问题

在进入信息时代之前,地球是否错过了很多外星智慧生命的信号?

回答
在信息时代以前,地球真的错过过许多来自外星智慧生命(E.T.)的信号吗?这个问题,就像藏在深邃宇宙里的秘密一样,引人遐想,也充满了不确定性。要详细地探讨这个问题,我们需要穿越时空的迷雾,回顾人类有限的认知能力和宇宙浩瀚的尺度,审视“错过”这个概念本身的含义。

首先,我们得承认,在信息时代来临之前,人类探测和接收来自宇宙深处信号的能力,可以说是微乎其微,甚至是近乎于零的。我们的祖先或许会仰望星空,将星辰的闪烁看作神灵的低语,但这与我们今天所理解的“信号”有着天壤之别。

在20世纪,随着无线电技术的兴起,我们才真正拥有了能够“倾听”宇宙的工具。人类历史上最著名的搜寻外星文明计划(SETI)的早期尝试,比如奥兹玛计划(Project Ozma),始于1960年。这个计划利用射电望远镜,尝试接收来自邻近恒星(如金牛座的Epsilon Eridani和天兔座的Tau Ceti)的窄带无线电信号。这就像我们刚学会使用电话,而宇宙中可能早就有人在拨号了,但我们只能听到静电和杂音。

那么,在信息时代之前,我们可能“错过”了什么?

1. 非无线电信号的传递方式: 外星文明的通讯方式可能并非我们熟悉的那一套。想象一下,如果我们一直以来只盯着收音机频率,却不知道对方可能是在用电视信号、激光束,甚至是某种我们尚未理解的量子纠缠方式传递信息。在信息时代前,我们对这些通讯方式的认知近乎空白。如果我们错过了“收音机时代”,又如何能接收到其他形式的信号?

2. 信号的短暂性与方向性: 宇宙是如此广阔,而任何一个文明的信号传播也是有其时空局限性的。一个文明可能在一个特定时期,向特定方向发射了信号。如果当时我们还没有能力接收,或者我们恰好将望远镜指向了错误的方向,那么这个信号就可能如同擦肩而过的流星,稍纵即逝,再无踪迹。在信息时代前,我们对宇宙的了解尚浅,对于“朝哪里看”更是没有明确的方向。我们可能错过了无数个“正在说话”的文明,只因为我们当时“听不到”或者“不知道去哪里听”。

3. 信号的编码与理解难题: 即使我们接收到了信号,能否识别出它是自然现象还是智慧生命发出的,并且能否破译其含义,是另一个巨大的挑战。外星文明的思维方式、语言表达甚至物理常识都可能与我们完全不同。在信息时代前,我们对信号处理和模式识别的能力非常有限。即使一个清晰的信号到达了,我们可能也将其归为宇宙背景噪音,或者根本无法理解其“意义”,也就谈不上“接收”了。

4. 文明生命周期的匹配问题: 这是一个被广泛讨论的“大过滤器”或“德雷克方程”中的关键因素。外星文明或许存在过,但它们可能在我们出现之前就灭亡了,或者它们将在我们之后出现。宇宙的尺度是以亿万年计算的。在信息时代前,我们对宇宙年龄和生命起源的认知也处于萌芽阶段。我们可能错过了那些已经存在又消失的文明,就像人类文明的历史相对于地球本身来说只是匆匆一瞥。

5. 地球自身技术的局限性: 在信息时代之前,人类的科学技术发展非常缓慢。望远镜的精度、探测器的灵敏度、数据处理的能力,都与今天无法相比。我们甚至难以准确地探测到地球附近的行星,更不用说探测遥远恒星系发出的微弱信号了。可以说,在没有足够先进的技术作为“耳朵”和“大脑”之前,任何来自宇宙的信号,无论多么强烈,对于我们而言,都如同耳语在风暴中。

从“错过”的角度来看:

“错过”这个词,暗示着有某种东西曾经存在过,而我们却未能把握住。在信息时代之前,我们确实错过了用我们现在的标准去“接收”和“识别”外星信号的机会。因为我们当时没有能力去进行这样的搜寻。但这并不意味着那些信号就没有发出过。宇宙的广播可能一直在进行,而我们却一直处于“关机状态”。

当然,也有观点认为,如果真的有像我们一样依赖电磁波进行通信的文明,并且他们的通讯方式与我们相似,那么在漫长的岁月中,他们发出的信号可能已经到达了地球,只是我们当时的接收设备太落后,无法捕捉到。就像一封重要的信件,在信息时代前被投入了大海,而我们直到信息时代才学会了打捞沉船。

所以,与其说地球“错过了”很多外星智慧生命的信号,不如说是在信息时代到来之前,地球几乎不可能接收到任何有意义的来自外星智慧生命的信号。我们对宇宙的认知和技术能力,决定了我们当时在宇宙“通讯网络”中的角色——一个尚未连接的用户,一个无法接收信息的孤岛。

信息时代,尤其是无线电技术的普及和望远镜的进步,才真正让我们有能力“听”一听宇宙在说什么。而我们至今未能明确接收到地外文明的信号,也正是我们持续探索和思考“为什么”的起点。也许我们正处于一个漫长的等待期,也许我们还在学习如何正确地“收听”,也许,我们曾经在某个不经意的时刻,擦过了某个遥远文明的讯息,却因为当时的技术和认知,把它当作了宇宙的普通背景音。这其中的辛酸和无奈,大概只有宇宙自己才知道了。

网友意见

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谢邀。

确实有这个可能。而且,我们今天可能还在错过来自外星文明的信号。

也许,银河系中有无数文明在向各个方向使用我们能够理解的技术(如无线电)发射信号。在我们架起倾听太空的望远镜之前,这些信号只能和我们擦肩而过。然而,在SETI使用了大型射电望远镜阵列,多年锲而不舍地寻找外星信号以后,依然一无所获,很大可能是因为我们倾听的方法不对。

图片来自Is There Anybody Out There? A Discussion On The History And Utility Of SETI

下面的内容摘录自我的另一篇回答:如何用通俗的语言来解释「费米悖论」? - 知乎

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SETI(Search for Extraterrestrial Intelligence)假设外星文明会采用全方位广播的方式向每个方向同时发送无线电信号,但是这样的方式需要的能量太大了。无线电波在太空中传送的衰减非常快,要用广播的方式在星系内找到伙伴,需要的能量远远超过了一颗中型恒星的能量输出。即使对于一个拥有整个恒星能量可以挥霍的II型文明来说,这也是难以承受的。

经济和能耗是采用无线电呼叫不能回避的问题。有鉴于此,物理学家James Benford和George Benford提出了基于灯塔机制的方案。

图片来自Inspiration | The Fenixx Nest

与广播方式不同的是,灯塔只向一个方向发送信号,所以它需要的能量就大大降低了。采用这种呼叫方式的外形文明可以把灯塔对准可能有文明存在的恒星,用高功率发送信号,然后再把灯塔转向下一颗恒星,如此反复。事实上,人类向太空发送的几次无线电信号所采用的都是定向方式(地球在宇宙中的位置是否被暴露? - Mandelbrot 的回答)。另外,激光比无线电定向性更好,也可以用来传送灯塔信号。

这并不意味着今天的人类可以用这样的方式呼叫星系内的文明。它需要的能量是我们这样连行星能量都无法充分利用的准I型文明所无法承担的,但是对于II型文明来说就不是问题了。

灯塔信号的目的是为了告诉其他文明:“嗨,我在这里。” 在灯塔信号的后面,它们可以选择用较低的功率传送更多的信息。如果我们被灯塔信号勾起了好奇心,就可以把大量的射电望远镜指向这个方向,用更高的精确度和更长的时间去搜索后面的消息。

灯塔机制也只是一种设想,但是它显然比满天空的扫描,寻找广播信号要靠谱一些,是一种值得尝试的方式。1977年由俄亥俄州立大学的大耳朵望远镜收到的“Wow!”信号可能就是这样一种灯塔信号。

图片来自Wow! signal

虽然Wow!信号的来源一直未能确认,但人们仍然把它当做外星文明信号的最佳候选者。在之后的几十年时间内,对同一片天空的观察进行过很多次,都没有接收到相同的信号。如果这是一个灯塔信号,它朝一个方向发射的时间非常短,短时间的观察能够再次遇上的概率很低。SETI也没有对这一片天空引起足够的重视,它每年对这个方向监听的时间只有几个小时。

James Benford建议SETI修改监听策略,提高接收到灯塔信号的机会。他建议,把大量射电望远镜指向银河系中心恒星密度最大的方向,因为这个方向能够接收到灯塔信号的概率最大。同时,也应该把一些望远镜指向相反的(银河系边缘)方向,以便能够接收到回应的信号。

也许,外星文明一直在用我们能够理解的方式朝我们呼喊,只是我们听错了方向。

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