第34章 茫茫宇宙觅知音
茫茫宇宙觅知音
高级智慧生命绝不仅仅生存于地球上
存在外星人吗？
我们是宇宙孤独的旅行者吗？外星球上存在智慧生命吗？夜空的点点繁星里，会不会有无数双眼睛也在搜寻和仰望我们？
宇宙如此浩瀚，仅仅只有地球这一个星球上有智慧生命，是很奇怪的事情。就像一棵枝繁叶茂的大果树，只在其中的一个小枝头挂着一只小小的果子，这当然很不合理。在很多天文学家看来，询问外星人是否存在这个问题，有些类似于哥伦布航海之前人们问：存在新大陆吗？新大陆上会有人吗？其实，太阳系外每一个类似地球的行星都是一个新大陆，如果在某些新大陆上生存着未知的“印第安人”，是很平常的事情。
1961年11月，美国西弗吉尼亚州绿岸镇附近的射电天文台，举办了一次探讨地外智慧生命的学术会议。与会的科学家们普遍相信，在合适的行星上出现生命是确定无疑的。天体物理学家德雷克甚至提出了一个“绿岸公式”，来推测银河系内有可能与我们进行通讯的智慧文明数量。因为各项因子都不确定，推测的结果差异很大，卡尔·萨根最乐观，他估计银河系有超过100万个文明星球，科幻作家阿西莫夫认为这个数目是50万，德雷克本人估计是1万个。大家估算最少数目也不会低于40，这个数字和“银河系漫游指南”里给出的宇宙终极答案—42很接近。
外星人会是什么样子？会在哪里？
地球是大自然给我们的明显启示。外星生命纵然可以极端不同，但基本上可以肯定，最大的可能是类似地球的、基于碳基编码的生命，因而，它们的生存环境应该类似地球。
这样，天文学家们就把寻找外星生命的目光投向了类地行星，那里应该有水，有氧气，温度合适。当然，前提是，必须先有一颗适合生命的恒星。
什么样的恒星支持生命？
仰望布满星星的夜空总会让人有无限的遐想，那些星点旁边的行星里会有智慧生命存在吗？那上面有孩子们正在嬉笑追逐吗？有青年男女在谈情说爱吗？有农夫正在田间劳作吗？有军队正在激烈厮杀吗？有老年人在冬日的暖阳里憩息吗？有车水马龙的街市吗？这发生在我们身边的一幕幕，是那样平淡无奇，不会引起关注，但如果这样的情景正在外星球上演，着实会让我们震撼不已。
究竟哪些恒星能够支持智慧生命呢？
第一，支持智慧生命的恒星最可能是主序星。
主序星就是处于青壮年时期正常发光的恒星，它们由核心的氢核聚变反应提供能量。如果一颗恒星已经老去，变成了红巨星甚至白矮星，它的周围将不会有生命；即使以前曾经有过，也会在主序星向红巨星和白矮星的剧烈转变中消亡。
金牛座的亮星毕宿五是冬夜的明星，它正步入晚年，体积大大膨胀，直径超过6000万公里，如果把它放到太阳位置，在地球上看，它的圆面比太阳大1800多倍。这个阶段的毕宿五很不稳定，亮度极不规则地变化，在1000万年内就会变成星云。哈勃空间望远镜观测到毕宿五至少拥有5颗行星，可以断定，在这些行星上不会再有孩子们的欢声笑语了。
同样，天蝎座的心宿二、猎户座的参宿四都是明亮的红巨星，也不要期待在它们周围有灯红酒绿的场景。参宿四已经演化到红巨星末期，随时都可能超新星爆发，它若爆发，亮度会超过满月，白天也能看见，这奇观非常值得期待。鉴于它距离我们有六百多光年，它的光芒传递到地球需要走六百多年时间，说不定它已然爆发，超新星的光芒正在飞向地球的途中也未可知。
牧夫座明亮的大角星是一颗橙色巨星，它的质量和太阳差不多，但演化到后期的它体积已经膨胀到太阳的一万多倍，辐射强度比主序星时期强了好多倍，即使它周围曾经孕育了智慧生命，他们也会在经历一段炼狱般的挣扎后归于寂静。小犬座的南河三是太阳系的明亮近邻，闪光在冬夜的星空里，距离只有11.4光年，但它也开始走向晚年，已经膨胀成为亚巨星，正在向红巨星演变，智慧生命存在的可能性正在消失。
太阳系附近还有两颗著名的白矮星—大犬座的天狼星B、小犬座的南河三B，距离分别是8.6光年和11.4光年。红巨星推开外层气体剩下的残骸是白矮星，这一过程抛失了大量质量，但不会毁灭恒星周围的行星。行星会因为中央恒星的质量变小而缓慢外移，从而在一个更大的轨道上继续围绕白矮星运行，只是它上面的智慧生命不可能捱过这漫长的灾变过程。
银河系的恒星有10％步入老年，成为红巨星或白矮星，在这些星球周围的行星上，不可能再有燕子呢喃，也不会听到白鹤鸣叫，一切劳作的声音也都止息了。
第二，大质量恒星难以孕育智慧生命。
要孕育智慧生命，恒星必须维持足够长的稳定发光时间，也就是寿命足够长，使生命有时间进化。地球进化出智慧生命用了46亿年，不能确定这一时间长度是否具有典型性，但在地球上，所有同类的生物都有类似的生命周期，进化本身也很可能存在类似的周期，外星智慧生命进化需要的时间也不会相差太悬殊—大约10亿年的假设是比较合理的，这就要求恒星的寿命最好在10亿年以上。
处于青壮年时期的主序星，质量越大，燃烧越猛烈，寿命就越短。大质量恒星能够快速为银河系制造出支持生命的重元素，但其本身却不太适合支持生命。例如，天狼星A的质量是太阳的2倍，它只能在正常的主序停留10亿年，然后就会膨胀变成一颗红巨星，它目前的年龄只有几亿年，这对进化出智能生命来说显得不太充分；虽然有流传很广的关于天狼星人的传说，但它周围有智慧生命的可能性微乎其微。
织女星的情况和天狼星A差不多，它的质量是太阳的2.5倍，寿命不到10亿年；狮子座的亮星轩辕14质量是太阳的4倍，寿命只有1亿岁，目前年龄是5000万岁，天文学家们不会把宝贵的望远镜使用时间浪费在它们上面。猎户座的参宿七、天鹅座的天津四质量更大，是超级巨星，更不可能支持生命了。不过大质量恒星数量不多，只占银河系恒星总数的1％。
第三，小质量恒星对生命并不理想。
小质量恒星温度较低，颜色发红，大多是红矮星。红矮星燃烧缓慢，具有非常长的寿命，比如离太阳系最近的恒星—比邻星，就是一颗红矮星，其质量是太阳的1/8，寿命超过1万亿年，但这样的恒星太暗，比邻星发光量大约只有太阳的1/20000，一年发的光还不及太阳的半小时。
一颗围绕红矮星运行的行星要能孕育生命，唯一的办法是向恒星靠拢，以获得足够的热量。但这时恒星的潮汐引力很可能会将行星锁定，行星永远只能以一面对着恒星，就像月亮绕地球那样，结果行星的一半被持续烘烤，另一半则近乎永久冰冻，这当然对生命是很不利的。如果行星上的空气很多，它的气候会很不稳定，热空气与冷空气的循环会导致猛烈的暴风席卷整个行星，且永不停息；如果行星上的空气稀薄到足够平静，它又难以维持智慧生命的需要。
不但如此，大多数红矮星还相当不稳定，经常产生强烈的耀斑爆发。天文学家发现一些红矮星每天能爆发多次耀斑，紫外辐射会瞬间增强几百倍到上万倍。在那几分钟内，恒星甚至由红色变成蓝色，辐射出强烈的紫外线，这会杀死行星上暴露在外的生命。另外，红矮星的紫外线和高能带电粒子很容易把距离很近的行星大气吹跑，导致行星失去它的大气层，进而失去它表面的海洋。红矮星如果有强大的磁场，可以保护自己免受高能辐射的袭击，可由于它自转极慢，即便有一个金属内核，也不太可能有强大磁场。由于这些原因，红矮星周围的环境必定极为艰苦，不排除大质量红矮星周围有低等的微小生命生存在行星的表面之下，但大型智慧生命生存的可能性极小。
绝大多数红矮星可以从支持智慧生命的恒星名单里暂时排除，这部分恒星占银河系恒星的80％以上，这样，能够支持智慧生命的恒星不会超过总数的10％。
第四，有些双星难以支持智慧生命。
双星在银河系很普遍，太阳系的近邻南门二就是一对双星，很多人称它是人类恒星际旅行的第一站。
这两颗恒星和太阳很相似，A星稍亮一点，B星稍暗一点，每一颗星都是最理想的生命支持者，但它们两个一绕转，情况就不太妙了。南门二双星在一个椭圆轨道上互相环绕，周期80年，相距最近约17亿公里，比太阳到土星稍远；最远53亿公里，比冥王星稍近。
如果有一颗行星在类似地球的轨道上环绕南门二A星，从行星上看，A星和太阳差不多，B星的亮度在170个满月至2300个满月间变化。
如果一颗行星在类似地球的轨道上环绕南门二B星，从行星上看，B星和太阳差不多，A星的亮度在520个满月至6300个满月之间变化。
对于习惯地球夜空的人类来说，双星的天空是奇特的，但对围绕双星运行的行星上的生命来说则是不祥的。在双星干扰下，行星的轨道很难维持稳定；甚至，双星之间的广大区域里难以形成行星，除非离某一颗恒星距离特别近。当恒星演化时，一颗恒星的引力会影响另一颗恒星的物质盘，两颗恒星都难以产生行星，存在于恒星周围的将是无数颗毫无价值的小行星。事实上，太阳系的小行星带，位于火星和木星之间，就是一个没能形成行星的遗物，那是木星引力干扰导致的结果。
2012年10月16日，天文学家在南门二B星旁发现一颗行星，质量与地球相当，它果然紧贴着B星运行，距离只有0.04天文单位—600万公里，是水星到太阳距离的1/10，每3天多一点就绕恒星公转一周；行星表面温度至少有1200度，是不可能有生命存在的。
综合各种条件，适合生命的恒星能够百里挑一就算不错了。由于银河系有3000亿颗恒星，这样算下来大概会有30亿颗适合的恒星，它们都很类似太阳，这是自然的，因为太阳本身在孕育生命上相当成功，和它越相似才越有希望。
寻找类地行星
有了合适的恒星，还要有围绕该恒星运行的类似地球的行星。太阳有八颗大行星，其他的恒星也都会有自己的行星吗？这些行星中有类似地球的行星吗？
由于行星比恒星小得多，自身又不发光，探测起来非常困难。比如，从10秒差距（32.6光年）外观测太阳系，地球的亮度只有28等，而且紧挨着太阳，完全淹没在太阳的光辉里，直接用望远镜看到的可能性极为渺茫。天文学家们主要用间接方法寻找行星，比如行星引力会拉动恒星，使其运动速度发生微小变化等。现代测量技术进步之大令人惊讶，4.2光年之外的比邻星速度哪怕是每秒1米的变化—相当于人的步行速度，都可以被测量出来。
1995年11月，天文学家发现了飞马座51星的一颗行星。飞马座51星距离约50光年，质量、大小都和太阳差不多，是非常理想的恒星，然而那颗行星距离恒星太近，不到800万公里，只有水星轨道的1/8，围绕恒星旋转一周只需4.2天，明显不在恒星的生命带里。
此后，由于技术改进，尤其是2009年以搜寻行星为目标的开普勒空间望远镜发射升空，太阳系外行星发现得越来越多。这些行星大多是类似木星的巨大行星，距离中央恒星大多小于日地距离，与地球的条件相去甚远。
2015年7月24日，开普勒空间望远镜新发现了第1935颗系外行星—开普勒452b，它被称为“地球2.0”。从外观上看，开普勒452b与地球的相似度达到了98％，直径是地球的1.6倍，到母恒星的距离和日地距离差不多，公转周期385天。
其母恒星开普勒452位于1400光年远的天鹅座方向，也是一颗非常理想的恒星：年龄约60亿年，温度和太阳相同，亮度是太阳的1.2倍。目前离确定开普勒452b上面是否有生命还为时过早，因为无法确定上面是否有水和空气。
2016年5月10日，美国宇航局又公布了开普勒太空望远镜确认的1284颗系外行星，使发现的太阳系外行星总数超过3200颗，处在恒星宜居带内有希望存在生命的系外行星达到21颗。
太阳系外行星的大量发现，证实了天文学家们的猜想：恒星普遍都有自己的行星。但是，行星的个头类似地球吗？到恒星的距离合适吗？有适宜的温度吗？表面有大量的水吗？有充足的氧气吗？
这些条件都具备的比例是相当低的，加上恒星的因素，粗略地估计，银河系将会有几十万颗类似地球的行星，它们是广袤的银河大漠中的绿洲，很可能生存着智慧生命。
与外星人联系的尝试
如果茫茫宇宙中存在大量的外星智慧生命，我们能和这些外星人建立联系吗？这是一个巨大的诱惑，20世纪70年代，科学界刚刚具备大功率射电通讯能力，天文学家们就开始了与外星人联系的尝试。
波多黎各山谷中那台巨大的射电望远镜—阿雷西博望远镜是探索外星智慧生命的先锋，1974年，科学家们把这台射电望远镜对准武仙座的球状星团M13，向其发送了一组信号，透露出了人类的一些关键信息，比如人类的DNA构成，人类的外形、身高、数量，太阳系的情况等。M13距离远在25000光年之外，这些无线电信号传递到那里，需要25000年时间。如果那里有高度智慧的外星人，能够接收到这信号，并给予回应，信号传回地球也是5万年以后的事情了。
距阿雷西博发展信息仅仅过去了不到半个世纪，现在看发送的信息已经过时了不少。人类DNA双螺旋碱基对的数量搞错了；地球人口数量又增加了快一倍；那时候太阳系是九大行星，现在成了八大行星。2006年，国际天文学联合会重新定义行星概念，冥王星从太阳系“第九大行星”地位下降到“矮行星”。不知道这些信息会不会误导外星人，但这可能让霍金感到满意，按照霍金的看法，最好不要把人类的信息披露给外星人，那可能给人类带来危险。
霍金的忧虑和科幻小说中的黑森林法则有些相似，这法则认为，宇宙就是一座黑暗森林，每个文明都是带枪的猎人，像幽灵般潜行于林间，消灭出现在他面前的每一个生命，因为那对他而言是永恒的威胁。这样，任何暴露自己存在的生命都将被很快消灭。
霍金也许有些杞人忧天，因为结论完全有可能相反，高度文明的外星人也可能不像地球人那样富于侵略性。要想到达其他星球，技术必须发展到很高的水平。技术永远是一把双刃剑，如果一个星球的文明发展出极高的技术，而他们的道德水平却不能约束它，那么这技术最可能首先毁灭自身。因此，越是科技发达的文明，它的道德水平可能越高。这样，主动发射信号去搜索外星文明，根本就不是什么危险的事。
再回到20世纪70年代。那时代人们对太空探索几近狂热，不考虑什么时候或者能不能收到回音，也不考虑危险不危险，只管去做。在那个十年里，美国先后发射了四艘飞向太阳系外的探测器—先驱者10号、11号，旅行者1号、2号，这四艘探测器都有和外星智慧生命联络的方案。
先驱者10号和11号上面携带的是一张地球名片—一张15×23厘米大小的镀金铝板，它把地球人类的关键信息暴露无遗。
名片上刻有地球人类男女的裸体形象，男人举起右手表示向外星人致意；在他们身后，是相同比例的先驱者号飞船的轮廓，外星人可以根据比例推断出地球人身高。
名片的左方绘有一个放射性的符号，有15条直线从同一点放射出来，其中14条线段表示银河系中14颗特定频率的脉冲星，它们标记了太阳的位置，高度发达的外星文明可以根据每颗脉冲星独特的讯号周期轻而易举地找到这些脉冲星并定位太阳系。
找到太阳系后还能很快定位地球，因为铝板下方绘出了太阳系的图案。太阳与行星按由内向外的顺序画出，圆圈的大小代表星体的相对尺寸。从左数第四个小圆圈发出的曲线表示先驱者号探测器的旅行轨迹：由太阳系的第三颗行星—地球出发，绕过第五颗行星—木星，向太阳系外飞去。
旅行者1号和2号上携带的是一张金唱盘，存储的信息比先驱者号丰富了许多。金唱盘里存储有116幅图像，展现了地球各种风貌；有一个90分钟的地球之声，记录了地球上的各种声音；有27首世界名曲，包括中国古曲《流水》；有55种人类语言对外星人的问候，其中包括四种中国的方言（普通话、闽南语、粤语、吴语），不知道外星人能否感受到地球人的友善和向往。金唱盘中还有这样一句话：
“通往星空之路困难丛生”。
参与设计先驱者号地球名片和旅行者号金唱盘的人中，卡尔·萨根是极为热心的一个。在美国，作为天文学家的卡尔·萨根的知名度一度超过所有的影星、歌星、国家领导人，1991年美国青少年评选的“十大聪明人”，卡尔·萨根名列榜首。
1989年，旅行者1号越过冥王星轨道后，卡尔·萨根希望它回望一眼地球，让人类获得一个遥望地球的视角。1990年2月14日情人节这天，在64亿公里外，旅行者号拍摄了地球的照片—迄今为止最远的地球照片，一个只有3个像素的蓝色小点。
根据这张照片，萨根后来写成了科普名著《暗淡蓝点》，在书的序言中萨根写道：
再看看那个光点，它就在这里。那是我们的家园，我们的一切。你所爱的每一个人，你认识的每一个人，你听说过的每一个人，曾经有过的每一个人，都在它上面度过他们的一生。我们的欢乐与痛苦聚集在一起，数以千计的自以为是的宗教、意识形态和经济学说，所有的猎人与强盗、英雄与懦夫、文明的缔造者与毁灭者、国王与农夫、年轻的情侣、母亲与父亲、满怀希望的孩子、发明家和探险家、德高望重的教师、腐败的政客、超级明星、最高领袖、人类历史上的每一个圣人与罪犯，都住在这里—一粒悬浮在阳光中的微尘。
在浩瀚的宇宙剧场里，地球只是一个极小的舞台。想想所有那些帝王将相杀戮得血流成河，他们的辉煌与胜利，曾让他们成为光点上一小部分的转眼即逝的主宰；想想栖身于这个点上的某个角落的居民，对别的角落几乎没有区别的居民所犯的无穷无尽的残暴罪行，他们的误解何其多也，他们多么急于互相残杀，他们的仇恨何其强烈！
……
有人说过，天文学令人感到自卑并能培养个性。除了这张从远处拍摄的我们这个微小世界的照片，大概没有别的更好办法可以揭示人类的妄自尊大是何等愚蠢。对我来说，这强调说明我们有责任更友好地相处，并且要保护和珍惜这个淡蓝色的光点—这是我们迄今所知的唯一家园。