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宇宙中的生命
本报评论员:伊安

  伊安
  幼年时,你是否曾经不停地转动着自家收音机的旋钮,寻找干扰波发出的有节奏的刺耳声音,并坚定地认为这就是外星人向地球发送的暗号。虽然,这类行为大都以不了了之告终,然而长久以来,人类从未放弃在无垠的宇宙中寻找和自己一样有智慧的生命体。借助着这种渴望,电影通过塑造出种种外星人的形象招揽观众:怪诞中透着可爱的E.T.;在《人工智能》结尾,身如轻烟般的“天外来客”;还有最令人爆笑难忘,邪恶且残忍的火星侵略者;以及《黑超特警》形色怪异的各种外星移民。靠着种种“怪力乱神”的想象,在电影公司赚进了大笔进账后,人类终于通过探测排除了火星上存在有智慧的生命体的可能。这大概是最令人失望的安慰奖。一方面,我们不用再为屁股好像长在头上的外星人担心了;另一方面,我们其实一无所获,外星人是否存在仍然是个谜。
德雷克公式的启示
  在寻找外星人的行列里,法兰克·德雷克(FrankDrake)无疑是其中的佼佼者。约半个世纪前,这位无线电天文学家,因为沉迷于外星人的搜寻,发明了通过计算探寻外星生命可能性的方法。这种方法就是著名的德雷克公式:N=×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×L。在公式中:
  N代表银河系内可能与我们通讯的文明数量的机率;
  R代表银河内恒星形成的速率;
  Fp代表恒星有行星的可能性;
  Ne代表位于合适生态范围内的行星的平均数;
  Fl代表以上行星发展出生命的可能性;
  Fi代表以上行星发展出的生命演化出高智生物的可能性;
  Fc代表这些高智生物能够进行通讯的可能性;
  L代表高智生命的预期寿命。
  德雷克公式通过列举7个找到外星人应该纳入考虑范围的数据和要素,并相乘求积,来估算银河系中有多少个星球居住着和我们人类一样有智慧的生命体。为了表述起来更简单,人们常常称之为“可能与我们接触的银河系内外星球高智文明的数量”之公式。
  50年来,我们一直没能找到外星人,然而作为相遇问题方面出色的思想成果之一,人们时常借鉴德雷克公式来解决在生活中碰到的各种机率问题。其中,以一位年轻人名为《WhyIdon’thaveagirlfriend》的论文为最有趣。在这篇论文中,他论述了如何使用德雷克公式估算他在英国的潜在女友数量。计算的结果显示,他在英国找到女友的机率是在银河系发现外星人的机率的100倍。对照目前人类寻找外星人的成果,这个结果显然并不乐观。
  很多热衷于搜索外星人的人士调侃说,正是现实中的这种窘境,促使他们义无反顾的投入到寻找外星人的伟大事业中。不过,这也提醒了那些身处在甜蜜幸福中的人,身边的另一半可谓来之不易。
外星人到底在想什么?
  一个地球人寻找另一个地球人尚且如此困难,那么一个外星人想要尝试在无际的宇宙中进行通信时,又会如何去做呢?我不是外星人,不知道怎么回答这个问题,相信很多人也跟我一样。因此,我感谢那些做出了最好的假想的科学家们。根据一位把自己当成外星人的相关研究人士的设想,外星人最有可能发出无线电信号作为在宇宙中进行通信的信号,因为它足够快,能够以光速移动,又很容易传播。此外,他认为外星人发射的无线电信号,很可能会是一个窄带信号,这种信号可以和邻近的自然杂波有着明显的分别。换句话说,当他作为外星人进行跨越宇宙空间的通信时,很大程度上他会参考地球上很多短距离通讯所使用的连续窄带无线电传输办法。
  外星人到底是否会这样呢?答案是:他们也许会。在已经过去的半个世纪里,人们犹如大海捞针般在宇宙中寻觅这种被掩埋于宽带宇宙噪声里的、清晰干脆的窄带信号。不过,外星人也许不会这么做。因为,他们完全有可能用一个非常不同的信号进行通讯,或者选择发送明显的宽带脉冲取代连续的窄带信号,因为这种信号拥有短促的点状爆发能量。但是,谁知道?我们毕竟不是外星人,只通过想象来判断他们所面对的技术选择总显得很不现实。
寻找外星人
  最近,有人提出,如果外星人真的存在,最好的通信方式是使用激光进行信号发射,因为在过去数年里,无线电功率几乎没什么改变,但是激光的功率则呈几何增长。如今,功率最大的激光机所发出的光可以比太阳所发出的光亮一万倍,不过可持续时间时间不超过十亿分之一秒。
  如果外星生命体真的已经在技术上取得了如此的进步,并试图跟地球取得联系的话,那么这些激光信号便很有可能会被人类探测出来。
  在传统的无线电信号方面,研究者开始用无线天文望远镜将频谱切割成精细的等份,用准确到像给收音机调台一样的方法,针对每一个频率进行研究。但是迫于限制,研究者需要在天文望远镜的视场和放大率之间进行取舍——小型天文望远镜视场广,但只能探测到较强烈的信号;大型天文望远镜可以探测到较微弱的信号,视场却窄。
  由于扩频通信技术的兴起,人们开始利用宽频带信号传送信号。这一技术的优势在于,它的抗干扰性和多址传送功能。一直以来,这一技术还因能很好的防止窃听,而广受军事人员的青睐。
  不过,如果外星生物已经在技术上达到了这样的高度,并且也在使用扩频通信技术,那么人类想要捕获到它们发出的信号就不是那么容易了。
  目前,中国在无线电探测方面也可能有所进展。2008年贵州省建造一个直径达500米的射电天文望远镜,名为“FAST”。另一项名为“平方公里望远镜阵”的国际合作也在展开中,该项目正如其名,将在一平方公里的区域内修建起一个无线电天文望远镜阵列。这两个项目都可能会推动人类的外太空探索。不过,为搜索外星生命体做出巨大贡献的,还是位于波多黎各的阿雷西博望远镜。
  计算出银河系中可能拥有高技术文明的天体,完全建立在计算者如何选择进行估算的数据,很多要素只要有些微变化,结果也会随之改变。毕竟,要准确地预测或者说相信我们预测出了,搜索到外星人的成功机率,还是有一定难度的。
  众所周知,地球是太阳系的一部分。太阳系所处的银河系是宇宙中一个普通的星系。银河系由2000多亿颗恒星、数千个星团和星云组成,每年诞生约10颗像太阳一样的恒星。现在,人类已经在宇宙间观测到的星系超过1000亿个星系,每个星系大约含有千亿颗左右的恒星。假如,这些星系中具备诞生生命体条件的恒星系占1/1000,在这些恒星系中,实际上可以诞生出生命的行星有1/100。这么算下来银河系中将有约100万颗行星存在生命。
  即使这100万颗行星均匀地分布在银河系中,其中距离最近的行星离地球也有500光年。这就是说,以光的速度行进,从地球要走500年才能到达这个行星。就算,这个行星上的生命体都已进化为接近人类的生命体,而且还掌握了与其他行星进行通信的技术,我们找到外星人的机率还是很低。
  此外,除了距离阻碍外,生命体的存在还有时间上的差异。
  所谓存在时间上的差异是指其他行星上有智慧的生命体与人类在掌握通信技术的时间段上存在时间差。即使其他行星上也存在有智慧的生命体,也许它们在人类诞生之前就已经灭绝,或者在人类灭绝之后才会诞生。有智慧的生命体在同一时期具有同等技术高度的机率是很低的,而在不同时期发展到具有同等技术高度的机率相对较高。即使非常巧合,我们人类与其他行星上的某种有智慧的生命体同时掌握了同等的技术,也会由于距离上的阻碍而难以相见。
  虽然我们与外星人相遇的机会不大,但是在宇宙的某个地方存在和人类一样有智慧的生命体的机率却相当高。假如我们真的有幸捕捉到了外星人发出的信号,证明了外星人的存在,介于空间和时间的阻碍,我们真的能够与他们相见吗?
  目前,我们还没有掌握能跨越时间和500光年距离的技术。当然,如果外星人能,那就另当别论了。
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【第 48 版:新知】
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