基本情況
1977年8、9月,美國先後發射了旅行者2號和旅行者1號探測器。它們在完成太陽系內的探測任務後,分別於1988年10月和1989年11月越過冥王星軌道,向天狼星方向飛去。它們都攜帶有一張送給外星人的聲像製品——有關地球和地球人類的“經”書。那是一張噴金銅唱片,放在一個專制的鋁盒中,可以保存10億年。
外型直徑為30.5厘米的噴金銅唱片。載有一張直徑為30厘米的鍍金銅製唱片,它同一個瓷唱頭和一枚鑽石唱針一起裝在一個精緻的鋁盒中。這塊標誌牌長13.5厘米,寬7,5厘米,它經過特殊工藝處理,億萬年內都不會變形和變質,牌上刻有人類向“外星人”的自我介紹的內容,牌的左方表示人類了解的物理和天文知識,上方兩個圓圈代表氫分子結構圖,中間是用14顆脈衝星定位表示的太陽在銀河系中的位置,下方10個小圓圈代表太陽系的九大行星和太陽,圈中標出 “先驅者”號探測器從地球飛出的路線,牌的右方一男一女為地球人的圖形,為了使外星人一目了然。他們的背後是“先驅者”號探測器外形,當掌握高科技技術的“外星人”獲得這塊金屬牌時,根據14顆脈衝星用2進制表示的脈衝周期,就可以推算出“先驅者”號探測器飛離地球的時間。
地球名片
1972年3月2日和1973年4月5日,美國相繼發射了“先驅者”10號和11號行星探測器,這對孿生探測器各攜帶有一張“地球名片”(亦稱“地球人名片”)。
“地球名片”是由康奈爾大學的行星天文學家、著名科普作家卡爾·薩根、美國國家天文與電離層研究中心主任德里克和藝術家琳達·蘇爾茲曼·薩根共同設計的,目的是使可能收到該“名片”的地外文明了解地球人類的信息。“名片”由鍍金鋁板製成,長13.5厘米(9英寸)、寬7.5厘米(6英寸)。特殊的材料和加工工藝可以保證它在星際空間中暴露數億年而不變形、不變質。
這張凹版的星際問候卡傳遞了關於地球在宇宙中的位置和該探測器建造、發射時間的信息。其中,太陽的位置是用它與14顆脈衝星的相對位置關係來表示的。作為“宇宙的時鐘”,脈衝星以長期恆定的速率自轉。在銀河系中脈衝星的數量不多,而脈衝星的精確周期在“名片”中用二進制碼描述,據此天文學發達的地外文明可以很容易判斷太陽系的位置。
為了使地外文明準確地了解到探測器的發射地,鋁板上還繪出了太陽系的圖案。太陽與九大行星按由內向外的順序畫出,圓圈的大小代表星體的相對尺寸。從左數第四個小圓圈發出的曲線表示“先驅者”號探測器的太空旅程航跡:由太陽系的第三顆行星--地球出發,繞過第五顆行星--木星,向太陽系外飛去。
最後,鋁板上還刻有地球上裸體男女的形象,男人舉起右手表示向外星人致意。在他們身後,是相同比例的“先驅者”號飛船的輪廓。一旦有地外文明截取這艘飛船,他們就可以根據飛船的比例推斷地球人的身材。同時,他們的身高也以氫在1420兆赫的21厘米譜線(宇宙中分布最廣泛的電磁輻射譜線)波長為單位描述為二進制碼的形式。
圖板上的說明文字(從左上開始按順時針方向排列):
1. 左上方兩個用橫線連線的圓圈,表示地球上第一號元素氫的分子結構及中性氫的超精細躍遷;
2. 地球男性背後是“先驅者”號探測器的輪廓;
3. 地球女性右邊是與十進制對應的二進制數,表示地球女性的身高;
4. 下方10個小圓圈表示太陽系,左起第一個為太陽、第十個為冥王星,二進制表示太陽及九大行星間的相對距離;
5. 中間輻射狀的符號表示與14顆脈衝星相關聯的太陽位置以及太陽與銀河系中心的距離。
目前,“先驅者”10號和11號這兩個行星際探測器已經攜帶“地球名片”飛出冥王星軌道,向太陽系外進發。如果銀河系中的智慧生命獲得並破譯了這張“名片”,就有可能和地球人取得聯繫。
圖像資料
唱片的一面錄製了當時的聯合國秘書長瓦爾德海姆和美國總統卡特的賀詞、55種問候語、35種自然界的聲響和27首名曲。音樂占唱片長度的34,問候語包括中國的男聲國語、女聲廣東話、女聲廈門話和男聲吳語。名曲中有中國古箏演奏的《流水》。唱片可播放90分鐘。
唱片的另一面錄製了116幅圖像,用圖像編碼信號形式介紹了太陽系在銀河中的位置, 地球和地球大氣層的化學成分及人體圖解, 還有山脈、海洋、河流、沙漠、花樹、鳥、獸、蟲、魚等等.圖像還展示了地球上的風土人情、人工建築, 其中有中國人的午餐和萬里長城。
上述圖像的選擇,每一幅都有其深刻的用意。如中國的長城,是因為它是人類最古老、最重要、最宏偉的人造工程之一。而中國人的家宴照中,有的手裡拿著筷子,有的在猜拳喝酒,生動地表現了地球人的進食場面:圍坐在擺滿菜餚的圓桌旁進食,還與前面圖中一群孩子圍成一圈的情形前後印證。
比選擇內容更困難的是如何讓外星人復現和正確理解唱片中的內容。且看科學家們是如何設計的。
在唱片封面的左邊,有用氫二進制碼(單位長度為21厘米)繪製的太陽系的方點陣圖,它顯示了太陽與以某些脈衝星為天文界標的相對位置,其下是銀河系中14顆主要脈衝星,還有氫分子的結構圖。封面的右邊則繪有如何將音頻信號復現為視頻畫面的示意圖。其下邊是長方形中一個圓形圖案。
外星人照此將音頻信號復現為視頻畫面後,如果得到的第一幅圖也是長方形中一個圓形圖案,這告訴外星人他們的處理方法是正確的;同時,也告訴外星人如何正確地推算圖框的長寬比例。這就給了外星人一個校準器。
接下來的圖2是太陽系的方點陣圖,其右上是封面上有過的,是為了重複地表達第1幅圖的用意。在圖的左下角,則是右上二進制碼天體圖復現的部分真實天體圖像,它展示了旅行者號飛行器發射時太陽系與仙女座星系的相對位置。它可以幫助外星人判斷“旅行者”的發射日期。這個圖像是所有圖像中我們與外星人都見過的唯一共同事物。
圖3是用點組表示的二進制數碼和其在指數、分數運算中的方法。這就給了外星人一本數學定義字典。
圖4是氫二進制和點組二進制的單位換算表,它是長度、時間和質量單位的物理定義字典。
圖5、6則是運用上述字典表達的太陽系天體的直徑、質量、自轉周期,以及行星與太陽的距離。
圖像資料
圖片剪輯 | 太陽系四大行星 |
基因度量衡圖 | 數學公式 |
中國宴席 | 長城 |
人類手部X光 | 人類生活常態 |
人類生活片段 | 地球大氣成分 |
二進制代碼 | 脊椎動物進化過程 |
音頻資料
在噴金銅唱片中,美國總統卡特簽署了一則電文:“這暗示來自一個遙遠的小小星球的禮物, 它是我們的聲音、我們的科學、我們的意念、我們的音樂、我們的思考和我們的情感的縮影。我們正努力使我們的時代倖存下來, 以期能與你們的時光共融, 我們希望有朝一日在解決了所面臨的困難之後, 能置身於銀河文明世界的共同體中, 這份信息將把我們的希望、我們的決心、我們的親善傳遍廣袤而又令人敬畏的宇宙。”
“地球之聲”還錄製了35種地球自然界的各種音響: 象徵混沌初開時的巨響, 匯成海洋的暴雨, 冰川時代的寒風、火山爆發、驚濤拍岸、鳥啼、獸吼、犬吠、蟲鳴以及火車、飛機、火箭的巨響, 還有人的呼吸、笑聲、腳步聲, 嬰兒的呱呱墜地時的哭啼……
接著, 是用60種人類語言發出的問候語。
這張120分鐘的唱片, 可在宇宙中保存10億年, 寄寓著地球人類的殷切的希望。
後續研究
披頭士樂隊的經典歌曲《穿越蒼穹》2008年2月4日被美國宇航局(NASA)傳送向431光年外的北極星,科學家們希望那裡的外星人——假如存在的話——能夠聽到。
此舉引起了當時正在美國亞利桑那州立大學開會的一些科學家的爭論。這番爭論是美國“搜尋地外智慧”(SETI)項目所召開的“寂靜之聲”研討會中的一個插曲。SETI項目可追溯到50年前,它一直在嘗試通過無線電與外星智慧生命取得聯絡,然而50年過去了,人們得到的僅僅是毫無特點的無線電噪音。
那么,外星智慧生命到底為什麼如此沉默呢?
1984年,美國印第安納大學近代符號學的先驅托馬斯·西比奧克寫了一篇名為《溝通萬年的通訊方法》的論文。這篇論文出於美國能源部為警示一萬年以後的人類而做的研究。今天人們將許多核廢料深埋在地下,為了不讓後人不慎再將它們挖出,美國能源部想要設計一種一萬年以後的人類也能看懂的警示標誌。
西比奧克在詳細考察了各種思路和方案後,得出了一個令人沮喪的結論:所有的自然語言,所有的人類交流系統,都會隨著時間而變化,一萬年後的人類不可能理解人類今天所留下的警示。
在試圖與外星人溝通的歷史上,人們最初以為外星人可能就在月球或是太陽系的其他行星上。所以著名數學家高斯在19世紀提出的溝通方法是,在地球上利用森林或者撒哈拉沙漠,設法拼出巨人的圖案,以便月球上的外星人能從月球上看到。現在看來,這種想法多少有點滑稽。
在20世紀70年代,飛向太陽系之外的“先驅者”號和“旅行者”號探測器上,都被設計搭載了金屬製成的人類名片,就好像是宇宙中的漂流瓶。
這種名片被認為是一種與外星人進行直接溝通的方法。在名片上,人類以圖畫的形式表示出了太陽系、地球所在的位置、男人和女人的形象。人們希望當探測器在飛出太陽系後萬一被什麼外星智慧拾獲,會發現人類的存在。
兩架“旅行者”號探測器除了攜帶金屬名片外,還載有磁碟,上面記錄了地球的照片和聲音。這便是與外星文明溝通的間接方法,即需要外星智慧對信息進行解碼的形式。外星人必須設法將磁碟中的內容播放出來,才有可能進一步破解其中的信息。“旅行者”號在它們的金屬名片上畫出了如何讀取磁碟。但願外星人能看懂這一切。
也有博物學家提出了另一種間接的非圖像的信息表達方法。比方說,我們向外星人列出一系列的數字:11; 5, 1, 5; 4, 3, 4; 3, 5, 3;……4, 3, 4; 5, 1, 5; 11。外星人研究數字也許會發現,每一組數字相加的和都相等。如果用11×11的陣列將數字用黑點和白點表示出來,比如說,11代表11個白點,“5,1,5”代表5個白點、1個黑點、5個白點,這樣一行一行排列下去,最終會得到一幅圖像。
在這些向外星人傳送的信息中,什麼內容才是最重要的?科學家最直接想到的是自然界中最基本的東西。比如說原子的結構或者生命所需物質的分子結構。這樣,外星人有可能會注意到人類是一支擁有科學的文明物種,然後與人類取得聯絡。
但這種思路卻遭到一些社會學家的質疑。他們懷疑,假如外星智慧生命是高度發達的文明物種,比地球人還要先進很多的話,當他們看到人類的這些信息,也許會認為太低等了——就像人類見到了猩猩一樣。這可能導致外星人不屑於回覆信息。在哲學家看來,傳送自然界基本事實的做法也顯得幼稚。
社會學家為了不讓外星人看到原子結構這樣的信息後感到太過無聊,自己提出了可能會令外星人更感興趣的四個問題:第一個問題是,你們的文明如何對資源進行分配?第二個問題是,我們這裡的社會形式是這個樣子的,你們那裡是怎樣的?第三個問題是,講一講我們的社會網路,然後問外星人的社會是否也這樣。第四個問題是,你們如何可持續地利用資源?
1974年11月16日下午,位於波多黎各的大型射電望遠鏡向武仙座方向傳送一個給外星人的信號,這個信號持續3分鐘。信息中以符號的形式描述了1~10的數字、太陽系、地球和人類的DNA。這條信號以光速飛向25000光年以外的一個星團。也就是說,假如那裡有外星人收悉我們的信號,然後再給人類作出回復的話,人類會在5萬年後收到它。
有學者認為,無論人類如何精心設計信息,它都有可能被外星人誤讀。為1974年那條信息設計二維圖案的天文學家名叫弗蘭克·德瑞克,他在1962年曾經用相同的方法設計過一條信息。那條信息中包含了人類形象、碳原子和氧原子的形象,在他看來一切都很清楚。然而,一名人工智慧專家後來指出,如果以另一種不同的方式來解讀這幅圖像,就會得到完全不同的答案。圖中的碳原子和氧原子可能被看成一種有著六條腿的生物,而兩足的人類則會被看成一顆人造衛星。
1999年,兩名加拿大天體物理學家把他們送給外星人的信息設計出來後,發給了天文台。就在這個時候,一名電腦程式員在科學雜誌上讀到了這條信息,他發現,信息中的一個圓圈中缺失了一條垂線。他的腦海中浮現出外星人搖頭皺眉的情景——這樣一個差錯將導致外星人完全陷入困惑。他馬上將這個發現告訴了兩名天體物理學家。好在後者趕在信號發射之前對圖像進行了更正,不然還真讓外星人不知所云——假如它們收得到的話。
另外一點需要注意的是,在信息傳輸的過程中,無法保證外星人收到的是完整的信息。它們收到的信息中也許包含了10%的噪聲,或者某些重要的部分會在傳輸過程中丟失。這就更可能造成外星人對人類信息的誤讀。
還是那兩名加拿大天體物理學家,他們分別在1999年和2003年向外星人傳送信息。他們使用了一種特殊的編碼方式,使這種信息在遙遠的星際傳播中即便出現噪音也仍能被正確破譯。
儘管人們做出了各種努力,為什麼得到的僅僅是外星人的沉默?
而SETI項目的科學家並沒有消沉,相反,他們正在建立一個巨大的天線陣,用來接收外星人的無線電信號。去年,天線陣中的第一架已經開始運行,最終,他們要建設起42架。項目研究人員說,在未來兩年里,他們得到和分析的數據將超過過去50年的總和。他們還說,到2028年,SETI計畫將完成對一百萬顆星球的“監聽”。
聽上去很樂觀。然而,誰又知道這會不會是白忙一場呢——就像利用森林和撒哈拉沙漠的那個主意。