给外星人发“光报”

    美国微软的两位技术主管向寻找外星智慧研究所捐赠了2000万美元，建立了一个名为“艾伦电子望远镜集群”的系统。目的是为了寻找外星人，并搜集外星人之间的通讯信号。

　　具体方案是在一平方公里的范围内建立500-1000个巨大的碟形天线系统来探测收集外星人的信号，并把这些天线与目前最先进的计算机相连接，以便对信号进行分析。这一平方公里的范围将是“无线电静止区域”，人们不允许在这里使用移动电话、电视、广播以及其它无线装置，因为它们发出的信号可能影响对外星信号的探测。“艾伦电子望远镜集群”位于圣弗兰西斯克北部400公里，距加利福尼亚大学哈特克里克天文台3公里，计划于2015年完成。新的电子天文望远镜可在一年365天不间断地运作，这个系统能探测到外星人的电视、广播以及无线电发射信号，有效范围将覆盖1000光年远的星球。

　　其实，利用无线电寻找外星人的系统并不稀奇，早在1960年，奥茨马计划就已经开始，它可以在一百光年的范围内搜索。美国“寻找外星智慧研究所”也于1995年开始“凤凰计划”。这些射电望远镜直径为40-300米不等，是世界上最大最先进的电子望远镜。

　　从遥远的宇宙中找到人类的兄弟，该是一项多么激动人心的事情，人们对这项工作充满了热情。但是遗憾地是，无线电搜寻工作已经进行了四十年，直到现在，射电望远镜也没能带给我们任何有价值的讯号。

　　虽然没有找到外星人的踪迹，但这不能说明没有外星人，关键是这种方法是否对头。外星人是否会选择无线电来与我们联系？他们之间是如何沟通信息的？

　　如何与外星人沟通信息

　　我们人类说出的话可以使空气振动，因而产生声音，声音又通过空气传播到对方的耳朵里。但是，某些动物却以另外的方式来交流信息，比如，有些昆虫用化学信息素，也就是气味来交流信息，水母可以探测到次声波，蝙蝠可以探测到超声波。这样就给我们提出一个问题：外星人可能跟我们的生命形式不一样，他们是用什么来交流信息的呢？也许他们不是用声音，比如用次声波，或者用超声波。

　　不论是人类还是外星生命，使用自然的方式都没有办法把信息进行远距离传输，这就需要他们用科学上的创造来弥补自己感官的不足。为此，地球人类发明了无线电通讯设施，这些设施包括电话机，电报收发机，传真机以及网络，它们工作的基本原理都源于电子的发现。

　　但是，我们必须认识到，电磁波是一个很大的家族，这个家族的成员有红外线、紫外线、伦琴射线和伽马射线等。每一种波谱都可以向外界传递讯号，比如，利用红外线原理，人们建造了红外望远镜，可以从红外波段获得遥远天体的讯息；利用伦琴射线，人们可以得知人体内的情况；紫外线也可以告诉我们天体的讯息。考察了这些波谱的特性以后可以认为，外星人使用这些方式通讯的可能性极小，这些波段基本不适合智慧生命传递讯息的需要，在远距离传输这个问题上，最好的方式还是使用电磁波，这就是人类热衷于用无线电寻找外星人的原因。

　　但是必须意识到，单单是无线电，它的频段也是很宽的，人们还需要研究外星人使用的是什么频段，如果接收装置采用的波段不同，就无法接收到他们的讯号。就如同使用收音机，必须要调谐到一定的频率才能接受到某个电台的节目。外星人所选择的频率与我们通讯的频率一定会有些差别，人们认为，他们很可能是采用氢元素的21厘米谱线来进行星际通讯的。

　　氢的21厘米谱线，是由星际间氢元素的中性分子产生的。它们可以穿越星际尘埃，不会被星际物质吸收，所以智能的外星人可能会选择这个频率来进行星际通讯。无线电派建造起来的射电望远镜群，永远不停地指向太空，它们的主要工作就是在这个频段接受外星人的讯号。

　　用光寻找外星人

　　早在使用无线电寻找外星人不久，就有人提出了另外一种设想。激光的发明者提出，可以用光学的方法来寻找外星人，但是无线电派反驳说：宇宙中到处充满了发光的天体，这些星体会严重干扰光学方法。试想，你朝着星空发射一束光，外星人根本就不会注意到它，另一个问题是，这束光很可能会在漫长的星际旅行中消耗掉。

　　其实，星际干扰和损耗这两个问题在无线电的使用中也同样存在，要想使用一束光达到这个目的也同样不行，但是，在光的基础上，人们研制了激光，激光就不在意星际干扰和损耗这两个问题。因为它的能量是极高的，而且具有很好的方向性，这样基本就不存在损耗。最为重要的是，激光是脉冲信号，有别于其他天体发出的光。

　　在提出用光通讯的时候，激光的功率还很低，要想实现星际通讯还不大可能。但是现在，激光技术获得了很大的发展，上世纪90年代，人们已经可以用10兆瓦的能量制造出频率为一万亿分之一秒的激光。在这种技术下，人们可以制造出能量高度集中的激光，它要比太阳还要亮5000倍，这已经完全可以满足星际通信的需要了。所以如果有比我们更高级的外星文明，他们可能会采用激光来通讯。这一点丝毫也不用感到奇怪，因为早在电话发明之前，电话之父贝尔已经考虑了用光子通讯的可能性，可惜那个时代对光子的理解还是很少的，所以他没有成功。

　　从原理上来说，光子和电子具有某些相似性，最主要的是它们可以相互转化，半导体技术就是建立在这个基础上的，以电子为基础的科技发展到了很高的阶段，而有关光子的研究在近二十年也获得了突飞猛进的发展，利用光缆通讯已经实现。

　　可以预计的是，光通讯一定会在未来的星际通讯中发挥重要作用，地球上用电报发送讯息，星际中用“光报”发送讯息。

　　向外星人发光报

　　要想给外星人发“光报”，我们必须要做一项工作，那就是研究如何把一组信息融入到一束激光中去。现代科学技术距离这一步已经不远，2001年的诺贝尔物理学获奖项目就让我们看到了实现它的一缕曙光。

　　将一些钠原子变成一团蒸汽，注入试验用的小容器内，就变成了一团钠原子云，这些钠原子云在周围磁场的约束下，可以悬浮在容器中。这里的温度接近绝对零度，这样就创造出了玻色－爱因斯坦凝聚态。这些凝聚态的物质经过其它激光的照射处理以后，再用一束波长很短的脉冲光照射这些凝聚态钠原子云，当激光的光子进入到悬浮着的原子云的时候，奇迹就出现了：光的速度变慢了，它的前端像蜗牛那样缓慢穿过这团原子云，这时的速度只有真空中光速的二千万分之一，比一辆汽车的速度还慢。

　　这并不是我们所需要的，我们所需要的是看看脉冲光能否在其中停留。试验是成功的，光子可以在凝聚态中停留，更奇妙的是，还可以使这束光分成几段，就如同用一把刀把棍子剁成几节一样，它们都停留在这样的钠原子云中。

　　用玻色－爱因斯坦凝聚态把光冻结，是一项了不起的成就，就如同人们操纵电子一样，实现了光子的捕获、存储和释放，于是我们就可以把一些特定的信息加入到一束脉冲激光中去，实现光通讯。这样我们就可以向外星人发光报，当外星人从星空中接收到一束脉冲激光的时候，他们就会格外注意，如果他们发现这束激光有些不同寻常，含有一组讯号的时候，他们也就知道了我们的存在。

　　如何与外星人交流

　　星际间的居民接收到这样的信息，也许并不难，难的是如何实现语言的交流，这就要有一种大家都能明白的星际语言。

　　在我们地球上，两个从来没有接触过的民族语言是不通的，他们可以拿出一些实物并发音来相互学习对方的词汇，进而弄懂对方的语言。但是，在星际接流中，双方不能面对面接流，要想弄懂对方的一些基本词汇是一件很不容易的事情。

　　一些来自世界各地的科学家、天文学家、画家、音乐家曾经在巴黎举行过一个研讨会，研讨的内容就是如果见到了外星人，我们如何与他们聊天，我们应该跟它们聊什么？这是一个由各行业精英参加的会议，会议的主持人是美国搜寻地外文明协会负责人，讨论的话题涉及到科学的各个方面，更涉及到哲学，他们试图研究星际语言。

　　一名画家建议，每一种色彩都有一定的波长，把这些色彩波长转化成数学公式。但这也有缺点，试想，如果外星人是色盲，他们很难理解各种颜色是什么意思，当然更不可能理解由此产生的数学公式。还有人建议，用音乐作为辅助手段，帮助外星人理解我们的意思。这也依然没有实际意义，试想，如果外星人不需要声音来交流，他们也当然不懂音乐。还有人谈到了代数通信法和模拟人类生理反应的计算机系统。这似乎有了一些普遍意义。

　　其实，早在上个世纪70年代初，为了与外星人建立联系，人们就使用了一些最原始的方法。1972年3月2日，先驱者10号探测器离开了地球，它在探测太阳系的同时，还肩负着另一项重要使命，那就是寻找外星文明。它带有一个光碟，里面录制了地球上各民族的经典音乐，还有用他们的语言对外星人的问候，这就是地球人的名片，这张光碟还收录了地球上的山川风光。必须明确的是，倘若外星人无法演播这张唱片，那它也就没有用处。在先驱者上，还绘制了一对地球男女的裸体画像，也标明了地球所在的天文位置。这应该是人类试图与外星人交流的最早实践活动。但是我们必须清楚地意识到，外星生命的形式将会是多种多样的，我们不理解他们的生命形式，就不可能找到好的交流方法。

　　 从微观世界建造星际语言

　　外星人跟我们初次接触，一定不会谈些锅碗瓢盆之类的的无聊话题，他们将要跟我们谈论的将是宇宙的有关话题。所以要想创造出所有科技文明都能明白的星际语言，我们还得从宇宙的最根本特色入手。

　　有关微观世界的知识告诉我们，组成物质的最小颗粒是原子，原子组成了各种化学元素，自然界中有92种元素，连同人工建造的元素加起来，有118种，为了研究的方便，人们把它们分成三种“基本”粒子，分别叫做中子，质子，电子。有关量子理论告诉我们，空间中还有比它们更小的粒子，有十几种轻子，几十种介子，几十种重子和超子，以及它们的多种共振态。这些物质充斥在宇宙的所有角落里，一种有文明的生命必然会认识到自然界的这些基本粒子以及它们的特性。

　　这些粒子的数量足够多了，用它们作为建造星际语言的基本词汇，应该是最合适不过的了，用它们创造出来的语言词汇也定可以在星际文明中具有广泛的通用意义。当然，在交流的过程中，度量单位的使用是至关重要的，你跟他谈一米，谈光年，谈一千克，他们不可能知道这样的度量单位的实际意义，我们还得从微观世界入手。

　　有科学家提出以核子为基础制定长度、时间和质量的计量单位，这样的单位被称为自然单位。以一个核子的大小为度量长度的单位：称为1费米，也就相当于1×10－15米。在这样的尺度内，基本可以看到组成中子和质子的夸克。以光在一个核子大小的空间中传播的时间为时间单位，这个单位称为吉菲，1吉菲也就是1×10－23秒。如果用这样的度量单位向外星人介绍我们的话，就可以告诉他说：人的质量为1029核子，高1015费米，寿命1032吉菲。地球的质量为1052核子，太阳的质量为1057核子，银河系的质量为1068核子，而可观测宇宙的质量为1080核子，大小为1040费米，年龄为1040吉菲。

　　除此之外，还有一些基本常数，比如光速，普朗克常数，万有引力常数，基本电荷电量，电子的质量，质子的质量以及弱相互作用力和强相互作用力，他们都可以与化学元素一同组成星级语言的基本词汇，最可贵的是，这些简单的词汇也可以代表我们的科技水平。聪明的外星人看到这些单词，很快就会一通百通。

　　现在有了这些基本度量单位，还有化学元素和基本常数作为星级语言的单词，离建立星级语言还差一步，那就是怎样来建立一套语法关系，将这些基本词汇串联在一起，来表达我们的思想意识。

　　这一点又使人想起了计算机，计算机与人之间是通过数学语言来交流的，这些数学语言其实就是电脑程序，它可以告诉电脑该干什么。虽然电脑只是一个工具，它不像智慧生命那样能够创造产生出自己的语言词汇，也没有连接这些词汇的语法关系。但是，电脑给了我们另一个启示，那就是它可以作为二者语言交流的翻译。因为智慧的外星人一定懂得数学，建立在数学基础上的计算机语言应该是一种中介语言。在建立星际语言的语法关系时，它会给我们很多有益的启示。

　　建造这种星际语言时，另一个值得高度重视的问题是：那些微观粒子的各种共振态也许本身就可以表现为语法关系的介词结构，那些基本常数则可以用于星际语言的所有格。

　　星际“光报”的接收系统

　　当然，我们目前还没有方法创造出这样一套星际语言系统，但是，比我们高明的外星人可能早就考虑了这个问题，或许他们已经创造出这样的语言系统，正在向我们发射激光脉冲讯号，所以我们还要考虑接收系统。

　　按照常规的想法，建造这样可以与外星人联络的激光通讯系统一定很复杂，我们目前的科技水平完全达不到这样的标准。其实一点也不复杂，我们现代的大型天文望远镜已经具备了这样的功能。自从望远镜制造出来以后，它的口径就朝着越来越大的方向发展，最大的望远镜口径已经可以达到10米，最重要的是，它们都不是单台工作，而是由多台望远镜组成阵列，成为一个系统，联合工作。

　　之所以这样做，完全是因为光的特性。我们知道，光子具有波动性，利用不同的设施来接收它，就会发现，它能产生干涉作用，也就是光波的相位变化，也正是这种干涉作用，可以告诉我们许多来自光的讯息。

　　相距很近的两台望远镜接受同一束光讯号，就会观察到干涉现象，这样就可以检验一束光的各种特性，包括最主要的脉冲现象。这也是激光接收装置必须具备的功能。所以现代大型望远镜已经具备了这种接收功能，

　　在这种思路的指导下，人们已经开始了寻找外星人的工作，美国普林斯顿大学有一个业余天文兴趣组织，每当夜幕来临的时候，他们的望远镜就指向天空。其实，他们并不是观测某个天体，他们是在寻找外星人发来的讯号。真正从事这项工作的目前还只是一些业余天文学家，美国普林斯顿大学的几位化学和物理学教授就是领头人。虽然经费是来自于社会的捐助，但是他们都愿意无偿地为这项有意义的工作奉献自己的力量。与当年无线电派的大张旗鼓不一样，这种工作的开展只是静悄悄的，它还没有引起人们充分的注意。但无疑，这是一个新的方法。

　　现在，那些希望发现太阳系以外行星的科学家也在有意无意地做着这样的事情。那些类似太阳的恒星，可能会具有行星，外星人可能会生活在那里。望远镜对准这样的恒星，让接受到的光波进入到探测器。从而检验光波的变化，这样可以发现它是否有行星。

　　在这个过程中，当我们的科学家发现一束脉冲光波的时候，就会仔细地观察这个脉冲信号的波峰和波谷，如果这个信号很有规律的时候，它可能是脉冲星，当它看起来毫无规律的时候，天文学家就要考虑，这是不是一组很有含义的信号。它可能是外星人在寻找他们的知音。如果确实是这样的话，我们就该不胜欣喜。

　　对面的两个人可以聊天，相距比较远的人可以上网聊天，要想与那些距离我们几百甚至上千光年远的外星人交流，看来，我们只能向十几年前发电报那样，发这种“光报”了。“光报”里面不仅包含着我们值得骄傲的科技水平，也包含着我们对宇宙兄弟的祝福，当然，更多的包含的是我们对星际友谊的渴望。

　　那些以化学元素与核子为词汇建造起来的星际语言，一定会使他们明白其中的含义。目前从事光学搜索的只是普林斯顿大学的一些业余爱好者，他们还没有精良的设备，等到顽固的无线电派们醒悟，也投身到这个行列的时候，也许我们与外星人联系就会更早实现。（国家航天局网特约撰稿/北辰）