互动科普

外星人搜索计划终止？

撰文 M·米切尔·沃尔德罗普（M. Mitchell Waldrop） 翻译 谢懿

哈特克里克山谷位于美国加利福尼亚，地处拉森峰北部古代熔岩荒原间。这里只能听到风声和远处的牛叫声，天线马达轻柔的隆隆声早已归为寂静；在夏日的艳阳下，艾伦望远镜阵的所有42面射电天线一动不动地矗立着，指向南方地平线上的群山。

它们的支架周围已经野草丛生——它的整洁曾一度是天文台全体工作人员的骄傲。如今，两个还留守在哈特克里克射电天文台的看门人没精力去修剪杂草。在近4年的时间里，这些天线曾监听着那些可能来自外星文明的无线电信号。但从2011年4月起，美国的预算危机迫使加利福尼亚大学伯克利分校暂停了该天文台的运转，而这个世界上专门用于地外文明探索（SETI）的最大仪器也被搁置。如果没有钱重启这个望远镜阵，那么这些直径6米的天线将不得不拆除、运走。

哈特克里克堪忧的前景很容易让人对SETI这一事业本身也产生担忧。这是一门高风险、高回报的科学，仅有少数热情的科研人员从事。在50年的搜寻中，他们什么也没有找到——而他们也无法动摇公众头脑中对目击飞碟和好莱坞科幻片的联想，所有这一切很容易被主张削减成本的政客嘲笑，对SETI任何实质性的联邦资助都是不可能的。由于全球经济衰退，私人资助也越来越少。而维护SETI的许多先驱目前已经到了晚年，有的甚至已过80岁了。

鉴于这些状况，未来的SETI会怎样？SETI科学家坚信，SETI仍会是相当有活力的。他们习惯于长远地看问题，天生就是乐天派。美国SETI研究所（位于加利福尼亚州山景城）搜寻计划的负责人吉尔·塔特（Jill Tarter）表示，自己对于筹钱重启艾伦阵“是一个盲目乐观的人”。该非营利性研究机构构想出了这个望远镜阵列并与伯克利的天文学家合作运营它，现在则正寻找资金来复活它。此外，这个阵列仅仅是诸多SETI创举中的一个。

“如果它被关闭了，我会为SETI研究所的同事感到难过，不过，这不会影响到我们这里，”伯克利的射电天文学家丹尼尔・沃西默（Daniel Werthimer）说，他用位于波多黎各的阿雷西博天文台305米射电天线的数据进行了几次SETI巡天。在其他地方，更小、更廉价的SETI搜寻目前正在全世界的望远镜上进行（见第85页图）。一些正在寻找外星无线电信号，而其他则在寻觅星际通讯激光的闪烁。一些计划正注意着极有可能拥有类地行星的特定恒星；其他计划则正在对整个天空进行灵敏度较低但范围更大的巡视，期望捕捉到意料之外的信号。

SETI的早期先驱、美国加利福尼亚大学圣克鲁兹分校81岁高龄的名誉教授弗兰克・德雷克（Frank Drake）说，这无数的计划就是继续前进的原因。“我们的银河系是巨大的，迄今被搜索过的部分非常少，而可以想到的外星通讯模式有无数种，因此总有新的可能性去探索。现在放弃就像从太平洋里舀出一杯水，发现除水之外空无一物就声称‘海洋里没有鱼’一样”。

先天不足的资金链

从这个角度来看，艾伦阵的关闭标志着以“大科学”的做法搜寻地外文明可能会终止，但SETI本身未必会终结。而正如该阵建造者抱憾承认的，如果不是由于他们自己早先失算的话，以“大科学”的做法搜寻地外文明也可能成功。

类似每一个现代SETI项目，艾伦阵也走着德雷克在1960年照亮的道路。当时德雷克是美国国家射电天文台的天文学家，他成功地设法开展了第一次外星信号搜索，使用望远镜的时间总共为200小时。虽然什么也没找到，但德雷克的努力得到了物理学家朱塞佩・科克尼（Giuseppe Cocconi）和美国康奈尔大学菲利普・莫里森（Philip Morrison）的支持，这两人都在业界很有威信。他们也独立地得出了和德雷克相同的结论：类似绿岸（Green Bank)的新型大型射电望远镜可以在星际距离上探测到潜在的外星信号。

因为德雷克、科克尼与莫里森的研究，SETI立即具有了科学上的可信性，开始吸引其他科学家进入这个领域。“我意识到我是第一批不必向牧师询问‘我们是否孤独’这个问题的人之一，”塔特说。在阅读了美国航空航天局（NASA）有关该研究的第一份重要报告之后，她便在1971年27岁时投身到了SETI中。

对于拥护者来说，下一步显然是在技术允许的情况下由美国联邦政府资助，对银河系的大部分区域进行大规模监听，以寻找外星人的信号。德雷克说，在美国国会，这是一个棘手的买卖。“他们的第一个问题是‘这要花多长时间？’，而你无法告诉他们。”随后他们会问，它要花多少钱——这取决于它要多长时间。“因此你无法保证成功，”德雷克说，“而你又在向他们要一张空白支票。”

但是SETI的拥护者们不屈不挠。1992年10月，NASA每年耗资1 200万美元的第一阶段SETI搜寻在阿雷西博天文台展开。这一高分辨率微波巡天（HRMS）针对的是1 000颗离地球最近的类太阳恒星。

1年后它就寿终正寝：美国内华达州民主党参议员理查德・布莱恩（Richard Bryan）策划了一个取消HRMS的提案，他认为这完全是浪费纳税人的钱。

SETI研究所快速行动收拾残局。SETI研究所由NASA艾姆斯研究中心的科学家创立于1984年，根据艾姆斯研究中心的合同，它管理着HRMS的第一阶段。因此它可以毫无阻碍地雇用已经在为这个项目工作的NASA雇员，安排使用NASA已经付过费的特制信号分析器。

“从1997年到1999年，我们赞助了一系列有关SETI未来规划的研讨会，”德雷克说，他是SETI研究所董事会的首任主席，而且至今仍是董事会的成员。主要的建议之一是建造一个由小型、高品质射电望远镜组成的大型阵列专职用于SETI巡天。和任何射电阵一样，所有这些天线搜集到的信号会被综合起来，就如同从一个具有相同面积的单个天线所看到的那样——在这个方案中，天线的总面积达到了1公顷（10 000平方米）。这一当时被称为“一公顷望远镜”的计划成为了SETI研究所最优先的项目。

为了建造它，研究所征募了伯克利射电天文实验室的望远镜建造专家，他们非常乐意看到，把用于银河系内和河外射电源传统巡天的阵列同时用在SETI上。这些合作者商定，由SETI研究所筹集资金建造这个阵列，而伯克利方面则负责设计，并支付它在哈特克里克运转20年的费用。

回过头来看，这就是失算的开始。“艾伦阵诞生于非理性的经济繁荣期，终结于衰退期，”深入参与设计该阵列的伯克利射电天文学家杰弗里・鲍尔（Geoffrey Bower）说。

过于乐观的一个主要例子是天线的设计。德雷克一开始提出的方案是使用商品化的卫星电视天线，以此来把最初的天线成本控制到最低。他是受到了自己花600美元购买并组装的3米天线的启发，这个天线目前仍竖在他家后面的小山上。“它的接收器不比任何射电望远镜差，”他说。对于计划拥有350面天线的艾伦阵，德雷克在美国威斯康星州找到了一个制造商，能以每面约1 100美元的价格卖给他（他认为足够好的）直径4.2米的天线。

但在伯克利的团队提出多种创新来提升性能时，这个计划很快就被无视了。他们倾向于使用噪音更小的接收机、更宽的频率范围，对偏振进行更灵敏的测量，以及配备更先进的电子设备。

塔特和SETI研究所的同事也支持这些设计方案。但要实施这些方案势必导致成本超支和工期延后。虽然其他的创新使成本有所降低，不过最终的结果是每面直径6米的天线至少要花20万美元。“如果我们在计划初期就降低望远镜技术的复杂性，”鲍尔说，“我们就能建造几百面天线。”

如果不是SETI研究所后来才开始意识到，在没有筹集到所需资金之前就开工可能不是一个好主意，他们可能已经完成了前述“简易版”的SETI计划。“我们是科学家，”塔特叹息道，“当时我们怎么知道？”

通过SETI研究所和计算机行业的联系，最初的2 500万美元很容易地就筹集到了。微软创立者之一保罗・艾伦（Paul Allen）承诺给设计和建造提供不少资助，随即这个阵列也被重新命名为艾伦望远镜阵。但到2001年，艾伦的首批款项到位时，计算机行业因为互联网泡沫覆灭而步履蹒跚，很难继续进行捐赠。那些计算机行业的慈善家则更喜欢资助短期的、更具有实际回报的项目。

最终，SETI研究所总共只筹集到了5 000万美元，距离支付350面天线的全部费用尚有6 000万美元的缺口。2007年，这个阵列在仅有42面天线的情况下开始投入运转。集光面积减少，大大减缓了搜寻外星人的速度。更糟糕的是，这也使得它不具备开展尖端射电天文学研究所需的灵敏度，美国自然科学基金会引证这个事实，在2008年拒绝再次为伯克利在哈特克里克山的运营提供资助。

这一合作关系勉强维持了几年。但随后，全球经济低迷，加利福尼亚州削减预算，合作陷入危机。2011年4年22日，伯克利和SETI研究所被迫关停了艾伦阵。

搜寻继续

不过，SETI研究所仍在尝试。2011年6月，它在一个名为“SETIstars.org”的网站上开始了一项“群众中来”的资金实验，个人支持者可以通过它捐赠10～1 000美元。SETI研究所希望每年可以通过这一途径筹集几十万到一百万美元（到目前为止刚超过10万美元）。SETI研究所还在和美国空军洽谈，后者有意提供一些运营艾伦阵所需的资金，作为交换条件，在部分时间里他们会用它来追踪环绕地球的太空垃圾。

但SETI官方表示，如果这一关停是永久性的，那么他们的替代计划是转回规模更小的研究——实际上就是SETI界其他人一直在沿用的方法。沃西默说，这种方法往往很特别，是非正式的。它由有限的资金、借用的望远镜和像沃西默一样兼职从事SETI的科学家来实现。“这也是它该有的方式，”沃西默说，“自认为了解比我们领先10亿年的外星人的行为，是一件很幼稚的事。因此我们想要的是小规模项目，这样可以尝试许多事情。”

例如，阿雷西博望远镜的数据一次会送入5个接收机：3个从事传统的射电巡天，两个则由沃西默的小组操作用于SETI。在美国哈佛大学的橡树岭天文台，天文学家保罗・霍罗威茨（Paul Horowitz）和他的学生正在使用小型光学望远镜来搜寻地外激光脉冲，该望远镜的建造费用约为30万美元，由非营利组织出资。

霍罗威茨说：“我觉得，对于研究生而言，SETI妙极了，这是一片未耕之地。”学生可以设想一种可能的地外通讯方式，设计、建造并测试一个探测器，分析数据，确确实实获得实践经验。传统天文学的绝大多数学生只是获得了通过大型科研望远镜进行观测的时间。“当我第一次听到沃西默正在做的事情时——喔！我无法想象自己还会去干别的，”正在沃西默指导下撰写有关SETI仪器的博士论文的安德鲁・西米昂（Andrew Siemion）说。

说不定这就是在哈特克里克被封存的艾伦阵的教训：SETI的成功需要极长的时间，因此最好把它当成小科学和兼职来做。或者也许并非如此：SETI研究所可能会找到办法，解决资金和政治上的不利，并让艾伦阵起死回生。

无论通过哪种方式，SETI都不会消失。霍罗威茨说：“我选择SETI是因为它实在太酷了。”其他人也一样。“你只需要一个大学环境、几个终身教职，并愿意给一些怪人。这个问题总是有趣的，总有人愿意大胆尝试。”