第22章 奥兹玛项目
尽管多年后费米悖论才名声大震,但其基本原理从小就引起了弗兰克·德雷克的兴趣。
德雷克在芝加哥一个充满科学和好奇心的家庭中长大,他非常聪明,长大,对世界广阔的看法一直是广阔的。
他的老师是世界领先的埃及学家之一,他的课程是宗教与古代历史的混合体,无疑在他身上激起了比预期更多的知识分子叛逆。
在小学时去阿德勒天文馆的一次旅行中,他第一次目睹并理解了我们的星星是众多恒星中的一颗。
“它不仅是众多世界之一,而且并不引人注目,”几十年后,他在回忆录中写道。
几乎与此同时,他就开始思考那些世界之外可能包括智慧生命的可能性。
后来,作为康奈尔大学的学生,他通过学校的15英寸望远镜观察木星,第一次看到了木星——五颜六色的巨大星球,周围环绕着四颗伽利略卫星:木卫一、木卫二、木卫三和木卫四。
“当时我读到或听到的关于天文学的一切突然变得三维了,”他说,“我被迷住了。”
1951年 12月,在他大三的时候,他参加了一位特别著名的访问天体物理学家的一系列讲座。
奥托·斯特鲁夫,是耶克斯天文台著名的前任台长,以其在光谱学方面的工作而闻名。
德雷克惊叹于这位天文学家能够从地球上可探测到的微量光中获取大量信息和宏大理论。
“他将恒星光谱学的实践提升为艺术形式,”德雷克回忆道。
他听着并看着天文学家带领观众完成一系列图表和计算,这些图表和计算利用恒星光线的微小变化来显示它们在太空中的旋转速度。
斯特鲁夫解释说,大型热恒星旋转得很快,但像我们的太阳这样更温和的恒星旋转得更慢,因为它们被像我们的行星这样的物体环绕着。
事实上,像我们的太阳这样的恒星数量众多,因此许多恒星都有众多行星环绕在它们的轨道上。
听到这个消息,德雷克几乎震颤起来。
“在演讲厅的片刻时间里,斯特鲁夫将银河系中的行星数量从我们所知道的九颗增加到超过九百九十亿颗,”他惊奇地回忆道。
在那一刻,他意识到他并不是唯一一个相信地球之外一定有生命的人。
从康奈尔大学毕业后,德雷克在海军服役了三年(这是他获得的ROTC奖学金的一个条件),然后前往哈佛大学攻读研究生,在那里他担任射电天文学暑期研究助理。
研究恒星发出的信号并不是他自己想象的那种工作。
他后来说,光学望远镜的发展让他了他看到木星。
但他在海军电子学方面的背景被证明对保持哈佛射电天文学机器的运作至关重要,他在第一年就进行了一次关键的头脑风暴,进一步推动了这门学科的发展。
“我意识到射电望远镜是探测外星生物甚至与他们交流的主要仪器,”他写道,这意味着其他文明和生物现在可以向银河系发送特定信息。
晚上,他独自一人坐在哈佛天文台里,听着仪器,观察着星星,精确地计算着来自外太空的信号可能来自哪里。
直到他二十六岁的一个晚上,他听到了一种似乎来自另一个星球的声音。
它是那么规律,那么崭新,这是他以前对昴宿星团的研究中从未见过的。
昴宿星团被称为七姐妹星座,是金牛座的一部分。
金牛座是一个罕见的星座,在地球上随处可见。
该信号也位于所谓的“21厘米氢线”区域,与氢辐射相关的无线电频谱频段。
天文学家推测这将是外星人试图吸引注意力的最合乎逻辑的选择。
天文学家认为,这个频率特别有吸引力,因为这种无线电波存在于外太空一个安静的角落,出现在星际空间的低频背景辐射之上,但低于地球大气层的高频噪声。
这是一个非常有价值的信号,它有助于绘制宇宙结构图,深入宇宙历史,甚至探测暗物质,并且可能与其他先进文明进行交流。
正如德雷克回忆的那样,“任何精通科学的文明都会知道这一点,并希望其他人也知道这一点,因此他们可能会选择氢线作为星际的共同点。”
由于它对天文学的重要性,该波段的地面无线电信号通常被禁止,因此他认为,在氢线上如此规则和强烈的信号几乎肯定是外星人。
而且,他兴奋地指出,它似乎显然来自昴宿星团,因为该信号表现出与恒星相同的高速多普勒频移。
在他的余生中,德雷克都在努力找回他在那一刻所经历的感觉。
“我所感受到的不是一种正常的情绪。这可能是人们在看到对他们来说是一个奇迹时的感觉:你知道世界将是一个完全不同的地方,而你是唯一知道的人,“他说。
不幸的是,这种感觉是短暂的。
当德雷克进行他的第一次质量完整性测试时,他意识到即使他把望远镜从昴宿星团上移开,信号仍然存在,这意味着可能是常规的军事干扰,在天空的某个地方。
他在回忆录中回忆说:“我坐下来,汗流浃背,颤抖着,几乎相信我与一个遥远而陌生的思想接触过。那一刻的能量和灵感从未离开过他。从那时起,每当我看着射电望远镜时,我都会问自己,这台望远镜可以用来寻找生命吗?“
1958年 4月,德雷克抵达西弗吉尼亚州的格林班克,在不久后的国家射电天文台开始了他的新工作。
当他开着一辆装满毕生财产的 53年白色福特车驶入山谷时,这位年轻的科学家立即被与世隔绝的阿勒格尼山山坡的美景所震撼。
该设施仍在建设中,彷佛在告诉他整个科学领域正在发生怎样的变化。
长期以来,天文学一直是一种独特的孤独的科学形式——主要在夜间进行,通常是单独进行的,而且通常尽可能远离城市中心。
几个世纪以来,视觉天文学家一直在寻找黑暗的夜空,随着射电天文学的进步,其先驱者已经意识到,聆听宇宙需要比该国任何角落都更安静的大气寂静,因为电视和电子信号已经拥挤不堪。
射电天文学的规模和规模现在需要更多的资金,这对于任何一个机构或大学是能支持的。
“射电望远镜需要大型收集盘,因为宇宙射电源在地球上释放的功率太小了——即使是天空中最强的射电源也只释放了几瓦,”德雷克在几十年后写道,“事实上,射电天文学史上收集到的所有能量几乎不等于几片雪花落在地面上时释放的能量。
正是在这些条件下,由学院和大学财团管理并由美国政府资助的国家射电天文台的想法诞生了。
在对 30个合适的地点进行全国调查后,美国国家科学基金会于 1956年夏天以 350万美元的价格购买了波卡洪塔斯县周围 5000英亩的土地,这是一个浅谷,其遭受的无线电干扰与在华盛顿特区的海军研究实验室相比极小。
这个偏远站点的建设耗资约900万美元,并且已经制定了望远镜的工程计划,比美国任何人都见过的还要大。
一份报告称,距离华盛顿特区约四小时车程的格林班克镇人口为21人,将变成射电天文学的“香格里拉”,科学家们开始安排他们想要进行的实验和调查,从研究太阳到了解氢线。
破土动工是在太空竞赛最激烈的时候在当地的高中体育馆进行的,就在苏联发射人造卫星的13天后。
为了保持设施周围的无线电静默,联邦通信委员会指定了“国家无线电静默区”,这是一个巨大的矩形,包括南北约 108英里和东西 120英里,横跨 830万英亩的西弗吉尼亚州、弗吉尼亚州和马里兰州的一小部分,其中电子设备和广播发射机受到严格限制。
美国海军还开始在附近的几个山谷内的安静区内秘密建造自己的巨型天线,价值7900万美元。
然而,最终也就达到六百英尺天线的规模——如此之宽,以至于华盛顿纪念碑都可以侧身放置在里面。
与布鲁克林大桥相比,这是一项工程壮举太大了,大到几乎无法保密,新闻报道显示它是探索外太空和宇宙起源的一部分。
《大众机械》杂志称这种天线是“人类有史以来最大的机器”,但在1960年代,军方仅在其上花费了6300万美元,在没有取得任何实际成果后,该天线被放弃了。
德雷克是最早的三名工作人员之一。
当他到达时,该站点的宏伟名称比现实更令人向往——该站点的两个主要望远镜甚至还没有开始建设,因此德雷克和他的同事们迅速开始建造一个更温和的模型,有效地从其他现有设计中复制了一个八十五英尺的仪器,以便让天文台启动并运行。
当他看着新工具从窗外的山坡上升起时,德雷克惊叹于他在短短几年内所看到的进步。
他在哈佛大学使用的两台望远镜可能无法探测到来自其他文明的信号,而不仅仅是几光年之外,而是在绿岸的更大尺寸和无线电技术的新进步之间——比如固态激射器的发明,把灵敏度提高了一千倍,并因其发明了参量放大器而获得1964年诺贝尔物理学奖。
他成功地将望远镜的灵敏度提高了一百倍——理论上的探测尺度已经被推到了12光年,这个空间包括多颗类似太阳的恒星。
从那时起,地球可以真实地探测到来自其他文明的信号。
“这是一个了不起的想法,它的光彩已经因长期的熟悉而变得黯淡,”天文学家塞思·肖斯塔克几十年后写道,“我们已经为其他目的而建造的硬件,可以在地面上探测,可以发现生活在看不见的世界中的众生。我们可以找到宇宙公司,没有什么比转动表盘更麻烦的了。”
德雷克在附近的一家餐馆吃着汉堡和薯条,向他的同事们推销如何利用新技术寻找地球以外的生命。
在尴尬的沉默之后,天文台台长劳埃德·伯克纳热情地回应了。
“他在科学界以乐观的赌徒而闻名,他喜欢这个想法,”德雷克回忆道,“事实上,在女服务员拿来我们的支票之前,他就授权我继续工作。
德雷克以奥兹国的统治者奥兹玛公主的名字命名了“奥兹玛计划”,完全踏入了人类最古老的智力探索之一,有机会弄清楚我们在宇宙中是否孤独,科幻作家亚瑟·克拉克称之为“哲学的最高问题之一”。
作为人类,我们在宇宙中是孤独的,这种想法在很大程度上是西方的,而我们不是的争论是最近才出现的。
几乎从人类时代开始,早期的学者和科学家就开始考虑宇宙的起源,包括卢克莱修。
他在公元前一世纪初就想象了原子的存在,并推测:“我们必须认识到,在宇宙的其他地方还有其他世界,有不同的人和不同的动物。
事实上,这个看似有争议的想法会吞噬德雷克和现代科学界。
许多东方和土著传统,如佛教,长期以来一直承认并接受正式所谓的“世界多元性”或“宇宙多元主义”,即有许多有人居住的世界,甚至可能是“人类”,散布在宇宙中。
毕达哥拉斯学派甚至认为月亮和星星是由其他类人生物居住的。
然而,在西方传统中,被称为托勒密亚里士多德的思想流派统治了几个世纪,他们相信天空围绕着地球(而不是太阳)旋转,人类是特殊的、独特的。
几个世纪以来,柏拉图主义者、亚里士多主义者和基督徒在他们的形而上学思辨中拒绝接受还有其他与我们自己的地球相似的地球。
这种世界观受到了挑战,并最终被哥白尼颠覆。
哥白尼在16世纪首次假设地球围绕太阳旋转,也许夜空中的一些明亮的灯光是其他邻近的行星,而不仅仅是恒星。
这是一个对科学、神学、哲学甚至文学具有巨大影响的理论。
歌德写道:“在所有的发现和信念中,没有比哥白尼的教导对人类思想产生更有力的影响了。哥白尼的新科学花了将近半个世纪的时间才发展起来,因为“危险的异端已经成为一种新的福音”。
直到伽利略在1600年代初期观察到月球与地球相似,木星有自己的卫星,哥白尼的想法才开始得到更广泛的接受。
伽利略很快被广泛誉为'新时期哥伦布',他非常明智地回避了行星是否有人居住的微妙问题。
在启蒙运动期间,辩论开始朝着更科学的方向发展。
埃德蒙·哈雷在他的一部著作中宣称:地球是行星之一并不是理所当然的。
古斯塔夫·基尔乔和罗伯特·本生在1860年左右发现了光谱分析,即分解光以确定远天体中光源中存在哪些元素的科学,首次确定不仅存在其他行星和恒星,而且它们由与太阳系相同的元素组成。
行星和太阳,证明了字面上的普遍性,即构成我们和我们世界的化学物质也构成了所有其他星球上的物质。
很难不想象那里可能还有其他世界。
正如德雷克所看到的那样,该组织的工作开启了他所谓的寻找外星智能(SETI)的第三个时代。
“SETI第一次体现了哲学、定性和定量的元素,”他写道。
奥兹玛项目有潜力成为其设计对象。
1959年 7月,德雷克启动了“奥兹玛计划”。
命运再次对齐:奥托·斯特鲁夫很久以前的演讲启发了德雷克,他意识到他并不是唯一一个想象宇宙中其他生命的人,他于 1959年 7月担任天文台台长。
他建造了一个接收器来研究那条21厘米长的氢线,天文学家最想象其他文明会在这里共享信号。
德雷克原本打算将他的研究保密,直到完成以后再公布。
因为利用政府资源寻找外星生命的想法对他来说仍然太有争议了。
但在 1959年 9月,团队惊讶地读到了一篇由两位康奈尔物理学家撰写的论文,提出了德雷克已经主导的研究项目类型。
康奈尔大学的研究小组认为,射电望远镜现在已经足够先进,能够探测星际信号,成功的概率很难估计,但如果我们从不搜索,成功的机会必定为零。
他们的假设源于他们自己在伽马射线方面的工作,伽马射线在到达地球之前穿过银河系。
他们最初开始怀疑这是否是其他文明的交流方式,但随着他们了解得更多,他们得出结论,无线电波更有意义。
两位康奈尔物理学家甚至在他们的文章中推测,外星人会使用与德雷克相同的频率:21厘米的氢线。
突然间,德雷克和斯特鲁夫意识到,他们疯狂的想法可能没有那么疯狂。
