日新月异的SETI

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日新月异的SETI
                               
                               



位于加州的艾伦望远镜阵列利用其部分观测时间搜寻地外文明
图源：Colby Gutierrez-Kraybill Flickr (CC BY-SA 2.0)

地外智能搜寻(SETI)通常被认为是尝试探测来自外星文明的无线电波或者光波信号。而在1974年，Frank Drake利用位于波多黎各的阿雷西博射电望远镜向M13（一个距离我们25000光年远的球状星团）的方向发射了这样的信号。Drake之所以选择了这样一个遥远的目标，是为了在验证地外智能生命这一概念时尽可能降低被潜在敌人听闻的风险。
如今一些地外文明搜寻的研究者又重拾这种方法，他们称之为METI（向地外智慧生物发信的英文缩写），当然这同样是冒险的。完全没有基于任何证据，METI的支持者却坚持认为外星人一定是和善的。如果他们并不友善，我们将措手不及。
事实上，我们对将会发生的一切毫无准备，哪怕只是探测到一个信号。假如外星文明确实存在，那么在不远的将来探测到信号的可能性将比过去大好几个数量级。无线电搜寻的后端计算能力、带宽以及探测算法方面都获得了极大的提升，如今我们还能对激光和无线电信号都进行搜索。地外智能搜寻(SETI)过去惯常缺乏资金，如今多亏尤里?米尔纳突破基金会十年一亿美金的资金投入，该项目获得了更好的资助。另外中国也将其最新的射电望远镜FAST部分用于寻找外星生命。FAST现在是世界上最大的单面射电望远镜，收集面积超过阿雷西博射电望远镜的2.5倍。
1950年以来，我们电视广播泄漏的信号已经淹没了超过一万颗恒星，而且 “我爱露西”（美国20世纪50年代著名黑白情景喜剧）的传播半径以每年一光年的的距离迅速增长。假如任何其中一颗恒星孕育着智慧生命，那么它们也许已经探测到了我们的信号，甚至可能正在发送回复信息。这些临近的恒星可能会突然被涌现的信息“点亮”。
考虑到这一点，越来越多人相信外星人可能远比先前设想的更加靠近我们，而之前的有关研究大多仅仅聚焦于恒星本身。率领SETI研究的科学家们最近考虑把小行星增加到目标之列，因为他们认识到外星人可能已经发送了探测器到太阳系来。探测器所携带的大量数据可与硬盘驱动器相媲美。发射信息丰富的探测器要比持续不断地向地球定向传送同等丰富的消息划算的多。探测器解决了Drake方程（描述了一个科技文明存活的平均寿命）中“L”这一项所带来的麻烦，因为探测器的寿命可能远超其祖先文明。
探测器可能也比星际无线电信标更容易找到，因为探测器相对更加靠近地球，其信号可能更强。如果探测器存在，它们的信号应该比星际无线电信标更多，因为它们只有一个目标——地球，而不是在可能的数百万甚至数十亿目标之间摇摆，短暂的掠过地球。许多文明可能发送了探测器，而且单个文明可能定期或者不定时地更新探测器的版本。即使更新版（2.0，3.0等）仅在一百万年间发送了一次，探测器的数量将随着时间的推进而积少成多。如果探测器确实存在，它们可能已经沉睡了亿万年，但会被我们的电磁场辐射唤醒。现在它们有可能正向我们播报讯息，或者自我苏醒并降落在人尽皆知的白宫草坪上。
在进行外星文明探测之前先制定好计划要比事到临头匆忙应付更加可取。尚有大量未考虑的政策有待决定。那么什么信息应当释放给公众呢？诸如一次探测的事实，信号中嵌入的信息，以及探测的坐标位置，所有这些信息应当释放给普通群众吗？这又由谁来决定？
毕竟，释放坐标信息会招致一些政党为了推进他们自己的狭隘目的而对信号做出未经授权的应答，然而作为一个整体的地球才应该决定是否作出回应。在缺少协定的情况下，中国会以同西方国家相同的方式对待外星文明探测吗？或者把探测本身，更何况探测内容视作国家机密？究竟谁有权力去决定是否回复以及回复什么内容呢？
如果一个外星人的探测器在小行星上被一个采矿团队偶然碰到，或者如果它在地球着陆，谁拥有它？它又该放在哪个实验室研究呢？如果探测器看上去是一个智能机器人，它是否应该受到外交上的礼遇呢？这些，以及大量的其他问题，从来没有被像联合国安全理事会这类执政体、或者任何国家政府所涉及，遑论被解决。地球的存活可能命悬一线，这一可能性更加强了我们的忧虑。关于可能遭遇的外星人，我们仅仅知道两件事。第一，其科技一定极大的优于我们。从统计上来讲，考虑到宇宙年龄，外星文明恰好也处在刚刚能够发送并接收信号（或探测器）的那个世纪的概率远远小于百分之一。
第二，外星人的存在并不显然。既然外星文明几乎肯定远优于我们，那么就有一个恒久的谜团——为什么我们还没有看到它们存在的证据，例如在星际距离下可见的巨型建筑工程；或者它们以殖民者的姿态出现在太阳系；还有我们尚未探测到它们在银河系内部的通信（即使那些消息不是意图发送给我们的）。有没有可能外星人了解一些我们不知道的东西，或者说，暴露自己的存在会危及自身生命的？毕竟，一个怀有恶意的文明哪怕只比我们稍有先进，都可以用填满自我复制毒素、纳米灰蛊的小导弹，或接近光速运动的导弹，或者其他超出我们想象的武器，轻易毁灭地球。这也是支持探测器方案的另一个论据，因为使用探测器无须暴露来源地，除非认定接收到探测器的文明是和善的。
由于一小部分但激进的SETI科学家开始向邻近恒星发射高强度信号来故意吸引外星人的注意，甚至更多的科学家在不远的将来也打算这么做，所以提前做好应对外星文明探测的方案变得愈发紧迫。由于这些信号高度聚焦，因而远比向四面八方散播的“我爱露西”的微弱辐射更容易探测。
科学家们尚缺少接收返回消息的方法（例如，假如他们向一颗20光年外的恒星发送了一则消息，他们得在40年后准备好望远镜去接收一个返回的消息，但他们并没有做好这样的计划），他们假定外星人会想办法让我们知道它们的存在，比如远程劫持YouTube。 METI倡导者们对外星人无害论和全能全知论的盲目信仰，使它更像是一种宗教而非科学。而且，单单几个射电天文学家也无权决定人类的命运。SETI是我们寻求弄清楚宇宙中智慧生命的普遍程度和本质的一门科学。METI则是巨大的公共政策决策（就像是俄罗斯轮盘赌），通过其代表机构表达整个人类适当的范畴。
因此，我有以下几点建议：
1. 聚集天文、计算机科学、生物、历史、经济、民事应急计划、军事与安全计划、伦理学、外交、法律等各方专家，对SETI、METI和PDP（探测后协议）进行深入研究。该委员会（亦即SETI代表大会）将被委任以下任务：建议合理的政府资助水平、制定探测后协议以及对待METI态度。该代表大会最好应在美国科学院的支持下组织。或者，该研究也可以由一所或几所主要大学、突破基金会、英国皇家艺术院、SETI机构、联合国发起，或各自行动，或协同运作。
2. 根据该代表大会所作出的提议，在专门机构颁布相应规范（例如，禁止利用射电望远镜播送未经授权的消息，即METI），在全国范围制定法律，并在国际范围拟定条约。
3. 一个持久的、广泛的团队将会严阵以待，协调探测后的活动——例如跟进验证性研究，破译并构建信息，向公众传播，以及给政策制定者以建议。该持续有效的委员会大概也会向联合国安全理事会汇报。
现在的SETI早已今非昔比。如今单单一天的搜寻成果比过去一整年的还多。若证实人类并非宇宙中唯一的智慧生命，这一新发现将会极大的影响我们。作为一个社会体，我们应该谨慎计划，并为我们地球成为星系俱乐部里一个年轻成员的那天做准备。
翻译：张雅鹏  审校：刘财兴

原文链接：
https://blogs.scientificamerican.com/guest-blog/this-aint-your-grandmas-seti/