第二卷 探索太空
第一章 科學家們的共識
一、神秘的宇宙
在群星閃爍的夜晚,仰望天際,我們就可以感覺到宇宙的神秘。就連天文學家,對宇宙的了解也不多,因為我們現有的探測手段對於這個奧妙無窮的宇宙來說仍然相當落後。我們現在認識的宇宙,僅僅是我們可以觀測到的。而暫時觀測不到的,隻能借助建立理論模型,去解釋宇宙間的諸多現象,這些都是一些猜測而已。
對於宇宙,我們究竟已經知道多少呢?
比如宇宙有多大?現在我們能觀測到的宇宙約120億光年之遠,這120億光年就是宇宙的半徑。這意味著,在宇宙盡頭的一個天體,它發出的光和電波要經過120億年才到達地球。因此,我們看到的是它120億年前的樣子。它現在又是什麼樣子?我們得過120億年才知道。至於宇宙的外麵是什麼,我們一無所知。
宇宙這麼大,它裏麵有什麼呢?要回答這個問題,得先說星係。大家知道,地球是太陽係裏的行星,太陽係又是銀河係的一個成員,而銀河係就是一個星係,它集中了至少一千億顆以上的恒星。所以,星係實際上就是一個巨大的恒星組成的大家庭。現在,我們可以說宇宙裏麵有什麼了,那就是約30億個星係和無數星際物質。這些東西占宇宙多大地方?作個比喻,它們就像是散落在大海中的一把沙子。由此我們可以想象宇宙之廣大。
另外,宇宙是怎樣誕生的?又怎樣變成現在這個樣子?這些問題一直困擾著人們。現在,天文學家有個非常好的猜測。他們發現,宇宙間的星係都在遠離我們而去,這能說明什麼呢?我們可以想象一個被不斷吹脹的氣球,氣球上有許多小螞蟻,其中的每一個螞蟻都會發現其他螞蟻離它越來越遠。這裏,宇宙就像氣球,而星係則像螞蟻,所以,"宇宙在膨脹"就是我們的結論。既然物質都在往外飛,天文學家通過研究猜測:宇宙先前很可能是一團比螞蟻還要小許多的原始物質,它有極高的溫度和密度。有一天突然一聲巨響,發生了開天辟地的大爆炸,原始物質粉碎並四向飛散,從此開始了宇宙膨脹。當然,這樣的爆炸大得超出人類的想象,先作個不很準確的類比,假若宇宙大爆炸像一枚原子彈爆炸,那真正的一枚原子彈爆炸可能比不上燒一隻鞭炮。
研究表明,宇宙的年齡大約是150億年,也就是說,這次宇宙大爆炸過了150億年,才演化成今天宇宙的樣子。別以為這些想法離奇,這可是當今公認最好的一個宇宙形成的理論,它得到了不少觀測事實的支持。
以上這些僅僅是宇宙無數神奇現象中的幾個,其實,宇宙遠比我們想象的要奇特得多,它以無比的磁力吸引著我們不斷去探索和發現。
二、科學家認為外太空有生命
宇宙間除地球以外,其他星球上是否有生命,一直是科學家潛心研究的課題之-。科學界認為物理定律在宇宙間普遍存在。據此推測,在宇宙間與地球類似的星球也一定存在。因此,外星球也一定有生命存在。但是,這隻是推論而已。
2001年7月31日,在美國加州舉行的國際光學工程科學會議上,研究人員說,他們已經發現地球大氣表層有相當多的非地球細菌。該細菌群和地球上的細菌很相似,但科學家說,這些活著的細菌位於離地球表麵這麼高的地方,它們不可能來自地球。因為離地麵高度16公裏以上的對流層的阻隔,低層的空氣不能向上傳遞。這些細菌是從太空中落到大氣層中的。科學家認為,相當於l/3噸的這種生物物質,每天從某個星球上像下雨一樣地落下來這一事實,有力地證明了外太空存在生命。
地外是否存在像人類一樣有智慧的生命呢?從自然法則在宇宙各處完全一樣去推論,地外智慧生命是存在的。為了證實這一推論,人類正在日以繼夜地通過射電望遠鏡來測聽地外文明信號。
三、人類文明水平太低
一向自恃為地球主宰、最聰明生物的人類在地球上向來自高自大,但相信離開地球後則完全是另一回事。據澳洲一名科學家表示,在外太空生物眼中,人類太過原始,因此外太空生物根本不屑與我們接觸。
1.人類進化僅稍勝細菌
新南威爾士大學天文學家萊恩威弗發表研究報告指出,其他跟地球類似的星球,平均都有64億年曆史,比僅有46億年曆史的地球多18億年。因此按照星係際進化尺度,人類可能僅比細菌優勝一點而已。
他說:"我們得到的僅有線索是,宇宙間大部分生物的進化曆史,足足比我們的早近20億年。由此推算,20億年前,我們的祖先還不過是微小的單細胞變形蟲。"
據了解,萊恩威弗計算多項因素後才得出這個結論,這些因素包括各星球的組成和毀滅過程,當中還會研究諸如鐵等重原子是否存在。
2.尋找外星人注定失敗
萊恩威弗表示,高度文明的外太空生物或許不會留意到人類,更枉論要深入接觸。他稱:"有如人類不會有興趣用自己的語言跟細菌、樹或海豚談話。若我們要找跟我們有20億年差距的外星人,我想是全無意義的。"他又稱,致力在太空尋找生命的研究人員,最終可能會發現"細菌和許多不可思議的東西,但肯定不會找到操英語的外星人或者跟人類相似的智慧生物"。
地球人太低等,外星人不屑進行第三類接觸?
英國著名物理學家霍金大膽預言,人類將會在其他星球建立殖民地,並設計出基因改良人種,然而澳洲一名科學家卻發表他的看法認為,許多外星球已經比地球早演化了18億年,自豪為萬物之靈的地球人,在星係際的排行等級中,可能隻比細菌再高一點而已。
法新社的報導指出,澳洲南威爾斯的太空學家藍維爾,在科學期刊Icarus發表研究論文,他估計還有許多像地球一樣的行星,平均年齡是64億年左右,相較於地球的46億年,這些星球的演化程度恐怕要令人瞠目結舌。而把人類放進宇宙的演化史中,我們20億年前的祖先,隻不過是單細胞的阿米巴原蟲。
藍威爾根據許多不同的因素,來判定行星的年齡,像是行星的誕生與毀滅,或是類似鐵的重原子成分多寡,因為在行星形成初期,鐵的元素還不會出現。不過超過地球人類演化20億年的生物型態為何,藍威爾卻沒有多作說明。
藍威爾表示,我們在這些高級生物眼中,不過是低等人類,當然他們也沒有什麼和我們打交道的興趣。就像我們也不會用細菌、大樹和海豚的語彙和它們進行溝通。我們總是認為,所有的優種生物,都會朝人類智能的方向進行演化。不過,如果我們真的碰到了演化超越20億年的外星人,恐怕要說些什麼都不知道。
現在人類對於探索外太空生物興致昂然,不過藍威爾表示,很可能隻會找到"細菌和其他一大堆的怪東西,不太可能會找到英語係的殖民地,或是具有人類智能的生物。"
第二章 探索太空的腳步
一、探索地外智慧生命的曆程
除了地球之外,還有別的適合生命存在的文明星球嗎?地球上的人類是宇宙中獨一無二的嗎?千百年來一直是人類苦苦探索的問題。在思考地球以外的生物世界時,人們編出種種動人的神話,例如,在中國有玉皇大帝、王母娘娘,還有月宮蟾蜍、玉兔、吳剛和嫦娥仙子等傳說;在西方則有天上諸神之王宙斯及神後赫拉、太陽神阿波羅等神話。
15世紀時,歐洲的文藝複興運動引起了人們宇宙觀的大革命。波蘭天文學家哥白尼提出的日心說,極大地動搖了延續1400多年的地心說宇宙體係。哥白尼學說的主要傳播者之一,意大利思想家布魯諾,他毫不含糊地宣揚日心說,結果竟被宗教裁判所活活燒死在羅馬的百花廣場上。關於外星人是否存在問題,布魯諾曾這樣寫到:"(宇宙中)存在著無數顆太陽,存在著無數顆繞太陽運轉的地球,就像七個行星(那時人類僅發現太陽係有七顆行星)繞著我們的太陽運轉一樣......在這些世界上居住著各種生物。"
17世紀初,意大利偉大的科學家伽利略首先把望遠鏡應用於天文觀測,從此結束了人類肉眼觀天的時代。他通過望遠鏡看到了月球上的高山、深穀和平原,發現金星也有類似月亮的環形山,發現了木星的四顆衛星、大陽黑子等等......他的一係列天文發現,啟發了他同時代人的想像力。由此,人們自然地就想到這樣一個問題:行星既然是一些在很多方麵與地球相似的天體,那麼,月球、金星、火星等天體是否也有像人類一樣的智慧生命呢?
從19世紀以來,世界各地不斷地出現目擊不明飛行物(英文縮寫為UFO)的報道或傳聞,特別是20世紀50年代開始的空間科學時代以來,"UFO"、"飛碟"、"外星人"的目擊事件與日俱增。在一些報道中,UFO像是"幽靈"一樣出沒於地球的各個地方。隨著宇宙科學的發展,人們愈來愈關切,在茫茫的大宇宙中,除了地球人之外,究竟有沒有"外星人",或者說,是否存在地外智慧生命?如果說"有",他們究竟是什麼模樣?生活在宇宙的何方?地球人應怎樣尋找他們呢?
對於UFO及飛碟現象,相信者誇誇其談、口若懸河,不信的人則不屑一顧。在20世紀70年代,全世界出現UFO、飛碟熱方興未艾的同時,許多國家都建立了各種UFO研究組織(大部分是民間組織)。1978年11月27日,聯合國第33次大會特別委員會通過了一個議程:"大會要求各有關成員國采取適當措施,對地外生命,包括不明飛行物進行科學研究和調查,並把觀測情況及對這些活動的研究通知秘書長。"請秘書長將"有關材料轉交和平利用外層空間委員會"。中國政府對此項議程投了讚成票。我國於1979年9月,成立了一個民間社團"中國UFO愛好者聯絡處",後更名為"中國UFO研究會",在全國有40多個分支機構。
此後不久,國內惟一的一本UFO刊物《飛碟探索》雜誌創刊發行。
隨著探索的深入,人們關於地外生命的想法似乎變得愈來愈具體了。在人類文化曆史上,不管是唯物主義還是唯心主義者,都有人認為地球決非智慧生命惟一的棲息地。
依照現代天文學的觀測結果,銀河係的直徑為8~10萬光年,有科學家計算過,假如銀河係有100萬個文明世界,每個世界每年必須發射10000艘飛船,才可能有一艘來到地球上。對UFO材料假裝不知,直至否定目擊者的人格,這是科學家的良心所不允許的,輕蔑與無視決不是科學方法的一部分。
1.外星人在哪裏?
隨著近代自然科學的發展,特別是天體物理學的發展,人們認識到,生命的誕生必須依靠行星的物理環境。例如地球上的許多動物,是由簡單的無機物質發展而來,其發展過程非常複雜。某些生命現象一經開始,可能會逐步向智慧生命階段發展,例如哺乳動物中的從古猿進化到人。達爾文的生物進化論在天文學上的一個影子是天體演化理論。沙普利說過,"生命是廣泛存在的,它是宇宙演化的自然產物"。
"地外生命在哪裏?他們為什麼不在白宮草坪上著陸,歡迎人類加入銀河俱樂部?"著名的意大利物理學家恩裏科·費米早在1939年曾這樣提出問題。1943年,在美國的一次科學家聚會上,費米又曾忽然發問:"他們在哪裏?"他的談話夥伴吃驚地問道:"誰在哪裏?""噢,外星人。"費米說道。其實,費米的問題是基於一係列清楚而完整的邏輯推理和觀察結果。他的意思是說,如果有的星球完成了高級智慧生命的進化過程,他們為什麼沒有像我們人類一樣,出現類似的生命形式呢?也許他們(即外星人)尚未出現,或許是距離我們太遙遠了;也許他們早已經來過地球了。
導致費米發問的推理是這樣的:首先,假設宇宙中有許多個有生命存在的行星;銀河係是由恒星、氣體和塵埃組成的直徑約10萬光年的盤狀星係,它自轉一周需2億多年的時間;銀河係年齡大致為100~150億年,銀河係包含的恒星約1000億顆,其中與太陽極其相似的恒星至少有數十億顆。據有人推測,這些恒星中,至少應有數千萬顆周圍有行星繞其運行,這些行星中至少又有數百萬顆具有生命生存的條件。既然認為生命不是上帝創造,而是自然產生的,銀河係中至少應有上萬個行星有生命存在,或保守地說,銀河係中至少存在著幾百個(存在智慧生命的)文明星球。
有學者提出,如果在150億年期間,有一個智慧生命存在的星球文明程度很高(掌握星際航行、通訊技術),則在5000萬年至1億年內,該文明就應擴張到整個銀河係--從一顆恒星到另一顆恒星,傳播文明並到處擴散智慧生物。但是,當人們環視周圍的宇宙空間時,並沒有觀測到一個有智慧生物大量湧現的天體,也沒有可信的證據表明"外星人"曾經訪問過地球。
探索太陽係外的、圍繞某恒星旋轉的行星,對於天文學家來說,至今仍是一個艱難的課題。天文學家早已認識到,長期、精確地觀測某顆恒星的運動,有可能發現它周圍是否有伴星存在。這是因為,一顆具有橢圓軌道伴星繞轉的恒星,當它在天空中緩慢運行時,在觀測上會呈現出擺動現象。目前的問題是,檢測太陽係外行星係統的所有技術還不夠靈敏、成熟,觀測到一顆恒星的擺動,還隻是探索行星存在的一種間接技術。直接的檢測意味著應得到一顆行星的圖像,以及其位置可以測量。
1983年發射成功的第一顆紅外天文衛星(1RAS),曾向地球發回了一條令人振奮的宇宙信息:在明亮的織女星的周圍,發現一些固體物質團塊的存在,雖然這些團塊的溫度很低。天文學家們分析認為,那裏很可能是一個正在形成的"太陽係",那些物質團塊應屬於正處在凝聚過程中的年輕行星。一旦環境條件適於生命繁衍,這些行星上將來也可能會有外星人棲息。
2.監收外星人的"電波"
近幾十年來,射電天文學蓬勃發展,促使人們去尋找難以想象的、遙遠的地外文明。射電天文設備包括單獨的射電望遠鏡,或組成陣列的射電望遠鏡、靈敏的射電探測器、處理收到的信息資料的電子計算機等。為了探索地外文明,也為了與"他們"進行通訊聯絡,應用射電天文技術是最佳的方法。因為這種方法是比較廉價的,大量的信息能夠以最小的代價得以發送和接收,而且這種方法是快速有效的,致使恒星際間的"對話"有可能進行。
前蘇聯著名的天體物理學家什克洛夫斯基認為,"星係際無線電通訊與恒星際無線電通訊,有一個明顯不同的重要特點,即進行星係際無線電通訊時,信號可一下子發送給幾十億顆恒星。因此,如果在這些恒星中,即使隻有一顆恒星周圍存在著高度發達的文明社會,這個信號也會被發現。實際上,在被探測的星係中,這樣的文明社會可能很多。因此,當發送各種定向的星係信號時,發現它們的文明社會是十分有把握的。然而,當向任何單一恒星的方位發射定向信號時,發現那兒存在文明的概率,或者存在生命的概率,就極其微小。"
在1928年4月3日,在荷蘭菲利浦公司實驗室工作的挪威教授史托馬,無意中收到了一組奇怪的無線電信號,其波長為31.4米。這信號每隔3秒就出現一次,極有規律。史托馬向電台總監作了彙報。後者對此極感興趣,並認為這種信號可能來自外星人。
於是,他們給對方"回電",他們仍用31.4米波長,把一組莫爾斯電碼信號每隔20秒鍾一次發射出去,連續發射了15天沒有回音,就在第16天,他們又收到了那個奇怪的、每隔3秒出現一次的信號,好像是有人企圖與地球人聯係似的。史托馬驚喜之極,於同年10月又安排了一次發射試驗,結果又收到了同樣奇妙的信號。
有關這奇妙的信號的消息轟動了新聞界,許多電台都轉而密切注視這個信號。其中,美國就有人報告在1929年2~4月期間,收到過10次這種信號。一艘法國科學考察船,於1929年5月9日無意中也收到了同樣的信號。遺憾的是,這組奇怪的信號裏麵究竟包含著什麼信息,卻沒有人能破譯出來。
直到1972年,年輕的蘇格蘭天文學家羅倫無意中發現了當時史托馬留下的珍貴記錄。他立刻被這些信號所吸引,並利用現代科學的邏輯思維對其進行研究。經過許多個不眠之夜後,羅倫宣布,他破譯了這一信號的意思,其內容是:一艘來自牧夫座星球的宇宙飛船,正在環繞太陽係飛行。
可是,怎麼證明羅倫所破譯的真實性呢?後來人們懷疑,這信號根本不是"外星人"發出的信號,因為有些射電星常常自然地發出無線電波。雖然如此,人們還是從中得到很大啟發,覺得應該主動地通過發射無線電信號與外星人進行聯係。
3.在太空中搜尋
人類在探索宇宙中各種奧秘的同時,也在探索人類自己:宇宙中隻有地球上才有生命嗎?人類是宇宙間惟一的高級生物嗎?"地外文明和外星人"已成為當今社會人們議論的最有興趣的話題。人們多麼期望能在宇宙間探索出人類的知音。
生命確實是美妙的。正是生命的繁衍才使地球上生機勃勃、氣象萬千。生命是天體演化的結果,生命存在的條件又是非常苛刻的。根據地球型的生命域來考慮,首先,生命一定要生活在有堅硬外殼的行星上。那裏要有適當的大氣,要有適宜的溫度,還必須有一定數量的水。同時,行星繞著的中心天體必須是一顆穩定的中年恒星。就太陽係來說,比較適合生命存在的環境是金星、地球和火星。其中,地球又處於最理想的環境之中,金星和火星現在還沒有發現有任何生命的痕跡。
隨著科學技術的發展,探索外星人不僅作為熱門話題,而且已提到了科學議事日程,作為一門綜合性的邊緣科學出現在學科之中。因此,探索地外文明絕不是憑願望,而是科學。作為科學,首要的任務是尋找類似太陽係的行星係。科學家們早已進行了大量的觀測和研究。不過,目前還沒有發現一個被確認的行星係。那麼,如果萬一發現有其他行星係,這裏也存在一個問題:那裏的客觀環境一定能適合生命存在嗎?這就需要具體分析了。如太陽係內的九大行星中也隻有地球上才有生命。如果有比較適合生命存在的行星環境,也必須考慮,現在有沒有高級生物?這些高級生物的文明與人類相比又如何?總之,隻有這樣具體分析,才能明確地外文明的探索方向和結局。不能簡單地否定或肯定。
探索地外文明的工作已經在進行之中。探索的範圍首先是太陽係內的行星世界,然後是比較近的恒星周圍有無行星係。探索的方法是首先對太陽係內行星進行全麵觀測和考察,了解它們的客觀環境,然後對恒星世界進行探索。對恒星世界進行探索主要采取如下三種方法--
一是如果地外文明社會比我們的科技發展水平還高,相信他們或許會主動地發出聯係信號尋找知音,他們也會掌握電磁波傳遞信號的技術。因此,我們要廣泛地接收和研究各種來自太空的電磁波信號。
這方麵的工作已從1960年就開始了,美國設計了一架收集21厘米波段信號的射電望遠鏡。選擇觀測太陽的近鄰--波江星座18號星和鯨魚星座52號星。然而,一連觀測幾個月都毫無音信。
1971年以後,一些國家又觀測了幾十顆恒星,仍毫無所獲。探索地外文明,猶如大海裏撈針。但是,科學工作者們沒有失望。
從1983年3月7日開始,美國又執行了一項極其龐大的"探索外星人"的計劃。在西班牙、澳大利亞和美國分設三座巨大的無線電天線,連續觀測4年,到1987年3月告一段落。觀測了整個天空中距地球80光年以內的773顆中年恒星。
1992年又執行高分辨微波巡視計劃。截止到1995年底,共對311顆恒星進行了23000次的觀測,從接收到的幾千種信號中,經過篩選,對其中近百種信號進行確認,目前還在研究之中。
二是我們人類不能總是等待地外文明來聯係,我們也應主動地向地外太空發射出信號,表明我們在太陽係中的存在,呼喚知音。
1974年11月16日,美國利用設在波多黎各的阿雷西博山穀305米直徑的巨型射電望遠鏡,對準武仙星座球狀星團,發出人類第一組信號,共發射3分鍾。電波以每秒30萬公裏的速度傳播,到達武仙星座球狀星團要2.5萬年。如果那裏真有我們的知音,他們迅速回電,又得2.5萬年後才能到地球。來去匆匆的電波也得5萬年。這事聽起來很玄,但確是事實。這是"功在當代,福及子孫"。我們和後人的共同努力,才能創造人類燦爛輝煌的未來。
三是人類發射探測器,除探測太陽係行星外,它們還飛出太陽係,到恒星世界中尋找知音,直接去登門拜訪外星人,到外星人家中去作客。美國發射的"先驅者"10號和11號,"旅行者"1號和2號,都已在完成了太陽係內的探測後,肩負著人類的囑托,飛出了太陽係。它們攜帶著人類的許多信息,作為人類的特使漫遊在恒星際空間。比如,"先驅者"10號正以每小時近5萬公裏的速度,朝牛郎星方向飛去。如果一帆風順的話,估計今後80萬年內,它將從銀河係中的10顆恒星附近掠過。足見,探索地外文明是一項綜合性的科學使命,過於樂觀是不現實的,過於悲觀也是沒有根據的。
我國也參加了國際上探索地外文明的科學工作。在1993年,國際無線電科聯在日本京都大會上,包括中國在內的10國射電天文學家聯合發起,籌劃建造接收麵積為l平方公裏的國際大射電望遠鏡,專門用來探測地外文明。目前,國內外專家正在我國貴州省進行選址工作,將成為我國探索地外文明的奠基工程。
4.我們孤獨嗎?
地球之外是否有生命?是否有智能生物?是否有文明?早在兩千多年前,古希臘的哲學家就已經在認真思考這些問題了。其中有一位如此寫道:"在一片曠野中隻有一株麥子,和在無限的宇宙中隻有一個生命世界,都是不自然的。"
當哥白尼發現了地球不是宇宙的中心後,這些問題又被再次提了出來。布魯諾即認為,宇宙是無限的,到處都有生命世界。這種觀念使他被處火刑。但以後的一些天文學家仍繼續思考這個問題,比如惠更斯就寫過論文說明外星人應該是什麼樣子。
這些當然都隻是沒有證據的哲學上的思考。直到1877年,意大利天文學家西亞帕拉裏(GiovanniSchiaparelli)才似乎發現了證據:他從天文望遠鏡中看到了火星上有"河道"(canali)。河道一詞被翻譯成英語時變成了"運河"(canal),這個誤譯激勵了美國商人勞威爾(PercivalLowell)投身火星觀察,在亞利桑那州建了一個天文台。到十九、二十世紀之交,勞威爾已發現了數百條火星運河。
他認為這些運河是火星人所開鑿,而火星人能夠一致合作從事如此巨大的全球性工程,表明他們的文明程度和技術水平都遠勝於地球人。美國作家威爾斯(H.G.Wells)在1898年出版的科幻小說《世界大戰》,描繪了火星人入侵地球的景象。從那以後,火星人作為外星人的代名詞,融入了美國通俗文化。
以後的天文學家們用分辨率更高的望遠鏡觀察火星,勞威爾的"運河"便不再存在了,但是他們發現火星表麵的暗度會發生季節性的變化,這會不會意味著火星上有按季節生長的大片植物?1965年美國太空探測器水手4號飛過火星,傳回了22張照片,清楚地表明了火星就像月球一樣,是一個布滿隕石坑的荒涼、死寂的世界。1976年,另一個探測器海盜號在火星著陸,不僅沒有找到任何生命的跡象,在火星的表層,連有機物的痕跡都未探測到。
至此關於火星有無生命的問題似乎有了結論了。直到1996年,美國航空航天局(NASA)的科學家宣布從一塊在南極洲發現的、據說是在1.3萬年前從火星飛來、年齡為45億年的土豆大小的隕石中發現了火星在那時候存在微生物的四條證據。他們承認,這四條證據的每一條分開來看,都可以有非生物的解釋,但合在一起,卻強烈表明火星曾經有過微生物。
盡管其他科學家大都不接受這樣的結論,但這一發現經過媒體的渲染,卻重新激發了探測火星的興趣。這一年的年底,NASA連續發射了兩顆火星探測器,傳回的圖像表明,火星表麵上曾經有過河流、湖泊甚至海洋。這些圖像經由互聯網傳遍了全世界,使得全球性"火星熱"持續不退。
地理證據表明,在38億年前,火星要比現在更溫暖、潮濕,大氣層更厚,更適於生命生存。那麼,有沒有可能找到化石?甚至在火星的地下還有生命存在?以後的幾年一係列的火星探測器將被發射去研究這些問題。預計到2010年,將會在火星上建立起全球定位係統和計算機網絡。地球上的互聯網用戶將能夠隨時看到火星探測器連續不斷地發回的錄像。這樣,我們就把互聯網延伸到了地球之外,隨時可以虛擬地訪問火星了。
在太陽係的九大行星中,除了地球之外,火星是最適宜生命生存的。如果沒能在火星上找到任何生命存在的跡象,那麼別的大行星上就更無可能。但是太陽係還存在許多衛星值得考察。
近年來越來越引起人們注意的是木星的衛星歐羅巴。這顆衛星覆蓋著厚厚的冰層,冰層底下可能是深達100公裏的海洋。新近在南極洲的冰下湖泊發現了微生物,使得人們更堅定了這種信念:隻要有水、有有機物、有能量,就很可能有生命。
宇宙中到處存在天然合成的有機物,包括氨基酸、核苷酸堿基等構成地球生命的分子,由隕石帶到各個星球。能量也到處都可以找到,除了陽光之外,火山也能提供能量。所以最稀少也最關鍵的是水。歐羅巴上是否有海洋?是否有生命?預定在2003年發射的一顆探測器將試圖回答這些問題。
如果能在火星或太陽係的其他地方發現生命,也一定是非常簡單的微生物。地外文明隻能在太陽係之外找,而按我們現在的技術水平,那是可望而不可及的,隻能等他們主動來跟我們聯係了。
如果其他地方存在高度發達的文明,而他們又像我們一樣好奇,熱衷於尋找別的文明,他們會采取什麼樣的方式呢?大家馬上想到的,可能是"乘飛碟尋訪"。但是現實並不像幻想那麼美妙。
由於各個星球之間距離極為巨大,乘飛船漫無目的地漂遊乃是一種極其昂貴、效率極低的選擇。最為便宜、方便的是發射含有信息的無線電波。無線電將以光速傳播,並可向各個方向發射。
1960年開始,人類就開始監聽從茫茫太空中傳來的無線電,試圖發現其中包含的智能信息,還因此無意中發現了脈衝星。但是這種監聽麵臨著一個問題:宇宙中充滿了各種天然形成的無線電波,地球上也存在著各種各樣的人工無線電波(電台、電視、無線電通訊、雷達等等)的幹擾。
麵對一架射電望遠鏡所收集到的巨額數據,研究人員隻能限定在一定的頻率範圍內研究較強的信號。宇宙無線電的背景噪音的頻率大多低於1千兆赫茲,而人工無線電噪音的頻率大多高於10千兆赫茲,在兩者之間是相對平靜的頻帶。宇宙中含量最多的物質中性氫發射的無線電頻率為1.42千兆赫茲,另一種物質羥基的發射頻率為1.64千兆赫茲,二者剛好都位於平靜頻帶。氫和羥基合起來變成水,所以1.42千兆赫茲到1.64千兆赫茲之間的頻帶被稱為"水孔"。
如果水的確是生命的普遍基礎,那麼地外文明最有可能選擇在"水"頻帶發射信號。目前尋找地外文明的項目都從"水孔"開始監聽,以後再擴大監聽範圍。
但是如果地外文明離我們非常遙遠,他們發來的信息可能就淹沒在那些被忽視的微弱信號之中了。如果要進一步分析微弱信號,又不是任何一台計算機所能勝任的。有人想到,每時每刻世界上都有難以數計的個人計算機開著卻無所事事,隻是在運行花哨的屏幕保護程序,為什麼不利用互聯網把這些個人計算機聯合起來組成一台超型計算機呢?
事實上以前已有計算機愛好者通過並聯運行的方式破譯密碼,也有許多數學愛好者用類似的方式尋找大素數。受此啟發,加州大學伯克利分校的"尋找地外智能"研究組於1999年5月正式啟動了"家中尋找地外智能"(SETI@home)項目。每天,他們將從世界上最大的直徑305米的阿雷西伯(Arecibo)射電望遠鏡收集來的巨額數據拆散成無數小塊,通過互聯網送到加入這一項目的個人計算機。
這些計算機在處於閑置狀態時即以"屏幕保護程序"的方式自動對這些數據加以處理,處理完了又通過互聯網送到伯克利,在那裏彙總研究。用這種方式,可使分析工作的敏感度增加10倍。隻要有一台能夠上網的個人計算機就人人能夠參與這個項目,對計算機的本職工作無影響,也不會大幅度增加聯網的時間(隻需在傳輸數據時聯網,整個過程隻有幾分鍾)。
到現在,已有170多萬台計算機加入了這個項目,運行時間累積達到了20萬年,成了有史以來最大的一項計算機工程。公眾對尋找地外文明的興趣,顯然是遠遠大於破譯密碼和尋找大素數的。
但是,破譯密碼和尋找大素數能夠有較為確切的結果,而尋找地外文明的結果極為渺茫。事實上,若我們能在有生之年發現任何存在地外文明的確切證據,是極為運氣的。但是,如果我們不去找,那麼運氣也許永遠不會降臨。
這樣的運氣會有多大呢?在1950年,物理學家費米問道:理論上人類能夠在100萬年以後飛行到銀河係的各個星球,如果我們能,那麼那些比我們早進化100萬年的外星人也應該能。
那麼為什麼他們還沒到地球來?他們究竟在哪裏?費米的意思,是我們在銀河係中很可能是孤獨的。其實對這個所謂"費米悖論"很容易反駁:可能沒有哪個文明能夠在銀河係各處殖民,可能我們離其他的文明都過於遙遠,可能還沒有哪個文明進化到能夠在星際旅行的程度,可能已有外星人在很久以前訪問過地球又走了,當然也有可能外星人正不為我們所知地觀察著我們。
二、載人航天工程--人類的壯舉
1968年12月,"阿波羅"號載人飛船飛繞月球,並平安地返回了地球。人類第一次從太空觀察了地球,在宇航員眼裏,地球恰似一顆鑲嵌在茫茫黑暗中的藍寶石。宇航員告訴地球上的人們:"地球是多麼渺小、脆弱,在浩瀚宇宙中她是一個珍貴的小斑點,你用大拇指就能把它遮蓋無遺。這時你會豁然開朗,原來在這個小斑點上、在這個藍白色的小東西上,所有的一切對你都是有重要意義的。"
1.人類的太空夢想
人類很早以前就想到太空暢遊一番了。1903年人類在地球上開設了第一家月亮公園。花50美分就能登上一個雪茄狀、帶翼的車,然後車身劇烈搖晃,最後登上一個月亮模型。同一年,萊特兄弟在空中噠噠作響地飛行了59秒,同時一位名為康斯坦丁·焦烏科夫斯基、自學成才的俄羅斯人發表了題為《利用反作用儀器進行太空探索》的文章。他在文內演算,一枚導彈要克服地球引力就必須以1.8萬英裏的時速飛行。他還建議建造一枚液體驅動的多級火箭。
1919年,美國馬薩諸塞州性情孤僻的羅伯特·戈達德用複雜的計算說明,登月火箭是可以製造出來的。"戈達德"這個名字在美洲大陸很快傳為笑柄。戈達德在姨媽的農場裏深居簡出,並於1926年3月16日成功地點燃了曆史上第一支液體驅動火箭。
1923年,研究凡爾納的專家兼物理學家海爾曼·奧伯特發表了一本長達92頁、公式連篇的小冊子。他想使這本名為《奔向太空的火箭》的小冊子成為宇航的初級課本。
奧伯特指出,火箭也可以在真空中飛行,而且速度比逸出的驅動氣體要快,"在一定條件下會出現一種效率特別高的飛行器,它能輕而易舉地飛抵另一個陌生的天體"。他畫出一張包括太空導彈的宇航站的草圖。似乎很自然,這個宇航幻想家也已考慮建造一個太空鏡,以"消滅行進的軍隊和後勤供給、燒毀整個城市和造成最大的損失"。奧伯特的文章激起了宇航的巨大興趣。當時人類似乎隻有一個願望---離開地球。