守护者躲开日光的注视,在遥远的天空中。
——欧里庇得斯《酒神女伴》(约公元前406年)在童年,我们都害怕黑暗。
黑暗中什么都会有。
我们所不知道的东西令人恐惧。
具有讽刺意义的是,我们命中注定要在黑暗中生活。
这个意外的科学事实大约是三个世纪之前才发现的。
从地球上朝任何方向跑出去,起先是蓝光一闪,接着有较长时间等待太阳消失,然后你就被黑暗包围了,只是到处都有一些暗弱的遥远的星星点缀着太空。
即使在我们长大以后,黑暗仍然保持吓人的威力。
因此有些人告诉我们,不要太认真地打听有别的什么人也许正住在黑暗之中。
他们说,还是不知道为好。
在银河系里大约有4000亿颗恒星。
在如此繁多的星体中,是否仅仅我们这个平凡的太阳才拥有有生物居住的行星?也许如此。
也许生命与智慧的起源是太难得了。
也有可能文明世界随时涌现.但是一旦办得到时它们就把自己毁灭了。
或许,在这里或那里,在太空点点繁星之中也有与我们相似的世界在绕其他的恒星旋转。
那些世界上的别的生物抬头望天,会和我们一样在问,还有谁生活在黑暗之中。
在银河系中是否有生命和智慧在此起彼伏?有些世界正在呼唤别的世界,而我们在地球上生活在一个关键时刻,即刚刚决定要倾听其他世界的呼声。
我们人类发现了一种可以穿过黑暗,超越遥远距离的通信方法。
再没有更快、更便宜和到达更远地方的通信方法了。
这个方法便是用无线电波。
在都经过几十亿年的生物进化之后(在他们的行星和我们的行星上),一个外星文明在技术水平上不会与我们正好相当。
人类出现已经有两万多个世纪了,而我们掌握无线电波只有一个世纪左右。
如果外星文明落后于我们,他们恐怕离使用无线电还差得很远。
如果他们比我们先进,恐怕就会先进得多。
请想想我们的世界上就在最近几个世纪里的技术进步有多快。
对我们来说是困难或不可能实现的技术,或者我们看起来宛如魔术的技术,对他们而言可能是轻而易举的事情。
他们可以使用其他的、非常先进的手段来与他们的同胞联系,但是他们应知道无线电波是新兴文明的通信工具。
甚至使用比我们现在的收发报技术高明不了多少的办法,我们今天已能和银河系中众多的外星人取得联系了。
他们应当能干得比我们好得多。
如果他们真正存在。
但是我们对黑暗的恐惧起到了相反的作用。
想到有外星生物,我们感到苦恼。
我们硬是要想出一些反对意见:这太贵了!但是用最现代化的技术来衡量,它每年的费用还抵不上一架攻击型直升飞机。
我们根本听不懂他们在讲什么!可是,信息是用无线电波传送的,而我们一定和他们一样,也懂得无线电物理学、射电天文学和无线电技术。
自然规律到处都一样,所以甚至对完全不同世界的生物(只要他们都有科学)来说,科学本身就提供彼此之间交流的工具和语言。
如果我们吉星高照,收到外星人发来的一份电报,那么弄懂电报的内容比得到它可能要容易得多了。
要是让人家知道我们的科学幼稚落后,这使自己多么难堪呀!用几个世纪之后的标准来衡量,我们现在的科学至少有一部分是幼稚落后的,不管有没有外星人都是这样。
(不只是科学落后,我们目前的政治、伦理、经济与宗教,也都有一部分是落后的。
)要超越现代科学,这是科学研究的主要目的之一。
认真的学生逐页翻阅教科书,发现一些深一层的内容是作者了解而他还不了解的,这时一般说来他不会陷入阵阵失望之中。
学生们往往要努力钻研,弄懂教材,取得新知识,然后遵循人类的老传统,一页又一页地继续翻阅下去。
通观历史,先进的文明会毁灭比较落后的文明。
情况确实如此。
但是心怀恶意的外星人(如果真有的话),并不能从我们倾听他们的信息而知道我们的存在。
寻找外星人的计划,只是接收,而不发送信息。
①就目前情况来说,这种争议毫无意义。
我们正在以史无前例的规模,监听太空深处可能有的其他文明社会发出的无线电信号。
现在活着的就是向黑暗提出问题的第一代科学家。
可以设想,他们也许是取得联系前的最后一代。
目前可能就是我们发现在黑暗中某处的太空人向我们呼唤之前的最后一刻。
这个搜寻叫做探索地外文明(Search for Extraterresttlal Intelligence,简称SETI)。
让我讲述到现在为止的进展情况。
第一个SETI计划是德雷克(Frank Drake)于1960年在西弗吉尼亚州格林班克国家射电天文台开始进行的。
他花了两星期时间在一个特定的频率监听两颗类太阳的近邻恒星。
[近邻是相对的。
他监听的最近一颗星与我们的距离是12光年,即约112万亿千米(70万亿英里)]。
几乎正在德雷克把射电望远镜指向一颗近邻恒星并把接收系统打开的时候,他收到一个很强的信号。
它是不是外星人发来的信息?信号随后就没有了。
如果信号消失了,你无法仔细检查它。
你再也找不到它,这是由于地球的自转,它随天空在移动。
如果它不重复出现,你从它几乎一无所获。
它可能是地面的电波干扰,或者是你的放大器或检波器有毛病……,也许是外星信号。
对于不重复出现的资料,无论科学家把它们吹得多么神乎其神,都几乎是一钱不值。
几个星期后,这个信号又检测到了。
原来它是一架军用飞机在一个未经许可的频率上发射的信号。
㈠于是德雷克报告说,他得到的是否定结果,即没有发现外星信息。
但是在科学研究中,一个否定结果一点也不等于一次失败。
他的重大成就是表明,现代技术完全能够聆听在其他恒星周围行星上假想的文明社会发出的信号。
从那时起,已有过多次尝试,往往是从射电望远镜观测计划中借用一些时段,几乎都不长于几个月。
在俄亥俄州㈡、在波多黎各的阿雷西博㈢、在法国、在俄罗斯和其他地方,有过某些虚惊一场的发现,但都没有通过世界科学界的审核。
与此同时,检测信号的设备变得更便宜了,其灵敏度不断增进,SETI的科学地位继续提高,甚至美国国家宇航局和国会也不像过去那样害怕支持它。
各式各样的补充搜寻方式是可能的,也是需要的。
好些年前就可看出,如果这种趋势持续下去,用来广泛开展SETI工作的技术最后甚至会连民间团体(或有钱人)也能做到。
政府迟早也愿意支持这样的一个大型计划。
经过30年的工作之后,这个时候终于来临。
对于我们中间的某些人来说,这是迟了一点,而不是早了一点。
在1980年,由喷气推进实验室当时的主任默里(Bruce Murray)和我创立的行星学会,是一个非营利的会员组织,它致力于行星探测和地外生命搜寻。
哈佛大学的物理学家霍罗威茨(PaulHorowitz)对SETI已经提出一些重要的新方法,很想把它们付诸实施。
如果我们能够找到一点经费让他的工作启动,我想以后靠会员们的捐款可以继续支持他的计划。
在1983年,德鲁扬和我向制片人斯皮尔伯格(StevenSpielberg)提出,这是他可以支持的理想项目。
在这之前,他已经打破了好莱坞认为外星人都是恶魔的传统观念,并在两部引起轰动的成功影片中表现出地外生物不一定都是心怀恶意和危险的坏蛋。
斯皮尔伯格同意了。
有了他通过行星学会提供的初期资助,META计划开始进行了。
META是百万频道地外测试(Megachannel Extra Terrestri- alAssay)的首字母缩略词。
德雷克的第一个接收系统的单一频道,一下子增加到840万个频道。
但是每一个频道,即每一个电台的频率范围,我们都调得极为狭窄。
恒星与星系的任何已知辐射过程,都不能产生如此锐细的射电谱线。
如果我们在如此狭窄的频道内接收到了电波,可以认为它必定是外星人的智慧与技术的一个象征。
进一步说,地球在自转。
因此任何遥远的射电源都会像恒星的出没那样,有相当大的视运动。
正如一辆开过的汽车的持续喇叭声,音调从高变低一样,任何一个真正的地外射电源都会因地球自转而显示出持续不断的频率漂移。
与此相反,在地球表面上的任何无线电干扰源都会以与META接收机相同的速率转动。
META的监听频率需要连续改变,才能补偿地球的自转,因此从外星来的任何窄带信号总是在一个单独的频道中出现。
但是地球上的任何无线电干扰波会在邻近的频道上移动,这样就可以检测出来。
在马萨诸塞州哈佛的META射电望远镜,直径为26米(84英尺)。
地球的自转使望远镜每天在窄于满月宽度的范围内扫过一排排恒星,并监测它们。
第二天,又观测下一个天区。
经过一年,整个北天和一部分南天都观测到了。
也是由行星学会资助的同样一套仪器,安装在阿根延的布宜诺斯艾利斯城郊,用来监测南天。
因此这两套META仪器一直在对整个天空进行搜寻。
被重力拴在地面上的射电望远镜,跟着地球转动,它观看任何一颗恒星的时间约为两分钟,随后就转到另一颗恒星上去了。
乍听起来,840万个频道真够多了,但要记住,每个频道都很窄,它们合在一起仅占可用射电频道的十万分之几而已。
于是在每一年的观测中,我们把这840万个频道安置在射电频谱的某个部位,接近外星人发射信号的频率。
外星人对我们一无所知,但他们也许会想到我们在聆听。
氢是宇宙中含量遥遥领先的元素。
它分布在星云以及遍布星际空间酌弥漫气体中。
当它取得能量后,它在极为精确的频率,即1 420 405 751 768兆赫,释放出一部分能量。
{1赫意味着每秒钟有一个波峰和波谷到达你的检测仪器。
因此1 420兆赫表示每秒钟有14.20亿个电波进入你的检波器。
因为光的波长就等于光速除以波的频率,所以与1 420兆赫对应的波长是21厘米。
)银河系中任何地方的射电天文学家都会用1420兆赫的频率研究宇宙,并且会预料其他的射电天文学家——不管他们看起来多么不相像——也会这样干。
这就好像是有人告诉你,在你家里的收音机波段上只有一个广播电台,但是没有人知道它的频率。
于是你转动收音机上的旋钮,让一根很纫的指针在收音机的调频度盘上移动,这样来寻找你所要的电台。
可是对外星电台来说,啊,是的,那是另外一回事:你的收音机调频度盘上的刻度有如从地球扩展到月球那样长。
靠耐心地转动旋钮,要在这样辽阔的无线电频谱区进行系统的搜索,将花费太长的时间。
解决问题的办法是从一开头就正确地设置好调频刻度盘,并选出大致正确的频率。
如果你能正确地猜中外星人对我们广播所用的频率(这可称为魔频),那么便可为自己节省大量的时间和精力。
正如德雷克所做的那样,我们有种种理由首先在1420兆赫附近倾听外星台,而这是氢的魔频。
霍罗威茨和我把5年来按META计划的全部时间所进行的搜寻以及随后两年继续进行搜寻的详细结果都发表了。
我们不能说已经发现了外星人的信号,可是我们确实找到了某些令人困惑的现象。
每当我静心思考时,这常常令我不安而浑身起鸡皮疙瘩:当然,我们收到的信号有来自地球的无线电噪声背景——这是由广播电台、电视台、飞机、移动电话以及近地与较远的太空飞船引起的。
此外,和所有的无线电接收机一样,你等待的时间越长,电子仪表就越可能由随机的强扰动而产生虚假的信号。
因此我们对比噪声背景强得不多的信号都置之不理。
我们对单独频道内的任何窄带强信号都很重视。
在数据输入电脑后,META的仪表会自动提醒操作人员某些信号值得注意。
在5年中,我们监测全部可见天空,在各个频率一共进行了60万亿次观测,筛选出的信号有几十个。
但对它们再作进一步审核,几乎全部都摒弃了。
举例来说,我们用一架检测错误的微处理机去检验监测信号的微电脑,而发现那架微处理机本身出了毛病。
通过三度巡天观测后仍然留下来的最强的候选信号,是11个事件。
它们几乎满足我们为真正外星人的信号所订立的全部判据.所差的只是头等重要的判据:可以核实。
它们中的任何一个,我们都再也找不到了。
过了3分钟我们回头看原来的天区,信号不见了。
第二天再看,什么也没有。
一年之后或七年之后,仍然是一无所有。
一个外星的文明社会,似乎不大可能在我们开始聆听它的信号后只过几分钟就不发信号了,以后再也不重复发了。
(他们怎么会知道我们在注意倾听呢?)但是,这可能是闪烁效应造成的。
恒星在闪烁,这是因为湍动空气团穿越我们与恒星之间的视线。
这些空气团有时起到透镜的作用,使某一颗恒星的光会聚一些,于是它在一瞬间略微变亮了。
与此相似.天上的射电源也会闪烁——这是由星际辽阔的近似真空区的带电(或电离)气体云形成的。
我们观测脉冲星时,经常发现这种现象。
不妨设想有一个无线电信号,它的强度比我们在地球上所能测出的稍微小一点。
这种信号偶尔会被聚焦并增强,于是可以被我们的射电望远镜检测到。
有趣的事情是,按星际气体的物理性质推测,这种变亮的时间尺度为几分钟,因此再收到这种信号的可能性很小。
我们实在应该把射电望远镜稳定地指向天空中的这些位置,接连观察几个月。
虽然这些信号一个也没有重复检测到,但是下面的另一件事实使我每次想到它时,就有一股寒气直灌我的脊背:在11个最好的候选信号中有8个都在银河系平面附近。
5个最强的信号分别位于仙后座、麒麟座、长蛇座,而有2个是在人马座,即大致在银河系中心的方向上。
银河系像一个扁平的车轮,它由气体、尘埃与恒星聚集而成。
因为它是扁平的,所以我们看它像是一条横贯夜空的弥漫光带。
在我们的星系中,几乎全部恒星都是在这个光带之内。
如果我们的候选信号真是地球上的无线电噪声干扰或电子检测仪表的某种未经察觉的小故障所产生的假电子信号,那么我们就不应该总是在把射电望远镜指向银河时才发现它们。
但也许是我们特别倒霉或在统计上误人歧途。
这种纯属偶然的与银道面相关的概率小于千分之五。
设想有一张像墙那样大的天空图,它的顶部为北极星,底部是地球南极所指的暗星。
银河的不规则边界蜿蜒横跨这张图。
现在假定把你的双眼蒙住,让你向图上随意扔5个飞镖。
{把在马萨诸塞州看不见的大部分南天除外。
)你要把5枚一组的飞镖掷200多次,才能有一次偶然地让它们都落到银河的附近范围内。
这就像MEFA接收到的5个最强信号的情况。
然而,如果没有重复收到的信号,你无法肯定我们真正发现了地外文明。
也有可能,我们发现的事件是从来没有人想到过的某种天体物理新现象引起的。
这种现象并非地外文明,而是确实位于银河平面上的恒星或气体云(或其他什么天体)在让人莫明其妙的狭窄频带内发射出的强烈信号。
然而,让我们暂时作一个很大胆的设想。
我们假定所有这些悬而未决的来历不明的无线电信号,真的都是地外文明的电台播发的。
于是从我们检测每一片天空只花丁多么少的一点时间,就可以估计在整个银河系有多少这样的发射台。
结果是接近100万个。
如果它们在空间的分布是随机的,那么最近的发射台离我们有几百光年,这对外星人来说太远了,因此他们现在还不会收到我们的电视或雷达信号。
他们在几个世纪之后才会知道地球上出现了一个技术发达的文明社会。
银河系到处闪耀着生命与智慧,但是——除非他们在积极探测大量不引人注目的行星系——他们一点也不会知道我们这里近来一直发生的事情。
从现在算起再过几个世纪,在他们真的听到我们呼声之后,有趣的事情将会出现。
幸运的是,我们还有许多代人的时间来作准备。
从另一方面来说,如果我们的候选信号都不是真正的外星人播发的无线电信号,那么我们只能下这样的结论,即至少在我们的魔频处只有极少数<或甚至一个也没有)外星文明社会用我们听得到的强度在发送无线电信号。
假设有一个和我们人类相似的文明社会,它把自己拥有的全部电力(约为10万亿瓦)都用来在我们的一个魔频率上向四面八方播发信号。
在这个情况下,META所得到的否定结果就意味着在25光年范围内(这个空间大约含有12个类太阳恒星)没有这样的文明社会。
这个界限不算太苛刻。
作为对比,假定那个文明社会使用一个并不比阿雷西博天文台更先进的天线直接向太空中我们所在的方位播送信号,在这个情况下,如果META仍然一无所获,那么可以认为在银河系内任何地方都没有这样的文明社会。
即在4000亿颗恒星中,一个也没有。
可是即使假定他们想这样干,他们怎么知道我们是在哪个方向呢?现在设想相反的技术极限,即有一个非常先进的文明社会,它以再增大到上述的10万亿倍(即为l0的26次方瓦,这是一颗类太阳恒星的全部能量输出)的功率全方位地播出信号。
在这种情况下,如果META仍然得出否定结果,那么我们的结论是不仅在银河系里,而且在7000万光年范围内,都没有这样的文明社会。
(离我们7000万光年的太空里包括:M31,即与银河系相似的离我们最近的星系、M33、天炉座星系、M81、涡状星系、半人马座A、室女星系团、以及最近的赛弗特星系。
这也意味着几千个近邻星系中的几百万亿颗恒星都没有这种文明社会。
)这样一来,自高自大的地心学说,无论它的本质是否被戳穿,又会蠢蠢欲动了。
当然,为星际(和星系际)通信耗费如此巨大的能量,也许并非智慧而是愚昧的象征。
也许外星人有充分的理由不欢迎一切来客。
或者他们不关心像我们这样落后的文明。
但是在lO)万亿颗恒星中难道就没有一个文明社会用这种功率在这一频率上和我们打招呼吗?如果META的结果真是否定的,我们毕竟定出了一个有启发性的界限——可是究竟是很先进的文明社会太少,还是它们的通信策略不一样,我们就不得而知了。
即使META毫无收获,仍然有其他可能,其中包括:有许多比我们先进的文明社会用魔频率作全方位广播,只是它们的信号还没有被我们收到。
在1992年10月12日——哥伦布发现美洲的500周年纪念日,有人认为这是一个吉祥的日子,也有人不这样想——美国国家宇航局启动了它的新SETI计划。
用一架位于加利福尼亚州莫哈韦沙漠的射电望远镜,对整个天空开始进行系统的搜索——和META一样,不去猜测哪些恒星更可能有地外文明,而是大幅度扩充频率覆盖范围。
在阿雷西博天文台,国家宇航局的一个灵敏度更高的计划开始执行,它专门检测更有指望的近邻恒星。
如果这两套仪器正常运转,国家宇航局的搜索可以比META检测到微弱得多的信号,因此能指望它接收到META不能接收的某些信号。
MKTA的经验表明,有一个像灌木丛似的既密又厚的背景天电干扰和无线电干扰。
要有把握地发现外星信号,关键是迅速的再次观测和确认它,尤其是用其他射电望远镜作独立观测。
霍罗威茨和我向国家宇航局的科学家们提供了我们发现的转瞬即逝和难以确定的信号的坐标。
也许他们能够确认并澄清我们的观测结果。
按国家宇航局的计划也正在发展新技术,激发新思想,并鼓励学生。
在很多人的眼里,每年在这上面花费1000万美元是很值得的。
但是几乎正好在这个计划批准一年之后,国会撤销了国家宇航局的SETI计划,理由是它花钱太多。
在冷战结束后,美国的国防预算为这个计划的3万倍左右。
国家宇航局的SETI计划的主要反对者是内华达州的参议员布里安(Richard Bryan)。
他的主要论点如下[摘自1993年9月22日《国会记录》]:到目前为止,国家宇航局的SETI计划没有发现任何东西。
事实上,所有几十年的SETI研究并未找到可以肯定的地外生物的迹象。
即使就国家宇航局目前的SETI计划来说,我不认为它的许多科学家愿意保证,我们在[可以预见的]未来很可能会见到任何确切的结果……很少有(要是有的话)科学研究能保证成功——我对这一点是了解的——并且这种研究的全部收益往往要等到研究过程接近结束时才为人们所知。
这一点我也承认。
然而,SETI来说,成功的机会如此渺茫,它的可能收益十分有限,因而几乎没有正当的理由让纳税人为这个计划花费1200万美元。
但是在找到地外文明之前,我们怎能保证会找得到它?而在另一方面,我们怎会知道这种成功的机会是渺茫的?如果我们找到了地外文明,由此得到的可能收益真的是十分有限吗?正如所有的伟大探险行动一样,我们并不知道会发现什么,也不知道发现它的概率有多大。
如果知道了,我们就不必去探险了。
有若干搜寻计划会使要求确切知道价格收益比值的人感到恼火,而SETI就是这样一个计划。
地外文明能否找到,找到它要等多长时间,要花多少钱,这些都是未知的。
收益也许是巨大的,但对此我们也不能真正深信。
当然,把国库相当大的一部分经费用于这种探险事业是愚蠢的,但是我在想,是否肯花费一些注意力来争取解决若干重大问题,这可以衡量一个社会的文明水平。
尽管有这些挫折,在加利福尼亚州帕洛阿尔托的SETI研究所还是聚集了一批有献身精神的科学家和工程师,他们决定不管政府是否支持都要干下去。
国家宇航局允许他们使用已经采购的设备;电子工业的巨头们资助了几百万美元;至少有一架合格的射电望远镜可供使用;于是所有SETI计划中这个最宏伟计划的初始阶段步入正轨。
如果它能证明不受背景噪声干扰就可以进行有用的巡天观测,尤其是如果像META那样能够找到一些可疑的候选信号,那么国会也许将再次改变主意,资助这项计划。
正在这个时候,霍罗威茨提出了一个称为BETA的新计划——它与META不一样,与国家宇航局正在干的计划也不一样。
BETA代表10亿频道地外测试(Billion-channelEx- traTerrestrial Assay)。
它把窄带灵敏度、大频率覆盖范围和验证监测到信号的一个聪明办法,都结合起来了。
如果行星学会能够获得额外的资助,这套系统一定会比国家宇航局以前的计划要便宜得多,于是它很快就可以投入天空搜索了。
我是否愿意相信,利用META计划,我们已经从稀疏散布在漆黑的、浩瀚的银河系里的星体上检测到了其他文明社会发送的信号?当然!经过几十年的惊奇和对这个问题的研究,我当然愿意相信。
对我来说,这个发现会是令人激动的。
它会使一切改观。
我们将会听到外星生灵的声音,几十亿年来他们和我们各自独立地进化,他们对宇宙的看法也许和我们大不相同,他们可能比我们灵巧得多,但他们肯定不是人类。
他们的知识有多少是我们所不知道的呢?对我来说,没有信号,谁也不向我们打招呼,这是一个令人沮丧的情景。
卢校在不同的场合写道:完全的沉寂会引起忧伤,它是死神的形象。
但是我赞同梭罗(HenryDavid Thore- au)㈣的说法:我为什么要感到孤独?难道我们的行星不是在银河系之中吗?一旦认识到外星人的存在,并且进化过程使他们必然和我们大不一样,于是不言而喻地会有这种令人震惊的想法:在地球上把不同人种区分开的差异,比起我们人类和外星人的差异,真是微不足道了。
也许是想得太远了,发现地外智慧生物有可能会使我们这个争吵不休和存在分歧的行星团结起来。
这将成为最后一次大降级,是我们人类值得庆祝的大事,也是自古以来探求我们在宇宙中地位的一个转折点。
由于对SETI的迷恋,即使没有可靠的证据,我们也可能会倾向于相信不确实的信号,但这只是自我陶醉和愚蠢的表现。
只有在铁证如山的证据面前,我们必须摒弃我们的猜疑。
科学也要求对含糊不清的事物采取容忍的态度。
当我们无知时,我们不胡乱相信。
不确定性无论怎样令人烦恼,但它有利于进一步的追求,它促使我们积累更好的资料。
这种态度是科学与非科学的分水岭。
轻易的激动得不出什么科学成果。
衡量证据的标准是严格的。
可是如果遵循这些标准,我们就能看得很远,甚至把一大片黑暗区域照耀得亮堂堂的。
㈠根据国际协议,有些频段专供射电天文学使用。
因此这架飞机在该频段发射无线电信号是违规的。
——译者㈡指韦斯利恩射电天文台和俄亥俄州立大学射电天文台。
——译者㈢指康内尔大学所属阿雷西博射电天文台。
——译者㈣美国作家(1917-1862),——译者。