寻找外星人的热门话题

伤我心太深

有人说，现代人谈论外星人（或UFO），其实和古代人谈论神仙、妖怪是一样的。如果将这里的“一样”理解为心理上的，我想那是很有可能成立的。不过现代人和古代人有一件事情不一样——现代人有“科学”而古代人没有。
　　有了科学就会有“科学研究”，而进行“科学研究”就有一系列实施的行动。没有科学的古人会“入山修道”，这实际上是一种试图寻找神仙、接近神仙的行动。而有了科学的现代“主流科学共同体”，虽然经常对于外星人这个话题嗤之以鼻，但他们有时候却也会将“科学研究”的功夫做在寻找外星人这件事情上。

德雷克公式：从1到1000000
　　1960年，美国天文学家弗兰克·德雷克（Frank Drake）发起了搜寻地外文明——简称SETI（Search for Extraterrestrial Intelligence）——的第一个实验项目“奥茨玛计划”（Project Ozma）。次年第一次SETI会议在美国绿岸举行。德雷克在会议上提出了一个公式，用于估测“可能与我们接触的银河系内高等智慧文明的数量”。这个公式通常被称为“德雷克公式”（Drake equation），有时也被称为萨根（Carl Sagan）公式。公式是七项数值的乘积，表达如下：
　　N = R × fp × ne × fl × fi × fc × L
　　其中：
　　N　表示银河系内可能与我们通讯的高等智慧文明数量，
　　R　表示银河内恒星形成的速率，
　　fp　表示恒星有行星的概率，
　　ne   表示位于合适生态范围内的行星平均数量，
　　fl　 表示以上行星发展出生命的概率，
　　fi　 表示演化出高等智慧生物的概率，
　　fc    表示该高等智慧生物能够进行通讯的概率，
　　L     表示该高等文明的预期寿命。
　　由于公式右端的七项数值中，没有任何一项可以精确计算或测量出来，都只能间接估计、推算得出，而各人的估算差异很大，所以得出的左端N值也就大相径庭。极端数值竟在1与1000000（一百万）之间。这两个极端皆有实例。
　　卡尔·萨根估算出来的N值就为一百万的量级。他还相当倾向于相信外星人曾经在古代来到过地球。有趣的是，据说德雷克估算出来的N值却是1——这意味着断定宇宙中（或至少在银河系中）只有我们地球人类是唯一的高等智慧文明。十多年前我曾听过中国科学院上海天文台当时的台长赵君亮教授的一次演讲，他在演讲中逐项估算了德雷克公式右端的七项数值，最后成功地将左端的N值推算成1。所以他的结论自然就是：寻找外星人没有什么实际意义（因为银河系只有我们地球一个高等文明）。

搜寻外星人发出的无线电信号
　　实施SETI计划的理论依据，是和20世纪中期天体物理学进入全新阶段的大背景密切联系在一起的。
　　第二次世界大战结束之后，大量雷达天线退役废弃，不料人们发现这些天线可以用来“看”肉眼看不见的东西——人类肉眼可见光本来只是整个电磁辐射频谱中很小的一段，而雷达天线可以接受非常宽阔的辐射范围。作这种用途的雷达天线被称为“射电望远镜”，于是一门新的天文学分支“射电天文学”热力登场。一时间，射电望远镜成为非常时髦的科学仪器，西方不少天文学家甚至在自己家后院里也装置一个（有点像我们现在装的小型电视接收天线）。在20世纪50、60年代，使用射电望远镜得到了一系列重要的天文学发现，有人还凭借这方面的成果获得了诺贝尔物理学奖，“射电天文学”由此成为显学。
　　在这样的背景之下，德雷克于1960年在国家射电天文台发起“奥茨玛计划”——用26米直径的射电望远镜搜寻、接收并破译外星文明的无线电辐射信号——自然是非常紧跟潮流之举。当时德雷克曾以为果真检测到了这样的信号，但后来发现这只是当时军方进行的秘密军事试验发射出来的；其余的信号都是混乱的杂音。
　　那么外星人到底会不会发射无线电信号呢？这实际上也是根据地球人类的科技发展情况而作出的假设。1959年天文学家G. Cocconi和P. Morrison在Nature上发表的《寻求星际交流》一文，如今已被该领域的研究者奉为“经典中的经典”，其中提出了利用无线电搜索银河系其他文明的构想。
　　德雷克的上述计划，通常被认为是最早的SETI行动，虽然没有检测到任何最初希望的信号，但也引起了其他天文学家的兴趣。70年代末，NASA曾采纳了两种SETI计划并给予资金资助，但几年之后终止了资助。其后还有别的SETI项目相继展开，并一直持续至今。比如后来有凤凰计划（Project Phoenix），它曾被认为是SETI行动中最灵敏、最全面的计划。打算有选择地仔细搜查200光年以内约1000个邻近的类日恒星——假定了这些恒星周围有可能存在可供生命生存的行星。前苏联科学界也曾对SETI表现出极大的兴趣，在1960年代也实施过一系列搜索计划。

搜寻外星人的群众运动
　　大型射电望远镜虽然很先进，但它观测所得的数据浩如烟海，要及时对这些数据进行处理却成了难题——工作量实在太大了。于是人们想出一种经济可行的办法——让拥有个人电脑的普通人利用自己电脑的闲置时间来帮助处理数据。志愿参加者每次可从专用网址下载阿雷西博射电望远镜最新的观测数据，利用计算机进入屏幕保护状态时的空闲时间对这些数据进行处理，完成后可将数据发回研究人员处，再下载新的数据。研究人员称，“这好比是在一堆干草里找一根针，干草仍是那堆干草，但有许多普通人帮助，找起来可以仔细得多，所以总有一天能找到的吧——如果那根针存在的话。”当然，这项活动迄今并未取得人们期望的成果。所以也难怪许多科学家认为SETI计划是没有意义的。
　　对于寻找外星文明的群众运动，天文学家萨根作出了他自己独特的贡献——写一部关于SETI的畅销小说，并将它拍成电影！
　　在轰动一时的电视系列片《宇宙》将他推上文化名流的地位之后，萨根为他构想中的科幻小说《接触》（Contact）准备了一份写作计划，1980年12月5日分送9家出版社进行投标，结果西蒙—舒斯特出版社以预付200万美元稿费的出价中标。为一部尚未动笔开写的小说竟预付如此惊人的稿费，在当时实属空前之举。
　　小说《接触》在签约时就预定在1984年搬上银幕拍成电影。在萨根心目中，最像样的文艺形式莫过于电影——据说这与他父亲当过电影院检票员有关，所以他对于电影《接触》的筹拍十分投入。但是在好莱坞制片人眼中，SETI这样的玩意儿毕竟不那么吸引人，和小说的惊人身价不同，《接触》的剧本在好莱坞成了流浪儿——从一个制片人手上转到另一个制片人手上，转眼十几年过去。直到1997年电影《接触》（常见的中译名是《超时空接触》）才终于公映。
　　和现实中的情形不同，小说和电影中的SETI行动取得了重大成果——女主角（其实是萨根自己的化身）的研究小组真的接收到了外星发来的无线电信号，而且对这些信号解读的结果表明，这是完整的技术文件，指示地球人建造一艘光速飞船（实际上就是时空旅行机器，乘上它可以到达织女星）。于是美国政府花费了300亿美元将飞船造成，女主角艾博士争取到了乘坐飞船前往织女星的任务，她童年的梦想眼看就要成真……
　　不幸的是，影片《接触》上映时，萨根已在半年前撒手人寰，他最终未能看到自己编剧的电影上映，恐怕难免抱恨终天。但是他的这部小说和同名电影，确实让SETI的名字和活动更广泛地进入了公众的视野。

“喂！我在这儿！”
　　上次谈到的SETI行动，实施到今天已经半个多世纪了，虽然催生了《接触》之类的科幻作品，但迄今未获得任何实际上的“科学成果”。于是有些人感到这样“被动”地搜寻外星人信息还不是理想的办法，他们要“主动出击”，向外星人发送我们地球人类的信息。这种行动被称为METI行动（Message to the Extra Terrestrial Intelligence），有时也被称为Active SETI。
　　METI行动主要可以归纳为两大类：第一类是用巨型无线电天线向外星发射无线电信号，第二类是用类似“漂流瓶“的方式向茫茫宇宙送出带有地球信息的物件，这可以称为“宇宙漂流瓶”。
　　第一类METI行动试图向外太空发射定位无线电信号，告知地外文明人类的存在。选定目标的依据，主要是猜测那些星体有可能拥有类似地球的行星系统，因而也就有可能发展出某种类似地球人类的高等文明。迄今为止，比较有影响的向外太空发射无线电信号的METI项目共实施了四次，详见下表：

名称	阿雷西博信息 Arecibo Message	宇宙呼唤 1999 Cosmic call	青少年信息 Teen Age Message	宇宙呼唤 2003 Cosmic call
日期	1974-11-16	1999-7-1	2001-9-4	2003-7-6
国家	美国	俄罗斯	俄罗斯	美国，俄罗斯，加拿大
发起者	德雷克、萨根等	萨特塞夫等	萨特塞夫等	萨特塞夫等
目标星体	M13球状星团 Hercules	HD190363Cygnus HD190464 Sagitta HD178428 Sagitta HD186408Cygnus	HD9512Ursa Major HD 76151 Hydra HD 50692 Gemini HD 126053 Virgo HD 193664 Draco	Hip4872 Cassiopeia HD245409 Orion HD75732  Cancer HD10307Andromeda HD95128Ursa Major
所用雷达	Arecibo	Evpatoria	Evpatoria	Evpatoria
持续时间	发射3分钟	发射960分钟	发射366分钟	发射900分钟
发射功率	83千焦耳	8640千焦耳	2200千焦耳	8100千焦尔

　　这种主动向外星人打招呼的行动，与人类儿童的某些行为相当类似。例如，儿童们喜欢招惹旁人对自己的注意，他们经常会主动向旁人说：“喂！我在这儿！”
　　至于“宇宙漂流瓶”方案中，最著名的自然是那张所谓的“地球名片”。卡尔·萨根曾参与过“水手9号”、“先驱者”系列、“旅行者”系列等著名的宇宙飞船探索计划，他和德雷克（Frank Drake）设计了那张著名的“地球名片”——镀金的铝质金属牌，上面用图形表示了地球在银河系中的方位、太阳和它的九大行星、地球上第一号元素氢的分子结构，以及地球上男人和女人的形象。1972年3月2日和1973年4月5日，美国发射的先驱者10号和先驱者11号探测器上都携带了这张“名片”。

METI行动引发的激烈争议
　　METI行动刚一实施，就在科学界引发了激烈争议。1974年11月6日，在第一个星际无线电信息通过阿雷西博雷达被发往M13球状星团后，当年的诺奖获得者、射电天文学家马汀·赖尔（Martin Ryle）就发表一项反对声明，他警告说，“外太空的任何生物都有可能是充满恶意而又饥肠辘辘的”，并呼吁针对地球上任何试图与地外生命建立联系和向其传送信号的行为颁布国际禁令。
　　赖尔的声明随后得到一些科学人士的声援，他们认为，METI有可能是一项因少数人不计后果的好奇和偏执，而给整个人类带来灭顶之灾的冒险行为。因为人类目前并不清楚地外文明是否都是仁慈的。或者说，对地球上的人类而言，即便真的和一个仁慈的地外文明进行了接触，也不一定会得到严肃的回应。在这种情形下，处于宇宙文明等级低端的人类，贸然向外太空发射信号，将会泄密自己在太空中的位置，从而招致那些有侵略性的文明的攻击。因为地球上所发生的历史一再证明，当相对落后的文明遭遇另外一个先进文明的时候，几乎毫无例外，结果就是灾难。
　　反对METI行动的科学家并非仅仅依据猜测，他们的思想是有相当深度的。例如，以写科幻而知名的科学家大卫·布林（David Brin），提出了他称之为“大沉默”（Great Silence）的猜想。他认为，人类之所以未能发现任何地外文明的踪迹，是因为有一种还不为人类所知晓的危险，迫使所有其他文明保持沉默。而人类所实施的METI计划，无异于是宇宙丛林中的自杀性呼喊。在一篇文章中，布林提醒METI的支持者们：
　　如果高级地外智慧生命如此大公无私，却仍然选择沉默，我们难道不应该……至少稍稍观望一下？很有可能，他们沉默是因为他们知道一些我们不知道的事情。
　　从宇宙尺度上来考虑，如果没有一个文明认为有向其他文明发射信号的必要，那么SETI所实施的单向搜索其实毫无意义，它注定将永远一无所获。
　　METI的拥护者当然不会同意这样的观点。作为继阿雷西博信息之后三次METI项目的主要发起者和最积极的拥护者，俄罗斯科学家亚历山大·萨特塞夫（Alexander L. Zaitsev）坚持认为，METI对人类而言，不仅不是一种冒险，而且还非常必要。萨特塞夫认为，人类从外星文明那里获得的，将不是危险而是学问，外星文明可能会传授给人类知识和智慧，把人类从自我毁灭如核战争、生化战争或环境污染中挽救过来。这种想法无疑是对几位SETI先驱们所持观点的一种继承。
　　这种期望地外文明来充当人类“救世主”的想法，发展到极致，就是刘慈欣笔下《三体》中的“地奸领袖”叶文洁了。

只SETI不METI，就安全吗？
　　一些人士认为，人类只需实施SETI，而应禁止进行METI。卡尔·萨根后来也表达了这样的想法，他同意“我们应该监听而不是发射信号”，因为“比我们先进得多的其他宇宙文明，应该有更充足的能源和更先进的技术来进行信号发射”，而我们这样做“是和我们在宇宙中落后的身份相符的”。
　　不过还有一种看法认为，从地球辐射到太空中的无线电波，比如军方的雷达系统等等，早已经很醒目地暴露了地球文明的存在位置，地外智慧生命如果存在的话，迟早都会发现这些信号。所以，对人类而言，现在保持沉默为时已晚。
　　这种观点作为支持METI的间接论据，尽管流传颇广，但并非如它表面看来那样具有说服力。因为一般而言，军方雷达信号在几光年的范围内，就已消散到了星际噪声水平之下，很难被探测到。而通过大型射电天文望远镜（雷达）发射的定位传输信号就不一样，它们的功率比前者强了好多个量级，要容易被捕获得多。
　　这种争论虽然技术性很强，但由于缺乏实验证据，目前也只能停留在理论思考的阶段。但是，象METI这样还没有明确其利弊后果的事情，有什么必要急煎煎去做呢？



火星曾经是科学的大热门
　　火星在我们太阳系诸行星中非常特殊。位置适当的时候，火星可以成为天空中仅次于月亮和金星的明亮天体，它以闪耀的红色吸引了古代东西方星占学家的目光。中国古代称它为“荧惑”，在星占学占辞中，荧惑通常总是和凶兆联系在一起，比如：
　　荧惑守角，忠臣诛，国政危。
　　荧惑主内乱。
　　荧惑者，天罚也。
　　最严重的火星天象是“荧惑守心”，这是极大的凶兆，汉代的帝王曾经因为这个天象而撤换宰相。
　　在古代西方，火星始终是战神之星——苏美尔人的Nergal，古希腊人的Ares，直到今天全世界通用的罗马人的火星星名Mars，都是各自神话中的战神。
　　伽利略1610年发表他用望远镜所作的天文观测之后，火星很快成为最受望远镜亲睐的行星，随着望远镜越造越大，对火星的观测成果也越来越丰富，关于火星上的“运河”、“人脸”等等的绘图或照片，都曾经让一些人热血沸腾。即使对于正统的天文学家来说也是如此，而另一些半正统的科学家关于“火星文明”的研究则更为狂热。
　　比如19、20世纪之交的美国富翁洛韦尔（P. Lowell），在亚利桑纳州建立了一座装备精良的私人天文台，用15年时间拍下了数以千计的火星照片，在他绘制的火面图上竟有超过500条的“运河”！他先后出版了《火星》（Mars 1895）、《火星和它的运河》（Mars and Its Canals，1906）和《作为生命居所的火星》(Mars As the Abode of Life 1908）等著作，汇集他的观测成果，并表达了他的坚定信念：火星上有智慧生物。洛韦尔用这种方式，成功地“强行”进入了天文学史——如今许多天文学史都会提到他。

大科学家们的火星通讯方案
　　与火星上的文明进行沟通，曾经是19世纪欧洲科学界非常时髦的事情。许多在科学上留下过鼎鼎大名的人物，比如物理学家特斯拉（N. Tesla）、发明无线电的马可尼（G. Marconi）、优生学家高尔顿（Sir F. Galton）、数学家高斯（Karl F. Gauss）等等，都曾发表过他们设计的与火星文明交流的方案。
　　高尔顿很可能是最早提出接收火星信号设想的人，1896年他在《双周评论》（The Fortnightly Review）上发表文章，虚拟了火星人主动发送光信号与人类进行沟通的场景，他甚至设计了一组用于两颗星球之间进行简单语义沟通的莫尔斯代码。而特斯拉（N. Tesla）1901年在《科里尔周刊》（Collier's Weekly）上发表了名为《和行星交谈》（Talking With the Planets）的文章，宣布已经发明出一种向火星发射无线电信号的设备，还声称已经用这架机器接受到了来自火星的无线电信息。不过这些说法后来都未得到确切的证实。
　　另一位热衷接收火星信号的人物是马可尼，和特斯拉一样，他在1919年也声称接收到了“来自其它星球的无线电信号”。由于马可尼在无线电领域的声望，这一消息立刻引来关注，他本人也决定进行接收火星信号的实验。据《纽约时报》报道，1922年6月16日，他乘私人游轮Electra号穿越大西洋，希望在海上接收到来自火星的信息。不过在随后接受记者采访时，马可尼表示“没有令人激动的消息要向外宣布”。
　　与前面那类假定火星人可能会主动和人类交流的探索活动相对应的，是设法主动与假想中的火星文明进行交流。
　　数学家高斯曾设想和假想中的“月亮人”进行交流。1826年10月《爱丁堡新哲学杂志》（Edinburgh New Philosophical Journal）刊登一篇匿名文章《月亮和它的居住者》（The Moon and its Inhabitants），其中提到高斯和天文学家格鲁伊图伊森（F. von Gruithuisen）在一次谈话中认为，在西伯利亚平原建造巨型几何图形作为和月亮人交流的标识物是可能的。而在高斯的私人通信中，高斯曾提出过另一种与月亮人进行交流的构想。1822年3月25日他在写给天文学家奥尔伯斯（W. Olbers）的信中，提议利用镜面反射日光与月亮人进行交流：“分别用100块镜子，每个面积是16平方英尺……拼接而成后，这块巨大的镜子就能把日光反射到月亮上……如果我们能和月亮上的邻居取得联系的话，将比美洲大陆的发现要伟大得多。”
　　高斯设想的方案很大程度上与他的数学家背景有直接关系，在他看来，几何图形法则应该是一种外星文明能够理解的原理，作为一种交流手段既简洁又有效，而这些方案后来成了不断被提及的经典构想。1909年，美国天文学家皮克林（W. Pickering）发表文章，提出通过巨型镜面反射日光作为与火星交流的信号，在当时受到了广泛关注。《纽约时报》甚至辟出版面进行了连续报道。一些科学人士在参与讨论的过程中又提出了各种替代方案，而它们实质上都是高斯当年的另一方案——巨型几何图形方案的复本。
　　无线电交流方案最积极的探索者，或许仍当数特斯拉。在1900～1921的20年间，特斯拉在科学杂志和报刊上先后发表近十篇文章，阐释他向火星发送无线电信号的构想。1937年他在自己81岁的生日宴会上，宣布已经成功制成一架“星际传送装置”，并声称通过这一装置把能量传送到另一颗行星上，无论距离有多远都是有可能的。他还透露，他可能即将签订制造这项设备的合约。不过，这架特斯拉所声称的“将被永久铭记”的装置，直到1943年他去世时，始终没有出现在世人面前。

火星文明转变为幻想主题
　　上面这些与火星文明进行通讯的方案，都是被当作认真的科学活动来进行的，阐述这些方案的文章也大都发表在当时的学术刊物上，而且参与者中不乏在科学史上大名鼎鼎的人物（比如马可尼、高斯等）。也就是说，在当时，这是一个严肃的科学课题，是一个被主流科学共同体所接纳的研究方向。
　　但是，随着科学的进展，人类对火星的了解越来越深入，这些课题和活动就逐渐被遗忘在了故纸堆中。因为现在大家知道火星上几乎没有液态水，几乎不可能存在类似我们在地球上所见到的生命，当然也就不会有什么“火星文明”。于是“火星文明”从一个科学课题变成一个幻想主题。
　　人类创作关于火星文明的幻想作品，已经超过一百年。1898年，威尔斯（H. G. Wells）发表了小说《星际战争》（The War of the Worlds），讲述火星人入侵地球的故事。1953年，根据这部小说拍摄了同名电影（即通常所说的《大战火星人》）。52年后，又一部斯皮尔伯格导演的同名电影上映。除了这个在科幻史上有“贵族出身”的影片系列，还有更多关于火星文明的电影，比如在影片《红色行星》（Red Planet，2000）中，火星大气已经被改造成人类可以呼吸的状况。又如影片《火星任务》（Mission to Mars，2000），讲述火星上的高等智慧生物曾经发展了极为先进的文明，它们已经借助大规模的恒星际航行，迁徙到了一个遥远的星系，临走时它们向地球播种了生命——所以地球上的所有生命都来自火星……
毫无疑问，在太阳系各大行星中，迄今为止火星是最受科幻创作者青睐的。