大多数天文学家认为,地球并不是唯一存在生命的场所。有迹象表明,生物在其他星系的行星上可能并不罕见。

1974年11月,美国科学家广播了一则信息。其内容并无十分振奋人心之处,它只是描述了构成生命细胞的物质以及地球上的人类。但此举的目标不同寻常。该广播节目并非向地球上的任何听众发送的,而是向约24,000光年远处的星群发送的,期望有外星人能收听到它。(1光年等于9.4605万亿公里。)

那么,科学家为什么这样确信宇宙中其他地方有另外一些有智力的生物存在呢?我们毕竟还没见到过外星人——除了在科幻电影、电视系列片中见到外!

原因在于我们对地球上生命的了解以及天文学家已有的对宇宙的普遍认识。我们已经知道,已知的生命基本物质(碳化合物)在宇宙中是很普遍的——不只在行星上是如此,而且在彗星中,甚至漂浮在太空中的巨大气团内也是如此。

我们还发现,无论就太阳的大小、质量还是温度来看,它是一个很普通的恒星。在银河系内,像太阳这样的值星简直有亿万个,因此有些恒星很有可能也会有像地球那样生命得以在上面逐渐形成的行星。

关于怎样给“生命”下定义,哲学家已讨论了好几个世纪。但是如果我们研究一下地球上的生物,就会发现它们有一些很基本的特性,从而给我们在考虑宇宙中其他地方的生命时指出了方向。地球上的生命表明,从鲸鱼到蜘蛛,从海参到红杉,其形态有惊人的差异。然而所有这些千变万化的生命形式具有相同的结构单元。它们均由同一种基本单元——细胞所组成。

每个细胞是一个由许多复杂分子——例如包含着细胞蓝图并能把它们传给后代的DNA(脱氧核糖核酸)分子——组成的复杂结构。但这些分子具有一个共同的特征。它们都是由一种特定元素碳原子的长链构成的(有些科幻小说的作者曾假定外星的生命形式可能是以不同的元素,如硅为基础。但是,看来似乎再也没有任何其他的元素能构成这样一种执行生物全部功能所需的高度复杂的化合物。至少就我们所知道的生命形式来说确系如此)。

碳元素在宇宙中的分布量居第四位。天文学家认为,形成太阳和行星的气团富含碳及其化合物。在早期的地球上,这些简单的化合物逐渐形成像DNA这样的大分子,这些大分子再连接起来就成为第一批细胞,由此开始,生命沿着许多纷繁的路线进化,形成我们今天周围所看到的各种各样的植物和动物,最后,形成了特殊的智能——智慧。这样,人类有可能察看宇宙,并试图确定除地球而外的行星上是否有生命在繁衍。

首先研究的是我们太阳系。除地球以外,绕太阳运行的行星还有八个。前几个世纪,许多天文学家认为所有行星均存在某种生命。发现天王星的W. 赫瑟尔爵士甚至认为在太阳上也可能存在生命!但结果弄清楚,其他的行星——其中一个除外——不是太热,就是太冷,所以都不能存在生命。

唯一可能有生命的行星是火星。科幻小说的作者总是喜欢用火星人侵袭地球的故事恐吓读者。100年前,美国的P. 罗厄尔和意大利的G. 夏巴勒利等天文学家认为,他们能看到火星上人工开挖的“运河”。1894年,罗厄尔曾在亚利桑那建造了一个巨大的天文台以便更好地来观察这些“运河”。

但是,1960年美国人向火星发射了第一艘水手号宇宙飞船,摄得的特写镜头表明、所谓运河不过是一种光幻视而已。实际上,火星是一个只有极稀薄空气的、一片空白的冰冻世界。然而,后来宇宙飞船又揭示了火星更有意义的一面:高山、深谷和火山,都比地球上的大。最令人振奋的是,还有一些看上去似乎曾经拥有过河流的盆地。这说明从前火星比较温暖,表面有液态水存在。如果是这样的话,那里可能就形成过生命——甚至现在在其冻土里可能还保存着某些有生命活细胞。

于是美国科学家建造了一对很高级的海盗号无人宇宙飞船。1975年在一片乐观气氛中发射,翌年在火星上着陆。每艘飞船上均有一个小试验室,可以把土壤样品加垫,然后检验其有否生命的迹象。所得结果完全否定了火星上生命的存在。

不毛之地的近邻

不管火星上有否繁衍过生命,它肯定经历过一次整个行星范围内的冰河时代,且从未融化过。我们的另一个近邻金星,则是另一番景观。种种迹象表明,它也曾拥有过充溢着液态水的海洋,但现在却灼热异常,温度高达470°C,从两极到赤道大体相同。这为我们提供了温室效应作用的实例。二氧化碳气体吸收了太阳的热量,使金星上的岩石释放出更多的二氧化碳,从而使温度不断上升直至海洋完全蒸干。

地球既没有遭受到火星的灾难,也没有受到金星的灾难,这是因为地球离太阳的距离正合适。如果离太阳近一点,就会像在金星上那样,生命会被温室效应所烧毁。只要离太阳稍远一点,我们也会遭到冰冻的火星的命运。

但问题毕竟还不完全在于离太阳的距离。月亮与太阳的距离虽然跟地球与太阳的距离相同,但月亮上却没有生命。问题在于月亮很小,仅具有很弱的地心吸力,拉不住大气 · 结果,就不存在可供任何一种生命呼吸的气体;同时也意味着,月亮上如果有水,将会立刻完全蒸发进入宇宙空间。

结论似乎令人沮丧:太阳系内除地球以外均无生命存在。但太阳只是银河系中2,000亿个恒星中的一个,因此生命很有可能在某个像地球一样绕另一个恒星运行的行星上繁衍。

天文学家对弄清楚其他恒星到底有没有行星这个问题十分感兴趣。困难在于行星一般又小又暗,且靠近大而明亮的母体恒星,这就好似寻找绕着隐约的路灯飞行的黑色蛾子一样。迄今还没有建成一台能看到像地球一样绕其它恒星运行的行星的望远镜。

但是,天文学家是足智多谋的。世界各地的天文台站已经找到了避开近处的恒星、突出行星的一些间接方法。这工作需要耐心,天文学家正在探索行星在整个轨道上运行时所引起的效应,这可能需要几年的时间 · 一些天文学家在研究恒星通过太空的路线。如果恒星在移动时左右来回“摇摆”,则它必定是感受到正在该恒星轨道上运行的、未被发现的行星的拉曳。

另一些天文学家已经寻找到这种摇摆对恒星朝向地球或背离地球的运动速度的影响(在作多普勒效应测定时,由观察到的恒星因运动而辐射的波长变化可以看出)。1988年,由B · 坎贝尔领导的一组加拿大天学家宣布,他们一直在研究的恒星有一半有摇摆的迹象,说明这些恒星可能均拥有行星。

考察十分幼年的恒星,探查正在产生的行星体系的征兆,则是另一条途径。现在天文学家认为,行星是随着母体恒星,从环绕在恒星周围的气体和粉尘的轮环中产生的。看到这种大的轮环比检测到最终在轮环内形成的紧密的行星要容易。

1983年,天文学家发射了第1颗带有望远镜的卫星,以检测来自太空的红外辐射,这颗红外天文卫星咚地球上的任何望远镜都更能“看”到弱得多的辐射源出乎意料,卫星检测到了来自几个接近的恒星(包括太空中居于第五位的最明亮的恒星织女星在内)、附近的红外辐射。这种辐射光谱表明,它是由比恒星表面冷得多、可能环绕在恒星周围的固体细颗粒(“粉尘”)的轮环状物质辐射出来的。

不久,南美天文学家拍摄下了环绕绘架座3星的暗淡的轮环,从而证实了上述假设。这些轮环似乎是正在形成中的行星体系,这一间接的证据再一次使我们得以假定,行星在宇宙中可能是十分普遍的。

搜寻无线电信号

然而,从发现其他的行星系到确信“那边”存在着有智力的生物,要迈出一大步。该行星系必须含有大小合适、离恒星距离适当的行星;其表面上的化合物必须能起这样的反应,使生命的化学物质得以形成;细胞一定要进化生成复杂的生物,而后者又必须获得智力,许多科学家曾试图估算所有这一切发生的几率——算得有智慧的文明世界的数目,在1千万个至1个之间变动!

如果宇宙中存在着许多有智慧的文明世界的话,它们应互相取得联系。遵循这一思路,1960年,美国射电天文学家F. 德雷克在西弗吉尼亚州的绿岸提出了阿兹玛计划(Project OZMA)。这是首次企图搜索来自太空的人为的无线电信号。

自此以后,全球的射电天文学家一直在监视哨上搜索着太空中的信号。无线电波与光不同,它能一直传播到银河系任何僻远之处而不被粉尘所吸收——对无线电波来说,太空实际上是可透过的。因此,大多数科学家认为,如果在宇宙中另外一处,有另一个先进的文明世界试图发出信号报告他们的存在的话,则他们会用无线电波广播他们的信息。天文学家所作的55个搜索中,有48个是搜索无线电波。

数年来,有过不少振奋人心的时刻9俄亥俄州的射电望远镜曾接收到一个很奇特的信号,就是其中的一次。一个欣快的天文学家,确信他接收到了一个星际信息——记录纸上写满着“哎唷!”。第二天他再注意空中同一部位,第三天,第四天……再也没有接收到这种信号。

后来,又发现了来自数百光年远处目标的无线电波的快速脉冲。这是1968年并非在寻找太空智力信号的剑桥大学的研究工作者J. 贝尔和A. 赫威希发现的,他们戏称这种信号为“LGM-1”——“新来的小水手”。后来证明,这种“信号”完全是天然的,是来自迅速自旋的中子星。

自提出阿兹玛计划以后,我们的工艺技术已经有了显著的改善。新型的电子设备和电子计算装置,使得搜索上述信号更快更容易,例如我们不知道外星人广播可能使用的频率。这对德雷克来说是个难题,他必须进行猜测。现在美国有几个研究组正在研制能够立刻收听到无数星际“无线电台”的多通道分析器。

虽然用上了先进技术,做了很多探索工作,但事实依然是:没有接收到任何识别得出的外星人的信号。然而一些科学家并没有退缩。他们指出,这些探索仅涉及“收听”。但是如果“人人”都一直“只是收听”,那就不会有可供人接收的信息。

于是美国的一组科学工作者在1974年向太空发射了一则信息。他们用世界上最大的射电望远镜——在波多黎各岛阿瑞西波附近的直径为300米的“圆碟”——向大力神星座的星群发射了该信息。但该信息到达那里需时24,000年,因此纵然有人接收到它并发出回电,也一直要到公元50,000年,才能收到这一回电。

显示我们的存在

科学家还把信息用四个太空探测器送入了太空,这些探测器最终均离开太阳系。先锋W号和11号太空探测器各自携带着说明太阳在银河系中的位置的牌子。旅行者1号和2号、均有演奏“地球之声”的慢速磁带——包括有多种语言的问候语以及译成电码录入纹道,的图像。

有些科学家声言,我们不应该试图跟其他文明世界发生联系。一旦联系上了,由于“他们”比我们先进得多,我们的文化就可能被淹没——正像南美或太平洋的当地文化在欧洲文化的冲击下已经消失一样。

但已经为时太晚了。近60年来,我们二直在无意识地宣传着我们的存在,先是无线电信号,现在则是远为强大的电视信号,以光速飞离地球,如果绕着某恒星(在离太阳60光年的范围内)运行的行星上有人的话,他们就会知道我们的存在。因此,或许可望不久就能收到信息——哪怕只是给伦敦东部贫民、王族或邻人的致敬信!

[New Scientist,1983年3月]

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N. Henbest为New Scientist杂志的天文学顾问。

H. Couper为前英国天文协会会长。