如果宇宙是“黑暗森林”，我們?yōu)楹我筚M周章地尋找外星人
發(fā)布人：中國科學(xué)報
時(shí)間：2022-06-20
來(lái)源：工程師
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近日，關(guān)于UFO、地外氨基酸等與尋找地外生命有關(guān)的消息頻頻登上熱搜。
自1960年天文學(xué)家德雷克發(fā)起人類(lèi)歷史上第一個(gè)SETI（Search for Extra-Terrestrial Intelligence，搜尋地外文明）項目起，迄今已60余年。
這60多年中，為了尋找外星人，人類(lèi)做過(guò)哪些努力？收到過(guò)哪些信號？為什么德雷克、卡爾·薩根等科學(xué)家對尋找外星人熱情滿(mǎn)滿(mǎn)，而霍金、布林等科學(xué)家卻極力反對？聽(tīng)了劉慈欣在《三體Ⅱ》對“黑暗森林”的解釋后，你贊同尋找外星人嗎？
SETI的歷史——從一部科幻電影說(shuō)起
1997年，美國上映了一部科幻電影，叫《超時(shí)空接觸》（Contact）。
電影的女主角艾麗從小就對宇宙充滿(mǎn)好奇，長(cháng)大后成為了一名優(yōu)秀的天體物理學(xué)家。
她致力于尋找外星人的SETI活動(dòng)，并將全部身心都投入到了這項希望渺茫的事業(yè)中。
某天黃昏，艾麗在耳機聽(tīng)到了一個(gè)特殊、美妙的規律信號，經(jīng)辨別，這一信號來(lái)自距離地球26光年的織女星，人類(lèi)終于收到了外星文明發(fā)來(lái)的信息。
面對浩渺宇宙，對同等智慧生命的好奇和尋求是人類(lèi)的天然之心。
《超時(shí)空接觸》電影的編劇——美國天體物理學(xué)家、科幻作家卡爾?薩根正是現實(shí)中SETI的主要發(fā)起者之一。
卡爾?薩根對外星文明的想象和期許是善意的。他的名言——“如果宇宙中只有我們，那就太浪費空間了”，貫穿于這部電影的開(kāi)頭、中段和結尾。
SETI的主要手段是，通過(guò)射電望眼鏡等先進(jìn)設備接收從宇宙中傳來(lái)的電磁波，從中分析有規律的信號，希望借此發(fā)現外星文明。
SETI信奉的原則是，如果外星生物的科技發(fā)展到一定階段，他們可能會(huì )像我們一樣使用無(wú)線(xiàn)電波傳達信息（如發(fā)明出電視、雷達等物），這樣就會(huì )有微量的輻射從他們居住的星球中泄漏出來(lái)。
此外，外星人可能會(huì )有意識地向宇宙中****信號，希望與其他智慧生命進(jìn)行溝通，而我們要做的，就是從充斥著(zhù)各種輻射的宇宙背景中將外星文明的信號識別出來(lái)。
提起SETI行動(dòng)，總是要提起弗蘭克?德雷克，他是比卡爾?薩根更重要的先驅者。
1960年，美國天文學(xué)家德雷克發(fā)起了人類(lèi)歷史上第一個(gè)SETI項目——奧茲瑪計劃。奧茲瑪計劃的名字來(lái)源于童話(huà)《綠野仙蹤》。
雖然弗蘭克對“奧茲瑪”有著(zhù)很美好的想象，但計劃操作卻有相當大的問(wèn)題。
首先，弗蘭克當時(shí)只有一臺口徑為26米的射電望眼鏡（這與“中國天眼”500米口徑球面射電望遠鏡相比實(shí)在微不足道），在無(wú)法掃描整個(gè)天空的情況下，望眼鏡應該指向哪里呢？
更關(guān)鍵的問(wèn)題在于，選擇哪一個(gè)頻率進(jìn)行監聽(tīng)呢？我們使用收音機的時(shí)候知道，如果頻率沒(méi)有調準，就不可能收到電臺，只能聽(tīng)到噪音。
可是我們很難知道，外星人究竟選擇哪一個(gè)頻率****信號。
最終，德雷克將望眼鏡對準了鯨魚(yú)座的τ星和江波座的ε星，這兩顆恒星的情況與太陽(yáng)比較相似，距離地球分別為10.5光年和12光年。
在監聽(tīng)頻率的選擇上，最終確定為1420.405兆赫。德雷克和其它科學(xué)家一致認為這一頻率是比較特殊的，很可能便是外星人向太空傳達信息的首選頻率，因為這是宇宙中數量最多的氫原子****出來(lái)的電磁波頻率，絕大多數擁有射電望眼鏡技術(shù)的外星文明都可以探測到這一頻率的信號。
德雷克的團隊對兩個(gè)星系進(jìn)行了150小時(shí)左右的監聽(tīng)，除了收到兩次飛機****的信號外，并沒(méi)有截獲任何來(lái)自外星的信息。
人類(lèi)歷史上的第一次SETI實(shí)驗失敗了。
在此之后，其它更大規模的SETI項目相繼展開(kāi)，如，1973年啟動(dòng)的俄亥俄州的“大耳朵”SETI計劃、1995年啟動(dòng)的“鳳凰”SETI計劃等。
從被動(dòng)走向主動(dòng)：給外星人發(fā)信息
既然對宇宙中其他生命的好奇是人類(lèi)的天然之心，那么總有一些“大膽者”希望采取更為主動(dòng)的措施。早在SETI持續十年無(wú)果的時(shí)候，薩根等人就已經(jīng)按捺不住了。
如何才能盡快與外星文明取得聯(lián)系呢？
那就是，主動(dòng)向太空發(fā)送我們的信息?！吧讲痪臀?，我去就山”。
1972年和1973年，美國相繼****了兩個(gè)空間探測器，“先驅者10號”和“先驅者11號”，這兩個(gè)探測器的主要探測目標分別是木星和土星。
與此前****的一系列“先驅者號”不同的是，10號和11號在完成探測任務(wù)后將憑借慣性飛出太陽(yáng)系，飛往宇宙深處。
更加特別的是，兩個(gè)探測器上都載有一件特殊的物品——人類(lèi)送給外星人的禮物。
先驅者鍍金鋁板 作者供圖
這一“禮物”實(shí)質(zhì)上是一塊非常輕盈的鍍金鋁板，由卡爾?薩根和弗蘭克?德雷克共同設計，由薩根的妻子執筆完成，力圖用一幅畫(huà)向外星人介紹我們的文明以及我們的星球。
圖畫(huà)中最醒目的是一男一女兩個(gè)裸體的地球人類(lèi)的形象，男性做了一個(gè)“招手”的動(dòng)作，在人類(lèi)的肢體語(yǔ)言中表示著(zhù)友好。
在男性的旁邊有一個(gè)矩形的圖案，代表著(zhù)先驅者探測器的外形輪廓，其主要目的是比照出人體相對于探測器的大小。
圖畫(huà)的左上角刻有一個(gè)氫原子內自旋躍遷的圖像，傳達了人類(lèi)文明對微觀(guān)世界的認識程度。
左側放射性的圖案則表示銀河系中14顆脈沖星的脈沖訊號周期，圖案中線(xiàn)條的長(cháng)度表示這些脈沖星相對于太陽(yáng)系的距離。
外星人一旦讀懂了這一圖像，可以推斷出探測器的****時(shí)間，更可以據此找到太陽(yáng)系在銀河系中的具體位置。
這份禮物實(shí)質(zhì)上已經(jīng)完全暴露了我們的坐標。
人類(lèi)主動(dòng)向太空“送禮物”的事情還不止發(fā)生了一次。
1977年8月和9月，美國又先后****了“旅行者1號”和“旅行者2號”兩艘航天器，其上各攜帶了一張銅質(zhì)鍍金激光唱片，唱片的壽命預計可以達到10億年。
這張唱片容納了115幅圖片、35種自然界的聲音、近60種世界語(yǔ)言口述的問(wèn)候語(yǔ)、27種世界著(zhù)名的樂(lè )曲等。
近60種問(wèn)候語(yǔ)中有中國的普通話(huà)以及閩南語(yǔ)、粵語(yǔ)和吳語(yǔ)3種方言。管平湖演奏的中國古琴曲《流水》月入選其列。
如今，先驅者10號、11號均已失去聯(lián)絡(luò )，最后接收信息的時(shí)間分別是2003年和1995年，我們只知道飛船已經(jīng)達到逃逸速度，將永遠離開(kāi)太陽(yáng)系。
2013年9月，美國航天局NASA宣布旅行者1號已經(jīng)飛出了太陽(yáng)系，進(jìn)入了星際空間，旅行者2號已經(jīng)接近太陽(yáng)系的邊界。
但是旅行者1號和2號的核電池也即將失效與我們永久失去聯(lián)系。
在“先驅者”和“旅行者”將禮物送上太空的同時(shí)，德雷克和薩根又做了另一件事——用射電望眼鏡主動(dòng)對太空****無(wú)線(xiàn)電定位信號，這種行為可以被看作是“主動(dòng)SETI”。
人類(lèi)的第一次“主動(dòng)SETI”行動(dòng)發(fā)生在1974年，德雷克用阿雷西博望眼鏡向距離地球25000光年之遙“M13球狀星團”****了1679比特的信息，持續時(shí)間為3分鐘。
“阿雷西博信息”中主要包含了七個(gè)部分的內容，由德雷克和薩根精心編寫(xiě)，用最基本的數字表達元素，用元素組成分子式，再由分子式構成生命，構成人類(lèi)，具有層層嚴密的邏輯關(guān)系。
但是很多人懷疑外星人是否能破譯該信息，畢竟，外星人可能與地球人有著(zhù)完全不同的思維模式，或者說(shuō)，是與我們完全不同的存在。
不過(guò)，即使人類(lèi)真能收到“M13球狀星團”的回信，那也至少是50000年之后的事情了。
自從“阿雷西博信息”****之后，人類(lèi)又進(jìn)行了三次規模較大的“主動(dòng)SETI”行動(dòng)，分別是“宇宙呼喚1999”（俄羅斯）、“青少年信息”（俄羅斯）和“宇宙呼喚2003”（俄羅斯、美國、加拿大）。
后三次****的信息量以及****功率都遠遠大于1974年的“阿雷西博信息”。
事實(shí)上，無(wú)論是用射電望眼鏡向宇宙中呼喊，還是將攜帶地球信息的航天器送入太空，二者都是試圖主動(dòng)接觸地外文明的行為，這種行為又被稱(chēng)為METI——“發(fā)送信息給地外文明”(Message to the Extra Terrestrial Intelligence)。
其基于的設想是，外星人之所以還沒(méi)有出現，是因為他們不知道人類(lèi)的存在，如果我們主動(dòng)向宇宙中發(fā)送地球的信息，外星人收到后將與我們聯(lián)系。
爭議：要不要主動(dòng)發(fā)送信號
在國際上，METI是一項有爭議的活動(dòng)，有很多知名人士是反對METI的。
英國射電天文學(xué)專(zhuān)家馬汀?賴(lài)爾是較早反對METI的人士之一。
他警告說(shuō)，外星的任何生物都可能是充滿(mǎn)惡意而又饑腸轆轆的，主動(dòng)與其聯(lián)系可能會(huì )招致殺身之禍。
同時(shí)，賴(lài)爾還寫(xiě)信給國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì )，呼吁頒布國際禁令，專(zhuān)門(mén)針對地球上那些企圖與外星人建立聯(lián)系、或主動(dòng)向其發(fā)送信號的行為。
另一個(gè)反對METI的大人物是斯蒂芬?霍金。2010年，霍金編劇并制作了一組紀錄片《與霍金一起了解宇宙》，在美國探索頻道播出。
該紀錄片共有三集，其中用整整一集的篇幅討論了外星人問(wèn)題。
霍金說(shuō)，用純粹數學(xué)的方式思考，光從數字上就能得出外星人一定存在的結論。外星生命的形態(tài)應該是多種多樣的，不排除演化出能威脅到人類(lèi)的智能生物的可能。
這些生物可能已經(jīng)獲悉了長(cháng)生的秘密，耗盡了母星的資源，走上了征服宇宙的道路，甚至可以動(dòng)用恒星級別的能量，直接撕裂空間、制造蟲(chóng)洞到達預定目標進(jìn)行掠奪。
人類(lèi)主動(dòng)尋求與外星人的接觸是十分危險的，外星人一旦來(lái)到地球，可能就像哥倫布發(fā)現美洲大陸，其結果對于當地印第安人來(lái)說(shuō)當然不是什么好事。
同樣反對METI的還有大衛?布林，他是美國物理學(xué)家，更以寫(xiě)科幻小說(shuō)而著(zhù)名。
對于為何至今聯(lián)系不到外星人，布林提出了一個(gè)有趣的理論叫做“大沉默”。
布林說(shuō)，“如果高級的地外智慧生命選擇了沉默，我們難道不應該選擇和他們一樣的做法？或者，至少稍微觀(guān)望一下吧？很可能，他們沉默是因為知道一些我們不知道的事情?！?/span>
布林認為，宇宙中可能存在一些人類(lèi)尚不知曉的危險和規則導致了“大沉默”的發(fā)生，目前比較明智的策略是采取SETI而不采取METI。
與賴(lài)爾、霍金等人的惡意推斷不同的是，卡爾?薩根與薩特塞夫等METI的支持者對接觸的結果有著(zhù)相當正面的預測。
薩特塞夫認為，擁有更先進(jìn)科技的外星文明世界必然是“文明”的，他們會(huì )對我們——同作為宇宙中稀少的智慧存在表現出友好和愛(ài)護。
薩特塞夫甚至相信，外星人會(huì )向我們傳授知識與經(jīng)驗，將人類(lèi)從核武器、戰爭和環(huán)境污染的危境中拯救出來(lái)。
聯(lián)系外星人不僅不是一種冒險，而且還是非常必要的，其將對人類(lèi)文明的發(fā)展和持續起到至關(guān)重要的“啟迪”作用。
在劉慈欣的科幻小說(shuō)《三體》中，中國科學(xué)家葉文潔同樣是地外文明的狂熱擁護者，在被捕后，她與地球上的審訊官進(jìn)行了這樣的對話(huà)：
（以下文字摘自劉慈欣的《三體Ⅰ》）
“審問(wèn)者：你了解三體文明嗎？
葉文潔：不了解，我們得到的信息很有限，事實(shí)上，三體文明真實(shí)和詳細的面貌，除了伊文斯等截留三體信息的降臨派核心人員，誰(shuí)都不清楚。
審問(wèn)者：那你為什么對其抱有那樣的期望，認為他們能夠改造和完善人類(lèi)社會(huì )呢？
葉文潔：如果他們能夠跨越星際來(lái)到我們的世界，說(shuō)明他們的科學(xué)已經(jīng)發(fā)展到相當的高度，一個(gè)科學(xué)如此昌明的社會(huì )，必然擁有更高的文明和道德水準。
審問(wèn)者：你認為這個(gè)結論，本身科學(xué)嗎？”
審問(wèn)者最后的反問(wèn)恰可以看作是對那些企盼外星文明來(lái)充當救世主的科學(xué)家們的最好的反駁。
想想看擁有先進(jìn)科技的西方人是怎樣對待落后的印第安人和非洲人的，就不難得出結論：科技的昌明程度與文明和道德水平并無(wú)正相關(guān)關(guān)系。
“不要和外星人說(shuō)話(huà)?！?/span>
宇宙中到底有沒(méi)有外星人？
1961年，在美國綠岸附近的天文臺，德雷克主持首個(gè)地外文明搜索的學(xué)術(shù)討論會(huì )時(shí)，他和年輕的卡爾?薩根提出了著(zhù)名的“德雷克公式”（又被稱(chēng)為薩根公式）用以估測銀河系中存在的高等文明的數目。
從數學(xué)上來(lái)講，德雷克公式（N=R×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×L）表明，宇宙中存在外星人的概率是很大的。
地球只是繞太陽(yáng)旋轉的8顆行星之一，太陽(yáng)只是銀河系中2000多億顆恒星中的一顆，如果放眼整個(gè)宇宙，銀河系又僅僅只是1000多億個(gè)星系中并不特別的一個(gè)。
即使目前銀河系內的高等文明只有人類(lèi)一個(gè)（也就是所謂的N值等于1），在1000多億個(gè)星系中，我們也不可能再妄自尊大下去。
這就是霍金所說(shuō)的，“用我的數學(xué)頭腦思考，光從數字上就可以得出存在外星人的結論?！?/span>
“可是他們在哪里呢？”
1950年夏天，在某日早餐后，費米也曾隨口發(fā)出這樣的疑問(wèn)。如果外星人存在的話(huà)，他們早就應該出現了。由于費米的巨大聲望，這隨口一問(wèn)便流傳開(kāi)來(lái)，成為了著(zhù)名的“費米悖論”。
的確，從第一次工業(yè)革命至今不過(guò)短短300年，人類(lèi)已經(jīng)登上了月球，****了許多衛星和航天器，其中“旅行者1號”已經(jīng)飛出了太陽(yáng)系，飛向了更廣闊的宇宙空間，如果銀河系內存在另一個(gè)與我們智能相近、發(fā)展速度相近，卻比我們早誕生一億年的文明，他們的殖民統治應該早已經(jīng)遍及整個(gè)銀河系了。
世界上很多科學(xué)家、科幻作家都曾試圖對這一問(wèn)題進(jìn)行回答，其中引人注目的解釋有以下幾種：
第一種解釋是，外星文明曾經(jīng)存在過(guò)，但是他們還未發(fā)展到能夠星際殖民的程度就已經(jīng)消亡，譬如說(shuō)，因為核戰爭、環(huán)境污染及不可抗的災禍等等原因。
這一種解釋帶給我們的思考是，“文明”究竟能生存多長(cháng)時(shí)間？人類(lèi)目前的發(fā)展是不是無(wú)以為繼的？不久后的我們是否也將面臨相同的命運？
第二種解釋是，我們是銀河系中唯一的智慧文明。
即使其它星系中有更高級的文明，他們的勢力目前也無(wú)法伸向銀河系。
這樣一來(lái)，也就意味著(zhù)，人類(lèi)是當前最有可能發(fā)展成Ⅱ型文明的種族。
如果成功完成了這一歷史使命，我們的后代將自由地穿梭在星際間，最終在銀河系建立起龐大的、屬于人類(lèi)的銀河帝國。
第三種解釋是，外星文明是存在的，但是他們故意不讓我們發(fā)現。
地球是外星人的一個(gè)“實(shí)驗室”，甚至是“動(dòng)物園”，他們默默地觀(guān)察著(zhù)我們，企圖知道一個(gè)不受地外影響、自發(fā)生長(cháng)的文明最終會(huì )變成什么樣子。
所以說(shuō)，人類(lèi)進(jìn)行再多的SETI和METI都是徒勞的。
除了上述三種解釋外，還有許許多多的精彩解釋。
近年來(lái)，中國作家劉慈欣在《三體Ⅱ》中提出了另一種回答——“黑暗森林”法則。這一解釋是與大衛?布林的“大沉默”一脈相承的，但是卻更加精致，也更加令人膽寒。
劉慈欣的“黑暗森林”法則基于兩條基本公理和兩個(gè)重要概念。
兩條基本公理是：
一、生存是文明的第一需要。
二、文明不斷增長(cháng)和擴張，但宇宙中的物質(zhì)總量保持不變。
兩個(gè)重要概念是：
一、猜忌鏈。
由于宇宙十分浩大，文明與文明的距離非常遙遠，又由于光速不可超越，所以宇宙的不同文明之間不可能建立起有效的溝通和相互的信任，這就導致了“猜忌鏈”的產(chǎn)生。
譬如說(shuō)，人類(lèi)想要與一個(gè)100光年遠的文明進(jìn)行溝通，從發(fā)出消息到接收回音至少要經(jīng)過(guò)200年。
我們怎能知道200年間發(fā)生了什么呢？他們的回音、他們的態(tài)度還剩下多少可信度呢？既然有效的溝通無(wú)法建立，我們就無(wú)法確認外星生物是善意還是惡意。
即使我們相信他們是善意的，也無(wú)法得知在他們眼中我們是善意還是惡意。
這樣的“猜忌鏈”可以延伸到無(wú)限長(cháng)，其結果是任何一個(gè)文明都不可能信任另一個(gè)文明。
二、技術(shù)爆炸
人類(lèi)文明有五千年的歷史，而現代技術(shù)則是三百年內發(fā)展起來(lái)的，從時(shí)間尺度上來(lái)說(shuō)，這根本不是發(fā)展，而是爆炸。
同樣的，任何文明都可能發(fā)生這樣的“技術(shù)爆炸”，但不知何時(shí)發(fā)生。
所以說(shuō)，即使與我們聯(lián)系的外星種族的技術(shù)水平遠遠落后于我們，他們也可能隨時(shí)發(fā)生“技術(shù)爆炸”，迅速超越我們，甚至威脅到我們！
這兩條基本原理和重要概念勾勒出的宇宙圖景是：
宇宙中的各個(gè)文明必然以自身的生存為第一目標進(jìn)行資源爭奪，他們不可能信任另一個(gè)文明，也無(wú)法確保自己處于技術(shù)領(lǐng)先的優(yōu)勢地位。
這樣一來(lái)，一、讓你知道我的存在，二、讓你繼續存在下去，對于“我”來(lái)說(shuō)都是危險的。
這就是宇宙的“黑暗森林”法則，也是外星文明集體“大沉默”的原因。
“宇宙就是一座黑暗森林，每個(gè)文明都是帶槍的獵人，像幽靈般潛行于林間，輕輕撥開(kāi)擋路的樹(shù)枝，竭力不讓腳步發(fā)出一點(diǎn)而聲音，連呼吸都小心翼翼：他必須小心，因為林中到處都有與他一樣潛行的獵人。如果他發(fā)現了別的生命，不管是不是獵人，不管是天使還是魔鬼，不管是嬌嫩的嬰兒還是步履蹣跚的老人……能做的只有一件事：開(kāi)槍消滅之。在這片森林中，他人就是地獄，就是永恒的威脅，任何暴露自己存在的生命都將很快被消滅，這就是宇宙文明的圖景，這就是對費米悖論的解釋?！?/span>
總的來(lái)說(shuō)，劉慈欣給我們的告誡是：
“不要和外星人說(shuō)話(huà)?！?/span>
（作者李月白為科技史博士、上海交通大學(xué)錢(qián)學(xué)森圖書(shū)館館員，江曉原為上海交通大學(xué)馬克思主義學(xué)院講席教授）
編輯 | 李蕓
排版 | 郭剛
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