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    光明日报 2011年01月22日 星期六

    天文学家说,我们很快就将接收到来自外星人的信号——那么收到信号之后,又会发生些什么?资深科学家们为你揭幕科幻大片——

    收到外星人短信之后

    作者: 《光明日报》( 2011年01月22日 08版)
    美国西弗吉尼亚州格林班克天文台口径100米的射电望远镜,是世界上最大的可转向天线。
    弗兰克·德雷克

        撰文 蒂姆·福尔杰

        翻译 虞骏

        假如一天早上醒来,你发现广播、电视、报纸、网络,所有的媒体都在报道同一件事:“我们收到外星人的信息啦!”你会有什么反应?——是不是太科幻了?不过你大概想不到,世界上有不少科学家——天文学家、社会学家、心理学家、语言学家,在为这一天的到来认真地做准备。他们能告诉你,如果这一天真的来临,地球人能有什么反应。

        宇宙大静默

        “搜寻地外智慧生命”很快就会成功,如果他们真的存在的话

        2010年的一天,天文学家弗兰克·德雷克来到美国弗吉尼亚的格林班克天文台,重复50年前他在这里率先做过的一项观测实验:搜索地外文明发出的无线信号。这次重复实验主要是为了纪念德雷克在开创SETI全球协作项目上所做的努力——这里的SETI,是“搜寻地外智慧生命”的英文缩写。

        毫无悬念地,这次纪念性观测没有收获——在经历了长达50年的搜寻之后,外星人的通讯信号依然保持沉默。天文学家把这一状态称为“大静默”(Great Silence)。

        尽管如此,目前担任美国SETI研究所名誉主席的德雷克和他的同事们仍然坚信,SETI取得成功只是个时间问题。该所资深天文学家塞思·肖斯塔克(Seth Shostak)认为,“如果这项实验真有可取之处,它就会在二三十年内取得成功,”“如果它能够成功,那成功就会很快到来;如果它没有成功,那就说明我们的假设存在根本性错误。”

        当然,德雷克和肖斯塔克的猜测也有可能是错得离谱。也许银河系里的文明数量只有一个——就是我们自己,持这种观点的天文学家大有人在。不过,如果德雷克和肖斯塔克是正确的——如果我们真的在二十五年后就将发现自己在宇宙中并不孤独——那又将会如何?检测到来自外星智慧生命的信号之后,会发生些什么?我们能够破译那些信息吗?星际接触究竟意味着什么?

        新知与旧闻

        科学家寻求破译外星信息的漫长时间里,报纸头条早就变了

        我们收到外星信号啦!——接下来会发生什么?宣布这一重大胜利,然后迅速占据世界所有头条?在公众当中引起恐慌?大肆欢庆银河系的和谐?SETI研究所负责星际信息发布的心理学家道格拉斯·瓦科赫(Douglas Vakoch)认为,事情可没那么简单,“尽管我们或许能够检测到一个至少乍看起来明显像是‘人为’的信号,但我怀疑哪怕是公布这样一份申明都会备受质疑”,瓦科赫说,“会有很多人尝试用自然现象来解释这个信号。即便我们宣布已经发现了地外智慧生命的信息,全世界就会相信吗?我倒认为,这不大可能,因为在这一过程中总会遇到很多模棱两可之处。就像曾有科学家宣称在多块火星陨石中发现了生命的化石证据,但后来又有其他科学家提出,所谓的“化石”可以用与生物无关的地质过程来解释。

        就算这个信号得到证实,确实是某个地外文明发出的真正信号,天文学家也很可能在许多年之内都无法从中提取出任何信息。要想分辨这些信息,就算使用地球上最大、口径达305米的波多黎各阿雷西博射电望远镜也是远远不够的,必须使用威力大得多的射电天线才行。

        “你需要的东西得比阿雷西博大上10000倍才行。”肖斯塔克说。建造这样一套观测设备,需要国际社会的协作和资助,而且还无法保证这些信息(前提是信号中真的包含着信息)一定能够被破译成功。“这可不是你熬个通宵就能干完的事儿!”肖斯塔克评论说。

        考虑到政治上的分歧,以及建造一台灵敏度够高、足以分析信号的望远镜所需的时间,天文学家或密码学家(cryptographer)可能要等上好几年,才能开始尝试破译来自其他恒星的信息。发现外星文明的报道会在一段时间之内占据所有头条,不过,在科学家寻求破译这一信息的漫长时间里,人们的整体注意力会不可避免地转移到其他事情上去,头条很快就会变的。

        破译的可能

        虽然很难知道外星人到底说了什么,但也许能够测出他们的智商

        如果一些国家或者国家组织建造了这样一套设备,给我们一个机会来破译外星人发出的信息,我们取得成功的机会又有多大呢?SETI检测后任务组(SETI Post-Detection Taskgroup)成员、加拿大多伦多约克大学的人类学家凯瑟琳·丹宁(Kathryn Denning)似乎不大乐观。

        “我们会遇到一个解决不了的沟通难题,那就是无法面对面交流,在确定到底在谈论什么东西时会遇到困难。”丹宁说,“如果你和我操着不同的语言,但都在同一个房间里,我可以指着一张桌子对你说出‘桌子’二字,你会明白在我的语言里这个词指的就是这么一样东西——如此一来,我们就有了一个继续沟通的起点。这是一种历史悠久的学习语言的方法。但如果你们无法直接接触,无法进行任何类型的‘指点’练习,那么在最初沟通时你所指的到底是什么东西,就永远会存在疑问。”

        英国利兹城市大学的科学家约翰·R·埃利奥特(John R. Elliott)从事的是人工智能和语言结构的研究,他已经为我们首次接收到外星人信息的那一天做好了准备。他设计了一个程序,或许可以揭露发送这些信息的外星人类所具有的某种本质特征——具体说来,就是与我们人类相比,他们的智力水平是高是低。

        他说,所有语言都包含所谓的“功能元素”,也就是“如果”、“并且”、“但是”之类的单词,这些元素将复杂的语言拆分成了方便处理的短句。而短句的长度,即功能元素之间包含的名词、动词和其他单词的数量,是衡量我们的认知能力的依据。

        埃利奥特的计算机程序显示,所有人类语言中功能元素之间的间隔通常都不超过9个单词。假设我们收到的外星人信号是一串0和1构成的二进制字符串,他的程序就会在这条信息中搜寻相应的模式,试图辨认功能元素出现的位置。通过比较我们的语言和外星人语言中功能元素之间的平均间隔,在理想情况下,这个程序就能告诉我们外星人的智商大概是多少。他说:“任何大于10的数字都意味着,那种外星人的认知能力超过人类。”埃利奥特认为,他能在几天之内确定一个信号之中是否含有语言特征;他或许还能确定信号中是否包含图像。但他承认:“至于这些语言到底说了些什么,我们可能永远都无法破译。”

        星际之迷航

        如果他们真的存在,为什么他们不来找我们?

        意大利科学家恩里科·费米(Enrico Fermi)提出的“费米悖论”一直是地外文明搜寻者的梦魇,他问道:如果地外文明存在,那为什么直到今天,我们都没有见过他们?考虑到银河系的年龄,以及它所拥有的2 000亿颗恒星,肯定有至少一个文明现在应该已经在银河系中开拓殖民地了。对于这一点,德雷克提出了异议:

        “哪怕是一个规模极小的星际殖民任务,都很难成行。想要了解其中的原因,不妨设想一艘太空船,它的大小跟737客机相当,乘客大约有50名。假设拥有可居住行星的最近恒星距离只有10光年,这已经相当近了——10光年内根本就没有几颗恒星。再假设,你能够以光速的10%飞行。为什么选这个数字?尽管这一点在所有关于太空旅行的讨论中都没有人提及,但只要你的飞行速度再快一点,达到光速的大约12%,如果你撞上一块卵石,撞击释放的能量就相当于引爆一颗氢弹所释放的能量。这样的撞击会把整艘飞船炸毁。整个旅程中只要遇到一块卵石,任务就终结了。”

        在现实中,对星际接触的追求将是一场持久战,可能会跨越好几个世纪——如果我们自身的文明能够维持这么长久的话。SETI或许是人类历史上最奇怪、也最意义深远的一项实验。SETI项目的奠基人之一、美国麻省理工学院已故物理学家菲利普·莫里森(Philip Morrison),曾把SETI项目比作文艺复兴时期对古希腊罗马时代的典籍所做的修复,这些工作耗费了好几代学者毕生的精力。对古代文献的耐心抄录揭示了一个失落的世界,并最终改变了学者们认为他们已经了如指掌的现实世界。(郭济摘编)

        作者简介: 蒂姆·福尔杰(Tim Folger)撰写科学报道已有20多年。他曾获得美国物理学会的科学写作奖。他的作品刊登在《探索》、《国家地理》、《科学》等美国著名杂志上。

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