注册 登录  
 加关注
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

刘慈欣

当科普的科幻尝起来是文学的

 
 
 

日志

 
 

人类应该在宇宙的黑暗森林中呼喊吗?(上)  

2009-04-27 11:05:29|  分类: 科幻 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |

载《上海交通大学学报》16卷6期(2008)

 

科学史上关于寻找地外文明的争论——人类应该在宇宙的黑暗森林中呼喊吗?(上)

 

穆蕴秋 江晓原

(上海交通大学 科学史系,上海 200030)

 

 

  摘 要:尽管地外文明是否存在的问题,目前尚无定论,但与其相关的探讨,已成为科学史领域的重要研究课题。1970年代,随着搜寻地外文明计划(简称SETI)的一无所获,与其相对的另一种试图接触地外文明的实践手段——主动向地外文明发送讯息(简称METI),也被提上日程,并在科学界引发颇多争议。本文对争论双方的观点以及争论所产生的影响进行了考察,并研究了与METI有关的几种费米佯谬的解决方案。本文认为,在尚未做好接触地外文明的准备之前,实施METI是非常危险的。

  关键词:搜寻地外文明(SETI );向地外文明发送信息(METI);费米佯谬;SETI悖论;圣马力诺标度

 

一、前言

 

  尽管地外文明是否存在的问题,目前尚无定论,但与其相关的理论探讨、实施方案以及由此引发的各种争议,已成为科学史领域的重要研究课题。

  17世纪之前,与其相关的探讨主要限于一些哲学家们的纯思辨性构想[[1]]。17世纪初,望远镜发明后,开普勒、伽利略等人基于一系列观测经验之上,对月球可居住性进行了讨论[[2]]。这场讨论延续了整个十七世纪,至十九世纪,还余波未了。而这一时期,关于火星运河和火星生命的争论,则成为了最被关注的科学问题之一。[[3]]当时的很多天文学家们着力于提高自己手中望远镜的观测精度,为的可能只是希望在这场争论中找到属于自己的话语权。此种情形曾惹得英国天文学家爱德华·蒙德(EdwardMaunder)埋怨说:

  行星研究领域被杂乱无章的业余成果所占领,……自1877年以来,最先进的望远镜……全部把观测方向对准了火星,最出色和最有经验的专业天文学家们,也毫不羞愧地把时间全部用于火星研究上。[3](P494)

   20世纪60、70年代,一些科学人士开始掀起了寻找地外文明的热潮——搜寻来自地外文明的讯息,或是主动向地外文明发送信息。在以往国内的公共话语中,这两种行动都被视为纯粹的科学问题,而且都只具有完全正面的价值。但事实上,这两种行动在欧美科学界都引发了相当严重的争议,而这也正是本文所要着重考察的。

 

二、从SETI到METI

 

  1960年,美国天文学家弗兰克·德雷克(Frank Drake)发起了搜寻地外文明——简称SETI(Search forExtraTerrestrial Intelligence)的第一个实验项目,“奥茨玛计划(ProjectOzma)”。一年后,第一次SETI会议在美国绿岸举行。其后,别的SETI项目随即相继展开,并一直持续至今。与此同时,苏联对SETI也表现出了极大的兴趣,在1960年代同样实施了一系列的搜索计划。

  SETI的上马动工,和两项理论乐观的引导有关。1959年,天文学家科科尼(GiuseppiCocconi)和莫里森(Philip Morrison)发表了一篇文章《寻求星际交流》[[4]] ——如今它已被该领域研究者奉为“经典中的经典”,其中提出了利用无线电搜索银河系其他文明的构想。稍后,德雷克1961年在美国绿岸的第一次SETI会议上,提出了一组方程解“德雷克方程”(DrakeEquation),用于估测银河系中可能存在地外文明的星球数量是多少。

  SETI计划自开展以来,在科学界引起了广泛的争论。与萨根(CarlSagan)、德雷克以及莫里森等人在此事上的激进与乐观相比,以物理学家弗兰克·蒂普勒(FrankTipler)为代表另外一些科学家,对此则持审慎的保守态度。[[5]]

  SETI历经差不多十年,始终一无所获,1970年代,与SETI相对的另一种试图接触地外文明的实践手段——向地外文明发送信息,简称METI(Messageto the ExtraTerrestrial Intelligence的缩写),或又称“主动SETI(ActiveSETI)”,开始被提上日程。

  METI基于这样一个猜想之上:人类之所以还有发现外星文明的踪迹,只是是因为他们还没有发现我们,为了让其能及早发现我们,可通过向外太空发射定位无线电信号,告知地外文明人类的存在。到目前为止,较有影响的METI项目共实施了四次,见表1。

 

表1:四次METI项目重要参数表

名称

阿雷西博信息

Arecibo Message

宇宙呼唤1999

Cosmic call 1999

青少年信息

Teen Age Message

宇宙呼唤2003

Cosmic call 2003

日期

1974-11-16

1999-7-1

2001-9-4

2003-7-6

国家

美国

俄罗斯

俄罗斯

美国,俄罗斯,加拿大

发起者

德雷克、萨根 等

萨特塞夫等

萨特塞夫等

萨特塞夫等

目标星体

M13球状星团 Hercules

HD190363Cygnus

HD190464 Sagitta

HD178428 Sagitta

HD186408Cygnus

 

HD9512Ursa Major

HD 76151 Hydra

HD 50692 Gemini

HD 126053 Virgo

HD 193664 Draco

Hip4872 Cassiopeia

HD245409 Orion

HD75732  Cancer

HD10307Andromeda

HD95128Ursa Major

信息量

1679比特

370967比特

648220比特

500472比特

雷达

Arecibo

Evpatoria

Evpatoria

Evpatoria

决议次数

1次

4次

6次

5次

持续时间

发射3分钟

发射960分钟

发射366分钟

发射900分钟

发射功率

83千焦

8640千焦

2200千焦

8100千焦

 

三、METI引发的严重争议

 

  METI自实施以来,在科学界也引起了颇多争议。1974年11月6日,在第一个星际无线电信息通过阿雷西博雷达被送往M13球状星团后,这一年的年度诺奖获得者、射电天文学家马汀·赖尔(MartinRyle),随即发表一项反对声明,警告说“……外太空的任何生物都有可能是充满恶意而又饥肠辘辘的……”,并呼吁颁布国际禁令,专门针对地球上那些妄图与地外生命建立联系和向其传送信号的任何企图。

  赖尔的这项声明,随后得到了一些科学人士的声援,他们认为,METI有可能是一项因少数人不计后果的好奇和偏执,而将为整个人类带来灭顶之灾的冒险行为。因为,人类目前并不清楚,地外文明是否都是仁慈的——或者说,对地球上的人类而言,即便真地和一个仁慈的地外文明进行了接触,也不一定会得到严肃的回应。在此种情形下,处于宇宙文明等级最低端的人类贸然向外太空发射信号,将会泄密自己在太空中的位置,从而招致那些有侵略性的文明的攻击。而且,地球上所发生的历史一再证明,当相对落后的文明遭遇另外一个先进文明的时候,几乎毫无例外,结果就是灾难。[[6]]

  同样站在反对METI立场上的以写科幻而知名的科学家大卫·布林(DavidBrin),则颇具想象力地猜测说,人类之所以未能发现任何地外文明的踪迹—— 布林将其称为“大沉默”(GreatSilence),[[7]] 有可能是因为一种还不为人类所知晓的危险,让所有其他宇宙文明保持沉默,而人类所实施的METI计划,无异于是宇宙丛林中的自杀性呼喊。在一篇文章中,布林提醒METI的支持者们:

  如果高级地外智慧生命是如此大公无私……然而却仍然选择沉默……我们难道不应该考虑以他们为榜样,选择和他们一样的做法?至少稍稍观望一下?很有可能,他们沉默是因为他们知道一些我们不知道的事情。[[8]]

  作为告诫,布林还引用了《二十二条军规》中主人公约翰·尤萨林上尉(JohnYossarian)的一句话,来作为人类实施METI的行为写照:如果别人都在做同一件事,而我却在做另一件事,那我就成了一个白痴。对此,俄罗斯科学家亚历山大·萨特塞夫(AlexanderL. Zaitsev)以揶揄的口吻调侃说,如果事情果真如此,SETI的缩写岂不应该是:Search forExtra-Terrestrial Idiots(搜索地外白痴)?[[9]] 而作为继阿雷西博信息之后三次METI项目的主要发起者和最积极的拥护者,萨特塞夫并不这样认为,他坚持,METI对人类而言,不仅不是一种冒险,而且还非常必要。

  对METI可能会为人类带来灾难的看法,萨特塞夫反驳说,人类从外星文明那里获得的不是危险而是学问,有可能,外星文明会传授人类知识和智慧,把人类从自我毁灭如核战争、生化战争或环境污染中,挽救过来。这种想法无疑是对几位SETI先驱们所持观点的一种继承。而物理学家弗兰克·蒂普勒在发表于英国皇家天文学会杂志上的一篇文章中,历数了萨根、霍伊尔(FredHoyle)、德雷克等人类似的书面言论后,很尖锐地指责说,这些对地外文明持拥护态度的科学家,他们抱有的希望地外文明可以充当人类“救世主”的热情,已经到了带有“半宗教动机(semi-religiousmotivation)”的地步。[[10]]

  而作为METI必要性的辩护理由,萨特塞夫对布林等人所呼吁的人类只需实施SETI而应禁止进行METI的做法,质问说,宣称应该在宇宙丛林中保持沉默的人类,如果自己都不乐意发出声响,又怎能问心无愧期望他的宇宙同伴们做出反应?这就是萨特塞夫著名的SETI悖论(SETIParadox)。[[11]] 换言之,从宇宙尺度上来考虑的话,如果没有一个宇宙文明认为有向其他文明发射信号的必要,那么SETI所实施的单向搜索其实毫无意义,它注定将永远一无所获。

  不过,与此相对的另一种看法则认为,从地球辐射到太空中的无线电波,如自1970年代以来就每天24小时不间断连续运行、担负着一些国家安全防御任务和作为星际冲撞预警体系的军方雷达系统,它们所发射出的无线电信号,已经让地球文明在宇宙中很醒目地暴露了其存在位置,地外智慧生命——如果他们的确存在的话,迟早都会发现这些信号。所以,对人类而言,现在保持沉默,为时已晚。[[12]]

  但一些科学人士指出,这种观点作为支持METI的间接论据,尽管流传甚广,但并非如它表面看来那样具有说服力。因为,一般而言,军方雷达信号在几光年的范围内,就已消散到了星际噪声水平之下,很难被探测到。相较而言,通过大型射电天文望远镜发射的定位传输信号就不一样,它们的传输功率比前者强了好多个量级,要容易被捕获得多。

  对此,萨特塞夫反驳说,泄漏到外太空的雷达信号尽管已经减弱到不会被I型文明探测到,但这并不意味着就不会被II型或III型这样的超级文明所捕获。[[13]]所以,为了避免这些逐渐划过天区的辐射信号,被那些“星际入侵者”探测到,就有必要禁止所有和雷达探测有关的活动——而这种做法毫无疑问是不切合实际的。所以,从这个意义上而言,为了能被一些居住在母恒星附近年轻的I型文明探测到地球信号,进行定位信号发射是必要的。[[14]]

 


 

[[1]] Dick S. J. Plurality of Worlds: The Origins of theExtra-Terrestrial Life Debate from. Democritu to Kant[M].Cambridge: Cambridge University Press, 1982. 6-60.

[[2]] 穆蕴秋.:一部另类的天文学论著——述评《开普勒之梦》[J]. 中国科技史杂志,2007. 28(3):291-295。

[[3]] Crowe M. J. the Extra-Terrestrial LifeDebate1750—1900 :the idea of a plurality of worlds from Kant toLowell[M]. Cambridge: Cambridge University Press, 1986.480-540.

[[4]] Cocconi G . and Morrison P. Searching forInterstellar Communications[J]. Nature, 1959. 184:844-846.

[[5]] Tipler F. J.      Extraterrestrial intelligent beings do not exist [J]. Q. JL R.astr. Soc. 1980. 21:267-281.

[[6]]对相关内容有代表性的讨论,见以下文章及书籍:

Anonymous. Ambassador for Earth Is ... it time for SETIto reach out to the stars? [J]. Nature, 2006,443:12.

Michaud M.A.G. Contact with Alien Civilizations:Our Hopes andFears about Encountering Extraterrestrials[M]. Copernicus Books,New York, 2007.

[[7]] Brin D. The Great Silence - the ControversyConcerning Extraterrestrial Intelligent Life[J]. RoyalAstronomical Society, Quarterly Journal. 1983,24(3):283-309.

[[8]]Brin D. Shouting at the Cosmos...Or How SETIhas Taken a Worrisome Turn into Dangerous Territory? [EB/OL]http://www.davidbrin.com/shouldsetitransmit.html , 2006.

[[9]]Zaitsev A. Searching for ExtraterrestrialIdiots? [EB/OL] http://www.setileague.org/editor/ idiots. htm,2006-11-04.

[[10]] Tipler F. J. Additional Remarks onExtraterrestrial Intelligence(J). Q. JL R. astr. Soc .1981,22: 279-292.

[[11]] Zaitsev A. The SETI Paradox[EB/OL].http://arxiv.org/ftp/physics/papers/0611/0611283.pdf,2006-11-29.

[[12]]Alexander Zaitsev. Detection Probability ofTerrestrial Radio Signals by a Hostile Super-civilization[EB/OL].http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0804/0804.2754.pdf,2008-04-17.

[[13]] 1965年,苏联物理学家卡尔达谢夫(N.S.Kardashev)在一篇文章中,提出了以能量利用率为判定宇宙文明等级的分类标准,将宇宙中的文明分为I型、II型和III型,并很快在相关领域内所接受,后被称为“卡尔达谢夫标度”(Kardashevscale)。相关内容参见卡尔达谢夫的经典论文:

Kardashev N. S. Transmission of Information by ExtraterrestrialCivilizations[J]. Soviet Astronomy. 1964 , 8:217-220.

[[14]] Zaitsev A. Sending and Searching for Interstellar Messages[J]. 58thInternational Astronautical Congress , Hyderabad, India. 2007-9-24-28.

 

  评论这张
 
阅读(4331)| 评论(33)
推荐 转载

历史上的今天

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2017