在浩瀚的宇宙中,人類是否獨行?面對星空中的億萬星辰,許多科學家堅信,地球并非唯一孕育智慧生命的星球。隨著無線電天文學的興起,人類獲得了向宇宙傳遞信息的能力,一些天文學家開始主張主動與外星文明建立聯系,探索未知的宇宙奧秘。
美國天文學家弗蘭克·德雷克是這一領域的先驅者。他不僅發起了人類首個正式的外星文明搜尋計劃,還提出了著名的“德雷克公式”,并設計了旨在讓外星人理解的“阿雷西博信息”。他的探索歷程,為人類尋找外星文明提供了寶貴的經驗。
德雷克對天文學的興趣始于大學時期。1930年出生于芝加哥的他,在康奈爾大學學習物理時,通過一臺40厘米口徑的望遠鏡首次觀測到了木星及其四顆伽利略衛星。這一經歷徹底改變了他的人生軌跡,使他從物理學轉向了天文學的研究。
畢業后,德雷克曾在海軍巡洋艦服役,隨后進入哈佛大學深造無線電天文學。20世紀50年代,無線電天文學已經展現出其強大的潛力,不僅能夠研究恒星的光譜,還能通過發送無線電波獲取行星表面的信息。德雷克敏銳地意識到,這可能是人類發現或接觸外星文明的首條可行途徑。
1958年,獲得博士學位的德雷克成為美國國家無線電天文臺的天文學家,開始嘗試接收外星人發出的無線電信號。他提出了“奧茲瑪計劃”,以《綠野仙蹤》中的奧茲國女王命名,寓意著對神秘外星文明的探索。
1960年,奧茲瑪計劃正式啟動。德雷克和團隊使用一臺26米口徑的無線電望遠鏡,接收來自太空的21厘米波長無線電波。他們選擇這一波長,是因為氫是宇宙中最豐富的元素,任何智慧生命都可能利用氫,而21厘米正是氫原子發出的微波長度。然而,盡管他們將望遠鏡對準了鯨魚座T星和天苑四等具有行星的恒星,最終卻一無所獲。不久后,奧茲瑪計劃因資金等問題而終止。
盡管奧茲瑪計劃未能取得成功,但它標志著人類首次嚴肅認真地嘗試尋找外星文明,具有里程碑式的意義。德雷克并未因此氣餒,他深知搜尋范圍有限,成功需要長期的努力。
隨后,德雷克在美國國家無線電天文臺組織了首屆“地外文明搜尋大會”,并正式提出了“搜尋地外文明計劃”,呼吁全球天文學家繼續這一事業。在會議籌備過程中,他突發奇想,將重要議題轉化為數字,進而提出了“德雷克公式”。
德雷克公式以數學形式表達了銀河系內外星文明數量的估算方法:N =R*×fp×ne×fl×fi×fc×L。其中,N代表銀河系內外星文明的數量,R*是銀河系內恒星的數量,fp是恒星具有行星的概率,ne是恒星系中類地行星的數量,fl是行星孕育生命的概率,fi是生命進化出智能的概率,fc是人類能夠識別智能生命通信技術的概率,L是外星文明持續的時間在行星生命周期中占的比例。
盡管德雷克公式中的變量目前尚難精確確定,例如銀河系內恒星的數量仍未完全明確,行星孕育生命的概率等更是難以量化,但它在邏輯上嚴謹,至少表明宇宙中存在外星文明的概率大于零。隨著技術的進步和數據的積累,天文學家有望逐步完善這一公式,使其在尋找外星文明的活動中發揮更大作用。
如果真的發現外星文明,人類該如何與它們交流?1974年,為慶??的螤柎髮W的阿雷西博無線電望遠鏡改造成功,天文學家利用該望遠鏡向距離地球兩萬光年的球狀星團M13發射了“阿雷西博信息”。這一信號由德雷克精心設計,旨在讓外星人了解地球文明。
德雷克認為,如果外星人能夠接收到人類的無線電信號,它們的智力應不低于人類,理解數學和圖像應不成問題。因此,他設計了可以用二進制數解譯的二維圖像。圖像高度為73個單位,寬度為23個單位,由黑色和白色像素組成,黑色代表數字“1”,白色代表數字“0”。信號以1679位(73×23)的二進制代碼形式發射出去,希望外星人能將其翻譯成二維圖像。
這一圖像包含了許多與地球生命相關的重要信息。例如,最上面的三行黑白像素表示數字1到10的二進制形式;中間部分描繪了人類DNA的雙螺旋結構,雙螺旋之間的兩列表示一個巨大的二進制數,即十進制的4294441823,代表人體DNA中核苷酸的數量;雙螺旋下方有一個小人,形象地描繪了人體的形狀。然而,外星人能否理解德雷克的意圖,還需等待兩萬年后“阿雷西博信息”到達M13星團時才能揭曉。