我父亲发起了寻找外星智能的探索

2020-06-22 09:36:53

1960年春天,一位29岁的天文学家开始着手解决人类最存在的问题之一:我们在宇宙中是孤独的吗?他留着一缕异常的白发,态度是不顾一切的。

弗兰克·德雷克(Frank Drake)当时是国家射电天文台的一名天文学家,他正准备寻找来自遥远文明的无线电窃窃私语,这些信息可能正在宇宙海洋中航行。对于这样一项宏伟的任务,他有2000美元的预算,还可以使用一台被认为足够灵敏的射电望远镜,可以探测到来自任何潜在的外星人的信号。

“在那些日子里,寻找智能生命被认为是糟糕的科学,”刚满90岁的德雷克说--我更熟悉的名字是“爸爸”。

当时,寻找外星技术的证据仍然是笨拙的科幻小说阵营的一部分。但对于我的父亲来说,冒个险是值得的,去发现宇宙的人口是否像地球上丰富的海洋一样丰富-或者人类是否漂浮在极其安静的星际广袤中。

父亲谦逊而好奇,善于安静地调皮捣蛋,他致力于他的科学研究,仍在撰写研究论文,并在委员会任职。我早期的记忆充满了去天文台和参加会议的经历,以及通过望远镜凝视闪烁的天空的独特乐趣。不过,我从来没有被学术上的天文学迷咬过。

直到我开始做一名科学记者,我才意识到父亲早期的工作是多么的冒险和革命性。

早在20世纪60年代,天文学家就不知道太阳系以外的任何世界,但德雷克推断,如果像地球这样的行星像太阳一样围绕恒星运行,那么这些世界可能居住着足够先进的文明,可以向宇宙传播它们的存在。他的逻辑是有道理的:上个世纪,地球人一直在以电视和无线电广播、军用雷达和其他泄露到太空的通信的形式发布这类公告。

因此,他设计了一个实验来搜索可能围绕附近恒星Epsilon Eridani和Tau Ceti运行的世界发出的信号。他以L.Frank Baum的Oz系列中的公主的名字命名了这个实验项目Ozma-这是对一个由异国和超凡脱俗的生物组成的冒险故事的致敬。

1960年4月8日日出前,德雷克爬上了西弗吉尼亚州绿岸的一台85英尺高的射电望远镜,把自己塞进了一个垃圾桶大小的设备里,启动了人类对外星智能的第一次科学搜索-现在被称为SETI。在三个月的时间里,望远镜扫描了它的目标,除了宇宙静电,什么也没有发现。星星们顽固地安静着。

“那太令人失望了,”爸爸几年前告诉我。“我们曾希望,事实上,几乎每一颗恒星周围都有无线电传输文明。”

尽管Ozma未能找到外星技术的证据,但该项目具有独特的变革性-这是解开一个不朽之谜的第一步。

SETI研究所的吉尔·塔特(Jill Tarter)是该领域的领先天文学家之一,他说:“对我来说,Ozma是一个平台,它向世界指出,与可能存在的其他东西相比,我们都是一样的。”“这种宇宙观对于解决我们面临的挑战至关重要。”

在厄兹马60年后,一项曾经处于科学边缘的努力正在获得合法性。今天的接触任务不再是盯着少数几颗恒星进行单一的实验,而是接近随时监测整个可观测天空的信号的能力。

尽管如此,该学科并没有完全摆脱使资金困难的“傻笑因素”,并已经取消了联邦政府对更雄心勃勃的项目的支持,比如美国宇航局的高分辨率微波调查。在SETI,资金可能是稀缺的,该领域的专业从业者相对较少,而且它还没有完全渗透到学术界的殿堂里。

但势头正在积聚。一支新的天文学家团队现在正在带领SETI先锋,努力确保一条通往回答也许是生命中最基本的问题的道路。

“对我来说,生命是宇宙中最有趣的财产--只是,句号,”安德鲁·西米恩(Andrew Siemion)说,他是迄今为止最全面的SETI搜索的领导者之一,名为“突破倾听”(Breakthrough Listen)。“当我睁开双眼,环顾四周的现实时,生活就是一件有趣的事情。我就是不明白为什么更多的人不想在SETI上工作。“

奥兹马计划引起了媒体的强烈关注。1961年,美国国家科学院要求德雷克在绿岸召开一次会议,进一步讨论寻找智能生命的问题。在组织那次会议时,他不经意间想出了现在著名的德雷克方程式,这是一个估计银河系中可能有多少文明可检测到的框架。

“到处都有射电天文学家想要进行SETI搜索,但他们被压制住了,”爸爸说,一边滔滔不绝地列举了整个欧洲和澳大利亚的一些类似项目大多未能取得进展的地点。“它仍然存在被认为是薄片的问题。”

然而,在苏联就不是了。在铁幕的另一边,天文学家得到了厄兹马的消息,他们急切地开始扫描恒星,寻找生命的迹象。

“苏联科学家可以做的事情受到的限制要少得多。由于中央集权的共产主义政府的运作方式,他们的预算有点稳定。他们可以做任何他们想做的事,“剑桥大学的科学历史学家丽贝卡·夏博诺说,她在冷战时期专门从事SETI研究。“你爸爸非常嫉妒--他们可以做所有这些搜索。”

在天文学家Iosef Shklovskii的领导下,SETI在苏联迅速起飞,在苏联解体之前,苏联和美国人将会面,就寻找智能生命交换意见。夏博诺说,在某种程度上,这两个相互竞争的超级大国最终在冷战期间领导SETI搜索并不令人惊讶。正在进行的太空竞赛迫使两国考虑可能存在于天空中的东西,而核储备迫使人类考虑自己在地球和恒星中的未来。除了那些纠缠不休的存在主义问题,两国都有丰富的科幻历史,充斥着关于首次接触的想法。

但是,即使冷战确实促使两国争夺首次发现外星生命,这次搜索也是一次志趣相投的努力。多年来,尽管至少有一次高调的误判,但两人的关系演变成了友谊和推动全球社区的努力。

“Shklovskii最终出版了通常被认为是第一批关于SETI的畅销书之一,这本书是与Carl Sagan合著的,”Charbonneau说。(这叫做宇宙中的智能生命。)。“有这样一个主题,科学家们试图弄清楚外星生命是什么样子,我们可能会如何与之交流,同时他们也在试图与地球上的‘外星人’进行交流。”

然而,在美国,SETI正在苦苦挣扎。它曾经由NASA资助,但国会多次削减SETI项目的联邦资金,嘲笑这次搜索是“火星狩猎”,并称这是名副其实的浪费纳税人的钱。自20世纪90年代中期以来,成立于1984年的非营利性SETI研究所和加州大学伯克利分校一直是最活跃的SETI研究中心。

但在学术界,招聘到该领域的人员很少。很少有学生注册研究生项目,目的是在恒星中寻找生命-除了哈佛大学,天文学家保罗·霍洛维茨(Paul Horowitz)在那里维持了多个项目,旨在探测来自交流文明的无线电信号和激光闪光。几十年来,霍洛维茨培养了四名SETI博士生--比其他任何人都多。

霍洛维茨说:“当你感染SETI缺陷时,很难摆脱它。”“这是你能想象到的最伟大的实验。”

1995年,天文学家终于发现了第一颗围绕遥远的类太阳恒星运行的行星。据我们所知,这个巨大的类似木星的行星叫做51飞马座b,完全不适合生命生存。然而,从那时起,天文学家已经发现了数以千计的系外行星-或围绕其他恒星运行的行星-其中许多具有可能有利于生命的条件。

在Ozma 60年后,我们知道银河系中行星的数量远远超过恒星,为外星人新陈代谢的出现提供了数十亿个地方。在地球上,科学家们正在寻找的每一个不可能的地方都发现了生命-从沸腾的酸性温泉到海底最深、最暗、压力最大的部分。

塔特说:“从天文意义上讲,我们对我们的环境所了解的一切,正使SETI成为一个不可避免的问题。”“过去几十年来的科学迫使你采取下一步行动。”

2015年,一个名为“突破倾听”(Breakthrough Listen)的大型新项目启动。在硅谷科技投资者尤里·米尔纳(Yuri Milner)的资助下,这家为期10年、价值1亿美元的企业利用世界上最锐利的射电望远镜的力量,在距离最近的100万颗恒星中嗅到生命的迹象。米尔纳-以第一个飞上太空的人尤里·加加林(Yuri Gagarin)的名字命名-对宇宙有着持久的好奇心,与人类的外星活动有着一系列古怪的联系,他认为,这使得他参与搜索几乎是命中注定的。

突破性的Listen已经任期过半,和Ozma一样,还没有听到外星人的低语。但这个主要以加州大学伯克利分校为基地的团队,正在急于进行观察。该项目已经在100米长的绿岸望远镜和澳大利亚的帕克斯天文台占据了大量时间,科学家们正在准备“突破”的设备,以便窃听南非的一系列射电碟子Meerkat所做的观测。

“我真的相信这是我们应该继续做的事情,”米尔纳说。“如果我们一直这样做几十年,也许是一百年,我想我们总会有答案的.”

天文学家不再仅仅寻找星际无线电台,而是寻找光脉冲、强大文明产生的废热,以及任何其他狡猾的外星人迹象。该领域不再探索“外星智能”,而是改用“技术签名”一词--这是由塔特创造的,目的是消除定义“智能”的模糊性。

其中一个项目名为PANOSETI,旨在扫描整个天空,寻找短暂但强烈的光学和红外线闪光。由加州大学圣地亚哥分校(University of California,San Diego)天文学家雪莱·赖特(Shelley Wright)(曾是我父亲的本科生导师)领导的这个项目将捕捉到绝对惊人的关于超新星等瞬变天文现象的信息-甚至可能还有人工传输。

“我们正在拍摄整个可观测天空的照片,每一纳秒,”赖特说。“我们会说,嘿,那块田地里有没有什么东西在夜里发生了颠簸?”

今天,有人说SETI正处于复兴之中。大型项目正在启动,资金正在兑现,天文学课程现在包括了对人类在宇宙中地位的更广阔的视角。

宾夕法尼亚州立大学(Pennsylvania State University)的杰森·赖特(Jason Wright)说:“我们有整整一代天文学家,显然,你应该在宇宙中寻找智能生命。”他近年来一直在努力为SETI在学术界争取一席之地。“我们现在教授天文学的方式完全脱离了宇宙,”他说,他指的是卡尔·萨根(Carl Sagan)在宇宙进化方面颇具影响力的著作。

如果SETI能够保持目前的势头,天文学家们乐观地认为,未来的项目可能会更加雄心勃勃-甚至可能像在月球背面安装射电望远镜一样空中楼阁,月球是太阳系中唯一一个地球持续传输不会压倒来自宇宙的无线电信号的地方。

研究人员希望SETI观测将很快与其他天文台联系起来,筛选科学家们已经在收集的关于宇宙的大量信息,以寻找任何不寻常的东西。“我认为SETI将成为世界上每个主要天文台的科学案例的一部分,无论是地基还是天基,”Siemion说。

SETI最深刻的存在主义问题的答案可能会在接下来的几年里到来。或者,我们可能需要几十年、几个世纪甚至更长的时间才能知道是否有其他文明分享我们的银河系。可探测到的无线电信号离开地球只有大约100年的时间,所以任何距离地球100光年以上的文明都不可能探测到我们,即使他们拥有所需的技术。

或者,我们可能是此时此刻唯一活跃的文明。也许在138亿年的宇宙历史中,其他生物已经起起落落,或者它们可能仍然是新生的生命形式,慢慢进化出为复杂新陈代谢提供动力所需的细胞机械。

或者,也许我们实际上是孤独的--在许多方面,这是最神秘的可能性。

无论如何,Ozma计划问题的答案有可能改变人类未来的进程。爸爸说,当他60年前爬上望远镜时,他知道自己在做一些不同的事情-但他没有预料到搜索会有多么迷人,或者SETI会如何成长为今天的企业。

“你从一两个从事外星生命探测的人变成了数百个人--包括地球上一些最聪明的人,”爸爸说。“我对此感到非常高兴。”