宇宙交友指南(下)

NASA先鋒10號上的鍍金鋁片,記載著探測器從地球發射,而地球位於太陽系的位置,太陽系與鄰近脈衝星的定位,人類的資訊,及時間和距離尺度。(圖/取材自 NASA)

從「宇宙交友指南(上)」文章中,我們學到「適居帶」的概念,認識這個宇宙交友的平台,了解在哪可以尋找到潛在的宇宙朋友。那麼「如果外星生命真的存在,我們又該如何跟他們聊天溝通呢?」,關於這個問題我們需要根據不同的潛在朋友來討論。

德瑞克方程式

宇宙朋友的分類,我們需要引用「德瑞克方程式」(Drake equation),這是由天文學家法蘭克 • 德瑞克於 1961 年所提出,用來推測「銀河系內,可以和我們接觸的外星智慧文明數量」的方程式:

N = R × fp × ne × fl × fi ×  fc × L

其中, N  代表銀河系內可能與人類通訊的文明數量;
    R 代表銀河內平均恆星形成速率;
    fp  代表恆星有行星的比例;
    ne 代表可能發展出生命的行星的平均數量;
    fl  代表行星能發展出生命的比例;
    fi  代表生命演化出智慧生物(文明)的比例;
    fc  代表該智慧文明能夠進行通訊的比例;
    L  代表智慧文明的可以進行通訊的時間長度(年)。

該方程式因為有好幾項參數是推測值,不確定性很大,所以沒有明確的理論值。但其概念是符合科學性預測所需的參數,所以天文學家在探討外星生命議題時,仍會引用德瑞克方程式,甚至近年有些研究又再把其中某些參數進行細分。

在方程式中,  R × fp × ne × f的結果就代表著適居帶存在的可能性,由於我們上一回已經討論過這個部分,這次就不再細談,我們來看看後面的三項: fi 、 fc 、 L 。簡單的解釋這 3 個參數,就是指「現在」可以跟我們「通訊」的「高等智慧生命」的可能性。如果某個宇宙朋友是未來才能跟我們通訊的話,那表示「現在」他們的智慧程度應該是低於我們,所以尚未有星際通訊的能力。反過來說,如果是我們所認知的高等智慧生命,其現在的科技能力應該是跟我們相當或是超過我們,所以才有辦法跟我們交流通訊。因此,我們將宇宙朋友簡單劃分成「高等智慧朋友」及「科技發展中朋友」。

與高等智慧生命通訊

要跟高等智慧朋友通訊,前提假設是我們所知道的科技技術,高等智慧朋友也都有相當程度的了解,甚至比我們更熟悉,所以我們可以彼此互相傳遞知識。其中的重點有兩個:「傳遞」和「知識」。「傳遞」是交流的手段,「知識」是我們想交流的內容,需要兩者都具備,才可彼此了解並交流溝通。

傳遞的方法跟宇宙朋友的位置有關,如果他們跟我們是身處不同的星球,那我們就只能依靠遠距通訊了。 1974 年,天文學家曾使用阿雷西博無線電望遠鏡(Arecibo Radio Telescope)發送了訊號到太空中,而當年所傳送出去的訊息,在科博館的科學中心宇宙奇航展場有展示喔!當時選擇了球狀星團 M13 (Messier 13)做為發射訊號的目標,主因是 M13 是恆星密集區且距離近,僅 25000 光年,所以機率來說,可以讓外星人接受到訊息的機會較高。

科博館科學中心 3 樓宇宙奇航展場的送出瓶中信訊息,其中包括了數字、 DNA 、 RNA 、人類身高、人口數、地球位置及發射訊號的望遠鏡尺寸。而展場彩色的圖是為了將不同訊息內容分類以方便閱讀,實際上宇宙朋友讀取的時候,只能看到數位訊號拼起來的黑白圖片。(圖/黃國斌)
科博館科學中心 3 樓宇宙奇航展場的送出瓶中信訊息,其中包括了數字、 DNA 、 RNA 、人類身高、人口數、地球位置及發射訊號的望遠鏡尺寸。而展場彩色的圖是為了將不同訊息內容分類以方便閱讀,實際上宇宙朋友讀取的時候,只能看到數位訊號拼起來的黑白圖片。(圖/黃國斌)

除了以無線電傳輸外,天文學家也曾使用金屬做為載體,將訊息刻錄其中,透過太空探測器將訊息傳送過去。最早由天文學家卡爾 • 薩根和前面提到的法蘭克 • 德瑞克博士共同設計,放置在 NASA 的先鋒(Pineer) 10 號及 11 號探測器上,發射到太空中。 NASA 立基於此基礎,將更多的資訊做成金唱片,後續藉由水手 1 號及 2 號任務傳送出去,希望未來的某一天會有外星人攔截到訊息,並解讀其中的訊息,可以了解我們這個星球上的生命。

NASA先鋒10號上的鍍金鋁片,記載著探測器從地球發射,而地球位於太陽系的位置,太陽系與鄰近脈衝星的定位,人類的資訊,及時間和距離尺度。(圖/取材自 NASA)
NASA 先鋒 10 號上的鍍金鋁片,記載著探測器從地球發射,而地球位於太陽系的位置,太陽系與鄰近脈衝星的定位,人類的資訊,及時間和距離尺度。(圖/取材自 NASA)
科博館科學中心 3 樓宇宙奇航展場的翻版金唱片,裡面包含影像及聲音資訊,唱片上刻畫的是如何讀取唱片的方法、太陽系與鄰近脈衝星的定位,及時間和距離尺度。(圖/黃國斌)
科博館科學中心 3 樓宇宙奇航展場的翻版金唱片,裡面包含影像及聲音資訊,唱片上刻畫的是如何讀取唱片的方法、太陽系與鄰近脈衝星的定位,及時間和距離尺度。(圖/黃國斌)

無論是無線電傳輸或金屬資訊載體,理論上對於高等智慧朋友應該能輕易解讀,對於科技發展中的朋友,就只能希望他們擁有資訊保存能力,等待某一天科技發展提高後,再進行解碼。這種單方面把訊息傳出去的方式就像丟到大海的瓶中信,無法確定會漂流到什麼地方及什麼時間點才會被接受到,這是受限於人類目前星際旅行的能力,才採取的方式。如果未來星際的移動不是問題,那我們就有機會面對我們的宇宙朋友,進行主動的交流,而不只是被動的等待回覆,但這會產生另外的問題,就是「我們該如何與宇宙朋友直接對話?」

面對面的交流

面對面的交流通常是使用「語言」的形式,例如科幻電影「異星入境」(Arrival)中,兩個外星人「七腳」(Heptapods)降臨地球,引發人類社會巨大的騷動,所以主角們接獲任務,要想辦法與外星人溝通。在溝通的過程中,最先使用的是「聲音語言」,但主角們發現兩個外星人的聲音語言不同,無法掌握規律,所以改使用「符號語言」後,才得以進行交流。這個畫面很可能就是我們跟宇宙朋友們碰面時的情況,過程就像考古學家在解密古代文明符號一樣,透過規律猜測符號意義,然後重組為可以理解的內容,再彼此進行交流。只是對方是高等智慧朋友的話,應該很容易就了解我們的語言規律,並能使用語言適當的表達,而我們卻需要花一些時間解讀猜測,就像電影中呈現的。但對於智慧性尚不及我們的科技發展中朋友,就會是相反的情況,他們的解讀速度是慢的那一方,甚至是無法理解我們想傳達的東西,而我們也可能因為他們無法表達想法,而造成代溝。

2023 年,由 SETI (搜尋地外文明)計畫、加州大學戴維斯分校和阿拉斯加鯨魚基金會共同組成的研究團隊,稱為 Whale – SETI ,其目的是為了打造外星智慧生命訊號的過濾器,以便找到宇宙朋友的「聲音」。他們使用水下揚聲器與一頭名叫吐溫(Twain)的大翅鯨(Humpback Whale)「交談」。在這個研究中,研究團隊與吐溫有 20 分鐘的交流,每次研究人員發送訊號時,會得到吐溫用聲音或行為回應,所以研究團隊認為這是吐溫在跟他們對話,而且過程可以分為參與、激動、脫離 3 個交流狀態。研究團隊會選擇吐溫做為研究對象,是因為大翅鯨很聰明,擁有複雜的社交系統、會製造工具(氣泡)補魚,並通過歌曲進行交流。此次研究成果雖然只是初步的交流,但對於未來應用在其他非人類物種的交流上,提供了互動設計建議。對於科技發展中的朋友,我們可能就需要採取類似的方法進行溝通交流了。

帶有文字的鯨魚圖像顯示了吐溫在試驗回放階段的表面行為,船前面的綠、藍點指示了水下監聽器和揚聲器的位置。(圖 /取材自 PeerJ, 11 (2023), Article e16349.1)
帶有文字的鯨魚圖像顯示了吐溫在試驗回放階段的表面行為,船前面的綠、藍點指示了水下監聽器和揚聲器的位置。(圖 /取材自 PeerJ, 11 (2023), Article e16349.1)

漫漫長夜話家常

有了以上的方法,接下來我們該跟宇宙朋友交談什麼內容呢?在現今的科幻電影中,大部分與外星生命的接觸,描述傾向負面,常常是人類要去侵掠別人的星球,或是外星人要來佔領地球。與外星文明接觸上存在著這麼巨大的差異性,取決於宇宙朋友與人類之間科技水平落差的程度, 而且雙方的善惡程度也影響著交流的內容。因為這個議題牽扯太過廣泛,更多是社會、政治上的因素,所以我們就這個問題的討論留待大家自行思考,「如果您跟宇宙朋友接觸的話,想要跟他們交流些什麼?」

宇宙交友指南到此結束,我們提供宇宙朋友的潛在處所,及說明可能可以與他們交流的方式,但還是老話一句,這都是立基於我們的知識與想像,宇宙朋友們能否解讀,或是什麼才是他們主要使用的訊息傳遞方式都是未知,我們目前能交流的對象只有跟我們類似的生物。希望某一天我們可以真的收到外星訊號,這樣我們就可以了解更多未知的世界了。

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