华尔兹——向左转

实验室里对于陨石的研究证明了在别的天体上有生命的基本成分存在。

在著名的莫奇森陨石里，美国宇航局阿姆斯研究中心生物化学家希瑞尔·伯纳佩奴马，发现了17种氨基酸和17种生命的基本成分。

可是如何证明它们确实是从太空来的呢？

我知道，我可以用侦探小说作家所用的悬疑技巧来写作。尽管如此，我不会立刻揭晓谜团，只能在此先以一个可疑事件开始。所以请注意以下提示：

地球上，所有参与生命构建的氨基酸，都是向左旋转的。可是：莫奇森陨石的17种氨基酸里，只有5种是具有类似于地球生命构成氨基酸的左旋状结构。地球生命所需的5种可用的氨基酸是：甘氨酸、谷氨酰胺、丙氨酸、缬氨酸、脯氨酸。莫奇森陨石中的其他氨基酸都是右旋的，而地球上没有这样的氨基酸。“案发地点”被大白于天下：这块陨石必然是来自外星球、外太空的，因为我们的氨基酸没有向右旋转的氨基酸！

华尔兹，向左转和向右转都没问题。可是地球的氨基酸向右转，这是不可能的！我们还要继续一起跳这曲“外太空华尔兹”。只要音乐声响起，我请求您耐心一点。

所有的分子都有一定的辐射值，这已经在实验室里被清楚地证明了。通过不同频率带的测量值，可以精确地反推出特定辐射源的材料。自从1944年以来，在21.105厘米的线上，观察到了氢的存在，甚至也可以检查出复杂的有机化合物。这种谱线辐射有重大的天文学意义。将射电天文学的测量和从实验室测量得出的不同分子的波长比较一下，可以证明宇宙中存在着组成生命的基本成分。

射电天文学在过去的日子里通过大量重要而艰难的工作，成功地证实了宇宙中存在着多种生命的基本成分，包括有机分子。今天科学家们知道，构成生命的各种元素在宇宙中四处浮荡。可以说，是这个认知促成了科学家们思想的大转变。

生命需要一个星球作为载体。以前，统计数字不能就银河系的其他太阳（恒星）是否也有行星环绕这一疑问提供可靠的数据。今天，人们已经知道，离我们“只有”6光年远的巴纳德星就有两颗行星环绕。这个发现得感谢位于宾夕法尼亚洲斯沃斯莫尔镇斯普劳尔天文台的观测人员。

不久前，天文学家统计出我们的银河系有1000亿颗恒星。今天人们又认为，仅仅我们的银河系就至少有2000亿颗恒星。最新的研究成果表明宇宙中类似的银河系至少有10万亿（1013）个。相对于茫茫的宇宙而言，有着上千亿颗恒星的太空邻居已经算不了什么了。所以，我们把之前所有的统计数字束之高阁，任由灰尘覆盖吧。现在，我们需要打开新的一页，利用先进的技术条件，可能还会不断地更新数据。

作为我的理论的基础，我采用了两个首屈一指的美国天文学家，弗兰克·德雷克教授和卡尔·萨根教授，他们计算出来的数字。他们认为，仅仅在我们的银河系就有大约一百万个发达的文明。

有一百万个高度发达的文明作为星际邻居？对此，我不敢有太高的奢望。向其他行星的可爱同事们致敬吧！

和外星人的联系

如果别人在最美丽的花园里闲庭信步，那么它对我有什么用？

如果不能和那些众多的高度文明建立起联系，最精确的天文演算又有什么意义？

建立联系很重要。在我看来，有三种可能性：

第一，通过星际航行直接联系。

考虑到我们今天的技术水平，这种可能性非常渺茫。我们甚至不知道，从哪里弄到供给浩大的星际航行所需的动力来源。宇航专家——这已经不是什么梦想了——正在为未来的星际航行制订严密的计划。

第二，向星际空间发射无人探测器。

1972年3月，无人探测器“先锋10号”踏上发现之旅。它并没有动力装置，它将会在茫茫宇宙中飘荡几百年。无人知道，它们是否在某一天会被某个外星球的智慧生命截获。

尽管我觉得，这种和陌生文明建立联系的方式非常有问题，可是我认为，即使这些实验成功的机会非常渺茫，也值得去努力一下，以打破我们认知世界中只有地球是唯一的智慧生命星球的孤独感。人类毫无用处的投资又不是没有听说过。

第三，星际间的电波联系。

我们的高频技术已经可以穿越浩瀚的星际空间。位于波多黎各阿雷西博的巨型铝锅状的射电望远镜可以很轻松地向太空发射信号，这些信号在银河系的任何一点都可以接收到。高加索在建的无线电射电望远镜也可以向宇宙发射信号。这样看来，并不存在任何技术障碍。

应该传送什么样的符号或者密码呢？什么通知，什么讯息，什么观点呢？

人类是异域美食？

若干年前有一些胆小鬼，操着尖利的口音谴责性地警告道：不要用地球的无线电射电望远镜向外星人发射信号。因为这样就会“暴露”我们自己的位置，而我们还不知道，外星人对我们的态度是不是友好的，他们是否带着和平的意图走向我们，或者是否有一天他们会袭击我们。甚至他们也许把我们当做异域美食放到自己的菜单上，或者他们会把我们当做罕见种族的劣质产品放入自己家乡动物园的笼子里，让大家观赏。（顺便说一下，是否猴子也把我们当做被囚禁的动物看待，也未可知。关键是，人们从笼子的哪个角度观察世界。）为了反对向太空发射无线电波，确实有过这样愚蠢的“疑虑”。真是让人捧腹大笑。

这些愚蠢的顾虑，在历史的垃圾箱里腐烂了。全球的各个地点已经向太空定向发射了许多无线电波。即使没有这些定向发射，我们也早已暴露了地球的位置。技术发达的智慧生命可以接收到我们每天的无线电和电视信号。

为了使“胆小鬼们”安心，我需要说明，其实并不存在我们有一天会变成外星人食谱的危险，因为我们太贵重了！单单是运送到另外一个太阳系所消耗的能源就非常巨大，因为能源并不是在哪里都可以白白得到的。如果外星人的舌头想尝尝地球人的鲜，他们不会在地球上先把我们装到罐头里，带回家。他们将会在家乡把我们作为美食来培育，这更便宜也更简单，因为他们只要把几个完整的人类细胞放到冰柜里就行了。同样，我们也早已不是在森林里和原野上采摘的蘑菇，而是在农场里去培植。现在很少有人在广阔的海洋上捕捉大虾，而是到养殖场中去捕捞。高度发达的文明肯定超出了食人部落的水平。

一些人担心外星人要袭击我们，这样的幻象之所以荒诞，因为外星人也许根本不想从我们这里得到什么。很好理解，谁能以一只大型航天舰队访问地球，他们就肯定：（1）在技术上远超我们；（2）具备了巨大无比的宝贵原料储量；（3）已经意识到了自己的优势，不会去劫掠我们蓝色行星所剩不多的可怜战利品。

还可能有一个动机，正是这个动机驱使地球上所有的民族进行掠夺和殖民：争夺土地。外星人为此而探险的原因完全不存在，因为我们的银河系的土地太多了！

宇宙通用语

宇宙中存在着不可计数的高度发达的外星文明，这一假说是毫无争议的。

我们采用自己熟悉的脉冲、符号和密码，向他们传送无线电波。“对方”是如何、用什么来发报的？为了互相理解，我们在通讯中必须使用一种通用的宇宙语言。这种语言的出现究竟有没有可能？

1960年，荷兰乌特勒支大学数学家汉斯·范登塔尔公布了一种成熟的数学语言。它也是用无线脉冲发射的，与现在发射的许多信号的思考模式相反的，熟知技术的外星生命应当能够识别这种数学语言。

范登塔尔教授考虑的出发点是很简单的：不管外星人长得什么样，作为高度发达的智慧生命，他们肯定能建造无线电射电望远镜，因为他们像我们一样也要表达自己。知道如何操作无线电，就肯定拥有建造无线电射电望远镜的知识，但如果没有掌握数学的法则和公式，无线电射电望远镜是建造不起来的。所以他们肯定懂数学语言，因此数学是一种宇宙通用语言的基础。

我们用的是十进位制。如果把我们的十个手指看成是天然的计算机，也不为奇。十进位制是在公元600年引自印度，来源于婆罗米数字①。埃及的象

①　公元前300年，印度的婆罗迷数字为十进制。一般“共识”认为现在世界通行的十进制起源于印度。从20世纪初，国际上许多学者，包括李约瑟在内对印度起源论提出了质疑。1907年，印度学者凯指出：“我研究的目的，在于指出我们关于现代数学记数的基础很不牢固，值得重新研究。从印度文字，碑文证据，早期印度日的记数法，以及现代印度土著的风俗习惯等方面，指明现代记数可能来自外国。”新加坡著名数学史家兰丽蓉认为阿拉伯数字的基本概念，不可能起源于印度婆罗米数字，而是起源于中国筹算。至于中国筹算十进制如何传入印度，兰丽蓉认为中国古时官员、商人、僧侣和旅行家，腰挂算筹袋很平常，而中国和印度来往密切，传入印度不难理解。

形文字有1、10、100、1000等等。但我们不要傲慢地认为，宇宙所有地方都是用十指计数的。谁知道，是否其他的“万物灵长”有11、12或者8个手指，尽管如此，他们还是很聪明？

每个生物至少有两个手指。因此二进制肯定是实用的。它以基数2计算。二进制的优点在于，每个数字都可以用数字1和0的序列来表达：

二进制

十进制

1

1

10

2

11

3

100

4

101

5

110

6

111

7

1000

8

1001

9

1010

10

1011

11

1100

12

1101

13

1110

14

1111

15

10000

16

10001     

17

…

…

二进制，也被称为二进制码，是所有计算机的开关代数，之所以如此应答无误，是因为它永远只有两个状态：1或者0，好或者不好，对或者不对，是或者否。

世界上的数学家都不否认，用二进制来计算比十进制要简单许多。通过这种简单的计数系统，范登塔尔教授可以为外星人撰写完整的消息，甚至哲学文章。他证明，通过这种方法可以告知一切东西，甚至可以复杂的沟通。

我可以在打字机上验证这一点。我从女儿科内丽娅的算术本中抽出一张纸，在格子上方和边上标上数字。用一只手打字，我开始以二进制“发报”：

第一行：1·1·1·1·1·1·0

……1·1·1·1·1·1

第二行：1·1·1·1·1·0·1·0

……1·1·1·1·1·

我继续发报，直到一个小人的轮廓清晰呈现。

显而易见，以二进制传递信息，设计出一个小人，证明数学可以成为一个宇宙通用语言的基础。这条道路是可行的，我们可以就此向外界表明自己的存在。太空里的消息如何到达我们？听觉上的，还是以符号和记号表现的视觉讯息？

也许外星人也使用最简单的运算方法，即二进制码。火星探测器把图像发送到地球，从技术上来看，这个过程与我上面演示的其实差别不大。电视摄像机把图像分解为小点。这些点不是同时的，而是以最小的时间间隔通过射电脉冲发射到接收站的。在那里，像素点有序地进入准备好的扫描区内，组成了看起来非常清晰的图像。

这里还有一个问题，就是我们知道探测器从火星、月球或者从其他地方传输的波长，但我们一点都不知道外星人发报的频率是多少。

我们在世界各地许多地方树立起无线电射电望远镜对准了上千个星球，每次尝试，我们都希望能接收到外星智慧生命发出的电波。

但是，从未成功过。

我不知道发射的频率。

当天文学家一次次被迫放弃时，他们都会骂声连天，诅咒声在天文台的穹顶下反复回荡。我们完全可以理解这些脾气越来越暴躁的天文学家。

1960年，人们信心百倍地开始了OZMA计划。这项计划是由世界一流的科学家组成的科研小组来实施的，地点是在美国西维吉尼亚绿堤国家射电天文台。他们当时使用的是21厘米的波长，与中性氢的波长相当。氢在宇宙中到处都是，人们推断，其他外星文明也会使用这个星际通用的波长。

“号码不存在。通话方已搬离到不明地点。”

人们突然认识到，21厘米的波长易受干扰。此外，“电话局”表示，宇宙里发出的强大的沙沙声干扰接收，这件事变得更加烦人和令人绝望。

目前，科学家们首先实验了3厘米和8厘米的波长。阿雷西博天文台的弗兰克·德雷克教授证实：

“在我们通过研究波长得到两个很鼓舞人的事实。一个事实是地球大气层中有来自宇宙之外的波长。这样，在地面上用一般的望远镜就可以观测到它。第二个也是最重要的是：使用这两个波长的无线电射电望远镜，人类可以接收到大约一千光年范围内的来自地外文明发出的信号。”

时间比金钱更重要

尽管人类不断尝试，疯狂研究，直到今天还没有接收到外星文明的无线电信号。因为我们使用了错误的频率。当我和美国的天文学家讨论这个问题时，我问，为什么他们不采用一种和汽车收音机相似的技术：电台的波长是确定的，人们按自己想要寻找的电台频率，通过搜寻，就可以清晰地收听到这个电台。人们要收听到宇宙外星人的电台，原则上说是行得通的，具有技术上的可行性。但是没有人有那么多的时间去持续地在宇宙搜寻外星人的电台。巨型望远镜必须点对点地才能精确地瞄准一个星球，即使那样，也要花费数月才能搜寻完这个星球上所有可能发出来的电台频率。

即使搜索完上千个可能的频率，也还远远不够：对于单个记录到的脉冲，必须区分它是“智慧生命”发出的信号，还是仅仅只是星际间存在的干扰源。有时候，人们会一连好几天都纠缠于一堆杂乱的声波上。必须过滤掉宇宙里各种或高或低、或沉或细的声音，然后才能获得智慧生命发出的信号。想一想吧，整个银河系中至少有两千个星球上的智慧生命是用这种方法去跟外界建立星际无线电联系。我们要去尝试着找到外星智慧生命发出的信号，就时间问题而言是毫无希望的尝试，因为目前我们不知道外星人到达我们的波长！我们对要搜寻的他们的波长还没有丝毫线索！

星际沟通的建设性意见

为什么在和外星文明建立联系时，只从化学角度去推断可能的波长呢？宇宙到处都有氢，那么在无数的可能性中，我们就选择了氢的21厘米的波长。

我们是在宇宙间寻找化学解释？

在星际空间，在一个立方厘米的密度里，存在大约0.1到1000个原子。要组成一个较大的合成体，原子们必须结合起来。在“太阳风”和各种宇宙射线的吹射下，它们就结合形成分子，从而产生一个新的能级，相应地会发出一个特定的波长。每个如此或者以其他方式产生的分子，它们的波长都是特定的，都可以用我们的高度无线电射电望远镜测量和捕捉到。得益于分子的稳定性和它通过无线电射电望远镜的可测性，我们了解到，宇宙间的分子特性都是固定的。几种分子及其波长如下：

化学符号

分　子

波　长

OH-

氢氧根

18.0厘米

NH3

氨

1.3厘米

H2O

水

1.4厘米

HCHO

甲醛

6.2厘米

HCOOH

甲酸

18.0厘米

C2H4O

乙醛

28.0厘米

明确的目标是搜寻宇宙中的生命。

我们这里或三万光年远的星球上，每个生物都是由复杂的分子链组成的？

问题就出来了：所有生物都共同拥有哪一种分子？

如果知道了生命共同的基本成分，是不是也就知道了一个星际波长？通过它宇宙间的沟通是不是就可以成为可能？

所有在地球上生活的，无论是人类或动物和植物，其生命体都是由DNA高分子组成的。DNA构成了生命的基石。但是DNA本身不具有生命，它不是细胞，它是分子链。DNA像其他的分子或者分子链一样，有特定的辐射波长。

把无线电射电望远镜调到DNA的波长上，来寻找宇宙间的生命，这种想法合不合理？我们寻找的既不是氢、一氧化碳，也不是甲酸，我们寻找的是生命。DNA是所有生命的共同基础，我们在寻找宇宙生命时就应当确定和使用这种波长。

我给几个重要机构和科学家写信，从而给这个想法确定了某种实用新型保护专利：

尊敬的×××教授先生：

所有生命形式的基础是DNA，用所有智慧生命都具有的这一波长进行交流，这种想法是不是合理？生物所操纵的星际电台，已经广播了百万年。我们只要有正确的波长，就能跻身其列。DNA是生命的共同基础。

1976年9月28日，我收到了弗兰克·德雷克教授的来信，他当时是纽约州伊塔卡国家天文和电离层中心主任。

亲爱的埃里希：

DNA的无线电频率目前在实验室里无法测量出来，理论上基于其复杂的DNA分子结构也无法计算出来。DNA的重要组成部分腺嘌呤的频率已经测量出来了。我们已经用它的无线电波谱去寻找了，但是没有成功。

您忠实的弗兰克·德雷克

在寻找星际间生命形式的道路上，晨光初现。也许在傍晚来临前，我们能找到一种方法确定DNA的波长。

独眼巨人计划

美国宇航局的阿姆斯研究中心委托以物理学家伯纳德·M·奥利弗教授为首的一群美国科学家去研究与外星文明沟通的新途径。启动这个计划是由于我们现在应用的无线电射电望远镜虽然能够有效地向银河系群发信号，但是只要外来信号不是对准地球的，我们就无法接收不同频率的微弱信号。

我们该做些什才能捕捉到所有想得到的、漂浮不定的无线电信号呢？

独眼巨人计划提议，修建一个布满可控天线的巨大场地。每条天线直径100米。如果由1500个这样的巨型天线组成一个环阵，再编入一个计算机系统，那么这些有史以来最硕大的耳朵，就可以从太空中获知外星生命最简单的无线电信号了。在这个天线丛林中，可以接收到每秒100万平方米范围的信号，记录到单光子，这样可以探测出来自50~100光年远的星球发出的微弱星际通讯信号。当时参与此项研究的科学家预言说，独眼巨人计划可以在20世纪内实现与外星文明的有效联系。

借助独眼巨人计划我们差不多可以窃听到星际邻居的枕边低语，因为人们可以用天线丛林发射电波，所以即使我们的跳蚤咳嗽一声，另外一个星球也可以听到。

信息单行道

尽管这些在技术上都是可行的，但是跨越遥远距离的星际交流是一条漫漫长路。我们无论是传送或接收，电磁波都是无法超越光速的。

假如我们在阅读这行文字的时间里，接收到了一条来自100光年远的某个星球发来的信息，我们要立刻回复“非常感谢”的话，那么我们的信息在200年后才能到达收信人。即使向离我们很近的、只有4.3光年远的人马座阿尔法恒星发射一个问题，也要在8.6年之后才得到答复。通讯条件如此之差，谁还想去对话呢？

更多人认为，技术发达的智慧生命，如果从他们的太阳系向宇宙发送有关他们文明状况的即时报道的话，每个有相应技术的文明都能收听到这个常规节目。如果双方碰巧使用同一个波长，就可以进行相互通讯了。我顺便说一下，我们不是唯一寻找星际联系的文明。这是不言而喻的。

如果电报是单向的，即我们只能接收，这也不无意义。因为我们必须明白的是，所有的历史知识都是单向地从往昔岁月传达到我们这里。从埃及人、希腊人、罗马人、印加人和玛雅人源源地流来宝贵的信息——法学的、哲学的和科技的知识。我们不可能给过去以反馈，我们不可以向过去提问题。可是我们却受益于这种单向的知识传输。通向太空的单行道将是“上天所赐”，因为那儿我们能遇到未来的知识。“去倾听”将成为口号。对话不是非常有必要。

在射电天文学的出版物里，有一个说法让我难受。他们说，寻找外星的无线讯号只是无线电射电望远镜作用的次要方面，意思是说，无线电射电望远镜还有更重要的作用。

在宇宙中去寻找新的分子化合物更重要，还是去瞄准和测量与我们无关的最遥远的银河系更重要？自然，用射电天文学设备去测量其他的天文物理知识是非常重要的，每个新细节都会补充我们充满漏洞的宇宙诞生观。但是我所震惊的是，把最重要的任务——同外星文明建立联系做降格处理！我认为，这一任务是最有回报地在利用时间和金钱。如果建立了联系，那么我们辛苦地、间断地和不完善地放入知识储蓄罐的东西，就可以向渊博的“太空邻居”一股脑地询问出来。以往我们所做的值得尊敬的努力和可观的投资，并没有让我们的知识账户变得充盈。

我们地球居民今天所处的状况，可能会引发一场人民起义，起义的人民会提出以下要求：

智慧的外星文明请与我们联系！我们需要你们的知识！

时间漂移合法有效

如果是追求一个女子，没有人想总是打电话，而是有一天能拥她在怀中。我用这个比喻是想说明，我愿意毫不犹豫地踏上通往外星球的崎岖道路。

反对我理论的人没有足够地注意到一个现象。我发誓：它是一条永远有效的物理定律，绝对不是我编造的！这个现象就是：

飞船在星球之间达到极高的速度，会发生一种现象，我们称之为时间漂移，即时间膨胀。这是我们在这个世纪所获得的崭新的知识，它就像贯穿于古老神话和宗教的一根红线。

它是我所提供的证据链中非常重要的一环，大家会在我和一位杰出专家的谈话中看到。以下是我和慕尼黑理工学院的物理学家埃德加·吕舍教授的谈话记录。

和埃德加·吕舍教授的谈话

我：向一个普通人解释清楚星际飞行的时间漂移现象容易吗？

吕舍教授：我先设定，对于时间概念大家都有一个公认的解释。如果现在再解释时间概念，那就是在浪费时间了。如何以及在何处测量时间，对于物理学来说非常重要。测量的结果，总是和当时所测量的整个系统的运动状态有关。一个运动的系统测出来的结果和一个相对静止的系统测出来的结果是不一样的。我们举个例子：假设有一对双胞胎。其中一个登入宇航飞船，另一个则停留在地球上。在飞船起飞前，两个人核对了各自的手表，我们设定，他们的手表上还有日历的显示。现在，其中一个开动了他的高速宇宙飞船，一段时间之后，这位宇航员回来了。只要他还能遇到他的兄弟，那么在核对手表时就会发现，宇航员的手表比留在地球上的那位手表慢了许多。

我：为什么没人能理解这个？

吕舍教授：那个在宇宙飞船里面的兄弟经历了和他在地球上的兄弟不一样的时间过程。加速度造成了测量时间的改变，因为所有的物理过程在不同的运动系统内会以不同的速度进行。非物理专业的聪明人声称，时间漂移理论是不可能的，爱因斯坦弄错了。爱因斯坦肯定没有弄错。物理学不能只靠推测，实验是最高的法官。爱因斯坦在一般相对论中所做的预言，直到今天都无数次而且每次都是以更大的精确度被证实着。

我：您可以就此举个例子吗？

吕舍教授：你知道的，我们今天拥有极精确的测量时间的方法。人们甚至可以计算出天体运行的微小偏差。1971年，华盛顿大学和美国海军天文台的物理学家们组成的科研小组把一个精密的时间测量仪装载到波音707上面。另一个高精密的时间测量仪则放在地面上的实验室里。波音飞机先以顺时针后以逆时针的方向绕行地球。在降落后，确实在时间量度上有差异。飞机的测量仪比地球上的那个慢了一点点，就是59纳秒。这个时差只是出现在每小时大约900公里的波音707飞机上。

我：为什么速度越大，时间漂移的效果越显著？

吕舍教授：这和所谓的洛伦兹变换式有关。这是一个联结相对静止的系统和一个动态系统的公式。为了可以对比两个系统，人们需要某种“平移”。洛伦兹变换式从某种意义上说是在系统之间搭建了一座桥梁。

我：从这个数字公式中能得出什么结论？

吕舍教授：我给您一个时间漂移表。您可以看出来，在地球上和在宇航飞船上的时间流逝对比。

飞船舱内人员往的时间

对地球居民而言飞行

总时间

到达返回点的距离

1年

1年

0.018秒差距

2年

2.1年

0.075秒差距

5年

6.5年

0.52秒差距

10年

24年

3.0秒差距

15年

80年

11.4秒差距

20年

270年

42秒差距

25年

910年

140秒差距

30年

3 100年

480秒差距

35年

10 600年

1 600秒差距

40年

36 000年

5 400秒差距

45年

121 000年

18 000秒差距

50年

420 000年

64 000秒差距

注：加速度：9.81米/秒2   1秒差距=3.262光年=3.085 7×1013公里

我：我担心，人们若没有物理和数学知识，根本无法理解这个无比复杂的过程。这个可以跟外行人解释得清楚吗？