第一卷上部說史

第一章引子

黃昏,美國新墨西哥州的荒原上。

巨大的射電望遠鏡陣列靜靜地躺在天空下,每一個乳白色的拋物麵都像一隻巨大的眼睛,凝望著宇宙深處。

天文學家愛麗微閉著雙眼,頭上戴著高靈敏的監聽耳機,半躺在自己敞篷跑車的擋風玻璃上。像這樣的夜晚,愛麗這四年來不知道度過了多少個。她喜歡耳機中傳來的“嘶嘶”聲,那是100多億年前宇宙大爆炸的回響,靜謐、和諧,在愛麗耳中,它們就像音樂一樣美妙。

愛麗覺得自己快要睡著了,那種感覺就像是飄蕩在宇宙深處,耳中的聲音就是億萬星辰的竊竊私語。忽然,她察覺到“嘶嘶”聲中似乎夾雜著一點不同的東西,仿佛是一種輕微的腳步聲,從宇宙深處向她走來。

腳步聲越來越響。

愛麗猛然睜開眼睛,她發現這不是夢。

難道說,真的來了?

愛麗兩手緊緊捂住耳機,激動地聆聽。

沒錯,確實是“他們”來了。腳步聲越來越響,越來越響,很有節奏的脈衝信號一陣陣地擊打著愛麗的耳膜。

“哦,我的天,這是真的!”

愛麗迅速地抓過手邊的無線電對講機,一邊啟動汽車一邊衝著對講機喊道:“赤經,18點36分52秒;赤緯,+36度,46分56秒,請核實。重複一遍,赤經,18點36分52秒;赤緯,+36度,46分56秒,請核實。”

監控室中,愛麗的同事們聽到了對講機中的呼叫,立即從椅子上蹦了起來,“我們聽到了,正在調校天線。赤經,18點36分52秒;赤緯,+36度,46分56秒。”他們瞬間忙碌起來,不停地敲打鍵盤,開啟了能開啟的所有設備。

對講機中,繼續傳來愛麗的聲音,“這很有可能是連串的脈衝,調校所有的望遠鏡,對準目標。查看參考支距,用27號天線檢查離軸輻射,讓維利把大功率的音響係統打開。”

“收到!”

愛麗終於飛馳到監控室門口,她跳下車,一邊朝樓梯飛奔,一邊對著對講機喊道:“L0頻率保持不變,千萬別讓它跑掉!如果信號消失就重新掃描你能想到的所有頻段。”

“收到,係統正常。”

愛麗衝進監控室,直撲主控電腦,大聲喊道:“兄弟們,快告訴我,頻率找到沒?”

同事:“有極化的脈衝,振幅經過調節,我已經鎖定了。”

愛麗:“頻率是多少?”

同事:“40.26 23千兆赫,氫波段乘π。”

愛麗:“我早就說過肯定是氫波段。信號來源鎖定了嗎?”

同事:“我正在一個個排除,不是軍用頻率,也不是航天器,方向來自織女星,距離26光年。”

愛麗:“能把脈衝信號接到音響上嗎?”

同事:“正在接入。”

很快,音響中傳來了強勁有力的“腳步聲”,那是強烈的脈衝信號,非常有節奏,可以清晰的聽出“長”“短”音。

不一會兒,愛麗就聽出來了。每一個長脈衝過來,都包含若幹個短脈衝,這顯然是在報數。

“3、5、7、11 ”愛麗一邊數,一邊大聲地說出來。“沒錯,這是素數,這就證明了絕不是自然現象。唯一合理的解釋是:這是來自織女星係的外星文明信號。”

一個足以震驚全世界的事件發生了——人類首次截獲了來自外星文明的無線電信號。

親愛的讀者,你可能已經猜出來了,上麵這段是科幻電影的情節。沒錯,這是1997年公映的好萊塢大片《超時空接觸》(Contact)(主演:朱迪·福斯特)中一段緊張刺激的情節。這部影片根據美國天文學家卡爾·薩根的同名小說改編,是所有科幻迷珍藏的經典影片。

科幻電影中的這些情節在現實中可能會發生嗎?我的回答是肯定的。而且,可能性非常大,極有可能在未來的五十年內發生。

我相信此時你的腦中一定會冒出這樣一個問題:大哥,到底有沒有外星人啊?

每當我在一群人中表示自己對天文和宇宙略知一二時,總是會被問及這個問題。我必須承認,這是一個我不能回避的首要問題,我的回答也必須跟問題一樣簡單直接。我不會和那些閃爍其詞、模棱兩可的“專家”們同流合汙,給你一個常在算命先生那裏聽到的說法。我將給你一個直截了當的回答:有,但從未到訪過地球。

這並不是我一拍腦袋的答案,這個回答也是目前主流科學界的共識。不管你看過多少講UFO、外星人的電視片,也不管你在電視上看到過多少貌似“科學家”的人物出來煞有介事地跟你講地球上的不明飛行物有可能就是外星人什麼的,都無法改變這個客觀事實,那就是:在目前的主流科學界幾乎是一致地認為外星人存在但從未到訪過地球。

科學是重事實,講道理的,得出的這個可能讓你頗為失望的結論有什麼依據嗎?科學家們憑什麼達成這樣的共識呢?這就是本書試圖要給各位讀者解答的。

為了要把這個問題講清楚,我們首先要搞清楚外星人的定義。本書中所稱的外星人指的是地球以外的智慧生命。外星人長的是不是人形並不重要,但起碼應該符合我們目前對生命基本形式的認識。比如,我們所知的任何生命都離不開液態水,並且都是基於化學元素碳(C)的有機分子組合成的複雜有機體。當然,以我們人類對宇宙的淺薄理解,我們無法否定這個宇宙中可能存在著完全不同於地球生命形式的智慧生命,我們可能對某些未知的生命形式完全一無所知。但對於未知的生命形式我們是無從研究的,我們隻能基於已知的生命形式去尋找外星人,未知的生命形式不在本書探討的範圍之內。

本書分為三個部分。上部將向您講述人類探索外星文明150年的精彩曆程。在這過去的150年中,我們經曆過無數激動人心的時刻。從曆史的角度來說,人類隻是在尋找外星人的道路上跨出了一小步,未來之路可能還有很長很長。但是已經跨出的這一小步卻已經是跌宕起伏,充滿著無數驚喜和失望了。中部則用嚴謹的邏輯來分析外星人存在的可能性,帶你深入了解著名的費米悖論。麵對這個困擾了無數人的世紀難題,直到今天,科學家們仍爭論不休。在本書的下部,我將與所有的讀者分享我製訂的外星人入侵防禦計劃,拋磚引玉,希望能激發讀者們的想象。最後,你們還將讀到一篇精彩的中篇科幻小說,我試圖把本書講到的各種知識都融入最後的這篇小說當中。

閑話不多說,這就跟我回到人類探尋外星人的起點,讓我們扣緊安全帶,一場科學與曆史的懸疑過山車已經緩緩啟動了。

第二章火星上的細線

公元1877年,這在任何一本曆史教科書中都不是一個什麼特殊的年份。在中國,正值光緒三年,大清帝國正處在風雨飄搖中,新疆的少數民族鬧起了獨立,慈禧太後發兵先後收複了新疆的吐魯番、阿克蘇城等地。這一年的世界曆史也顯得非常平淡,找不出什麼值得一提的大事件。然而,這一年的8月份,對於尋找外星人來說卻有著特殊的意義。

在意大利的布雷拉天文台,42歲的天文學家夏帕雷利正興奮地準備著晚上的天文觀測,他為了這一天已經準備了兩年多。在這個天氣異常晴朗的夏夜,火星將和太陽、地球處於一條直線上,這就是所謂的“火星衝日”。而且這一天剛好又是火星與地球距離最近的日子,這兩個巧合就構成了“火星大衝”。這是平均每兩年一次觀測火星的最佳日子。夏帕雷利是一個火星迷,他執著地觀測火星已經十多年了,這個被稱為“戰神”的紅色星球讓他如此著迷。在過去的十多年中,他經常有一些令人激動的發現。夏帕雷利有一種強烈的預感,覺得今天將會成為他一生中最值得紀念的日子。

望遠鏡技術在這幾年中有了很大的發展,折射式望遠鏡的技術已經日臻完美,口徑也越來越大。夏帕雷利使用的這台80厘米口徑的折射式望遠鏡製作精良,機械性能非常好,可以靈活、穩當地轉動角度來補償地球自轉,從而可以長時間地穩定對準火星進行觀測。這天晚上,火星大衝如約而至,夏帕雷利熟練地將望遠鏡對準了這顆迷人的紅色星球。

這天晚上的觀測條件實在是空前的好,火星也十分明亮,在望遠鏡中呈現出一個清晰的暗紅色圓斑。在火星的北極,有白色的極冠,非常顯眼。在整個火星表麵有著明顯的明暗變化,對這些明暗區域,夏帕雷利已經細致地研究了很多年,並且繪製出了較為詳盡的火星地圖。他堅信那些暗區是火星上的湖泊和海洋,而亮區則是大陸。夏帕雷利給這些湖泊和大陸都起了生動的名字,他的目光緩緩地掃過太陽湖、塞壬海、亞馬遜平原 這些地方他已經相當熟悉,他在繼續尋找著未曾發現過的火星特征。時間不知不覺地過去了很久,夏帕雷利有點累了,他起身揉了揉微微發紅的眼睛,又閉目休息了一會兒,但沒過多久他又堅持爬上了天文台的觀測椅。像這樣的觀測條件是很多年才能遇上一回的,他不想浪費任何一分鍾。

那個暗紅色圓斑又出現在了夏帕雷利的眼中,還是那些熟悉的明暗區域和極冠。不過,等等,夏帕雷利突然看到了過去從未看到過的東西,那是什麼,若隱若現的。他盡可能地睜大了眼睛,仔細地辨認。哦,沒錯,確實有一些細細的條紋連接著暗區和亮區,這是他以前從未發現的。這些條紋是如此之細,顏色是如此之暗,但是在今晚有利的觀測條件下,終於讓夏帕雷利看到了。夏帕雷利的神經一下子就繃緊了,他抑製住興奮的心情,馬上開始了繪製工作,生怕這些條紋會因為天氣的變化而消失掉。時間一點一點過去,天空逐漸亮了起來,而火星則逐漸暗淡下去,條紋消失不見了。夏帕雷利起身走下了觀測椅,激動地看著手裏這張畫滿了線條的草圖,他在想:這些線條到底意味著什麼呢?

夏帕雷利一直認為火星上的暗區是湖泊海洋,而亮區則是大陸,那麼連接湖泊海洋和大陸的細細條紋隻有一個解釋,那就是“水道”(意大利語:canali)。這一發現震驚了整個天文學界。夏帕雷利是當時天文學界的翹楚,他的任何發現都有著非常高的可信度。一時間,這個消息傳遍了全世界,不過在傳播的過程中,“水道”被傳為了“運河”。一方麵,有語言翻譯的問題;另一方麵,顯然“運河”比“水道”更具備傳播衝擊力。

沒過多久,全世界的天文迷們都在說:火星上發現了運河!

第三章與幹旱鬥爭的“火星人”

夏帕雷利的這個發現讓全世界的天文學家都對火星著了魔,地球上幾乎所有的天文台都將望遠鏡對準了這顆可能存在火星人的紅色星球。

在與意大利相鄰的法國,同樣有一位對火星癡迷了十多年的天文學家,他的名字叫弗拉馬利翁(後麵簡稱為弗翁)。此時,年僅35歲的弗翁已經是法國天文學會的首任會長了,他手裏正拿著自己親手創辦的《法國天文學會公報》,看著上麵有關夏帕雷利發現火星運河的報道,心裏像打翻了五味瓶,不是滋味。弗翁有點憤憤不平:夏帕雷利雖然比我年長了那麼幾歲,但是在對火星的熱愛程度和研究深度上都比我要差,沒想到這麼重大的發現居然讓他首先做出了。唉,既生瑜何生亮啊 No,我絕不能就此服輸,必須重新奪回火星研究界的第一把交椅!

有趣的是弗翁不僅是個天文學家,還是一個高產作家,他擅長創作科幻小說。他的科幻小說中充滿著各種各樣的奇思妙想,最多的是描寫如何用科學的方法來與死人的靈魂溝通,甚至是地球人與外星人的靈魂融合,在宇宙中不同的地方轉世(參見他的小說Lumen)。沒錯,這就是西方的通靈術,在當時的西方,這是一門正經的學科,弗翁也是這個學科中的領軍人物之一。在中國雖然也有這門學科,但基本上是屬於民間科學,研究者的公開身份多以算命先生和道士為主。

雖然,弗翁受到夏帕雷利的刺激很大,發憤圖強的決心也很大,但他畢竟不是一個急性子的人,他相當認真而又耐心地投入到了對火星的觀測活動中。整整15年後,也就是到了1892年,弗翁已經50歲了,他已經成為享譽世界、著作等身的知名科學家。他的第一本關於火星的專著——《火星》,終於由他弟弟創辦的弗拉馬利翁出版社(即今天法國著名的弗拉馬利翁出版集團)出版。在這本書中,弗翁把他多年的觀測數據和自己獨有的科幻作家的思維相結合,繪聲繪色地描述了火星世界的種種奇觀。弗翁飽含深情地寫道:“火星上的亮區是一望無際的沙漠,在沙漠的中間是一個一個綠洲,這就是火星上的暗區。英勇不屈的火星人為了和幹旱作鬥爭,修建了龐大的運河係統,從火星的兩極引水灌溉他們的綠洲,這些運河就是在望遠鏡中若隱若現的細線。火星文明是一個比地球還要古老的文明,他們勤勞、善良,他們創造了輝煌的科技和文明,總有一天,我們會和火星人攜手共建美好的明天。” (怎麼聽著有點像CCTV的政論片)

由於弗翁在天文學界的崇高地位,《火星》這本書產生了廣泛的影響,成為火星研究史上具有裏程碑意義的文獻。這本書的寫作風格介於學術專著和通俗讀物之間,因而銷量非常好,被翻譯成了多種語言,遠銷海內外。弗翁在晚年還有些驚人的言論,他61歲的時候,在《紐約時報》撰文稱火星人曾經嚐試與地球人通訊,但是我們都錯過了。同一年他又給《納爾遜郵報》寫信,聲稱當年(1907年)會有一個拖著7條彗尾的彗星襲擊地球。到了1910年哈雷彗星出現的時候,弗翁又在《紐約時報》發表了更為驚人的言論,他說哈雷彗星的彗尾會掃過地球,彗尾中的氣體含有劇毒,如果不做好防範,人類和所有的生物都將滅絕。這在當時引起了不小的恐慌,但大多數科學家都出來駁斥這個觀點,一直到哈雷彗星的彗尾真的掃過地球的時候,所有人都安然無恙,弗翁的觀點不攻自破。

對火星的研究就像一場全世界範圍內的接力賽,先是從意大利的夏帕雷利開始,然後由法國的弗拉馬利翁接棒,再下去,將會是誰接手呢?曆史選擇了一個住在美國波士頓的富二代,他的名字叫洛威爾。

洛威爾的《火星》

《火星》這本書讓洛威爾著了迷,他對龐大的家族產業沒有絲毫興趣,而是全身心地投入到了對火星的觀測活動中。有錢人一出手就是不一樣,洛威爾開始花巨資在亞利桑那州的沙漠中建造一個專用的天文台,並且購買了全世界最先進的天文望遠鏡。到他40歲的時候,這個天文台建成了。洛威爾毅然放棄了城市中的舒適生活,來到了這個遠離城市燈光、幹燥荒涼的沙漠中,為了他的火星,一住就是15年。他日複一日、年複一年地觀測火星,為火星拍了數不清的照片,仔細地研究火星表麵在一年四季中的變化。不久,他出版了第一本專著,書名也叫《火星》。這本書用極為通俗的筆法寫成,引人入勝。在書中,洛威爾展示了一係列他繪製的火星詳圖。在這些圖中,被他標示出來的火星“運河”有500條之多,不但有運河,在運河的交彙處還有巨大的綠洲,這些綠洲上的“農作物”的顏色會隨著季節的變化而變化。

美國人洛威爾的這本《火星》一經麵世,風頭立即蓋過法國人的那本,一時間洛陽紙貴,引來粉絲無數,從民間到學界都把洛威爾奉為火星研究第一人。

但凡事沒有絕對,第一位炮轟洛威爾的人出現了。他是洛威爾的美國同胞,著名的天文學家巴納德先生。要說這個巴納德,那也是大大的有名,他因為發現了木星的第五顆衛星而被推崇為有史以來目光最敏銳的天文學家。要知道木星的這第五顆衛星因為個頭小,離木星又非常近,想要在望遠鏡中發現它確實需要超凡的毅力和視力。

巴納德在公開場合炮轟洛威爾,他說:“我也對火星進行了不知道多少次的仔細觀察,但我怎麼就看不到洛威爾說的那些運河呢?而且洛威爾這家夥畫的火星圖細致成那樣,簡直就是對我的視力的一種侮辱。我敢斷言,洛威爾所謂的那些細線不過是他的錯覺而已。哼,說錯覺還算好聽了,其實不過是他個人的幻覺而已。”

巴納德的這個言論一出,立即激怒了洛威爾。洛威爾也在公開場合譏諷巴納德,他說:“聽說有個叫巴納德的家夥因為自己看不到火星上的運河就說是我幻想出來的。這簡直可笑至極,巴納德這個窮鬼自以為在他那如同兒童玩具般的望遠鏡裏麵看到的就是真相了,簡直是笑話。我在亞利桑那州這個沙漠中的望遠鏡根本就不是巴納德買得起的,而且這個養尊處優的家夥也吃不起我能吃的苦,他在城市中觀察天空就像在汙濁的下水道裏麵撿石子。光視力好有什麼用啊。其實,我的視力也絕對不會比他的差。”

洛威爾的這個回應一下子就讓整個天文界熱鬧非凡,火星上的細線成為人們熱議的話題。巴納德的威望和成就比起洛威爾來說有過之而無不及。他以他獨有的科學素養畫了一張圖,用來說明所謂的那些火星運河的細線是怎麼產生的。結論就是根本沒有什麼細線,全都是人的錯覺罷了。巴納德嘲笑洛威爾和以前所有聲稱看到火星運河的人,都是被自己的錯覺欺騙了。

有一個好事的英國天文學家叫做蒙德,他根據巴納德所說的視錯覺產生的原理做了一個實驗:他在牆上畫了一些圓圈,然後在圓圈裏麵點了一些不規則的小黑點,然後找來一些小學生,讓他們站在較遠的地方,在昏暗的燈光下觀察這些小圓圈,邊觀察邊讓他們把看到的東西畫下來。結果,這些小學生都在紙上畫下了圓圈中間有一條條的直線,和洛威爾畫的火星“運河”十分相似。

但是執著英勇的洛威爾沒有理會這些質疑聲,他在1906年和1908年分別又出版了《火星及其運河》和《作為生命棲居地的火星》兩部著作,比起嚴謹的天文學專著,它們更像是科幻散文。但無論如何,這兩本書又在公眾中引起了極大的反響。畢竟,在鄰近的星球上住著與我們地球人完全不同的火星人,這個想法實在是太富有戲劇性了。這兩本書的出版使洛威爾的聲望達到了頂峰。

第四章世界之戰

洛威爾的書深深地吸引了一個英國人,他叫威爾斯。不過這個威爾斯僅僅是個科幻作家,而不是天文學家。他對實際觀測火星沒有興趣,更不想去沙漠中吃苦,他隻喜歡舒舒服服地待在自己的家裏烤著壁爐看別人的專著。洛威爾的書給了威爾斯很大的靈感,他決心創作一部關於火星人的科幻小說。幾個月以後,一部名為《世界之戰(War of the World)》的科幻小說問世了。在這部小說中,威爾斯繪聲繪色地描述了這樣一個故事:火星人如何入侵地球,地球的軍隊如何不堪一擊,最後火星人又是如何被地球上的微生物擊敗。這部小說一經問世,便風靡全世界,並且被一再地改編為廣播劇、電視、電影,最近一次我們都知道的改編是斯皮爾伯格大導演的作品《世界大戰》,由湯姆·克魯斯主演。筆者特別喜歡看這部影片,它和另外一部更早一點的描寫人類痛打外星人的電影《獨立日》構成了姊妹篇,分別從民間和官方的角度詮釋了人類麵對外星人入侵的故事。

威爾斯也因為這部作品成了家喻戶曉的火星“專家”,風頭遠遠蓋過那個在沙漠中吃了幾十年苦頭的洛威爾。

在整個20世紀上半葉,世人普遍相信火星人是存在的,但終究這個事情在當時的條件下既不能證偽,也不能證實。當時天文學家最強大的天文工具就是光學望遠鏡,哪怕是在世界上最大口徑的望遠鏡中,火星也僅僅是個暗紅色的光斑而已,甚至連到底有沒有那些神秘的細線都無法確證。

人類在尋找外星人道路上的下一個突破來自望遠鏡技術的革命。當時間走到了20世紀30年代,一種新型的望遠鏡被發明出來,它給整個天文學帶來了一場革命,也讓尋找外星人的事業站上了一個新的高度。

望遠鏡的革命

光學望遠鏡的原理其實就是盡可能地把可見光通過各種透鏡彙聚在一起成像,這樣就可以讓人類看到肉眼無法直接覺察的可見光。光學望遠鏡能看多遠基本上取決於口徑,口徑越大收集到的光線越多,更多的光線彙聚起來,就能把更遠的物體成像。隨著人類對光的本質認識的飛躍,人們終於發現了光本質上是一種電磁波,而可見光隻是處在一個特殊頻段的電磁波而已,這個頻段的電磁波可以被人類的肉眼所察覺。可見光頻段之外的電磁波其實也是一種光,隻不過是一種不可見光。不可見光也同樣能夠成像,隻需要通過特殊的技術手段做些處理就行了。我們在醫院裏麵看到的各種X光片,就可以清晰地把皮膚下麵的骨骼顯示出來,X光就是一種不可見光,是一種電磁波。

宇宙中的天體除了發出可見光以外,其實還發出大量的不可見光,也就是各種頻率的電磁波。通過探測這些電磁波,我們不但能夠成像,還能夠發現很多意想不到的東西。一種叫做射電望遠鏡的新型望遠鏡終於在20世紀30年代被發明出來了,它將給整個天文學研究帶來革命的狂風暴雨。

與其說射電望遠鏡是一個望遠鏡,倒不如說它是一個超級收音機更為恰當。因為射電望遠鏡並不是用眼睛去看的,而是通過一個巨大的天線來收集各種頻率的電磁波,從而進行分析,可以把電磁波轉換成圖像和聲音兩種讓人類可以直觀感受的形式。

電磁波還有個更通俗的叫法,那就是無線電。在20世紀30年代的時候,無線電已經是一個滲透到人們日常生活中的普通事物了。從電報到電台,無不都是無線電技術的實際應用。於是人們就很自然地想到:既然我們人類能發明電報和廣播,那麼火星人也完全應該有理由發明這些東西。如果真是這樣,說不定我們在地球上能收聽到火星人的廣播哩。

想象一下你拿著個收音機,在璀璨的星空下,細細地轉動著頻率轉換旋鈕,突然,一陣怪異的聲音傳入你的耳朵,你從來沒在地球上聽到過這種聲音,你會興奮地大叫起來,“噢,我的天,我收到了來自火星的廣播!”這幅景象雖然聽起來很誘人,可惜,這種事永遠不會發生。火星離地球的平均距離大約是8400萬千米,這是多遠的一個距離呢,如果坐上當時跑得最快的火車(80千米/小時)晝夜不停地奔向火星,這趟旅程需要120年。如果火星人的無線電波能到達地球的話,那也一定衰減得非常非常微弱,哪怕是世界上最靈敏的收音機,想要收到火星人的電波,也好像是拿著放大鏡去找水分子一樣,絕無可能。但如果我們用的是一個有著巨大無比天線的射電望遠鏡,那就有可能捕捉到極其微弱的火星電波。

其實,射電望遠鏡並不十分複雜,看起來就跟大號的衛星電視接收器一樣,原理也差不多。當我們把射電望遠鏡的鏡麵天線對準火星,就能接收到極其微弱的來自火星的無線電訊號。不但能接收訊號,也能給火星發電報,如果火星上真的有比地球還古老的文明的話,他們也應該具備收發電報的能力。這實實在在是一個能夠和火星人取得聯係的非常靠譜的方案。

射電望遠鏡被發明沒多久,第二次世界大戰就爆發了。雖然全球都在打仗,但是技術進步的腳步卻沒有停滯。人類尋找外星人,尤其是火星人的熱情並未因戰爭而消退,越來越多的射電望遠鏡天文台被建成,天文學家們年複一年日複一日地尋找著火星電波的蛛絲馬跡。非常遺憾的是,盡管射電望遠鏡的技術已經能足夠分辨火星上一個普通的廣播電台發出的電波,但是十多年過去了,人們始終沒有收到任何一絲來自火星的電波。

火星文明的存在受到了廣泛的質疑,至少大家不再相信火星上具有超過地球文明程度的火星人了。人類的目光逐漸從火星開始投向更遙遠的宇宙,宇宙那麼大,除了火星人,一定還會有其他的外星文明存在。但是宇宙實在是太大了,而人類的探測能力實在太弱小,當時的人們甚至連太陽係以外是否還有行星的存在都無法證明。二戰結束後,整個世界都在廢墟上重建家園,人們對外星人的熱情開始消退,畢竟吃飽穿暖這件事情要來得重要得多。直到1947年,發生了兩件驚人的事件,才再一次把全人類對外星人的熱情激發出來。

第五章飛碟和羅斯威爾

1947年6月24日,一個叫阿諾德的美國商人駕著自己的私人飛機,當他飛過華盛頓州的雷尼爾山上空時,他突然發現身邊“嗖嗖嗖”的迅速飛過9個碟狀的飛行物,瞬間就消失在視野裏麵。阿諾德當時異常興奮,他對著無線電脫口而出:“I see flying saucer(我看見了飛碟)。”塔台上的工作人員一時莫名其妙,就問他你剛才說啥。阿諾德興奮地跟塔台的工作人員描述了他看到的東西,他說那些飛碟至少有1600多千米的時速,簡直快得瘋了。當時世界上飛得最快的飛機大概也隻能飛800千米的時速。從這次事件以後,“飛碟”這個詞就不脛而走,在全世界廣為流傳,而且從此大多數人看到的不明飛行物都跟阿諾德的描述差不多,像個盤子。

就在阿諾德聲稱看到飛碟之後才過了10天,1947年的7月4日,美國的一個叫做羅斯威爾的小鎮附近的一個農場上發生了一件震驚全世界的大事,史稱“羅斯威爾事件”。這件事情讓這個默默無聞的小鎮成為了全世界飛碟迷的聖地,以羅斯威爾事件為故事背景的科幻小說、影視更是長盛不衰,最出名的就是那部講述地球人痛打外星人的美國大片《獨立日》(筆者的最愛,看了不下五六遍)。事情的經過大致是這樣的,7月4日那天晚上,一場罕見的大雷雨朝羅斯威爾地區襲來,在電閃雷鳴中,農民布萊索聽見一聲巨響,這聲巨響蓋過了所有雷聲,當時把布萊索嚇壞了。第二天早上,風雨過後,他小心翼翼地出門查看,一幕驚人的景象展現在他的麵前:農場上布滿了金屬碎片,有一架飛行器墜毀在這裏。

後麵發生的故事就跟你能想象的美國大片差不多,消息傳出去以後,一時間熱鬧非凡,第一時間就吸引了大批附近的居民前來看熱鬧。但是很快,美國軍方出現了,他們開著直升機、裝甲車,一大批荷槍實彈的軍人把看熱鬧的人群都趕走了,並且封鎖了整個地區。從此,真相就被蒙上了一層神秘的麵紗。但很快就有大批新聞記者趕到羅斯威爾,他們追著采訪那些趕在軍方到達之前就看過現場的人們。來的記者越來越多,很快記者的人數就超過了目擊證人的人數,凡是目擊過現場的人都成了香餑餑,尤其是那個農民布萊索,被一大群記者圍著采訪,羅斯威爾的農民們過足了當明星的癮。最要命的是哪個人爆的料越猛,那個人就越受記者歡迎。在這種效應下,猛料就越來越多。其中最猛的爆料就是有個人聲稱看到了掉在地上的外星人屍體,這些外星人身材隻有1米左右,大頭,大眼,小嘴巴,全身穿著一種緊身衣。就在全美的新聞媒體都快達到狂熱的時候,軍方出來辟謠,說根本沒有什麼飛碟,隻是一顆氣象氣球墜毀了,大家不要大驚小怪。但這時候,美國人早就不再相信軍方的說法了,羅斯威爾事件繼續被不斷地演繹、傳播,熱潮十幾年不衰。

阿諾德遇見9個飛碟的事件成了UFO登上曆史舞台的開端性事件。從那之後,海量的UFO目擊報告湧現出來,似乎在一夜之間,地球上就已經充滿了外星人,他們駕著飛碟在世界各地的上空呼嘯而過。而羅斯威爾事件則真正地使外星人的研究熱潮席卷全世界,此後很多年,尋找外星人存在的證據成了從民間團體到正經的學術機構的熱門課題。

整個20世紀50年代,是外星人研究和討論的黃金十年,一大批全世界知名的科學家都卷入到這股熱潮中,用各自的方法熱議這個話題。那年頭,如果誰能首先找到外星人存在的證據,那麼他將獲得的聲譽可能是得10個諾貝爾獎都無法比擬的。因此,天文學家們首當其衝,開始了暗中的競賽,八仙過海各顯神通,都希望能夠一鳴驚人。

此時,人們對火星人已經逐漸失去了熱情,更多的天文學家把目光投向太陽係以外的宇宙空間。天文學家們心裏都清楚,要找到外星人,首先得找到一顆可以供外星人生存的行星。在太陽係內除了火星之外,其他行星的環境顯然不適合智慧生命的發展,它們要麼根本沒有大氣(比如水星),要麼溫度太高(金星的表麵溫度能達到500多度),要麼就隻是個巨大的氣態星球(像木星、土星、海王星、天王星),要麼就冷得可以把任何氣體都凍成雪花(冥王星)。所以,如果要尋找外星人,首先要找到太陽係外行星存在的證據才行。但是這個事情想想容易,做起來其實非常非常困難。

尋找係外行星

從20世紀50年代開始,尋找太陽係以外的行星就成為天文學上最令人著迷的一項觀測活動。這個活動的意義不言而喻,雖然太陽係有那麼多的行星,似乎由此可以推測出在別的恒星係也應當有很多行星才對,而有行星的存在,才有外星生命發生的可能性,但問題是,證據在哪裏呢?沒有證據,哪怕邏輯上再正確,也沒法拿到台麵上來說。於是,整個學界乃至所有科普迷、天文迷都迫切地希望天文學家們能早日拿出係外行星存在的證據,誰要是第一個搞定這個事情,那這個人一定會引起轟動。

但我前麵說過,以人類當時的天文望遠鏡技術,想要直接“看”到係外行星是幾乎不可能的。你可能感到有點疑惑,真的有那麼難嗎?平常我們在一些科幻電影或者動畫片裏麵似乎這很容易,滿宇宙都是各種形狀的天體,就算我們現在不能像星際迷航中一樣開著宇宙飛船滿宇宙觀光,我們拿著望遠鏡在天上還看不到嗎?是的,完全看不到,讓我先來給你看張圖片:

天狼星是夜空中最亮的幾顆恒星之一,很好認。我們在地麵上用大口徑的光學望遠鏡對準它,拍攝出來的照片就像上圖展示的那樣。不過你千萬不要認為天狼星實際上的形狀就是像圖上那樣的一個大刺蝟,這是由於地球大氣扭曲了光線,就好像你從水下看地麵上的景物一樣;並且在天文攝影的時候需要長時間的曝光,地球又是在自轉,因此拍出來的照片就成了這個樣子。真實的情況是,你在那個刺蝟狀的光團上用針刺一下,刺出來的那個小洞差不多就是恒星的實際大小。而圖片上箭頭所指的那個小亮點你可能認為這不就是一顆行星嘛,看上去還真有點像,並且人們還發現他大概40年繞天狼星轉一圈。其實呢,如果做一些簡單的計算就會發現,箭頭所指的那個天體距離天狼星有好幾個光年之遙,而且至少要發出像太陽一樣亮的光芒,這隻能說明它也是一顆恒星,並且是天狼星的一顆“伴星”,互相圍繞著旋轉。

如果在天狼星的邊上有一顆自己不發光的行星,那麼它在望遠鏡中的亮度必然還要再暗淡1萬倍,這實在是太暗了。但真正致命的並不是行星太暗,真正悲摧的是它恰恰又在一顆很亮的恒星邊上,它會完全隱沒在天狼星散發出的那個刺蝟狀的光團中。所以,想要找到係外行星,靠直接觀測是不太靠譜的,必須得想到一些“奇門招數”,從而間接觀測到係外行星。

天文學家們想到了一個非常巧妙的方法,他們把這個方法稱為“天體測量法”。要理解這個方法的原理,我必須先要給大家普及一點基本的物理知識。當一顆行星繞著恒星公轉的時候,粗略地看上去,就是恒星不動,行星繞著轉。但如果我們精確一點計算,就會發現,恒星並不是完全不動的。實際上根據牛頓力學我們可以推算出,恒星和行星其實是圍繞著他們的共同質量中心旋轉,這個共同的質量中心被稱為“質心”。但往往行星的質量相較恒星來說非常小,比如我們地球的質量隻有太陽的1/33萬,所以地日的質心位於太陽內部。因此,盡管擺動幅度非常之小,但從理論上來說,恒星是在“抖動”的。換句話說,如果我們觀測到宇宙中的某顆恒星是在有規律地抖動,那除了有一顆行星在圍繞著它旋轉以外,找不出第二個合理的解釋。

但這個事情絕對就是一個知易行難的事情,說說是容易的,真想要觀察到恒星的抖動,那可真叫一個難。你要知道,我們的地球不但在自轉,還在公轉,也就是說我們放在地麵上的望遠鏡相對於恒星來說,本身就是在不停地運動中的,在這種情況下我們要觀測到恒星的抖動有多難,我打個比方你就知道。兒童樂園裏麵的那種叫“咖啡杯”的遊樂項目玩過嗎?你坐在一個大“咖啡杯”裏麵,而這個咖啡杯又是放在一個大圓盤上,遊戲啟動後,整個大圓盤就會轉動起來,不但大圓盤轉動起來,咖啡杯本身也開始自轉起來。在這個情況下,你的任務是坐在咖啡杯裏麵觀察遠在幾千米外的一盞小小的燈泡發出的微弱燈光,並且要能夠觀測出這個小燈泡在1毫米內的輕微抖動。如果有人向你宣布他成功的觀測到了這個小燈泡的抖動,我想恐怕你是不會那麼輕易相信的吧。

但是,總會有人第一個吃螃蟹的。到了20世紀50年代晚期,第一個聲稱找到係外行星的人出現了,他的名字叫彼德·範,來自斯沃斯莫爾學院(一所位於美國費城附近的叫斯沃斯莫爾的小鎮上的學校)。彼得聲稱發現了一顆繞著巴納德星公轉的行星,他說他看到了這顆恒星有規律的抖動,證明這顆恒星邊上有一顆行星。但基於我前麵闡述過的理由,相信彼得的人並不多,不過也沒法證明他是錯誤的。直到今天,這件事也沒個最終結論,大家基本上都認為不太靠譜。

雖然難度很高,但不管怎麼說,天體測量法是個了不起的主意,它打開了天文學家們的思路,找到了間接觀測行星的方法,並且奠定了以後尋找係外行星的各種方法的基礎。這時候離人類真正發現第一顆係外行星還有30多年的時間,這個話題我們要稍稍放一放,因為在這30多年中還有很多激動人心的事情值得一說。

要找到太陽係以外的智慧文明,我們首先就要找到太陽係以外行星存在的證據。這看起來像是一個非常正確的邏輯,但是,真的必須這樣嗎?這是人類的一種思維定式,想要打破很難。但並不意味著不能打破,有一個叫做戴森的科學家率先打破了這種思維定式,他把人類尋找外星人的視線帶向了一個全新的角度。

第六章德雷克的外星人公式

一、戴森球

美國著名物理學家、數學家弗裏曼·戴森在1959年提出了一種嶄新的尋找外星人的理論,其結論是如果人類能觀察到某一顆恒星的亮度在人類活動的時間尺度內(所謂的人類活動時間尺度是相對於天文學時間尺度而言,比如幾年甚至上百年可以算是人類活動時間尺度,而天文學尺度動不動就是幾百萬、上億年)逐漸變暗,或者這顆恒星發射出大量具有某種特征的紅外輻射的話,那麼這個現象就可以確認為是那個恒星係有智慧文明存在的證據。我們來聽聽戴森是如何推導出這個結論的。

戴森認為隨著人類文明的發展,對能源的需求會越來越大,而地球上的化學能(石油、天然氣、煤礦等)很快就會消耗完畢,並且不可再生。核能雖然儲量豐富而且能量巨大,但使用核能卻有各種各樣的危險,並不是理想的清潔能源。最理想的清潔能源是太陽能,但是在地球表麵可以接收和利用的太陽能非常有限,並且也不能無限製的收集,那樣會影響整個地球的生態環境。要利用太陽能的最佳辦法是到太空中去,要知道到達地球大氣層的能量不過是太陽放出能量的1/20億而已,巨大的能量都浪費在虛空的宇宙空間中了。

如何在太空中收集利用太陽能呢?顯然,一個可以預測的方法就是發射環繞太陽運行的“太陽能采集器”,然後再利用微波或者其他什麼辦法傳輸到地球上來。你可以想象一下,在未來地球的能源逐漸耗盡的時候,人類開始不停地朝太空中發射這種太陽能采集器,文明發展程度越高,對能源的需求就越大,於是乎環日采集器就越發射越多,慢慢的這些環日采集器就像雲一樣覆蓋在太陽的“上空”,這個被稱為“戴森雲”。隨著環日采集器的繼續增加,終有一天整個太陽都被這種采集器包裹起來了,遠遠地看去,太陽就好像被包裹在了一個巨大的球殼中,這個巨大的“球殼”就被稱為“戴森球”。戴森認為這是一個恒星係文明發展的必然結果,一個文明隻要存續,就必然會發展到能采集整個恒星能量的程度,我們通過在銀河係中搜索這種“戴森球”帶來的效應就能找到已經發展到這類文明高度的外星文明。

戴森認為這種環日采集器除了會使得恒星的亮度減弱以外,還會有一個更容易被人類現有技術檢測到的效應,那就是環日采集器會被太陽加熱,從而放出大量的紅外輻射。這是一種不可見光,但是很容易被紅外線檢測設備捕捉到。一顆恒星放出的紅外輻射在正常狀況下和在被大量環日采集器包圍的情況下會大大的不同,而檢測這種紅外輻射效應會比檢測恒星的亮度要容易得多。戴森在1959年發表的那篇論文的題目就叫做《人工恒星紅外輻射源的搜尋》,在這篇論文中,他正式提出了通過搜尋宇宙中的紅外輻射源的方法來搜尋外星文明。

戴森的這篇論文一經發表,立即引起了全世界同行的興趣,戴森球的想法初看起來,貌似帶有很強的科幻色彩,但經過仔細地分析和論證後,大家又認為這個想法在邏輯上非常嚴密。雖然以人類目前掌握的技術水平想要製造戴森球是異想天開,但並沒有哪條物理規律禁止戴森球的出現。於是在經過幾番熱烈的討論和爭論後,世界各地很多天文學家和實驗室開始把戴森的這個想法付諸行動,美國著名的費米實驗室就是其中之一。在本書的後麵會提到的美國“地外文明搜尋計劃(簡稱SETI)”中,就有一項搜尋計劃是采用戴森球的假設,對宇宙中類日恒星的“重紅外”光譜進行搜索,來試圖找到外星文明。戴森的這個主意非常絕妙,很多天文學家都對此報以非常大的期望。但問題是,地麵上的望遠鏡受幹擾太嚴重,而且工作效率也低,人類對銀河係中的紅外輻射源的搜索進展得非常緩慢。戴森還要再耐心地等待20多年,才能迎來第一件超級“武器”,本書的各位讀者也需要一點耐心來揭開戴森球的真相。

就在戴森球的想法提出後的第二年,有一位30歲的年輕天文學家橫空出世,在尋找外星人這個領域從此無人能與其匹敵,獨領風騷數十年,他將成為我們這本書的1號男主角,他的名字叫法蘭克·德雷克。從1961年開始,德雷克便有一係列驚人的藝業施展出來,讓人眼花繚亂、目不暇接。

二、德雷克和奧茲瑪計劃

美國人法蘭克·德雷克一定是整個20世紀對尋找外星人活動最癡迷的一個人。據德雷克自己說,他8歲的時候就已經堅信外星人的存在了。他的父母都是基督徒,而外星人存在的想法是嚴重違背基督教教義的,所以他不敢對父母表達這個想法。在康奈爾大學讀書期間,德雷克聽了一場由當時的國際天文學聯合會主席、俄裔美國人奧托·斯特魯維(Otto Struve)的主題演講。在這之後,這個21歲的小夥子就下了決心——為尋找外星人奮鬥終生(他確實也為曾經吹過的牛皮奮鬥了終生)。德雷克先是去哈佛大學深造,學習無線電天文學,然後去了美國國家無線電天文台從事研究工作,後來又加入了噴氣推進實驗室,可謂是十足的學院派。

德雷克成名立萬的時候年僅30歲。1960年,德雷克使用美國國家無線電天文台的射電望遠鏡開始了他的第一個正式的地外文明搜尋計劃。他給這個計劃取名叫做“奧茲瑪計劃”,“奧茲瑪”是童話故事《綠野仙蹤》中奧茲王國女王的名字。這是人類曆史上第一個由嚴肅科學家代表官方實施的外星人搜尋計劃,具有非常偉大的開創性意義。但這僅僅是德雷克仗劍走江湖的第一次出手,在以後的風雨歲月中,他還有眾多成名之戰。

德雷克當時唯一的武器僅僅是一台口徑26米的射電望遠鏡,他要用這台望遠鏡監聽來自太陽係以外的外星文明電波。但是這麼一個小不點是無法做到對巡天進行掃描監聽的,他必須把望遠鏡對準某一顆恒星,而且這顆恒星還不能離地球太遠,否則信號太弱,望遠鏡的靈敏度不夠。

除了望遠鏡的靈敏度問題,在用射電望遠鏡搜尋外星人信號時還有個重大的選擇題要做,那就是到底監聽哪個頻率。我們在用收音機找電台的時候,會89.1,89.2 這樣一個個頻率找過去,直到找到自己喜歡的電台,不同的電台使用的是不同的頻率,如果頻率沒有調準,那麼收音機中隻會傳來噪音。在電磁波的發現者赫茲生活的那個時代,人類就已經知道頻率越高則能量衰減得越慢,這就意味著能傳遞得越遠。顯然,如果外星人也懂得發射電磁波的話,他們一定會選擇比較高的頻率。當然,如果頻率太高也會導致信號太弱,所以頻率在1000兆赫到10000兆赫之間是比較合適的,德雷克估計外星人必然也會選擇這個範圍內的電磁波頻率來向宇宙中傳遞信息。這樣的話麻煩就來了,要知道從1000兆赫到10000兆赫茲之間並不是隻有9000種不同的頻率,理論上是有無限多個頻率,關鍵看精度。哪怕是以0.001兆赫為一個最小頻率單位,這個範圍內也有9000萬種不同的頻率,而相對於宇宙空間這個大尺度來說,0.001兆赫的這個精度其實並不高。

到底選擇哪個頻率監聽外星人信號呢?這個問題曾經讓德雷克大傷腦筋,隻要頻率稍稍有一點偏差,那麼即便方向對得再準確,也會錯過。但是,在德雷克之前的科學家已經發現,這個宇宙中有一個頻率是非常特殊的,那就是波長為21厘米的1420.405兆赫,這就是被稱為“21厘米線”的宇宙基準頻率。為什麼這個頻率那麼特殊呢?因為它是氫原子發射出來的電磁波頻率(每種原子都會發射出不同頻率的電磁波,這個原理說起來就複雜了,讀者們不必去深究,知道這個結論就是了),而氫是我們這個宇宙中數量最多的元素,多到每100個原子中就有90多個是氫原子。因此,在宇宙中,21厘米波無處不在,如果外星人掌握了電磁波的知識的話,那麼他們也一定會認為這個頻率是一個特殊的頻率。

於是,德雷克選擇1420.405兆赫這個頻率,把望遠鏡對準了距離地球11.9光年的鯨魚座τ星(這個希臘字母念作tao“桃”),監聽了將近100個小時,但是一無所獲。德雷克沒有氣餒,他把望遠鏡又對準了距離地球10.7光年的波江座ε星(這個希臘字母念作“艾普西龍”),剛對準沒多久,就監聽到一個每秒8個脈衝的強無線電信號。德雷克的心都要跳出來了,可是僅僅持續了幾十秒鍾,這個信號就神秘地消失了。德雷克懷著激動的心情繼續監聽著,等待著這個神秘信號再次出現。皇天不負有心人,10天後這個信號突然又出現了,這次德雷克抓住機會,對這個信號的各種參數做了詳細的記錄,但是很快這個信號又神秘地消失了。德雷克興奮得都要瘋掉了,但科學家畢竟是科學家,他還是很嚴謹的,於是他開始核實這個信號的來源,最後很遺憾地證實這兩次信號都來自於天上飛過的飛機。

奧茲瑪計劃最終以失敗而告終,這次失敗讓德雷克痛感一件強大的武器的重要性。於是他開始遊說有關單位,希望能盡快建造一台超級射電天文望遠鏡,而且要造就要造一台全世界最大的神器。在德雷克的大力推動下,美國啟動了阿雷西博望遠鏡建造計劃。這將是一個空前浩大的工程,讓我們耐心等待3年,我們很快就要與其見麵了。

奧茲瑪計劃僅僅是個開端。在苦練武功12年後,德雷克還將重新啟動這一計劃,好戲還在後頭,這裏暫且不表。

用宇宙中無處不在的21厘米氫波段來作為宇宙通訊的基準頻率,這在邏輯上非常通,但凡事有利有弊,也恰恰是這個“無處不在”使得信號太容易被幹擾。一束帶著智慧文明信號的21厘米電磁波如果強度不夠,就很容易淹沒在宇宙背景噪音中,想要分離出來相當困難。因此,就有科學家建議不應該直接監聽21厘米波段,因為外星人也知道這個波段容易被幹擾,他們建議采用21厘米波段的某個倍數。科學家麥可維斯基首先建議這個頻率最好是氫波段乘π,或者乘2π、3π等,因為π這個數字很特殊,在數學上這是個“超越數”,這樣的頻率在自然中不可能以諧波的形式產生,隻有可能是智慧文明所產生。並且,乘π以後的頻率就不可能被21厘米波段或者任何它的諧波所幹擾。這個觀點被大多數天文學家認同,因此氫波段乘π在以後的地外文明搜尋計劃中就成為最主要的搜索頻率,本書一開頭介紹的那部電影中的織女星人正是采用這個頻率向地球發射了無線電波。不過,為了保險起見,天文學家也建議不要錯過所有氫波段的整數倍頻率,這也很有可能是外星人采用的頻率。

奧茲瑪計劃失敗後,德雷克並沒有太過沮喪,因為他心裏很清楚自己的實力,這次失敗僅僅是因為武器實在太爛而已。他在醞釀一次全世界的武林大會,要把全世界分散的尋找地外文明的力量集結起來,形成合力。

三、德雷克的外星人公式

奧茲瑪計劃失敗後的第二年,也就是1961年,全世界鍾情於尋找外星人的科學家們在德雷克的號召下,齊聚於美國的西弗吉尼亞,人類曆史上首次正式的地外文明搜尋大會召開。在那次會議上,德雷克正式提出了一個概念,那就是“搜尋地外文明計劃(Search for Extra- Terrestrial Intelligence)”,簡稱“SETI”,他也成為了學術界公認的SETI計劃的開創人。

在這次大會上,德雷克做了主題發言,拋出了著名的“德雷克公式”。這個公式是用來計算“可能與我們通訊的銀河係內外星球智慧文明的數量”,簡而言之,就是用來計算銀河係中能夠與我們聯絡的外星文明有多少的一個公式。

這個公式很出名,你隨便找一本講尋找外星人的稍微靠譜一點的科普書籍,我保證一定會提到德雷克公式的。雖然筆者認為這個公式實際意義並不大,但作為一本聊外星人的飯後閑書,也是必須要介紹一下的:

N=R×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×L

N代表銀河係內可能與我們通訊的文明數量

R代表銀河內恒星形成的速率

Fp代表恒星有行星的可能性

Ne代表位於合適生態範圍內的行星的平均數

Fl代表以上行星發展出生命的可能性

Fi代表演化出智慧生物的可能性

Fc代表該智慧生命能夠進行通訊的可能性

L代表該智慧文明的預期壽命

可以說,德雷克的這個公式從邏輯上來說是相當嚴謹的,他隻用了7個變量,就一環扣一環地推演出最終的結果。如果每個變量能確定,我們確實可以計算外星人的數量,但問題恰恰是這些變量的數值哪這麼容易估算呢?

德雷克提出這個公式的年代離我們發現第一顆太陽係外行星還差30多年,我們的天文學觀測水平和觀測成果都還相當有限。所以,在德雷克所處的年代,這7個變量中恐怕隻有一個R值(銀河係內恒星形成的速率)馬馬虎虎能估計個大概出來,其他6個變量就隻能完全靠拍腦袋來決定。

德雷克拍了下腦袋,算出來一個10萬的數字,他堅信在地球文明毀滅之前,會有10萬個外星文明與我們聯絡。

美國另外一個著名的天文學家卡爾·薩根也拍了下腦袋,他算出來的數字居然有100萬之大。

隨著天文學的發展,越來越多的觀測數據出現後,在不同的年代有不同的天文學家根據德雷克公式算出不同的結果。最近這幾年,由於太陽係外類地行星發現的成果頗豐,所以N值被不斷地放大。但無論如何,在出現第一次與外星人聯絡的事件之前,所有的計算僅僅是我們人類的估算,信的人信,不信的人仍然不信。

德雷克公式之所以能聲名遠播,主要是基於這樣一個非常硬的邏輯:因為地球人的出現,可以證明宇宙中出現智慧文明的概率大於0,這一點是證據確鑿的。那麼,隻要樣本空間足夠大,宇宙中智慧文明的數量就不會唯一,就會隨著樣本數量的增大而增大。

德雷克公式的最大的意義在於它所體現出來的一種思想,把一個原本無從下手的問題分解為一個個可以研究的變量,這些變量在邏輯上環環相扣,把這些變量都研究出來,那麼最終答案也就水落石出。

用這個思想,可以讓你解決一些看似無厘頭的問題,下麵不妨你來試著用德雷克公式的思想來解決下麵幾個問題:

地球上有多少個異性適合做你的配偶?

自人類誕生以來曾經出現過多少個被飯噎死的人?

鳳姐去美國能找到多少個男朋友?

請你練習一下把這些無從下手的問題分解為一個個可以研究的變量吧,這是個很有意思的思維體操。

第七章“小綠人”信號

一、射電望遠鏡之最

30多歲的德雷克此時已經練就了一身的武藝,但他卻一直在尋覓一件稱手的兵器。俗話說:“沒有金鋼鑽,攬不了瓷器活。”德雷克精通射電天文學的理論,但如果沒有一台威力強大的射電天文望遠鏡,那麼不管有多好的理論都沒用。

那麼,影響射電望遠鏡靈敏度的關鍵因素是什麼呢?那就是天線,也就是那口“鍋”的直徑,直徑越大則靈敏度越高。為了探測到從遙遠的宇宙中發射過來的微弱電磁波,這隻鍋做多大都不嫌大。

但有一個麻煩的問題是,由於受到材料本身的限製,這口鍋做不了太大,大到一定程度以後,材料的自重就會把整個鍋給壓垮,無法維持住這種優美的弧形。於是人們想到了一個辦法,那就是在地上刨一個鍋形的大坑,然後把金屬材料貼在大坑的表麵,這樣就形成了一口巨大的固定在地麵上的天線。用這個辦法,理論上這口鍋想造多大都可以,但是從成本的角度考慮,最省錢的方法是利用現成的近似鍋形狀的山穀,這樣隻要經過簡單的挖掘處理,就可以方便地造出一口鍋來。不過你也不要以為這樣的地方很容易找。首先,這個山穀的外形必須得是天然的鍋形,然後必須遠離喧鬧的城市,周圍人煙越稀少越好,這樣無線電幹擾就最少,最好連手機信號也不能有。然後,這個地方的透水性必須要好,否則一下雨,積水要是滲漏不掉,這天線成了魚池,就別談什麼搜尋外星人了。美國人在20世紀50年代為了尋找一個這樣的地方,費了好大的力氣,最後還是在南美洲的波多黎各找到一個合適的山穀,各方麵條件都符合。於是,美國的康奈爾大學出錢把這個地方買下了,開始建造一口巨大的射電望遠鏡。德雷克正是這個計劃的發起人之一。

到了1963年,這台射電望遠鏡終於建成,它至今仍然是全球口徑最大的射電望遠鏡,口徑達到305米,在足足有10個足球場那麼大的拋物麵上貼了38萬片純鋁製成的瓦片,取名叫“阿雷西博”。從衛星照片上看,阿雷西博就像一口無比巨大的鋁鍋。隨後,美國人評選出了人類20世紀十大工程,排名首位的就是阿雷西博,不過這個評選是在登月之前,顯然選得有點早,登月工程可比這個要牛多了。讓我們來一睹它的尊容:

是不是看上去有點眼熟呢?對的,007係列的《黃金眼》就是在這裏拍的外景,如果你看過這部大片的話,對這裏應該有點印象。除了《黃金眼》還有好幾部電影在這裏拍攝,包括本書一開始就提到的那部講搜尋地外文明的影片《超時空接觸》(Contact)。

阿雷西博射電望遠鏡一建成便穩居兵器譜頭把交椅。直到40多年後,一群中國人向它發出了挑戰,兵器譜的頭把交椅將在阿雷西博落成的半個世紀之後落到後起的中國人手中。

從阿雷西博的照片中我們可以看出,建設這種超大型射電望遠鏡的關鍵問題還不是技術,而是要找到這樣一個山穀,一旦找到一個這樣合適的山穀,就可以節省巨大的成本。這時候,咱中國地方大而且多山的好處就體現出來了。從1994年開始,我國就派出考察隊在全國範圍內尋找一個合適的山穀,我們也要建設超大型射電天文望遠鏡。整整找了12年,終於在貴州省的喀斯特窪地,南州平塘縣的一個叫做大窩氹(dàng)的地方找到了一個非常合適的山穀。你聽聽這個名字“大窩氹”就像那麼回事,氹就是水坑的意思。如果有個地方叫做“大鍋穀”的話,估計會更合適。讓我們看一下這個地方長啥樣:

這個地方被發現以後,全世界的天文學家都興奮死了,因為這個地方簡直就是為建造射電天文望遠鏡訂製的。於是在多個國家的關心和資助下,2007年8月28日,國家“十一五”重大科學工程——500米口徑球麵射電望遠鏡“FAST”項目獲國家立項批準。目前FAST正在緊鑼密鼓的建設中,預計2016年建成。當這台超級射電望遠鏡建成後,它將毫無懸念地成為世界上最大口徑的射電望遠鏡,接收麵積足足有30個足球場那麼大,比起阿雷西博,FAST的綜合性能將提高大約10倍,估計至少能把這個世界第一的地位保持20至30年。讓我們來看看它建成後的示意圖: