第33章 人类的星际野心
回到美国,亚美尼亚会议的消息标志着外星科学的一个特别激动人心的时刻。
在德雷克(Drake)与“奥兹玛计划”(Project Ozma)迈出第一步的十年后,这个领域似乎在多个方面都成熟了,想象力也在扩展,以回答一些最紧迫的问题。
特别是,一个似乎是最重要的——部分挑战一直是没有人真正知道要寻找什么,那么人们如何去寻找许多光年之外的文明的迹象呢?
弗里曼·戴森(Freeman Dyson)是一位极富想象力的英美理论物理学家,他挑衅性地回应了这一悖论,认为我们的概念本质上太小,无法完全掌握文明发展的潜力——在浩瀚的太空中,我们仍然是一个没有野心的未开发的不成熟的小点,一个在以数十亿人来衡量自己的宇宙中拥有数十万年历史的民族。
他认为,真正的先进文明绝不会仅仅满足于利用从最近的恒星或太阳到达它的能量——如此小的能量来源也不会让一个文明实现自己的星际野心。
取而代之的是,它将建造一个巨大的太阳能电池板球体来封装其整个本地恒星并满足其能量需求。
“我们观察到的任何此类生物极有可能已经存在了数百万年,并且已经达到了超过我们许多数量级的技术水平,”戴森在他的研究中写道。“人们应该预料到,在它进入工业发展阶段的几千年内,任何智慧物种都应该被发现占据一个完全围绕着其母星的人造生物圈。”
戴森球,正如它们后来所知道的那样,将使任何地球工程能力相形见绌,想象一下,在我们的太阳周围有一个太阳能电池板球体,并在它和水星之间建造栖息地,这个球体可能延伸到一千万英里、二十万英里甚至三千万英里的外太空。
戴森估计,天文学家可以在太空中寻找独特的红外热信号,并与“正常”恒星分开。
他说,如果我们想找到宇宙中最先进的文明,也许我们应该寻找它们。
在 1970年代初期那个令人振奋的时刻,巴尼·奥利弗(Barney Oliver)被要求与美国宇航局生物技术负责人约翰·比林厄姆共同领导一项研究,研究如何探测外星文明和超越的智慧生命,并确定可能向其他充满生命和智慧的行星发出信号的标志、迹象和线索。
在1971年夏天的十多个星期里,他和奥利弗,以及另外近二十名研究人员和科学家,挤在艾姆斯一个空闲楼层的临时办公室里,计算了创建实验所需的硬件、人力、时间和资金,该实验可以合理地定位来自太空深处的信号。
奥利弗长期以来一直对无线电着迷,并在二战期间致力于开发雷达,他成为这项研究大胆愿景背后的推动力——一系列由一千个相互连接的小型天线延伸超过一百平方公里,协同工作,接收数百光年的空间声音。
对他来说,美国宇航局对该计划的兴趣来得正是时候。
自从德雷克通过“奥兹玛计划”蹑手蹑脚地寻找外星智慧以来的十年里,科学似乎越来越相信生命可能存在于遥远的地方。
对“宇宙演化”的理解也更多地指向了我们的太阳系并不是特别独特的可能性——行星存在于其他地方,我们自己的生命是通过可以理解的物理和化学定律开始和进化的,这些定律将适用于整个银河系和宇宙。
为了加深理解,科学家们将注意力集中在21厘米的所谓氢线和18厘米的OH、氢和氧线上——这个频率引起了德雷克、什克洛夫斯基和许多其他研究这个问题的科学家的兴趣——进行进一步研究。
奥利弗写道,这支乐队对任何先进文明来说都是众所周知的,并且具有重要意义,并为水生生物提供了一个不可思议的诗意场所,以寻找它的种类。
当然,美国宇航局的团队同意,这将是任何智能生命形式都会考虑与其他人交流的地方。
如此多的人类住区和动物物种聚集在地球上的水源周围。
该事件被称为“独眼巨人计划”,其结果于1972年1月1日发表的250页报告将成为该领域的经典之作。
“寻找外星智慧生命是一项合法的科学事业,”报告总结道,“应该被纳入全面和平衡的太空计划。”
为此,美国将寻找外星智慧生命作为美国宇航局整个太空计划的一部分,并拥有自己的预算和资金,这一建议得到了美国国家科学院著名的天文调查委员会的支持,该委员会每十年举行一次会议,研究并概述它认为最重要和最紧迫的优先事项。
“每过一年,我们对太空中生命可能性的估计以及我们探测它的能力都在增加,”该组织辩解道。“越来越多的科学家认为,与其他文明的接触不再是我们梦寐以求的事情,而是人类历史上的自然事件,也许会在我们许多人的一生中发生。现在这个承诺太大了,要么转身离开它,要么等待更长的时间,然后再投入大量资源去寻找其他智慧生物。从长远来看,这可能是科学对人类和我们文明最重要、最深刻的贡献之一。”
这是一个清晰而充满激情的声明,但不幸的是,它来得太晚了。
随着登月竞赛的胜利和越南冲突,美国宇航局的预算一直在稳步下降。
一旦最后两次阿波罗任务(16号和17号)完成,美国就不再有在太空中梦想远大的愿景。
奥利弗和比林厄姆建议增加60亿至100亿美元的合理预算,用于资助他们在独眼巨人之后的工作,但这是无稽之谈。
相反,下一步将再次来自弗兰克·德雷克(Frank Drake),他今天的日常工作继续将“严肃”的天文学与他对外星智慧的兴趣相结合。
随着射电天文学的进步,他试图更好地了解地球最近的邻居,一度帮助计算金星的新表面温度(约890华氏度,比科学家以前认为的要高约400度),但他从未对望远镜可以捕捉到的信息失去兴趣。
他决心重新投入到他的激情中,离开了帕萨迪纳的喷气推进实验室,前往康奈尔大学新的放射物理和空间研究中心工作,该中心开始在波多黎各运行一个巨大的射电望远镜。
所谓的阿雷西博望远镜与他在绿岸看到的技术相去甚远——横跨整整一千英尺,半球体建造在一个孤立的天坑中,以保护它免受飓风的侵袭,并设有三座塔楼,每座塔楼高约三百英尺,它们之间有十八根电线电缆,以支撑主要的收集平台。
天线和天线位于碟形天线的中心。
科学家们翻阅了赤道沿线美国领土的航空照片和地形图,以找到最佳位置,并确定了距离圣胡安大约一整天车程的岛屿(对于一个只有110英里乘40英里宽的岛屿来说,这是一项壮举)。
建造工作始于1963年,是冷战时期五角大楼的一部分,称为“防御者计划”,旨在研究如何在通过电离层时探测来袭的苏联导弹,电离层是地球周围约30英里的带电分子和原子层。
通过密集的游说,戈尔德成功地获得了机构和财政方面的支持,使望远镜的能力能够扩展到观察地球高层大气之外的空间。
最终,整个装置——全部625吨——可以被引导到深空,以聆听和研究遥远的无线电波。
1966年,德雷克被任命为天文台台长,在他的管理下,望远镜让位于许多发现,包括第一次精确跟踪水星的全旋转,金星表面的早期雷达图,以及“脉冲星”的存在,即超高密度中子星。
他甚至在天文台度过了飓风伊内兹,利用大风作为测试他的假设的机会,即反射器实际上在结构上比想象的要好得多,因此可以观察到比以前意识到的要短得多的波长——事实上,而不是像其工程师最初认为的那样在常规的大风中移动几英寸,望远镜实际上只移动了几毫米,为前沿研究开辟了所有新的途径。
1971年,该天文台成为美国国家科学基金会的一部分,德雷克很快获得了新命名的国家天文学和电离层中心主任的新职位。
现在,他能够更自由地探索他和其他人在海豚骑士团最初会议上遇到的问题,包括也许是最基本的问题:一个人能否与一个肯定说不同语言的文明进行远距离交流?
到那时,科学家们一直在努力应对如何与外星人交流的挑战一个多世纪。
1820年,德国数学家卡尔·弗里德里希·高斯(Carl Friedrich Gauss)提议创建一个类似于直角三角形的符号,它足够大,可以被月球或火星上的文明看到,并种植在塞尔维亚的麦田中,周围环绕着三个方形的支架,这些支架将证明毕达哥拉斯定理——三角形斜边的平方等于其他两条边的平方之和——而大约在同一时间,一位维也纳天文学家建议在撒哈拉沙漠挖出巨大的圆圈和三角形,然后用煤油填充它们并重新点燃它们。
在法国,一位科学家认为在欧洲各地排列巨型镜子来反射火星上的阳光——他建议也许将它们排列成北斗七星的形状——1875年,一位名叫 E. E. Neovius的芬兰俄罗斯数学家出版了一本名为《我们这个时代最伟大的使命》的小册子,建议通过数学或物理学的光束符号进行接触,点亮的信标可能更便于普遍理解。
尽管这些项目可能很有趣,但没有人收到过钱,也没有人能从他们的想象中取得成就。
直到世纪之交,随着无线电的发现,直接与外星文明交谈的可能性才变得更加具体。
德雷克将这个难题比作试图写一封情书给一个从未见过的女人,她不仅说的是外语,而且住址也是未知的。她可能无法阅读,甚至看不见。她可能根本不是一个女人——也许是一条鲸鱼,或者是一朵花,也许是一只蜘蛛,或者是病毒,或者是我根本无法想象的东西,唯一似乎有意义的答案是:数学。语言对地球上每个文明的意义都不同,但随着时间的推移,数学是每个人都可以理解和分享的科学——也许外星人也是如此。
他能想象到的最好的方法是制作一张照片——一张其他文明的黑白图像,使用与电视用来绘制动态图像的相同风格的简单二进制代码。
他花了几个小时在一张方格纸上画草图,在一些盒子里涂色,另一些盒子留白,逐渐学会了如何在紧凑、有条不紊的盒子里画出没有曲线的画。
随着时间的流逝,他确定了一系列 551个 1和 0,这些 1和 0以二进制形式表示像素是否被填充。
他希望另一个文明能够认识到 551只能被 29和 19这两个素数整除,从而使他们相信该信息转化为一幅高 29像素、宽 19像素的图画,将信息埋藏在图画中。
德雷克编码了各种细节,从太阳系的示意图到人类的粗略图画和数字 1到 5的列表。
为了测试其功效,他将副本邮寄给他的海豚骑士团成员,并提出了一个挑战:这是从外太空收到的假设信息。它包含 551个0和1。这是什么意思?
他的同事们都无法破译它。
只有巴尼·奥利弗(Barney Oliver)似乎理解了这个概念,他向德雷克发回了一系列新的1和0,德雷克设法将其解码为马提尼酒杯和橄榄的图像。
德雷克不愿放弃希望,他再次发出了他最初的信息,这次是给更广泛的科学家圈子。
他们都没能破译。
最后,他在一本针对业余密码破译者的杂志上发表了这个谜题。
不久之后,他收到了布鲁克林一位电气工程师的正确答复.
德雷克回忆,那是唯一一个正确解释图像秘密的人。
这是一个令人失望的开始,但还不是路的尽头。
三年后的1969年,德雷克在波多黎各参加美国天文学会举办的一次会议时,在他们酒店的大堂里遇到了卡尔·萨根。
两人开始交谈,萨根很快就转述了他关于即将到来的先驱者10号任务的谈话细节,该任务旨在前往木星,沿着其表面掠过,并在它获得足够的速度时拍摄数千张照片,以将自己作为第一个可能永远穿越宇宙的人类物体脱离太阳系。
也许有一天,一个遥远的文明会发现它,拦截它,或者发现它坠毁在某个地方,萨根兴奋地告诉德雷克。
如果他们能把它变成人类第一个装在瓶子里的星际信息呢?
当与会者在他们周围走动时,两人立即开始讨论想法。
萨根决定在金属板上雕刻图片信息,德雷克指出,这能在数十亿年内保持可读性,并补充说这将改变探测器的重量和平衡,并迫使美国宇航局侦察其推进器,但该机构已经明确表示,它很乐意这样做。
鉴于这个想法的重要性。唯一的问题是必须迅速完成。
德雷克和萨根一致认为,他们应该以某种方式在飞船中加入人类的图画和其他信息,但陷入了如何确定地球在银河系中的位置的争论——德雷克估计,将把我们的星球映射到北斗七星,将把其他文明的发射日期确定在大约一万年内。
并将我们在天空中的位置缩小到二三十光年以内,这在时空的宏伟计划中似乎相对精确,但他很快就有了更好的主意:他们可以使用脉冲星绘制银河系,脉冲星是罕见而独特的恒星,构成了他大部分研究的核心。
经过多次研究,萨根的妻子琳达绘制了一块四盎司的阳极氧化金铝牌,由男性和女性身体的解剖学细节图组成,与先锋号宇宙飞船的轮廓和比例相映成趣,以便未来的发现者能够了解人类有多高。
一系列复杂的天文地图也被展示出来,描绘了地球作为先驱者的发射点,以及我们的太阳系在德雷克创造的十四足蜘蛛状脉冲星地图中的位置。
每条腿都用二进制数绘制,显示脉冲星的爆发。
根据这块牌匾被发现的地点和时间,德雷克希望通过包括十四颗不同的著名恒星,他将为一个先进的文明提供足够的选择来三角测量我们的太阳系。
作为关键,科学家们附上了一张氢的图画,概述了如何利用氢的特性来占卜地图上的距离和数字。
1972年 3月,当先驱者 10号发射升空时,美国宇航局公开了萨根和德雷克的信息,为他们为全人类所做的工作感到自豪。
但是,这些消息没有得到赞扬和钦佩,反而引起了争议——给编辑的信抨击美国宇航局传播色情内容,而在加拿大,这条信息几乎无法播出,因为裸体人类从未在他们的网络上出现过。
然而,最终,这种关注给了德雷克和萨根他们最终想要的东西:“我们已经开始更多地将其视为给地球的信息,而不是来自地球的信息。我们曾希望它能让人们明白,我们在宇宙中并不孤单,外星文明有一天会知道我们的存在,并且某些形式的接触和交流是可能的。”
第二年,当先驱者11号于4月发射时,同样的牌匾也随之而来。
1974年,德雷克获得了另一个激动人心的机会:作为国家天文学和电离层中心的主任,他一直在监督阿雷西博望远镜为期三年的翻新和重建。
随着重新落成的临近,他的助手简·艾伦(Jane Allen)建议他们使用新改进的机器,不仅要听外太空的声音,还要向其广播信息。
该望远镜的集中广播功率约为20万亿瓦,这意味着在外太空的背景下,接收地球信息的文明将能够比太阳本身更明显地看到地球的信息。
德雷克对这个想法欣喜若狂,并绘制成为 1679位消息,再次依靠质数渲染成 73 x 23像素的图像。
图像包含七个部分,从数字一到十,以及对人类生命和DNA至关重要的五种元素(氢、碳、氮、氧和磷)的原子序数,以及代表DNA双螺旋结构的图形,以及DNA的化学式。
他还附上了一幅非常普通的人类简笔画,他努力避免看起来太像大猩猩。
最后,他绘制了地球的粗略人口(40亿人),人类基因组中基因的粗略估计数量(30亿),太阳系的粗略地图,突出显示了地球的位置,以及阿雷西博望远镜本身的粗略草图。
当他与萨根分享草稿时,德雷克很高兴看到他的同事能够理解它,这给外星人带来了一些希望,也许有一天也能理解。
在 1974年 11月 16日的望远镜落成典礼上,众议院科学小组委员会主席、佐治亚州的约翰·戴维斯向 250位嘉宾发表了主题演讲。
戴维斯曾在1968年与萨根、海内克等人一起参加不明飞行物听证会期间担任众议院科学委员会的初级国会议员,他骄傲地宣称,地球可能会在五万年后得到回应——回到我来自的地方。
然后,一声响亮的警报声响起,天线移动到位,然后是三分钟消息的哔哔声,该消息被广播到预定目标,即大力神座内被称为M13的星团,距离大约两万四千光年。
当仪式参与者吃过午饭并回到他们的公共汽车上时,来自地球的问候已经经过了冥王星的轨道,只剩下两万四千光年左右了。
