“葉文潔打開結(jié)果文件，人類第一次讀到了來自宇宙中另一個世界的信息，其內(nèi)容出乎所有人的想象，它是三條重復(fù)的警告：不要回答！不要回答??！不要回答?。?！”《三體》中這段情節(jié)，描述了“三體”文明和人類文明的第一次接觸。在這部科幻小說中，這一歷史性的時(shí)刻發(fā)生在葉文潔記憶中的紅岸基地，是在她利用太陽鏡面增益反射效應(yīng)向宇宙發(fā)射無線電信號8 年后收到的回復(fù)！

葉文潔在紅岸基地是通過大型射電望遠(yuǎn)鏡設(shè)備發(fā)射和接收三體世界的信息。從20世紀(jì)許多科幻電影、小說故事中的奧特曼星云、時(shí)間旅行、星際空間穿越、E.T. 外星人、UFO、智子、三體人等，到今天的量子糾纏、隱形傳態(tài)、量子冪級數(shù)增速計(jì)算、大規(guī)模人工智能普遍應(yīng)用等，都與射電天文望遠(yuǎn)鏡息息相關(guān)。這些天文觀測與研究項(xiàng)目你追我趕，使像背景引力波信號、脈沖星快速射電暴這樣的天文新發(fā)現(xiàn)層出不窮。那么，借助不斷增強(qiáng)的科技力量，我們離發(fā)現(xiàn)地外智慧還有多遠(yuǎn)呢？

科技日新月異，地外智慧探索已起程

世界科技進(jìn)步的步伐從未停止，且越來越快。目前人類能利用更加先進(jìn)的科技手段來更高效地探索地外文明，如人工智能、量子計(jì)算和航天科技等。在天文領(lǐng)域，我們可利用更加靈敏的射電和光學(xué)等望遠(yuǎn)鏡觀測其他星球是否存在生命的跡象，或者通過接收無線電波搜索來自外星文明發(fā)出的有規(guī)律的信息，或者由航空器取樣或靠天外來客隕石挾帶的信息探查有沒有構(gòu)成生物的基本物質(zhì)等。

近些年，人類已經(jīng)從宇宙中獲取了很多信息，比如通過對采集到的月壤進(jìn)行成分分析，我們對月球的形成過程、機(jī)制和年齡有了進(jìn)一步的科學(xué)認(rèn)識；由多波段觀測設(shè)備讀取的數(shù)據(jù)，我們得到了關(guān)于其他星球的信息、關(guān)于星系和宇宙整體演化的信息、關(guān)于有機(jī)大分子光譜發(fā)現(xiàn)以及類地行星的更多發(fā)現(xiàn)等。在不遠(yuǎn)的將來，我們一定可以獲取更多宇宙信息，在探索地外智慧方面有更多的進(jìn)展。十年前，我們談?wù)摰赝馍蠖纪Ａ粼诳苹秒A段，但是今天，地外智慧探索已經(jīng)開始從幻想走向現(xiàn)實(shí)，已經(jīng)有不少經(jīng)濟(jì)發(fā)展大國和有遠(yuǎn)見的科技強(qiáng)國開始將地外智慧探索作為重點(diǎn)資助科學(xué)研究和科學(xué)探求的熱門領(lǐng)域。

宇宙中的人類孤獨(dú)嗎？

如今的天文觀測發(fā)現(xiàn)，像太陽系這樣的天體系統(tǒng)在今天的可觀測宇宙中至少有成千上萬億個。從統(tǒng)計(jì)學(xué)上講，太陽系一點(diǎn)兒也不特別！那么太陽系里在第三個橢圓軌道運(yùn)行的藍(lán)色地球在整個觀測宇宙里，從統(tǒng)計(jì)學(xué)來看就不會是獨(dú)一無二的了。以此類推，類似地球上的生物應(yīng)該在可觀測宇宙里許多星球上普遍存在，即人類不是唯一的智慧生命。在宇宙中，可能存在著其他智慧生命形式，只是我們還沒有發(fā)現(xiàn)。幾十年來，科學(xué)家們一直在努力尋找外星生命的存在，例如在宇宙中搜索規(guī)則無線電發(fā)射信號、觀測外星文明的跡象等。雖然目前還沒有確鑿的證據(jù)表明外星生命以某一種形式存在，但人類的探索步伐在加快，各種各樣的發(fā)現(xiàn)手段在不斷使用，如現(xiàn)在通過觀測遙遠(yuǎn)光譜，人類發(fā)現(xiàn)了多種宇宙有機(jī)大分子。

宇宙空間充滿了存在地球2.0 的可能性。在宇宙中，存在許多類似地球的行星，它們擁有與地球相似的物理特性和化學(xué)組成，因此被稱為地球2.0，也被稱為超級地球或類地行星。太陽系中類地行星包括水星、金星、地球本身和火星，還有木星和土星的衛(wèi)星。這些行星是以硅酸鹽石為主要成分的，都有堅(jiān)實(shí)的表面和鐵質(zhì)的核心，有的還有類似地球的大氣、水分和保護(hù)性磁場。而對于位于宜居帶附近的小行星帶里的諸多有趣的小行星，人們也充滿了想象。

開普勒-452b 是一顆被認(rèn)為可能是地球2.0 的行星。它圍繞天鵝座的G 型主序星開普勒-452運(yùn)轉(zhuǎn)，距離地球約1402 光年。開普勒-452b 是發(fā)現(xiàn)的第一顆潛在的超級地球巖質(zhì)行星，在一顆類太陽恒星的宜居帶內(nèi)運(yùn)行。然而，目前我們還沒有直接探測到這些類地行星上是否存在生命，還需要進(jìn)一步的大量研究和探測。

探索宇宙有哪些方法？

目前，人類探索宇宙的方法主要包括宇宙觀測、發(fā)射宇宙探測器、人類航天和理論模擬。

宇宙觀測，即人類使用望遠(yuǎn)鏡和其他儀器觀測宇宙中的星系、恒星、行星等天體，以及宇宙輻射和背景輻射等物理現(xiàn)象。

通過發(fā)射宇宙探測器，人類對行星、衛(wèi)星、彗星、小行星等進(jìn)行探測，獲取它們的物理、化學(xué)和地質(zhì)信息。

人類航天，即通過發(fā)射載人航天器進(jìn)行太空探索，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和觀測，探索太空環(huán)境和人類在太空中的適應(yīng)性。

理論模擬主要通過建立物理模型和天文觀測大數(shù)據(jù)模擬比對，在還沒條件實(shí)現(xiàn)定量探測某些極端環(huán)境的情況時(shí)，得到理論邏輯上的合理結(jié)果，用來指導(dǎo)將來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀測探求。

這些方法幫助我們獲取了關(guān)于宇宙的大量信息，并不斷推動著人類對宇宙的認(rèn)知和我們對自己的認(rèn)識——我們從哪里來？到哪里去？我們是誰？我們是宇宙中的唯一嗎？

探測地外生命，目前人類能運(yùn)用的工具主要包括以下幾種：

毫無疑問，這些方法都能夠幫助我們尋找和發(fā)現(xiàn)可能存在的地外生命，尤其現(xiàn)在和將來量子計(jì)算、量子模擬、量子精確測量和方興未艾的大規(guī)模人工智能應(yīng)用，都可以成為我們更加高效的工具。

觀測宇宙，地球人從未停歇

當(dāng)前，地球人能從宇宙中獲取哪些信息？發(fā)出了哪些溝通意愿呢？目前人類具有的前沿性科研手段和科技設(shè)施與過去幾百年相比已經(jīng)不可同日而語，利用媒介探測信號范圍從射電、微波到伽馬射線等的電磁波段，宇宙線、中微子、引力波和不斷增強(qiáng)的地面及空間光學(xué)望遠(yuǎn)鏡探測；另外，人類探測宇宙的時(shí)間和空間尺度也在不斷擴(kuò)張。近年來，射電望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了重復(fù)性爆發(fā)的快速射電暴FRBs，哈佛大學(xué)天體物理教授對這種極短時(shí)間內(nèi)釋放極大能量的射電天文現(xiàn)象給出過一個比較有趣的解釋：其高能、短暫、重復(fù)性爆發(fā)可能是地外智慧，如三體人、智子那類高級文明的智慧生物給我們地球人發(fā)出的聯(lián)絡(luò)信號。這雖是一家之言，但也確實(shí)有趣，是不是也打開了更多科學(xué)家的研究思路呢？

現(xiàn)在，讓我們先回顧一下人類與地外智慧嘗試溝通的簡短歷史* 吧：

1802 年，年輕的德國數(shù)學(xué)家卡爾· 弗里德里?！?高斯（Carl Friedrich Gauss）提出了一個想法——向可能存在的火星人宣告地球文明的存在。具體的措施就是將西伯利亞的森林清理出一大片區(qū)域，種上小麥，并在此基礎(chǔ)上繪制一個表示畢達(dá)哥拉斯定理（勾股定理）的巨型圖案。

約80 年后， 為了向火星人展示人類的存在， 天文學(xué)家帕西瓦爾· 羅威爾（PercivalLowell）建議在撒哈拉沙漠中挖運(yùn)河。羅威爾是羅威爾天文臺的創(chuàng)建者，該天文臺位于美國亞利桑那州的弗拉格斯塔夫。他也是火星表面存在運(yùn)河假說的支持者。他的計(jì)劃是在挖好的運(yùn)河中倒入油，然后點(diǎn)燃，從而吸引火星人的注意。他敢想敢說，雖然沒有人去實(shí)施，但這大膽的想法仍富有啟發(fā)性。

20 世紀(jì)60 年代還有個有趣的小插曲：劍橋大學(xué)的天體物理學(xué)家首次收到脈沖星信號，一些人誤認(rèn)為這些有規(guī)律的電磁波是外星文明發(fā)給我們的，還給這個不存在的外星文明起了個有趣的名字——小綠人（Little Green Man）。

人類真正付諸行動，是多年前美國航空航天局（NASA）在太陽系航天器里攜帶了錄有人類文明信息的金質(zhì)光盤，希望有地外智慧生命能截獲它，知道這是太陽系里繞太陽運(yùn)行的第三顆藍(lán)色行星上友好的人類在展現(xiàn)文明，給外星人發(fā)出的邀請。遺憾的是，它至今還沒有遇到外星人，仍然在茫茫太空里一路狂奔、勇往直前地遨游。

盡管上面的那兩個想法沒有付諸實(shí)踐，但它們卻是關(guān)于“科技信號”或“科技標(biāo)記物”的兩個典型案例，暗示了過去或者當(dāng)前正在進(jìn)行的科技活動，進(jìn)而證明先進(jìn)行星文明的存在。在茫茫宇宙中搜尋這種文明信號可能聽起來有些科幻，然而在過去的幾年里，天文學(xué)家們已經(jīng)在制訂和實(shí)施探測地外文明科技信號的計(jì)劃了。因?yàn)樾乱淮孛嫔潆娡h(yuǎn)鏡如“中國天眼”FAST 和國外的太空望遠(yuǎn)鏡具備了這樣的能力來探測到它們。

近60 年來，射電天文學(xué)家一直在想方設(shè)法提高射電望遠(yuǎn)鏡的觀測能力，尋找可能源自地外高級文明的信號。直到今天，這種高級信號的探測仍未被證實(shí)，但天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾個非常有趣的太空信號。其中非常有名的是一個長達(dá)72 秒的 “WOW”信號，另一個是著名的射電信號，簡稱為BLC1。目前天文學(xué)家仍在分析它們的含義。這會是“三體人”對人類的惡作劇嗎？

最近幾十年，人們發(fā)現(xiàn)了超過4400 顆系外行星，還有眾多行星候選體等待確認(rèn)。隨著如此之多的系外行星得到發(fā)現(xiàn)，天體生物學(xué)家們也在研究來自這些遙遠(yuǎn)行星的生物學(xué)信號。類似于上述的文明信號，生物學(xué)信號代表著遙遠(yuǎn)世界存在生命的跡象，可能是高級智慧生命，也可能有其他解釋。當(dāng)目標(biāo)行星運(yùn)行到其宿主恒星和我們地球之間的位置，科學(xué)家通過分析行星大氣的電磁吸收譜，就能推斷該行星的大氣層中是否存在氧氣、甲烷、水蒸氣和臭氧等有機(jī)大分子。到目前為止，天文學(xué)家已經(jīng)通過這種方式研究分析了幾顆類木系外行星的大氣層。接下來，他們將利用更強(qiáng)大的詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡來分析體積更小的類地行星。

隨著這一領(lǐng)域的研究不斷推進(jìn)，天文學(xué)家意識到上述研究方法也能應(yīng)用到地外高級文明信號的搜尋中。并不需要單獨(dú)為此進(jìn)行觀測，利用尋找生物學(xué)信號的數(shù)據(jù)就已足夠，甚至通過挖掘數(shù)十年前的存檔數(shù)據(jù)，也可能有所收獲。

“對于這一研究領(lǐng)域，數(shù)據(jù)就是王道?！?NASA 戈達(dá)德空間飛行中心的行星科學(xué)家拉維·科帕帕拉普（Ravi Kopparapu）說。NASA 和美國國家科學(xué)基金會已經(jīng)資助了至少三個相關(guān)項(xiàng)目，通過了兩項(xiàng)撥款。

雖然科學(xué)家們正在持續(xù)不斷地搜尋地外生命，但仍有很多人有疑問：它們真的存在嗎？如今，我們清楚地知道在大約22% 的類太陽恒星的宜居帶中，均存在一個類地行星，恒星宜居帶中行星表面的溫度允許液態(tài)水的存在。在我們的銀河系，就有1000 億到4000 億顆恒星。如此算下來，僅僅在銀河系中就有數(shù)百億顆行星適合生命生存。

問題是，我們能看到它們嗎？假定任何可觀測的文明信號，都必須限制在我們過去的時(shí)間光錐范圍內(nèi)，意大利羅馬第二大學(xué)的理論天體物理兼天體生物學(xué)家阿米地奧· 巴比（AmedeoBalbi） 提出一個簡單但穩(wěn)健的結(jié)論，要獲得一個文明發(fā)出的信號，這個文明的誕生必須要早于我們的文明。因?yàn)楣獾膫鞑ニ俣扔邢?，光信號傳到我們這里需要一定的時(shí)間。在銀河系的歷史長河中，如果外星文明不是集中在一個特殊時(shí)期出現(xiàn)（也就是說在各個時(shí)間段文明出現(xiàn)的概率是不變的），巴比推斷，那么探測到外星文明信號的主要因素是該文明持續(xù)的時(shí)間足夠久，最好能在一億年到十億年之間。

2020 年，在一個由NASA 贊助的線上研討會上，巴比說：“我們不應(yīng)該專注于地外文明或者物種存活時(shí)間的長短，而是應(yīng)該關(guān)注文明信號的持續(xù)時(shí)間?！彼J(rèn)為，制定觀測方案，最好聚焦于搜尋少數(shù)延續(xù)時(shí)間長的文明信號，而非數(shù)量較多卻短暫的文明信號。

關(guān)于我們可能從地球上看到的文明信號，多年來有很多線索，包括夜晚的城市燈光、大氣污染、太陽能集熱器和影響行星自身反光的硅基光伏陣列。我們接收的外星文明信號可能來自行星表面的科技設(shè)施、密集的軌道衛(wèi)星星座網(wǎng)、巨型設(shè)施產(chǎn)生的廢熱（比如戴森球）。另一個極端的可能是“星體改造工程”，也就是說外星文明的先進(jìn)程度足以改造恒星或者其他天體的表面模樣。其他文明信號源包括產(chǎn)生無線電波或者激光脈沖的電磁燈塔， 外星文明發(fā)射的宇宙飛船（正向我們太陽系飛來）。

我們?nèi)祟愐呀?jīng)做過類似的事情，先驅(qū)者10 號和11 號、旅行者1 號和2 號無人探測器正在飛離太陽系，行駛在星際空間中。所謂搜尋地外文明計(jì)劃（SETI），是尋找外星文明信號的合法化設(shè)施，盡管有時(shí)會有荒唐的結(jié)論出現(xiàn)，比如發(fā)現(xiàn)火星上的一張人臉。

另一類文明信號可能來源于正運(yùn)行在太陽系中的人造航天器，它們離地球的距離可能更遠(yuǎn)，比如在包圍著太陽系的球體云團(tuán)——奧爾特云中，或者在位于海王星軌道外側(cè)、延伸到距離太陽約50 個天文單位的區(qū)域——柯依伯帶中，通過自身反射太陽光的方式被我們探測到。一個正在運(yùn)行的自然物體，其反射太陽光的強(qiáng)度與一個人造發(fā)光體的強(qiáng)度在觀測上是不同的。地球黑夜面的城市燈光彰顯了人類的存在。我們是不是也可以在系外行星的夜晚面尋找外星高級文明創(chuàng)造的照明光源，同時(shí)利用日冕儀來擋住背景恒星的強(qiáng)烈光芒呢？

為了搞清楚能否探測到這種信號，美國亞利桑那大學(xué)斯圖爾德天文臺的天文學(xué)家托馬斯·比提（Thomas Beatty）對此進(jìn)行了評估——如果把人類現(xiàn)有的高能光源放到近鄰類地系外行星上，它能被地球上的望遠(yuǎn)鏡探測到的概率有多大？我們目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，距離太陽32 光年的范圍內(nèi)，存在數(shù)十顆宜居行星。

這里需要注意的是，地球表面僅有約0.05% 的面積被高度城市化，比如紐約和東京夜晚的照明程度是最高的。比提的計(jì)算表明，從環(huán)繞紅矮星（紅矮星是指一類比太陽更暗、溫度更低的恒星）運(yùn)行的行星上傳來的文明信號，可以被NASA 正在籌建的兩個太空望遠(yuǎn)鏡觀測到。它們分別是大型紫外可見光紅外巡天太空望遠(yuǎn)鏡（LUVOIR）和可居住系外行星成像望遠(yuǎn)鏡（HabEx），后者配備有一個日冕儀和一個可折疊恒星遮光傘，可以對類地行星直接成像。

比提的研究發(fā)現(xiàn)，對于城市覆蓋率在0.4%～3% 的行星（0.4% 相當(dāng)于地球城市覆蓋率的8 倍），在利用日冕儀的情況下，需要長達(dá)100 小時(shí)的觀測時(shí)間才能探測到其發(fā)出的文明信號。對于環(huán)繞類太陽恒星的行星來說，如果城市覆蓋率達(dá)到10% 或者更高，就能輕易探測到其發(fā)出的文明信號了，因?yàn)樗拗骱阈窃搅?，就越難觀測到。比提也考慮到了“城市星球”的概念，就是行星表面大部分被城市所覆蓋。假設(shè)我們觀測到的文明信號主要是來自行星表面的水泥和馬路反射恒星的光芒，并且假設(shè)該行星的云層覆蓋率和地球類似，比提的計(jì)算發(fā)現(xiàn)，利用上述兩個太空望遠(yuǎn)鏡，在鄰近的大約50 顆恒星中，我們均能探測到這樣的行星。

2015 年，一位業(yè)余天文科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一顆1467 光年外的F 型主序恒星的光變曲線有古怪的起伏。這一發(fā)現(xiàn)很快吸引了職業(yè)天文學(xué)家的注意，包括耶魯大學(xué)的塔貝莎· 博亞吉安（TabethaBoyajian）。他發(fā)現(xiàn)當(dāng)行星在視線方向上經(jīng)過宿主恒星時(shí)（也就是宿主恒星被行星遮掩），宿主恒星的亮度能下降22% 之多。對于此現(xiàn)象的解釋，人們有過多種猜測，比如行星殘骸、外星高級文明建造的巨型設(shè)施、不受行星引力束縛的天然衛(wèi)星，后來人們斷定最可能的原因是太空塵埃的干擾。

雖然最終的解釋索然無味，但是NASA 艾姆斯研究中心的天文學(xué)家安· 瑪麗· 科迪（AnnMarie Cody）受此事件的啟發(fā)，開始從凌日系外行星巡天衛(wèi)星（TESS）的觀測數(shù)據(jù)中尋找相似的觀測事件。自2018 年起，TESS 就一直在監(jiān)測約1000 萬顆恒星的亮度變化?？频袭?dāng)前正致力于用全自動的方法，從TESS 的觀測數(shù)據(jù)中尋找那些恒星亮度變化十分顯著的光變曲線。人工智能可以在該領(lǐng)域大顯身手！

利用百余種不同的統(tǒng)計(jì)測量方法，科迪希望能夠區(qū)分出自然現(xiàn)象（比如掩食雙星系統(tǒng)）和非自然現(xiàn)象，比如恒星表面的遮擋物、太陽能板、環(huán)繞型恒星運(yùn)行的巨型文明設(shè)施或者其他未知的巨型結(jié)構(gòu)。這些非自然現(xiàn)象的候選體，將交給地面的大型望遠(yuǎn)鏡做更精細(xì)的觀測，比如SETI的射電望遠(yuǎn)鏡。

另一種文明信號可能來自外星文明在早期科技發(fā)展中排放進(jìn)大氣層的污染物。通過分析光譜數(shù)據(jù)，大氣污染物的化學(xué)組成可以得到確認(rèn)，正如我們尋找氧氣和甲烷等生物學(xué)信號。

2014 年，哈佛大學(xué)的天文學(xué)家亨利· 林（Henry Lin）和同事發(fā)現(xiàn)，地球大氣層中的污染物，比如氯氟碳化合物，有很強(qiáng)的吸收譜線，正好處在詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡的可觀測波長范圍內(nèi)。他們發(fā)現(xiàn)，在環(huán)繞低光度、高密度、高溫度的恒星——白矮星運(yùn)行的類地行星大氣層中，如果這類物質(zhì)的比例是地球大氣層中的十倍， 那么它們就能夠被人類的望遠(yuǎn)鏡觀測到。

另一種可能被探測到的文明污染物是二氧化氮。這類物質(zhì)在地球上是十分常見的污染物，主要來自機(jī)動車尾氣和化石燃料的燃燒。在科帕帕拉普和同事的一項(xiàng)研究中，他們分析了在距離我們32 光年的范圍內(nèi)，我們能否探測到系外行星大氣層中的二氧化氮。如果目標(biāo)行星沒有云層，并且大氣層中二氧化氮的含量與地球類似（地球城市上空二氧化氮的含量約為十億分之五），那么利用未來升空的LUVOIR 望遠(yuǎn)鏡就能在紅外波段觀測到它們。今天的我們利用更短的觀測時(shí)間就能發(fā)現(xiàn)它們排入大氣中的二氧化氮。

2020 年6 月，NASA 將半數(shù)的探尋（非射電波段）文明信號的資金，用來支持紐約羅切斯特大學(xué)的天文學(xué)家亞當(dāng)· 弗蘭克（Adam Frank）。他主要搜尋二氧化氮和氯氟碳化合物譜線信號。這筆資金高達(dá)28.7 萬美元，主要用于建立線上光譜庫。弗蘭克的目標(biāo)是調(diào)查什么樣的外星文明技術(shù)能夠在我們觀測的光譜中留下蛛絲馬跡。光譜模板的構(gòu)建將基于行星氣候模型，而影響行星氣候模型的因素包括行星本身和其所環(huán)繞的宿主恒星的特性以及我們可能用到的觀測設(shè)備的性能。通過把這些由模型生成的模板與實(shí)際觀測到的光譜比對，天文學(xué)家能夠獲得這些觀測譜線的詳細(xì)信息。

另一半資金用于建立類似的光譜模板，這些光譜主要來自地面太陽能板的反射。系外行星表面的太陽能板反射恒星的光芒，如果被遙遠(yuǎn)的地球觀測到的話，天文學(xué)家便能比對光譜模板，進(jìn)而了解那里的太陽能板是由什么物質(zhì)組成的?！白铍y的部分是如何運(yùn)行行星氣候模型來獲得這些模板?！备ヌm克說。

戴森球，可能會成為探測外星文明信號的主要來源之一。戴森球是一種假想的巨型文明設(shè)施，這一概念于1960 年由弗里曼 · 戴森（Freeman Dyson）提出。這種巨型設(shè)施最初被設(shè)想為一種中空的球殼結(jié)構(gòu)，由先進(jìn)的外星文明建造，體積大到足以包裹整顆恒星，球面能夠接收恒星發(fā)出的所有能量。外星文明如果足夠先進(jìn)，那么其建造的戴森球甚至有可能足以包圍整個星系，從而利用星系中所有恒星和黑洞釋放出的電磁能量。對于我們所在的銀河系來說，它所發(fā)出的總能量至少是太陽的4000 億倍。

幾項(xiàng)關(guān)于戴森球的研究已經(jīng)持續(xù)多年，既有聚焦于銀河系內(nèi)的，也有關(guān)于銀河系外的。除非外星生命真的飛臨地球，否則的話，為了找到外星生命存在的證據(jù)，我們依然需要在海量的觀測數(shù)據(jù)中尋找生物學(xué)和文明信號。

搜尋地外智慧已在進(jìn)行中

人類真正開始搜尋地外文明，是在20 世紀(jì)60 年代。彼時(shí)，SETI 的研究在美國興起。SETI 假設(shè)地外生物正在以足夠的功率廣播其信號，以便在地球上的人類能夠探測到它。雖然我們?nèi)祟惖睦走_(dá)、無線電和電視廣播也向太空發(fā)送信號，但這些信號非常微弱，因此，人類使用現(xiàn)有的SETI 技術(shù)無法探測到來自其他星球的類似信號，除非它們來自離人類很近的星球。

換言之，現(xiàn)在可能有數(shù)以百萬計(jì)的行星上有著生命的存在，他們散布在宇宙中，而且可能每個行星都有一個與人類一樣的SETI 探測項(xiàng)目或程序，但誰也沒有探測到任何東西。他們可能和人類一樣，也會好奇地詢問：“大家都在哪里？”

為了使SETI 計(jì)劃獲得成功，1971 年，NASA 號召多位天文學(xué)家集思廣益，設(shè)想哪些技術(shù)可以在天空中搜尋SETI 信號。他們提出了一個雄心勃勃的“望遠(yuǎn)鏡森林”計(jì)劃：建造一個由1000 架射電望遠(yuǎn)鏡組成的巨大陣列。科學(xué)家們希望以此搜尋到通信信號，尤其是那些在無線電頻段上覆蓋范圍很窄的信號。

和宇宙中自然產(chǎn)生的、以寬波段為主的無線電信號不一樣，這樣的信號很容易分辨。天文學(xué)家希望監(jiān)測到另一個文明為了吸引宇宙鄰居注意而廣播的無線電信號，甚至竊聽到兩個外星文明之間的無線電通信。

雖然這項(xiàng)“望遠(yuǎn)鏡森林”計(jì)劃最終沒能實(shí)現(xiàn)，但它成為SETI 項(xiàng)目的基石。1992 年10 月，在波多黎各和加利福尼亞州，兩架射電望遠(yuǎn)鏡開始在夜空中搜尋宇宙深處可能來自外星文明的信號。

地外生命是否存在，科學(xué)家一直在爭論。如果完全從常識出發(fā)來推論，外星文明存在的可能性很大。在外星文明問題上發(fā)表過大量作品的卡爾· 薩根（Carl Sagan）認(rèn)為，我們沒有理由自詡為空前絕后或最理想的生物，“在宇宙戲劇中，我們不是主角”。一個簡單的事實(shí)是，至今人類既沒有發(fā)現(xiàn)外星文明存在的確鑿證據(jù)，也未能證實(shí)外星文明不存在。這仍然是個需要回答的開放性大問題。

幾十年來，天文學(xué)家一直在想方設(shè)法提高望遠(yuǎn)鏡的觀測能力，突破極限提高分辨率和靈敏度，尋找可能源自地外高級文明的信號。非常有名的是上面提到的一個長達(dá)72 秒的 “WOW” 信號，它由美國俄亥俄州立大學(xué)的大耳朵射電望遠(yuǎn)鏡于1977 年8 月15 日探測到。

“大耳朵”其實(shí)就是著名的突破聆聽計(jì)劃，是歷史上規(guī)模最大的搜尋地外智慧生命的項(xiàng)目。最初，“大耳朵”主要由位于美國西弗吉尼亞州的100 米口徑的綠岸（Green Bank）射電望遠(yuǎn)鏡和位于澳大利亞的64 米口徑的帕克斯（Parkes）射電望遠(yuǎn)鏡充當(dāng)。

值得一提的是，有著“中國天眼”之稱的500 米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡也于2016 年加入了突破聆聽計(jì)劃。FAST 于2016 年9 月建成并完成“初光”，經(jīng)過三年多的調(diào)試和試觀測，終于在2020 年1 月通過國家驗(yàn)收、正式開放運(yùn)行。目前，它已經(jīng)開展了地外文明搜索的工作，發(fā)現(xiàn)了許多脈沖星和令人新奇的快速射電暴信號，并且正在做升級規(guī)劃。通過擴(kuò)大視野，它可發(fā)現(xiàn)更多令人想破解的快速射電暴，尤其是重復(fù)性爆發(fā)事件搜尋記錄。未來，這些望遠(yuǎn)鏡可能會通過交換觀測計(jì)劃、共享觀測數(shù)據(jù)等方式，更好地完成監(jiān)聽任務(wù)。

另一個著名射電信號BLC1 在2019 年4 月和5 月分別被探測到。雖然 “WOW” 信號中包含了諸多地外起源的特征，但類似的信號后來再也沒有被探測到。有關(guān)這兩個信號，至今仍然是許多科幻小說開展故事想象發(fā)展的對象。

自1992 年首次發(fā)現(xiàn)兩顆系外行星，天文學(xué)家們就開始充分利用開普勒以及其他太空望遠(yuǎn)鏡，發(fā)現(xiàn)了超過4000 顆系外行星和眾多行星候選體。這些系外行星的物理性質(zhì)千差萬別，從類地行星到超級地球，從類海王星到熱木星等?？傮w來看，每顆恒星都有一顆環(huán)繞其自身運(yùn)行的行星，其中一些恒星甚至有多顆行星，就像我們的太陽有8 顆大行星環(huán)繞。

發(fā)現(xiàn)了如此之多的系外行星，天體生物學(xué)家們也對遙遠(yuǎn)行星的生物學(xué)信號有了更多好奇。比如，開普勒-22b 就是開普勒太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的一顆可能適宜居住的行星，距離地球大約600光年。根據(jù)天文學(xué)家的計(jì)算，這顆行星的半徑大約是地球的2.4 倍，且恰好位于它所圍繞的那顆恒星的宜居帶內(nèi)。如果開普勒-22b 的性質(zhì)與地球相似，那么，在其地表就可能存在生命生存所必需的液態(tài)水，自然也有可能成為一些生命體的家園。

開普勒-186f 也是開普勒太空望遠(yuǎn)鏡的著名發(fā)現(xiàn)之一，距離地球大約500 光年。它是其所在恒星系中的第五顆行星，體積跟地球相似，且位于所在恒星的宜居帶內(nèi)。另外，根據(jù)研究人員的分析，開普勒-186f 跟地球類似，轉(zhuǎn)軸傾角似乎也能保持穩(wěn)定，這表明它也許同樣可以定期季節(jié)更替。跟地球有這么多相似點(diǎn)，開普勒-186f 自然會讓人們產(chǎn)生更多的期待。

也許，未來這些行星中的某顆或某幾顆會用事實(shí)告訴我們：在浩瀚的宇宙中，人類其實(shí)并不孤獨(dú)。

我們應(yīng)該擁抱外星文明嗎？

20 世紀(jì)60 年代開始，科學(xué)家們就推動了以無線電搜尋地外文明信息的SETI 計(jì)劃和主動向外星發(fā)送地球文明信息的METI 計(jì)劃。這樣做的主要理由是人們幻想人類可以通過與外星文明的接觸和交往來獲得更快的科技進(jìn)步。

但也有人強(qiáng)烈反對與外星文明交往。比如以寫科幻作品著稱的科學(xué)家大衛(wèi)· 布林（DavidBrin）猜測說，人類之所以未能發(fā)現(xiàn)任何地外文明的蹤跡，是因?yàn)橛幸环N目前還不為人類所知的危險(xiǎn)，讓所有其他外星文明都保持沉默——這被稱為“大沉默”。在此情形下，人類向外太空發(fā)送信息，暴露自己在太空中的位置，就很有可能招致那些侵略性文明的攻擊。英國著名天體物理學(xué)家霍金曾告誡我們：很危險(xiǎn)，不要聯(lián)系，不要試圖和地外智慧接觸，在我們還沒有完全準(zhǔn)備好時(shí)，他們會毀了我們的一切！

不僅如此，對地外文明的探索，還指向了一個更遙遠(yuǎn)的方向——我們能在宇宙里留下什么？

恐龍?jiān)诘厍蛏仙盍舜蠹s1.6 億年。它們?yōu)榱耸澄锖蜕骖I(lǐng)地而戰(zhàn)，想方設(shè)法不被捕食者吃掉。和人類一樣，它們也會照顧幼崽，并試圖保護(hù)自己的后代免受捕食者的侵害?？铸埓婊盍藬?shù)千萬代，但如今，卻已經(jīng)從這個藍(lán)色星球上消失。這個物種中無數(shù)曾活過的個體是為了什么而活？它們曾經(jīng)的存在有何意義？一些恐龍物種進(jìn)化成了今天的鳥類。如果人類沒有發(fā)現(xiàn)恐龍化石，那么在浩渺宇宙中，很可能沒有物種會知道恐龍?jiān)?jīng)在地球上存在過。

沒有人知道人類的明天究竟還有多久。如果人類滅絕，以后會有其他物種知道人類曾經(jīng)存在過，曾經(jīng)生活在這個藍(lán)色星球上嗎？如果他們沒有找到人類遺骸，那么人類在科學(xué)、藝術(shù)、文化和歷史上所取得的一切成就都將永遠(yuǎn)消失，就如同從未存在。

但向外星文明的探索無疑給人類留下了存在的痕跡。事實(shí)上，讓外星文明知道人類的存在這一事實(shí)本身就很有價(jià)值，這就好像如果我們知道宇宙的其他地方曾有生命存在一樣，我們?nèi)祟悤嗝醇印?/p>

除了曾經(jīng)存在的事實(shí)，我們還可以向外星文明介紹人類歷史，并向他們傳授知識。想象一下，如果恐龍能告訴我們它們是如何生活的，是什么導(dǎo)致了它們滅絕，又會給我們?nèi)祟悗碓鯓拥膯l(fā)？并且，因?yàn)槿祟惥哂歇?dú)特的智慧，我們還可以告訴外星文明那些比恐龍可以告訴我們的更有價(jià)值的東西。

此外，我們或許還有機(jī)會記錄并傳達(dá)人類滅絕的原因。比如，如果我們現(xiàn)在能夠了解遙遠(yuǎn)星球上的外星生命是由于自我引起的氣候變化而滅絕的，那么我們就會更認(rèn)真地對待當(dāng)前的氣候狀況。了解其他外星生命存在了多久及其滅絕的原因，能幫助我們生存得更久。

人類永遠(yuǎn)無法精準(zhǔn)地預(yù)知未來，或許，探索地外生命的意義，比我們想象的還要深遠(yuǎn)、重要。人類不知道探索地外生命為我們帶來的是驚喜還是災(zāi)難。也許真的有類似三體人的“外星人”在降維打擊低級文明。

我們整個宇宙中還藏著很多奧秘，比如，它從何而來？生命的起源是什么？暗物質(zhì)和暗能量是什么？第一代恒星和星系是如何形成的？快速射電暴是外星文明信息嗎？……這些懸而未決的科學(xué)之謎，不斷激發(fā)著人們探索宇宙的好奇心?？墒?，宇宙對于它的這些奧秘“守口如瓶”。

面對宇宙，古人只能望洋興嘆：“天高地迥，覺宇宙之無窮?！倍饺氍F(xiàn)代，隨著觀測設(shè)備的不斷升級，人們意識到，應(yīng)當(dāng)尋找宇宙中合適的信號來窺探宇宙。為此，人們發(fā)展了一些宇宙學(xué)“探針”，主要有宇宙微波背景輻射、重子聲學(xué)振蕩 、Ia 型超新星、快速射電暴等的觀測數(shù)據(jù)。破解這些數(shù)據(jù)也許能讓宇宙告訴我們答案。

人類必須優(yōu)先考慮生存！人類文化與科技的發(fā)展不可阻擋也不能停止！在宇宙里銀河系中繞太陽做周期橢圓運(yùn)動的蔚藍(lán)地球上，人類何去何從始終是必須認(rèn)真對待、應(yīng)該合理回答的大問題！人類是選擇終老在地球上，被動等待太陽系毀滅，還是主動尋找地外智慧，移民到地球2.0 上？這些問題在今天科技和教育全面高速發(fā)展的時(shí)代可以得到部分解答。我堅(jiān)信人類文明會繼續(xù)發(fā)揚(yáng)光大，人類的命運(yùn)會越來越好，我們?nèi)祟惒⒉还陋?dú)！借助科技的力量，讓我們共同開始尋找地外智慧……