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东边日出西边雨——江晓原的网易博客

 
 
 

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人类应该在宇宙的黑暗森林中呼喊吗?(下)  

2009-04-17 10:37:22|  分类: 二化斋学术论文 |  标签: |举报 |字号 订阅

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载《上海交通大学学报》16卷6期(2008)

 

科学史上关于寻找地外文明的争论——人类应该在宇宙的黑暗森林中呼喊吗?(下)

 

穆蕴秋 江晓原

(上海交通大学 科学史系,上海 200030)

 

 

四、圣马力诺标度

 

  由于METI争论双方观点的相持不下:一种看法认为,所有从地球发送出去的信号,都会招致潜在的威胁;另一个极端的看法则认为,所有METI计划都是利大于弊的行为。2005年3月,在圣马力诺共和国举办的第六届宇宙太空和生命探测国际讨论会上,伊凡·艾尔玛(IvánAlmár)提出了圣马力诺标度(The San MarinoScale),作为评估人类有目的地向可能存在的地外文明发射信号,这种行为将会导致的危险程度的试用指标。[[15]] 艾尔玛认为,以上两种看法都存在缺陷,因为并非所有的信号发射行为,都能被不加区分地等量观之,在结论之前,应对其产生的结果进行具体量化分析。

  圣诺玛力标度(SMI)主要基于两项参数的考虑:所发射信号的强度(I)和特征(C),见表2,用公式表示为:SMI=I+C。

 

表2:圣诺玛力标度表

 

信号强度(I)

I数值

信号特征(C)

C数值

ISOL(太阳背景辐射强度)

0

 

 

~10*ISOL

1

不含有任何讯息的信号(如星际雷达信号)

1

~100* ISOL

2

以发射给ETI被其接收为目的的稳定非定位讯息

2

~1,000* ISOL

3

为引起地外文明的天文学家注意,在预设时间向定位的单颗或多颗恒星发射的专门信号

3

~10,000 *ISOL

4

向地外文明发射的连续宽频信号

4

≥100,000 *ISOL

5

对来自地外文明的信号和讯息进行回应(如果他们仍然不知道我们的存在)

5

 

 

  通过这种方式,从地球传送向其它星体的信号,所产生的25种可能结果,其危险程度可量化为10个等级,见表3。

 

表3:用圣诺玛力标度分析各类METI行为所导致的危险程度表

评估等级

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

潜在危险

极端

显著

很高

偏高

偏低

低微

 

  在圣马力诺标度之前,伊凡·艾尔玛和吉尔·塔特(JillTarter)在2000年巴西里约热内卢召开的SETI常设研讨会上,曾提出一项专门针对SETI的里约标度(The RioScale),[[16]] 作为对人类从可能存在的地外文明那儿接收到的信号,其重要性程度进行评估的一项试用指标。

  圣马力诺标度和里约标度使用的数学模型,与1997年由行星天文学家理查德·宾泽尔(Richard P.Binzel)提出的都灵标度(The TorinoScale,又称都灵危险系数)类似,都灵标度是试图对小行星和彗星对地球造成的危险程度进行量化分级的一项指标。[[17]] 而三种标度之所以能采用了相同的数学方法,是因为在科学人士看来,人类接收到来自地外文明的信号,或是所发射的信号被地外文明接收到,与小行星和彗星撞击地球,三者同属极端低概率事件,是类似的。

 

五、“费米佯谬”及其解决方案

 

  伴随着METI的进行,另一方面,从理论上来探讨“地外文明是否存在”的问题,也开始在科学界广泛展开。相关讨论后来常被称为“费米佯谬”及其解决。[[18]] 由于缺乏任何经得住推敲的证据,来证明地外文明存在或不存在,这使得“费米佯谬”成为了一个极端开放的问题,从而引出各种解决方案。[[19]]

  对METI抱拒斥态度的科学人士,给出的一个重要理由是,外星文明有可能是满怀恶意的。关于这一点,众多科幻作品此前早已进行过各种描绘,《世界之战》(WorldWar)、《火星人攻击地球》(MarsAttack!)、《异形》(Alien)和《独立日》(IndependentDay)等作品,都属于这一类型中的代表之作。更值一提的是,一些科幻小说家在此基础上更进一步,除了创作出很好看的故事之外,还为费米佯谬提出了不同的解释。

  科幻作家福瑞德·萨伯哈根(Fred Saberhagen)在他科幻经典《狂暴战士》系列(The Berserkerseries)中,设想了一种拥有智能的末日武器“狂暴战士”,这种武器在50,000年前的一场星际战争中被遗留下来,由杀手舰队用智能机器装备而成,统一受控于一颗小行星基地,除了能自主进行自我复制外,被赋予的唯一指令是消灭宇宙中的所有有机生命。受《狂暴战士》故事的启发,对“费米佯谬”的一种很严肃的解释就认为,宇宙中可能遍布类似狂暴战士的攻击性极强的末日武器,阻挠或消灭了其它地外文明,而剩存下来的地外文明,则因为害怕引起它们的注意,从而不敢向外发射信号,这导致了人类无法搜索与之相关的讯息。[[20]]

  另外,中国科幻作家刘慈欣最近创作的科幻小说《三体》系列,[[21]] 也提出了一种对费米佯谬较为精致的解释——黑暗森林法则。该法则是对前面布林猜想的一种很好的充实和扩展,它基于两条基本假定和两个基本概念之上。

  两条基本假定是:一、生存是文明的第一需要;二、文明不断增长扩张,但宇宙中物质总量保持不变。

  两个基本概念是“猜疑链”和“技术爆炸”。“猜疑链”是由于宇宙中各文明之间无法进行即时有效的交流沟通而造成的,这使得任何一个文明都不可能信任别的文明(在我们熟悉的日常即时有效沟通中,即使一方上当受骗,也意味着“猜疑链”的截断);“技术爆炸”是指文明中的技术随时都可能爆炸式地突破和发展,这使得对任何远方文明的技术水准都无法准确估计。由于上述两条基本假定,只能会得出这样的推论:宇宙中各文明必然处于资源的争夺中,而“猜疑链”和“技术爆炸”使得任何一个文明既无法相信其他文明的善意,也无法保证自己技术上的领先。所以宇宙就是一片弱肉强食的黑暗森林。

  在《三体II》结尾处,作者借主人公罗辑之口明确说出了他对“费米佯谬”的解释:“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……他必须小心,因为林中到处都有与他一样潜行的猎人。如果他发现了别的生命,……能做的只是一件事:开枪消灭之。在这片森林中,他人就是地狱,就是永恒的威胁,任何暴露自己存在的生命都将很快被消灭。这就是宇宙文明的图景,这就是对费米佯谬的解释。”而人类主动向外太空发送自己的信息,就成为黑暗森林中点了篝火还大叫“我在这儿”的傻孩子。

  不过,应该提及的是,无论是从萨伯哈根小说中衍生出的“狂暴战士”理论,还是刘慈欣的“黑暗森林法则”,作为“费米佯谬”的解决方案,都存在局限。因为,人类从自己的行为模式所定义出的善、恶等思维方式,是否可套用于所有地外文明,这是一个很有异议的问题。譬如,波兰科幻作家斯坦尼斯拉姆·莱姆(StanislawLem)对类似想法就不屑一顾——某种意义上,他那部奇特而又令人费解的小说《索拉里斯星》(Solaris),正是与这种观点对抗的一项成果。

  相较而言,萨特塞夫等人在后来的争论中,设想出的另一种解释要合理一些。他们认为,SETI多年来一直没有搜索到任何来自其他宇宙文明无线电信号,是因为宇宙中星体间距离非常遥远,无论是来自其他宇宙文明雷达信号,还是从地球泄漏出去的雷达信号,即便真能到达对方所在天区,但由于信号变得很微弱,也根本无法被探测到。[[22]]

 

六、余论

 

  应该注意到,有关METI的争论还是对科学界产生了影响的。

  其中体现在卡尔·萨根身上尤为明显,尽管他本人于1974年主持了首个METI项目,但随后不久对METI的态度就发生了转变,在针对弗兰克·蒂普勒反驳《SETI倡议书》的回应中,萨根特别强调:[[23]]

  作为银河系中最年轻的有潜在交流倾向的文明,我们应该监听而不是发射信号。比我们先进得多的其他宇宙文明,应该有更充足的能源和更先进的技术来进行信号发射;根据我们的长期计划,现在还不到花上许多世纪通过单向交流来进行星际对话的时候;一些人担忧,即便是把信号传送到最邻近的星体,也可能会“泄漏我们(在宇宙中)的位置”(虽然民用电视和军方雷达系统也会导致这种情形发生);况且,我们也还尚不明确有什么特别感兴趣的事情需要告知其他文明。综合以上这些原因,目前SETI的策略仍然是监听而不是向外太空发送讯息,这一点似乎是和我们在宇宙中落后的身份相符的。

  此外,国际航天航空学会在1989年发布了一项针对SETI的《关于探寻地外智慧生命的行为准则声明》,条例中第七款提到,只有在经过相关国际共同磋商后,才可对来自地外智慧生命的证据和信号作出回应。而随着METI计划的逐渐引人关注,1995年,国际航天航空学会SETI委员会又提议了专门针对METI的《关于向地外智慧生命发送交流信号的行为准则声明草案》,其中明确规定,在进行相关国际磋商之前,某个国家来单独决定或是几个国家间合作尝试,从地球向地外智慧生命传送信息,都是不被允许的。

  不过,从目前情形来看,上述草案并未对METI计划起到真正实质性的约束作用。甚至就在近一段时间里,一些新的METI项目也正在被上马实施。

  2008年2月5日,美国国家宇航局在成立50周年的纪念活动中,通过设在西班牙马德里的巨型天线,向北极星方向发送甲壳虫乐队多年前演唱的一首歌曲,《穿越宇宙》(AcrossTheUniverse)。而在刚过去的8月4日,英国RDF电视公司和著名社会网站Bebo又启动了一项新的METI合作计划——“地球呼唤”(EarthCall),他们邀请当代名人、政要,以及Bebo网站的1200多万用户,编辑有关“从新视角看待地球”的信息和图片,参与网络投票评选。至9月30日,届时将从中选出500条信息放入一个电子“时空舱”(TimeCapsule),然后通过乌克兰RT-70巨型射电天文望远镜,发射送往于2007年4月刚发现的距离地球20光年外的一颗类地行星Gliese581 C。

  由于大众对地外生命话题的兴趣一向持久不衰,这两项METI计划自然也引来了媒体的广泛关注。英国《每日邮报》(DailyMail)在事后随即辟出专栏,对其进行了报道评论。评论者对此种做法皆持否定态度,特别是对“地球呼唤”计划,尽管RDF电视公司宣称,这将是首次以民主的方式选择发向太空的信息,但还是招致了严厉的抨击。[[24]]

  寻找地外文明通常被视为一个“科学技术问题”——尽管一些学者也已经开始从科学社会学角度来思考这一问题,[[25]] 但占主流的仍然是前者。从前面关于METI的争论中不难看出,METI的支持者们其实有着一种“唯技术主义”思维倾向,所考虑的只是想尽办法要在技术上达到目的,但在达成目的后准备怎么办,却不事先想好。

  人类主动向外太空定位发送的信号,被地外文明发现的可能性也许微乎其微,但一旦产生结果,其影响却十分巨大,这种影响势必波及人类社会的科学、文化、宗教以及哲学等方方面面。所以在寻找外星文明这件事上,更重要的问题应该是:万一真找到了外星文明,我们该怎么办?

  我们认为,在尚未做好接触地外文明的准备之前,实施METI显然是非常危险的。

 

 

TheDebate about Searching Extra-terrestrial Intelligence in theHistory of Science

 

MUYunQiu    JIANG XiaoYuan

(Department for the History& Philosophy of Science, Shanghai JiaoTongUniversity, Shanghai 200030, China)

 

    Abstract  Extra-terrestrialIntelligence(ETI) exists  or not? At present,answer is uncertain. However, the related research on this questionhas become an important subject in the field of history of science.In the 1970s, with drawing a blank of SETI(search for the ETI),another attempt to contact ETI named METI (message to the ETI) ,has been put on the agenda and caused  intenselycontroversy in the scientific community. This paper inspected theviewpoints of the supporters and the opponents, analyzed the impactof controversy and collected the several solutions of FermiParadox. We draw the conclusion , it is obviously too dangerousthat the human being makes METI before contacting ETI withoutpreparations.

         Keywords   SETI, METI,   FermiParadox,  SETI Paradox,  The San Marino Scale

 



 

[[15]] Almár I. “Quantifying Consequences ThroughScales”, paper presented at the 6th World Symposium on theExploration of Space and Life in the Universe[J], Republic of SanMarino, March 2005.

Shuch P. and Almá I. Shouting in the Jungle: The SETITranmission Debate[J] . Journal of the British InterplanetarySociety, 2007, 60:142-146.

[[16]] Almár I. The Consequences of a Discovery:Different Scenarios[J] . Progress in the Search forExtraterrestrial Life.Astronomical Society of the PacificConference Series.1995, 74:499-505.

Almár I. and Tarter J. The Discovery of ETI as aHigh-Consequence, Low-Probability Event[J]. PaperIAA-00-IAA.9.2.01, 51st International AstronauticalCongress, Rio de Janeiro, Brazil, 2000-10-2-6.

[[17]] Binzel R. P. A Near-Earth Object HazardIndex[J]. Ann NY Acad Sci. 1997. 822(1):545-551.

[[18]]1950年夏天,某日早餐后的闲谈中,费米的几位同事试图说服他相信外星生命的存在,最后费米随口说道:“如果外星文明存在的话,它们早就应该出现了(Ifthey exited, They’d be here)。”由于费米的巨大声望,此话流传开后,一些人将其称为“费米佯谬”(FermiParadox)。

[[19]]关于费米佯谬,较详细的探讨见:穆蕴秋、江晓原:宇宙创始新论——求解费米佯谬解决的一例[J].851M:我们的科学文化 丛刊(3). 上海:华东师范大学出版社,2008-09. 即将出版。

[[20]] Webb S. If the Universe Is Teeming withAliens ,Where Is Everybody? Fifty Solutions to Fermi's Paradox andthe Problem of Extraterrestrial Life[M]. New York: PraxisBook/Copernicus Books, 2002.111-113.

[[21]]刘慈欣.《三体Ⅱ》[M].重庆:重庆出版集团&重庆出版社,2008. 441-449。

[[22]] Zaitsev A. Sending and Searching forInterstellar Messages[J]. 58th International Astronautical Congress, Hyderabad, India, 2007-09-24 - 28.

[[23]] Sagan C. SETI Petition[J]. Science, NewSeries, 1983.220:462.

[[24]] Derbyshire D. Will beaming songs intospace lead to an alien invasion?[N]. Daily Mail,2008-02-07(6).

Hanlon M. Why beaming messages to aliens in space could destroyour planet[N]. Daily Mail. 2008-08-08(6).

[[25]] 较早从SSK角度对搜寻地外文明问题进行探讨的文章,参见:

Pinotti R. Contact: Releasing the news. ActaAstronautica[J],1990. 21(2):109-115.

Pinotti R. ETI, SETI and today's public opinion. ActaAstronautica[J], 1992.26 (3-4): 277-280.

 

(全文完)

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