专栏名称: 利维坦
“利维坦”(微信号liweitan2014),也就是我本人(写诗的时候叫“二十月”)的订阅号,纯粹个人兴趣——神经基础研究、脑科学、诗歌、小说、哲学……乱七八糟的什么都有。
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一伙人建立了有史以来最有野心的外星人接触项目

利维坦  · 公众号  · 热门自媒体  · 2016-10-03 08:59

正文

利维坦按:可能我们人类在这个宇宙中实在实在实在是感到太孤单了,搜寻地外文明(SETI)的努力一直没有停止过。除了著名的阿雷西博讯号,太空探测器旅行者上的黄金唱片(这就是我们向外星人展示自己的116张图片》点红字直接取阅),以及各种非营利的SETI协会组织,这个星球上还有很多业余天文爱好者,也在干着同样的事情。


1977年8月16日,俄亥俄州立大学的巨耳无线电望远镜检测到了一个明显的窄频无线电讯号(Wow!讯号),长达72秒。不过之后就再也没收到过信号了:



讯号的位置来自人马座。由于实验上的设计,这个讯号的位置可能位于这两个红色带状区域之一,并且在纬度(垂直轴)上也有衰变造成的不确定性。


没有地外文明的消息对于我们人类来说是好事还是坏事呢?起码对于《超级智能》的作者尼克·博斯特罗姆(Nick Bostrom)来说,“没有消息就是最好的消息”。他认为,即便我们在火星上发现了简单的生命体痕迹,对于人类来说也将是灾难性的信号,因为这将大大降低我们已经越过大过滤器的这种可能性。



文/Michael Chorost

译/眠眠

原文//www.smithsonianmag.com/science-nature/how-couple-guys-built-most-ambitious-alien-outreach-project-ever-180960473/?no-ist


1999年5月24日,一架位于乌克兰叶夫帕托里亚市(Evpatoria)的巨型无线发射机,将它的天线罩对准了70光年之遥的天鹅座16(16 Cygni)。这个时刻象征着“宇宙呼唤”项目(Cosmic Call)正式启动,也是人类史上关于外星交流最有野心的一次尝试。它并非由NASA或是其他什么政府大机构主导,而是由一群貌似风马牛不相及的家伙组成:德克萨斯的商人、加拿大天体物理学家,俄罗斯的科学家和东欧无线电工程师。


查理·蔡弗


这个项目可算是查理·蔡弗(Charlie Chafer)的心血,身为CEO的他经营着德克萨斯一家叫做“邂逅小队(Team Encounter)”的公司。该公司曾计划发射一艘以太阳光压为动力的太阳帆飞船(solar sail)的原型体,并令其可以驶出太阳系。飞船速度很慢,到达最近的一颗恒星也要花上10万年。蔡弗希望它能带着三公斤的负载上路,其中包括信息、照片、DNA样本等等能够向外星人展现我们人类文明的东西。


然而10万年终究太久,蔡弗只争朝夕,因此他改为向周围的一些恒星发射无线电信息。这些信息包括:图画、文本、歌曲等等,大部分都来自于普通人的手笔。“它们相当于宣告‘嘿,我们来了’。”蔡弗说道,这就是“宇宙呼唤”项目。(它成真了,太阳帆飞船从未得以发射,但“宇宙呼唤”项目业已进行。)


“宇宙呼唤”项目吸引了加拿大一位名叫伊凡·杜提尔(Yvan Duti)的天体物理学家的注意。他深知,如果这些传送给外星文明的无线信息,没有一个前置的说明将是不完整的:比如我们的数字进制、行星的元素组成、人体的物理构成等等。简而言之,这些信息需要一个“入门说明”。他联系上了蔡弗:“嘿,伙计,我是一个天体物理学家,我很乐意帮你检查这些信息。”


然而,蔡弗的团队对于如何书写“入门说明”一筹莫展。杜提尔回忆道:“他们问,为啥你自己不能写这些信息呢?”于是杜提尔拉上了他的好哥们,同为物理学家的斯特凡·杜马斯(Stéphane Dumas)入伙。他俩一起阅读了汉斯·弗赖登塔尔(Hans Freudenthal)在1960年所著的《宇宙语:设计一门宇宙通用语言,第一部分》(Lincos: Design of a Language for Cosmic Intercourse, Part I.),他俩是唯二两个从当地大学图书馆里借阅了这本书的人,并且他们很快就明白了原因,“它简直是世界上最枯燥的一本书,”杜提尔抱怨道,“因此弗赖登塔尔从未尝试续写第二部分……”


《宇宙语:设计一门宇宙通用语言,第一部分》


弗赖登塔尔旨在创造一种纯粹的符号学交流媒介,令任何具备最基本逻辑能力的物种都能读懂它。杜提尔和杜马斯最终顽强地啃完了这本乏味的天书,并花了半年时间写完了入门说明。接下来,他们需要一台功率足够强大的无线电发射器来传送它。最初他们找上了NASA,但被对方礼貌地婉拒了。然后他们又在网上寻找合适的无线电发射机,“这个网页上记录了所有曾经进行过的天文无线实验,其中一台来自乌克兰的叶夫帕托里亚,”杜提尔说,“我从未听说过这台射电望远镜,于是我发了一封电邮过去,询问他们的雷达是否能够发送‘搜寻地外文明计划(SETI)’的信息。”


这和蔡弗的记忆不同,他坚称是自己的某个员工发现了这台无线发射机,并与之进行了接触(当然可能他们都联系了)。“这个前苏联机构欣然同意了,”杜提尔回忆道,“可能他们迫切需要一些钱来维护,俄罗斯还没有从1990年的苏联解体中恢复过来,经济很差,因此他们都过得很挣扎。俄罗斯人乐于开展商业合作。”


俄罗斯科学院一位卓越的天文学家,亚历山大·扎伊采夫(Alexander Zaitsev)很高兴能够参与进来。多年以来,扎伊采夫曾使用叶夫帕托里亚的无线发射机研究金星,火星,水星和一些小行星。他也对SETI计划有着浓厚的兴趣,并同意监督“宇宙呼唤”项目在乌克兰进行的部分。这样一来,一个DIY的外星人接触项目应运而生。


扎伊采夫不得不处理一些复杂的外交关系。 关于1999年冷战的记忆依然历历在目,而且美国人在前南斯拉夫战争期间对塞尔维亚人的干预,导致紧张的关系依然存在。“叶夫帕托里亚是个蛮荒之地,”蔡弗说道,“这是个用来追踪负责塞瓦斯托波尔(Sevastopol)海底通信的俄罗斯卫星的基地,是个高度敏感的军事基地。”


因此,政治上而言,由美国人率领的“宇宙呼唤”团队想要造访叶夫帕托里亚基地是颇为尴尬的。所幸“邂逅小队”公司的一名员工是罗马尼亚人,另一名客户是丹麦人。所以扎伊采夫决定,“宇宙呼唤”团队由罗马尼亚和丹麦代表外加两名美国游客组成。蔡弗回忆道,“(扎伊采夫)为促成这件事情立下了头功。我的意思是说,他确确实实地把包括罗马尼亚人,丹麦人和两名美国游客在内的各色人等,打造成了一个统一的团体。”


这就是“宇宙呼唤”团队最终获得的大家伙:一台1999年时世所罕有的无线电发射机,功率强大到能将信息发送到距离数十光年的星系。如今,这些信息已向四颗恒星发送,并在2003年时发向第五个。叶夫帕托里亚发射器15万瓦的输出功率确实可称强大,SETI计划的专家认为它发送的讯号,可以在50到70光年的距离之内被检测到。这些信息已在传送中,如果那儿真的有人接听,他们就能接收到它。


阿雷西博射电望远镜


这并非将信息发送给外星文明的首次尝试。1974年,天文学家弗兰克·德雷克(Frank Drake)用阿雷西博射电望远镜(Arecibo radiotelescope),向25000光年外的球状星团发送了简短信息。1977年,卡尔·萨根(Carl Sagan)和他的同事将图像、音乐和声音编码到了一张唱片,并将其放置在太空探测器旅行者1号(Voyagers 1)和2号上。然而,我们很难认为这些尝试属于严肃行为。毕竟想要收到阿雷西博所发信息的回复,我们将不得不等上5万年之久……而旅行者探测器只是个在太空中漂流着的金属小玩意,它极有可能永远都不会被发现。可是“宇宙呼唤”计划就现实多了,它只专注于向附近的恒星传达信息。


旅行者黄金唱片


杜提尔和杜马斯建立了一个令信息可以被讨论的符号学系统。他们希望通过使用符号来提问的方式,引导外星文明回答这些问题,这便需要一种新的信息系统。身为加州山景城(Mountain View)SETI研究所的一名社会科学家,以及 2011年书籍《与外星文明通讯》(Communication with Extraterrestrial Intelligence)编辑的道格拉斯·瓦科赫(Douglas Vakoch)说,他们的入门说明写得“极具复杂度和深度,在所有星际信息中显得无与伦比”。


被发送的信息由370967位比特的数字格式构成(每一个“位”都是1或0)。最前面的128位都是1,紧接着还有很长的一串零,在此之后,数位就变得复杂得多了。


111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111110000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000011000100010001000100010001000100010001000100010001000000000000000000000000000010100100010001000100010001001010101010100100101001100101010…


为什么展示给外星人这样一串数字?(如果你想尝试自行解码,请点击www.smithsonianmag.com/science-nature/cosmic-call-primer-180960567/?no-ist。如果你想看到完整的解释,请点击www.smithsonianmag.com/science-nature/annotated-cosmic-call-primer-180960566/。深度讨论点击blog.plover.com/aliens/dd/intro.html)杜马斯和杜提尔希望接受者可以意识到,比特的分布是被设计成每127个像素为一页的,经常性出现的一长串1就是个暗示。无论如何,将最初的16129比特分配到每127比特为一个正方形页面,就是符合这种格式的。



这就是一条信息。如果外星人将16129去除370967,他们将得到数字23。杜马斯和杜提尔希望他们能够明白,这代表着整个信息一共有23页。


但情况或许并非如此。如果他们试图将比特位解释为一种语音或音乐,并且从未意识到它们是构成图片的代码呢?如果他们意识不到,并且想象不出这代表的是一种二维形式呢?想象下使用极坐标而不是直角坐标的人吧,也许他们永远不会把比特位排列成正方形?又或者,如果他们的阅读习惯并非从左到右,自上而下呢?这大概真的会令他们疯狂。“我们完全可以想象,外星人和人类或许使用完全不同的方式,来表达相同的关键科学概念,我们也许永远不会理解彼此。”瓦科赫说道。


然而任何去跟外星人交流的尝试,都必然会存在这样的风险。杜提尔和杜马斯摊了摊手说道:“我们必须作出一些假设。”


即便人类也很可能困惑于第一页的内容,它们看起来神秘而诡异,满是奇怪的字符。


事实上,第一页是非常简单的。 杜提尔和杜马斯从弗莱登塔尔那里获得了线索,他认为对于生活在不同星球的智慧生物而言,基础数学是最有可能相互理解的东西。“数学是我们已知最抽象的学科,”弗赖登塔尔写道,“同时也理应被与人类相似的智慧生物所理解。”


因此,在第一页我们简单地建立了数字体系。其上半部分以三种形式列出了数字1-20:一系列的点,一个二进制代码,还有一个基于10的数字。符号的意思是“等于”。所以这排符号,意思是2=2 =2。页面的下半部分列出了2至89之间的素数,而已知的最大素数是1999,也就是23,021,377-1。


这些字符看起来很奇怪,因为杜提尔和杜马斯将它们设计得可以抵御信号衰减。宇宙空间中存在大量无线电噪音。一个比特翻转之后,可能由8变成了0,或者从一个1变成了7。但即便掺杂了噪音,字符彼此之间也很难混淆。为了保险起见,每份入门说明在发送到目标星球时,都被发送了三次,这使得每份信息之间都可以进行相互参照比对。此外,没有一个字符是任何其他字符的旋转或镜像,因此如果接收人将它倒置或镜像反转,信息始终可以保持完好无损。“‘宇宙呼唤’信息的天才之处,就在于它们是多余的。”瓦科赫说。


信息的第二页介绍了基本的四则运算:加法,减法,乘法和除法,然后是分数和负数。



信息的第四页介绍了变量的概念,并引入了一个符号



第一行翻译之后应该是这样:


X X+2=3  X=1


它可以被理解为这样:“X+2=3。X=1,那么X是几?” 既是一个变量,也一个询问词。这是这条信息中的最重要的方面之一,因为引入这个符号后,就可以对抽象数量进行估测。在此页的右下角,是一张关于X和Y轴的坐标图。


第5页中使用图表解释了π和勾股定理。其实这并不需要特地解释,因为任何一个可以建造无线信号接收器的物种都必然懂得这些,但它们可以作为进一步沟通的基础。



第11页介绍了太阳系的行星系统,并用一个字符来表示地球。这个字符也在其他很多页中出现,以期对方能够清楚它的意义。




第14页介绍了地球上土壤,水和空气的分子组成,并使用了第6页上所定义的原子的字符(由原子核中,质子和中子的数量来确定它们)。此外还附有山脉和水体的示意图,并标注了地球上陆地,海洋以及空气的主要组成元素,其中包括氮气: (NN),氧气: (OO),氩气(Ar)以及二氧化碳 (COO)。


入门说明的第15页上,给出了人类男女的示意图。




图画上配的字符并没有标明他们的重量和尺寸,只是在左下方给出了在母星上自由落体的重力。杜提尔和杜马斯借鉴了1972和1973年发射的先驱者10号和11号探测卫星上所携带的图片。


外星人可能会发现,这一页在整个入门说明里是最晦涩难懂的。虽然对于人类而言它再熟悉不过,但别忘了,它相当于参照人类社会习俗,将代表三维的图片变为了二维的。没有色彩和阴影,外星人还能识别出它们吗?这是一个显而易见的问题。另一个可能的问题是,外星人是否能够通过线条识别出男人的腹肌和女人的长发?他们可能会以为人类头上长着甲壳,并且总是穿着盔甲。


在第17页上,展示了普通DNA的核苷酸。



在整个入门说明的最后一页,则是人类需要寻求的答复。



在页面最中央,有个很大的字符,也就是第4页中介绍过的变量。在该页左上方前两行的意思是,“你们的质量是多大?你们的尺寸是多大?”(在第6和第7页中,通过引用阿佛加德罗数,以及质子和电子的质量比,定义了“质量”这个术语的意思。)所以这儿的符号是用于提出问题的。在这个尝试接触的最后一页里,问出了“那你们呢?”这是一种邀请式的对话,并且已经给答复准备好了需要使用的语言。


但是杜提尔和杜马斯的入门说明,只是这条信息的开头部分。在后面的部分中,还有很多其他材料:写下的信息、画画、世界各地人们的照片(这些人大都为项目赞助了一些钱)。还有一个ABC广播台的休·唐斯(Hugh Downs)所录制的视频,以及一些国旗的图片。另外还有一段来自萨里·莱德(Sally Ride)的信息,以及一首大卫·鲍伊(David Bowie)的歌“太空人(Starman)”等等。至于外星人是否能理解它们全部,就很难说了。



为了能够清晰传送,“入门说明”用了很低的传送比:每秒100比特(一个高端的Wifi路由,每秒可以传送二十亿比特)。剩下的部分以每秒2000比特的速率传送,以此来节约时间和费用。由于低速,“入门说明”是整个信息在穿越50到70光年后最有可能保持可读性的部分(考虑到太空中所充斥着的星体噪音)。它也是最可能被非人类生物所理解的。换句话说,它也是整个信息中最为高效的组成部分。


在1999年,没有人知道我们附近的恒星上,是否有潜在文明存在的可能,因此“宇宙呼唤”团队所做的也只是猜想。他们最终筛选出了九颗满足下列要求的恒星:(a)类似于太阳,(b)能够通过叶夫帕托里亚观测到,(c)位于银河系平面。毕竟,即便某一颗目标星球被证实无人居住,或许下一颗星球就是某种生物的家园也说不定(扎伊采夫在这里给出了清单)。


今天,三颗这样的恒星被证明存在行星系。41光年外的Hip 43587,也就是巨蟹座55,拥有着五颗行星。其中之一存在可居住区,也就是说,它和恒星之间保持着合适的距离,可以使水保持液态。然而,这是一颗海王星大小的气体巨星,可能并不能维持我们所知的生命体。但如果它存在卫星的话,那么其中某颗依然有可能适合居住。如果某颗卫星足够大的话,就有可能存在一个地球那样的大气层。因此我们可以憧憬,或许到了2044年,住在那里的人就可以接受到信息了……


天鹅座16


天鹅座16是一个三星系统,其中一颗恒星天鹅座16B,是于1996年由地面望远镜所发现的巨星。它也可能存在卫星,但可能只有一部分卫星存在适合居住区,因为剩下那部分卫星上的水,不是固态就是气态。可能其中某一颗卫星的气温处于平均水平的区间而适合居住。不过,想要得到那儿的反馈大概需要很久,毕竟信息要到2069年才能传送到那里。


距离52光年的HD 190360有两颗行星,但都不存在可居住区。因此2051年抵达的信息很可能会处于无人接听状态。


剩下的六颗恒星均未发现行星的存在。在列表中最近的一颗恒星,Hip4872,有33光年远,所以信号将在2036年到达那里。如果能引起任何人的关注并马上回复的话,我们将在2069年接到反馈。


但是,任何现实主义者都不得不承认,所做的这一切可能只是徒劳。毕竟宇宙层面的时间和空间相对于人类而言,都太过于宏大了。即便在地球上,不可估量的数百万物种,在这颗星球40亿年的历史长河中早已灭绝。它们或许亡于残酷的竞争,或许亡于大灾变和气候变化。是否存在像我们一样,逃脱了历史规律的智慧物种?这一点恐怕无人知道。但是,我们很可能错过100万年前匆匆来过、又匆匆离去了的某个邻居。


也许从现在起的100万年里,都不会有所谓的“他们”出现。对于星球而言,100万年简直算个毛线。按比例来说,如果地球是一个成年人,一万年比他生命中的一个星期还要短暂。在100万年里错过一个毗邻的太空文明,就好比错过了一个生命中的恋人,她恰好在你离开一周后搬到了你的城市。


即便那些地点存在文明,并且使用仪器监听信号,也必须在这些信息传至他们星球的短短4个小时内保持监听才可能接收到。如果他们用来接触外太空文明的雷达,刚好在那个时间点指向了别处呢?显而易见的是,任何试图进行星际通讯的努力都必须处于持续状态,并且双方都要做到这一点。


我们能做的只有期待。


想要得到“宇宙呼唤”的应答,可能性似乎微乎其微。然而我们是否真的应该向宇宙中发出呐喊?难道就不怕将外星人引狼入室,把我们当做一顿晚饭?


事实上,乌克兰国家航天局(the National Space Agency of Ukraine,当时还这么叫来着)在1999年所发出的警告,并未能阻止“宇宙呼唤”团队向列表中第一颗恒星传送信息。据扎伊采夫说,航天局由于媒体的关注而产生了恐慌。“西方媒体异常激烈的反应,同样也是对于基辅官员们的警告。”他补充道。此外,他们还被告知这种广播行为是“高度危险的,美国深空工作站因此拒绝进行此类广播”。于是信息发送被迫中止。但扎伊采夫立刻前往基辅并协调了这一窘境,于是1999年6月30之后又恢复了发送。


科幻作家戴维·布林(David Brin)曾强烈反对“宇宙呼唤”这样的项目。这并非表示布林反对发送信息这一行为本身。诚然,他认为风险可能会很小,且认可“一旦获得回复,获益可能相当巨大”,但他一针见血地指出,风险并不为零。即使在地球上不同文化间的友好往来,也会给欠发达一方带来不稳定。因此,协商和双边协议是必须的,而不能仅仅依靠单方面的努力。布林写道,“但是,这些风险同样可能留给我们的孩子,留给全人类和地球,难道我们先讨论一下再做这件事很过分吗?”


布林承认,这样的讨论会带来一个问题,那就是恐惧很可能将会占上风。鉴于驳斥危言耸听几乎不可能,那么人类很可能会选择永不再发送此类信息。如果宇宙中的每一个物种都认可同样的逻辑,那么很显然交流将永远无法开展。但是,讨论也将审视这么做带来的益处。布林希望能够找到一种折衷的方法,那将是人类深远的利益。他说:“把它通过电视传播到全世界,可以让上百万人展开各种话题探讨:从物理学到生物学,从历史到人类学,这种双赢将会给SETI项目带来毋庸置疑的好处。”


理查德·巴拉斯塔德(Richard Braastad),一位现居休斯敦的作家,是“宇宙呼唤”项目的协调员,负责采集信息并进行传送准备。他淡化了风险,并指出地球上的发达国家经常帮助欠发达地区的人民,正如维和部队所做的那样。“我们作为一个物种的动机,比起‘简单地从绝对善恶中做出非此即彼的选择’更为复杂,而这种选择似乎主宰了这场‘关于外星人可能的天性’的辩论。”他说。


有人可能会认为将信息发送到其他恒星,将是一个庞大而昂贵的工作。事实并非如此。“宇宙呼唤”计划基本上是一个业余爱好者们自发众筹的项目。蔡弗估算直接成本大约耗资5万美金,再加上另外5万美金的间接成本,如员工们的时间等。大部分资金来自于媒体报道引发的小额捐款。蔡弗认为,只有不到20人参与了整个信息的创建到发送。


但是,诸如“宇宙呼唤”此类的自由项目有个通病,没有任何机构能够保存项目档案。甚至信息本身都未得到妥善地归档(遗憾的是,斯特凡·杜马斯在今年8月死于意外),这是令人尴尬的,如果人们在2069年得到了信息反馈,甚至没人会记得,是谁曾经发送了它们。除了网上还保存着一些不完整的残余外,曾经存档它们的网站都早已消失。关于“入门说明”唯一得以保留下来的文件,是一些埋葬于不起眼网站中的PDF。1999年的“入门说明”在那里,关于它们的阐释也在那里。


所以,人类有史以来最最野心勃勃的,也是最有可能被送达的这条星际信息,是由杜提尔和杜马斯所书写的。这给我们上了一课:如果我们从另一个地外文明收到了一条信息,可能并非由他们的最高英明领袖所书写(或者他们星球的等价物)。它很可能并非来自于他们那个星球的联合国,或者联邦政府。一个远比我们发达的文明,可能会将叶夫帕托里亚级别的无线发射机,用于高中生的科学实验。换言之,地球人长久以来所期待的外星信息,如果有一天它真的到来的话,可能只是来自于一群普通人。




利维坦”(微信号liweitan2014),神经基础研究、脑科学、哲学……乱七八糟的什么都有。反清新,反心灵鸡汤,反一般二逼文艺,反基础,反本质。


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