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外星球的灯光

除了我们脚下这颗蓝色星球外, 还有多少星球上存在智慧生物? 这是一个很多人感兴趣、 却尚无答案的问题。有人倾向于所谓的 “稀有地球假设” (Rare Earth hypothesis), 即认为地球有可能是银河系甚至宇宙中唯一存在智慧生物的星球; 也有人相信所谓的 “平庸原理” (Mediocrity principle), 即认为智慧生物的出现乃是不足为奇的现象。

这种见解上的分歧近期内还看不到解决的可能, 因为我们不仅从未发现过外星智慧生物栖居的星球, 甚至连什么手段最适宜搜索他们都还有所争议。 在笔者还是《科学画报》小读者的时候, 一种比较流行的看法是认为智慧生物必定会象人类一样发展出无线电通信技术, 并且必定会向外层空间泄露电波, 因此最适宜的搜索手段是探测他们的电波。 可惜, 人类自己的技术发展很快就让这一手段失了宠——因为比无线电通信更优越的光纤通信基本不泄露电波。

那么, 还有什么别的手段适宜搜索外星智慧生物呢? 最近, 两位美国科学家——哈佛大学 (Harvard University) 的洛布 (Abraham Loeb) 和普林斯顿大学 (Princeton University) 的特纳 (Edwin Turner) 提出了一种设想。 他们认为, 外星智慧生物必定会象人类一样使用灯光, 从而我们可以通过探测外星球的灯光来搜索他们。

听起来有点意思, 但外星球的灯光——如果有的话——究竟能在多远之外被探测到呢? 洛布和特纳做了简单估算, 结果表明象人类大城市那样的灯光可以在 50 个天文单位 (约 75 亿千米) 处被观测到。 这相当于太阳系外围的柯伊伯带——一个距太阳约 30-55 天文单位的小天体带——与我们的距离。 受此启发, 洛布和特纳提出了一个更大胆的设想, 即个别柯伊伯带天体或许真是外星智慧生物的栖居地, 它曾经很靠近太阳或其它恒星, 从而演化出了智慧生物, 后来因某种原因脱离了原先的轨道, “漂移” 到柯伊伯带中。 洛布和特纳还进一步提出, 柯伊伯带天体上的灯光与天体本身的光亮不同, 前者与离太阳的远近无关, 后者却与远近有关 (因后者是阳光反射所致)。 因此, 通过跟踪观测柯伊伯带天体离太阳的远近与它的亮度间的关系, 我们就有可能发现栖居在那里的智慧生物。

由于外星智慧生物一向是大众喜爱的话题, 洛布和特纳的设想引起了不少媒体的关注。 但其实早在 1979 年, 著名美国科普作家阿西莫夫 (Isaac Asimov) 就在《地外文明》(Extraterrestrial Civilizations) 一书中提及了类似的设想。 当然, 阿西莫夫没有提议以当时尚未发现的柯伊伯带为搜索目标。 不过, 那目标与其说是创意, 不如说是胡猜, 因为在它背后, 是一系列极不可能的假设: 比如假设在柯伊伯带天体上能演化出智慧生命 (那样的小天体哪怕温度合适, 也很难长期维持大气和液态水); 比如假设在如此寒冷的环境下, 智慧生物居然仍生活在天体的表面而没躲到更利于保暖的内部; 比如假设在资源如此匮乏的情况下, 智慧生物居然会让大量灯光耗散在虚空中……

不过, 以柯伊伯带为搜索目标虽属胡猜, 用外星球灯光搜索智慧生命倒未必毫无可行性。 如果那外星球比柯伊伯带天体大得多, 灯光总量也更多, 探测的可行性就会更大。 比方说, 如果外星球的灯光与目前整个地球的灯光相当, 我们在 1000 个天文单位 (比太阳系最遥远的行星海王星离我们还远 30 多倍) 处就能探测到。 如果探测技术进一步发展, 或外星球的灯光比这更强, 则探测距离还可增加, 直至延伸到其它恒星的周围。

另一方面, 这探测手段也带给我们一个反面启示, 那就是人类的灯光污染 (Light pollution) 已达到了惊人的规模——用人类自己的技术在 1000 个天文单位处就能探测到。 如果真有外星智慧生物的话, 他们或许也在搜索我们, 而且谁也摸不准他们对我们怀有善意还是恶意。 最安全的做法也许是在搜索他们的同时隐藏自己。 为此, 我们显然需要在控制灯光污染上多下功夫。

当然, 外星智慧生物没准也会这么想, 从而也控制自己的灯光。 那样的话, 这一搜索手段很可能也会成为徒劳, 而我们的好奇心则将持久地悬着。

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