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【转载】地外文明探索计划  

2016-04-21 21:42:34|  分类: 自由言论 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文转载自FN天涯芳草《地外文明探索计划》
       1960年,德拉克等人利用美国国家射电天文台的射电望远镜,首次实施地外文明探索计划,这项计划被称为奥兹玛计划。康乃尔大学的天文学家德雷克,于1960年在美国国家无线电天文台使用位于西维吉尼亚的绿堤电波望远镜所从事的早期搜寻地外文明计划(SETI)。实验的目的是通过无线电波搜寻邻近太阳系的生物标志信号。

地外文明探索计划探索地球以外是否可能存在文明。地外文明探索已不是新话题,至少已有上百年的历史,只20世纪80年代以来,天文工作者已不再限于纸上谈兵,开始实际行动了。

90年代初,美国人曾用大口径射电望远镜搜索来自宇宙空间的电波,试图从这些电波中分析出带有文明资讯的迹象,经过多年的努力,他们认为,这些信号都是噪声信号,无任何文明迹象可言,从1995年他们已放弃了此项工作。

科学家在过去50年一直致力于搜寻外星人

探索一:UFO和外星人不是一回事

提起外星人,有不少人会提到飞碟、UFO——不明飞行物,但是中国科学院国家天文台研究员南仁东说,严肃的科学认为没有证据表明地球曾被地外文明造访过。南仁东介绍说,在英国有1600多次,美国有1200多次关于UFO的报道。但是后来研究发现,那些不明飞行物大部分是飞机、碎片、气球、大气现象和一些其他天体。美国天文学家卡尔·萨根认为,由于人类的理解和认识能力不完善,当人们的怀疑与探究意识普遍淡薄时,我们就不得不滑入了迷信与伪科学的泥沼。而有人认为,没有强有力的证据可以证明UFO没有来访问地球,所以UFO是存在的,所以宇宙中一个地方存在着智慧生物是非常可笑的推论。但是UFO和寻找地外理性生命不是一回事。

探索二:寻找人类地外的理性生命

寻找地外理性生命,就要涉及到生命和理性的本质这一讨论了。南仁东认为生命有3个界定:第一,生命是一个目的在保持的过程;第二,根据萨根推崇的平庸原理,因为地球的生命是以碳基为基础的,我们寻找的地外生物也应该是碳基的;第三,生命是一个控制信息系统,生命的密码由DNA控制,它决定着生命的演化复制等过程。所谓的平庸理论,南仁东解释说,对于大的样本,不可能一个个地去研究,就如买瓜子,尝一个就可以基本推断出其他的味道。

生命为什么会走向理性,为什么会拥有智慧?南仁东说,这对生命个体有好处,理性智慧应该是最有价值的演化。以前人们认为只有自己是有智慧、有理性的,但是这是不对的,人类不知道动植物的理性,研究表明,智慧取决于大脑皮层的质量,海豚是地球上唯一超过人类的物种。虽然我们不知道海豚如何看待人类,但是很难讲海豚没有人类聪明。只不过,人类是唯一掌握技术的动物。所以我们寻找地外理性生命,实际上是在寻找人类的技术同类。

探索三:外星人是人类的终结者吗

寻找地外理性生命会给人类带来什么?南仁东说,这完全需要人们发挥想象。比如,带来的好处可能是,终结人类的孤独;发现地外理性生命比人类生存的时间长,人类可能会受到启发,获得生命信息;进一步认清人类在自然界中的地位,抑制人类的贪婪、狂妄等劣根性。不过,南仁东认为,从另一方面说,可能会引起危机,也许会遇到一些影视作品中的坏邻居攻击人类;或者不同国家、民族得到外星人的消息多寡不同而引起地球人的内乱。而外星的高度文明也可能使人类坐享其成,而懒惰退化。

探索四:与外星人通讯

南仁东说,在地球上的生命可以挑战人类不敢想象的极限环境中生存,水在太阳系中也不独属地球一家所有,大气层也存在于太阳系外行星。似乎我们应该有很多聪明的邻居,为什么人们从来没有他们的消息?南仁东介绍说,由于天文物理技术等因素的限制,世界上寻找地外理性生命的科学家认为星际旅行是被约束的,人们不大可能与外星人真正面对面。与外星人交流的唯一途径可能是无线电通讯,不管外星人想不想和人类交流,他们技术活动产生的电磁波会出卖他们的踪影。科学家借助的射电天文望远镜,有名的A rec ib o 300米相当于把人类的瞳孔扩大1000亿倍。而至今的寻找外星人有奥兹玛(1960)、独眼神(1974)、HRMS1992)、凤凰计划(1993至今)。虽然人类监听太空至今毫无结果,但是人类探索太空的计划丰富了人类的创造力和想象力。

探索五:流星和地球有亲缘关系

在前些日子,狮子座和双子座的流星雨引起大众的天文热情,而作为中国系统研究陨石第一人的欧阳自远解释说,很多陨石都和地球有亲缘关系。中国科学院院士、中国科学院地球化学研究所的研究员欧阳自远是我国天体化学领域的开创者。但他原先是学习地质科学的,他关注陨石和宇宙尘,研究天体的化学成分、矿物组成、结构构造、演化过程。欧阳自远最潜心研究的样品是构成地球的最原始的物料,这些陨石和地球同龄,都是46亿年。这些陨石一般是小行星或彗星的破碎的残片,或是太阳系形成时残留的物质。现在通行太阳系起源的说法,太阳系最早是一团星云,后来凝聚成很多小团块,这些小团块聚成了地球、火星等9大行星。为什么说这些小陨石是组成地球的原始材料?欧阳自远打比方说,就像摇煤球一样,煤渣摇成煤球后,也有很多渣滓裹不进去,这些东西在空中运行,有一天掉下来,就是陨石。欧阳自远说,现在我们在地球上已经找不到任何46亿年前的东西了,地球上最古老的岩石是30多亿年前形成的,人类也无法观察地球的原始面貌。所以,这些陨石是认识地球早期演化的重要依据。

探索六:跳出地球之外

人类在地球上研究地球并不是唯一的途径,应该跳出地球之外,在更大的时空范围里对地球做整体性、全面的描绘和认识。只有这样,才能发现地球到底有什么特殊的地方。作为研究过月球、火星上陨石的科学家,近几年月球探测的发展成果已经奏响了人类重返月球的序曲,而进行月球探测,将可以利用月球上的能源,比如太阳能、核聚变燃料;也可以开发利用月球上的特殊环境,月球可以达到地球上很难实现的高真空、无磁、弱重力、高洁净的环境,研究生产特殊生物制品、材料,建立天文观测台、深空探测前哨站、运转站、对地监测站。现在,美国、俄罗斯、日本、印度等国家已提出各具特色的重返月球计划。而欧阳自远也正极力推进我国月球探测项目的立项。他认为,现在月球探测是为了研究月球和地球的起源,扩展人类的生存空间,为人类持续发展服务。而人们在月球探测上还面临月球资源的全球分布和利用。

到本世纪60年代,人们开始尝试接收地外文明世界发出的无线电信号,地点设在美国西弗吉尼亚州西部绿岸镇附近的国家射电天文台。当时的工作由美国射电天文学家德雷克负责组织,命名为奥兹玛计划。这是一个被动式收听地外文明之音的计划,奥兹是神话故事中的一个地名,那是一个非常奇异、非常遥远和难以到达的地方,在那里居住着一位名叫奥兹玛的公主。奥兹玛计划的含义是寻找遥远的地外文明,目的是搜索外星人的来电。

该天文台使用一台口径为26米的射电望远镜,选择21厘米的波长来接收外界信号。为什么要作这样的选择呢?我们知道,任何无线电波的发射都只能用某个波长。实际上,无线电信号的波长有无穷多个,我们怎么知道宇宙人用的是哪个波长呢?科学家们认为,宇宙中最多的元素是氢,因此任何智慧生物都会对氢加以透彻的研究。21厘米波长是氢原子发出的微波的波长,它可能是被宇宙间一切智慧生物最早认识和运用的。

德雷克等人首先将射电天线对准了类似太阳的恒星鲸鱼座τ星,它距地球11.9光年,结果是一无所获。之后,他们又把天线对准了另一个目标──波江座ε星(距地球10.7光年),最初收到了一个每秒8个脉冲的强无线电信号,10天之后此信号又出现了。不过这并不是人们期待的外星人电报信号。奥兹玛计划在3个月中,累计监听150小时,遗憾的是始终没有发现任何有价值的信息。

1972年至1975年进行的奥兹玛二期计划中,科学家对地球附近650多个星球进行了观测,希望能收听到外星人这样的信号:你们并不孤独,请来参加银河俱乐部。但结果还是什么都没有收到。

奥兹玛计划是人类文明史上第一次有目的、有组织地在宇宙空间寻找外星人的计划。虽然至今还没有获得有价值的结果,但探索自然界奥秘从来就是一场世代努力的接力赛,不可能期望在一朝一夕取得成功。

探索外星人还必须进行广泛的国际合作。前苏联设有国家委员会,专门处理此项工作,设在高加索山上那台有600架天线的射电望远镜,以部分时间进行搜听;加拿大安大略省的亚冈昆射电天文台,也曾对地球附近的一些星球进行搜索观测;美国设在波多黎各东北部的阿雷西博天文台的天线直径达305米的射电望远镜,接收面积比奥兹玛计划首次搜听太空信息的天线大了100倍,记录能力大了6倍,它能探测到来自数百光年到数万光年远处天体的信号。

美国天文学家德雷克教授深知与外星人取得联系的种种困难,他指出,对此,我们就像大海捞针一样要探测整个天空,即使是阿雷西博这种高灵敏度的射电望远镜,也得指向2000万个方向。科学家至今只收听了几千个星球,而且大部分都是地球附近的星球,所用的频率也很有限。

1985年,在美国哈佛大学天体物理学家霍洛威茨教授领导下,开始了一项新的探索外星人的计划──“太空多通道分析计划(META)。通过800多万个不同频率,用高度自动化仪器探测外星文明。由于波段增加了上万倍,相应的工作量也极大地增加了,普查一次太空竟需要200—400天。

从最初的《星际迷航》再到《飞向太空》,人类对宇宙空间的探索一直没有停止过,人们一直想要在外太空找到一丝生命的迹象,希望与之交流沟通,互惠互利。但是,近日物理学家霍金却语出惊人称,最好不要主动与外星人联系。

2010426日,英国著名物理学家和数学家霍金在一部25日播出的纪录片中说,外星人存在的可能性很大,但人类不应主动寻找他们,应尽一切努力避免与他们接触。

美国探索频道25日开始播出系列纪录片《跟随霍金进入宇宙》。霍金在片中向观众介绍他对是否存在外星人等宇宙未解之谜的看法。

英国《星期日泰晤士报》25日援引霍金的话报道,宇宙中存在超过1000亿个星系,每个星系至少包含大量星球。仅仅基于这一数字就几乎可以断定外星生命的存在。

真正的挑战是弄明白外星人长什么样,霍金说。在他看来,外星生命极有可能以微生物或初级生物的形式存在,但不能排除存在能威胁人类的智能生物。

我想他们其中有的已将本星球上的资源消耗殆尽,可能生活在巨大的太空船上,他说,这些高级外星人可能成为游牧民族,企图征服并向所有他们可以到达的星球殖民。

霍金认为,鉴于外星人可能将地球资源洗劫一空然后扬长而去,人类主动寻求与他们接触有些太冒险

如果外星人拜访我们,我认为结果可能与哥伦布当年踏足美洲大陆类似。那对当地印第安人来说不是什么好事。

美国历史学家尼尔认为:在地球上强大的(即比较发达的)文明总是控制比较弱小的文明,而不取决于政治上的从属关系。他认为当与水平大大地超过我们的地外文明建立联系时,它可能会压制我们的文明,直到它被溶化在更高的文明中为止。

然而,中国数学家和语言学家周海中在论文《宇宙语言学》中指出:这类担心是完全没有必要的,因为只要是高级智慧生命,他们的理智在决定着他们必须有分寸地对待一切宇宙智慧生命体,所以外星人与地球人将来是能够和平共处、友好合作和共同发展的。

看来,地球人与外星人联系是否危险的问题还会争论下去。

目前,搜寻地外文明的效率现遵循着摩尔定律以几何级进行提升,肖斯塔克强调称,如果按照这一等级在未来24年里持续搜索,将能检测到至少100万颗恒星。搜寻地外生命可能需要我们懂太空心理学肖斯塔克和德雷克称,信号取样对是否与外星人取得联系非常重要,我们首先假设外星人真得存在,其次假设他们具有像地球人类一样的思维方式。第一个假设很重要,但是第二个假设更加重要。如果搜寻火星或更遥远星体上的微生物迹象需要纠正我们对太空生物学的理解,那么搜寻太阳系之外可能存在生命的行星则需要我们具备更多的知识,或许需要我们懂得太空心理学。

在过去的几十年里,搜寻地外文明的策略遵循着宇宙黄金定律:我们以自己的沟通方式来寻求与外星人建立联系。在大约三十年前,科学家可能通过模拟电视信号将《我爱露西》发送至宇宙之中;现今德雷克猜测外星人可能已采用数字信号进行传输,使用激光代替无线电信号。在美国西雅图市举行的周末会议中,德雷克称,美国国家点燃实验设施现能够聚焦192束激光,合成一个持续十亿分之几秒比太阳更明亮的脉冲。他强调指出,这种高强度脉冲可通过整个银河系内非常小的望远镜探测到。也就是说这种脉冲如果从地球上射向太空,可能存在的外星人则会看到这一情景。

搜寻地外生命可能需要我们懂太空心理学外星人可能有两种信号发射方式肖斯塔克认为外星人可能有两种信号发射方式:一种是闪光,比如对包括地球在内的一系列可能孕育生命的目标行星发射脉冲;另一种是低能量全方位无线电信号传播,告诉其他的智慧生命如何加入他们的图书俱乐部,或者其它的文化资源系统。基于以上的可能性,搜寻地外文明的研究人员开始持续探测那些来自宇宙的微弱闪光,它们很可能是来自外星人的沟通信号。对于外星人我们应当如何去做呢?

多年以来,地外文明计划协会的搜寻目标就定位于类地行星,科学家们认为宇宙中其他类地行星更容易孕育生命体。但是肖斯塔克在新书《外星人猎人的表白》中暗示称,基于我们对人工智能的认识程度,外星人最有可能发送信号是通过人工智能机器人。他在接受周末采访时表示,如果与我们进行联系的是一个大型地外智能机器人,那么这个智能机器人将环绕类太阳恒星的类地行星作为探测目标则是一个非常过时的观点。一个长满锈的世界可能并不是最适宜生存的地方,从一个机器人的观点来看,比较适宜生命体存在的行星是位于一颗恒星的轨道上,这颗恒星非常炽热,可提供较大的能量满足信号传输。未来红矮星是探索重点,然而德雷克称,我们不能忽视其他类型的恒星,在银河系中四分之三的恒星是红矮星,它们比太阳更昏暗,但它是外星人生存的理想地点,在过去的搜寻地外文明任务中红矮星都被忽视了。

据悉,让德雷克并未气馁搜索计划的其中一个原因是地外文明并未有搜索结果,甚至这种搜寻任务已进行了50年。他指出,迄今科学家仅对数千颗恒星进行了研究分析,这很可能只是潜在具有生命生存条件恒星的百分之几而已。肖斯塔克指出,他对未来24年内寻找到地球之外存在智慧生命的证据充满了信心,通过继续搜寻地外文明计划,或者通过分析行星大气层,或者在火星、木卫二和土卫二表面采集土壤样本。而德雷克则认为搜寻到地外智慧生命的时间表可能会推迟,他说:我并不认为2025年我们就可以发现外星人存在的迹象,除非我们非常幸运,或许这一时间表还会推迟至2050年或更久。其他的科学家认为发现外星人可能是在未来100-200年之后的事情。虽然,像搜寻地外文明计划在全球范围内将继续吸引更多的追随者,但在美国这项搜索计划只是私人投资而并非是政府性投资,德雷克称,近年来搜寻地外文明计划的资金越来越难筹集,随着经济衰退的持续,我们不得不将预计发现地外文明的时间表向后推迟。

科学家在过去50年一直致力于搜寻外星人

的确,古往今来,人类对地球之外的智慧生物、地球之外的文明世界的思考和探索,始终有一种经久不衰的张力。人类的好奇心和求知欲,本来就是科学得以发展的重要动因之一,探索地外文明自然也不例外。但事情又远不止如此,探索地外文明无论是在科学上还是在哲学上,都有其极为鲜明的色彩。

首先,它是人类不断扩展自己的视野,更深入地洞察自然的必然结果和重要组成部分。如今,探索地外文明不仅已成为天文学、生物学、空间科学和众多的技术领域的交会点,而且对人类创造更美好的未来也具有不可低估的潜在意义。

探讨地外文明的又一重大意义在于,它是自然科学与社会科学较为明显地相互渗透的一个领域。未来社会问题、人口问题、能源问题、战争与和平问题,特别是核战争问题,等等,都成了探讨地外文明问题时必须考究的因素;反之,对于地外文明的社会学和文化学分析,又会或多或少地渗透到预测人类未来的争论中去。

第三,关于地外文明发出的信息能否破译,涉及人类对客观世界的认识能力。地外文明向外界提供的信息及其表述方法都应该是可以认识的。这将为正确的认识论提供新的素材和例证。

第四,探索地外文明,有助于人类更深刻地认识自己在宇宙中的地位。最后,坚持不懈地搜索地外文明将为人类提供一种历史连续感。这种连续感有助于人类赢得更美好的未来。人类应该考虑得更加深远,应该学会更有效、更科学地研究和计划数十年、甚至上百年以后的事情,搜寻地外文明乃至设法与之对话,则很可能成为这类长远计划的一种榜样。那么,这种伟大的探索,什么时候才是尽头呢?也许,它永远也不会有什么尽头。可以肯定的倒是,它现在才刚刚开始。探索的结局将会如何?各种结果都有可能。我们即使以悲观的模式进行思辨,仍然会导致某些相当积极的推断,人类仍会获益匪浅。

当今人们在探索地外文明的过程中所表现出来的能动性,再次体现了现代的科学精神与古代的思辨、中世纪的宗教意识、以及近世早期的先验哲学的根本差异;而以理性指导的探索实践,则是最终解开地外文明之谜的必由之路。

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