也无法收到回电。

利用射电望远镜寻找地外文明是世界上最常用的方法。它源自著名的“奥兹玛计划”。这个计划的基本观点是:氢是宇宙中最丰富的物质,氢原子发出的21厘米波长的电信号是宇宙中常见的信号,外星人如果能够向其他天体发送信号的话,也许会使用这种波长。于是,美国科学家弗兰克.德雷克博士在1974年使用射电望远镜向宇宙发送人造信号。同时,也借助射电望远镜搜寻外星人发出的信号。

为了增强太空探测能力,许多国家纷纷联合起来,建造一些大型射电望远镜工程。美国和欧洲已经在智利北部山区建造大型毫米阵列望远镜,包括60个直径为12米的无线电望远镜,阵列最大直径可达10公里。目前中国正准备利用贵州天然的喀斯特洼地,建造一面直径为500米的世界最大的射电望远镜。这口“大锅”将有近30个足球场大,从聚光能力看,它等于把我们的瞳孔扩大了1700亿倍。

此外,科学家认为,可见光的波长比无线电波短,能量更高,而且沿直线传播,因此外星智慧生命更有可能使用强大而短暂的可见光脉冲的方式来传达他们的问候,就像航船用信号灯进行交流一样。数光年远的文明只要存在,脉冲侦查系统就有能力发现它。

但是,到目前为止,人类还没有收到外太空任何有目的、有规律的信息。我们仅仅听到地球这个小星球上的生命之声,但是,我们终于开始注意收听宇宙乐曲中的其它声音。

行踪难觅

尽管人类用各种办法去寻找外星生命,但是迄今为止,我们不但没有找到经过科学验证的地外文明,甚至没有发现外星生物存在的蛛丝马迹,为什么会这样呢?

一般认为,如果以地球作为生命存在的惟一参照系,那么地外智慧生物从一个简单的生命发展到高级生命所需要的条件是十分苛刻的。从时间上看,高级智慧生物的进化一般需要40亿到50亿年。在这段时间里,行星和恒星的状态要非常稳定,不能爆炸毁灭;这个行星不能离恒星太近或太远,应该具备产生液态水的条件;而恒星要象太阳一样质量适中,并处于壮年期。

从进化角度看,导致人类产生的进化链条漫长而脆弱,它取决于几百万个独特的环节,而每个环节都有特殊的形式,并且依赖于特定的物理和化学环境。其中任何一个环节发生偏差,进化的结果可能就会完全不同。比如有的猴子进化成人类,而有的仍旧在森林中攀援。因此,生命现象在宇宙中是稀有的,智慧生命现象就更加珍贵。

但仅仅具备上述条件还远远不够。即便这个星球上有生命,如果低于我们的文明程度,或者不会使用无线电,那么目前想找到他们是不现实的。另外,文明的产生不可能是同时进行的,往往此起彼伏,也许一个文明刚刚熄灭,而另一个文明正在形成。所以彼此间极难见面。而银河系里拥有高级生命的行星到底有多少呢?

1961年,年仅31岁的美国天文学家德雷克发明了一个估算外星文明数目的方程,这就是有名的“绿岸公式”。他把一个星系里高级技术文明的数目写成一连串的概率因子的乘积,包括星系中恒星的数目;伴有行星的恒星的比率;行星产生的概率,行星允许生命发生的概率,生命演化成理性的几率,掌握了通讯联络技术的行星的比率,以及文明社会的持续时间。这些因子中,只有文明社会的持续时间很难估算。

我们的每项估算代表了各种科学观点的折衷立场,以银河系为例,最终的计算结果在1至几百万之间。文明可能要经过数十亿年的痛苦进化才能出现,然后又可能由于不可饶恕的疏忽或技术灾难而毁于一旦。但是,如果自我毁灭并非星际文明的注定归宿,如果有百分之一的文明能够成功地度过技术的青春期,那么,银河系中现存的文明数目将以百万计了。

根据目前地球的技术文明水平,试图通过星际旅行与外星文明进行直接接触是不现实的。星际旅行要受到物理时空的制约:一是恒星距离非常远。最近的恒星距离我们也有4.23光年,即使以光速穿行,来回也需要八年多。二是旅行速度的限制。任何物体的运动速度不可能超过光速,所谓的时空隧道仅仅在理论上存在。

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