太空中的“漂流瓶”

南方周末特約撰稿　盧昌海

2006年1月19日NASA發(fā)射的“新視界”探測(cè)器?！D片來源　?　NASA網(wǎng)站

“先驅(qū)者”探測(cè)器攜帶的鍍金鋁板。

★在人類迄今發(fā)射的所有航天器中，只有五個(gè)是已經(jīng)或?qū)⒁w出太陽系的。這些太空中的“漂流瓶”最終會(huì)與外星文明相遇嗎？它們所攜帶的信息能夠被外星人識(shí)別嗎？

小時(shí)候有好些年，我著迷于所謂“外星人”，讀了當(dāng)時(shí)找得到的所有相關(guān)的書，其中有一本是卡爾·薩根的《外星球文明的探索》。在那本書里，我第一次見到了兩個(gè)“先驅(qū)者”探測(cè)器所攜帶的致“外星人”的信息。帶著那些信息飛向深空的探測(cè)器，如同太空中的“漂流瓶”，讓人遐想。

如今，距離“先驅(qū)者”探測(cè)器的發(fā)射已近半個(gè)世紀(jì)，距離NASA（美國國家航空航天局）斥資制造那兩個(gè)探測(cè)器則正好半個(gè)世紀(jì)。這半個(gè)世紀(jì)以來，若以冥王星軌道這一早年的太陽系邊界來衡量，先后已有五個(gè)探測(cè)器飛出了太陽系。

飛出太陽系

不過首先，我們要對(duì)“飛出太陽系”這一概念作個(gè)界定。如今的讀者都知道，冥王星已在2006年被“貶”為了矮行星，太陽系邊界也早已跟冥王星軌道“脫鉤”。事實(shí)上，太陽系邊界并沒有涇渭分明的定義，更不像國境線那樣立著界碑。如果考慮到太陽系是在太陽的引力控制下形成的，則太陽系邊界的自然定義應(yīng)該是太陽引力控制范圍的邊界，離太陽約兩光年。但那樣的話，人類迄今發(fā)射的任何探測(cè)器起碼要上萬年時(shí)間才能“飛出太陽系”，無疑是令人沮喪的。因此，人們往往用一個(gè)更“鼓舞人心”的概念——日球?qū)禹敗獊矶x太陽系邊界。日球?qū)禹斒翘栵L(fēng)因星際介質(zhì)的阻礙而停滯的地方，離太陽約180億公里。

概念既已界定，便可聊聊“漂流瓶”了。那些“漂流瓶”中最早的兩個(gè)是1972年3月2日升空的“先驅(qū)者10號(hào)”和1973年4月6日升空的“先驅(qū)者11號(hào)”。這兩個(gè)探測(cè)器的核心任務(wù)都是探測(cè)木星，但“先驅(qū)者11號(hào)”中途增加了探測(cè)土星的使命。這兩個(gè)探測(cè)器還都利用所謂的“引力助推”效應(yīng)，從探測(cè)目標(biāo)——前者為木星，后者為木星和土星——的引力場(chǎng)中借了力，成為人類航天史上最早達(dá)到太陽系逃逸速度的航天器，從此踏上了“飛出太陽系”的“不歸路”。

由于事先知道這兩個(gè)探測(cè)器將會(huì)“飛出太陽系”，科學(xué)家們讓它們各自帶了一塊“先驅(qū)者鍍金鋁板”，上面刻著致“外星人”的信息（見右圖）。著名天文學(xué)家卡爾·薩根等人于“先驅(qū)者10號(hào)”升空前不久，在《科學(xué)》雜志上撰文對(duì)那些信息作過詳細(xì)介紹，我小時(shí)候所讀的那本《外星球文明的探索》則是薩根在“先驅(qū)者”探測(cè)器發(fā)射后不久出版的。那時(shí)候，科學(xué)不如現(xiàn)在發(fā)達(dá)，科學(xué)新聞對(duì)公眾的吸引力卻似乎大過現(xiàn)在。有一位科學(xué)作家在讀了薩根的文章后，稱那是唯一讓他激動(dòng)落淚的論文。我這一代的很多讀者對(duì)“先驅(qū)者鍍金鋁板”大約也多少有些印象，但年輕讀者恐已不然，故值得略作介紹。

先驅(qū)者鍍金鋁板

簡單地說，刻在“先驅(qū)者鍍金鋁板”上的信息既包含了直觀部分——比如右側(cè)的人類男女裸體，及下方的由地球（第三顆行星）出發(fā)，在木星（第五顆行星）附近繞行的探測(cè)器運(yùn)動(dòng)軌跡；也包含了抽象部分——比如左上角的波長21厘米的氫原子譜線示意圖；左側(cè)中部的太陽系附近14顆脈沖星的周期和距離示意圖（其中周期為二進(jìn)制數(shù)，以前述氫原子譜線的周期為單位，距離則正比于線段長度）。從這些抽象信息中，科學(xué)家們期待“外星人”能推測(cè)出太陽系的位置。

“先驅(qū)者鍍金鋁板”上的這些信息曾引起過媒體和公眾的熱烈討論。當(dāng)然，也不乏貶斥——尤其是，很多社會(huì)勢(shì)力借著批評(píng)“蹭熱度”。比如女權(quán)主義者對(duì)男女形象間的細(xì)節(jié)差異提出了詰難；衛(wèi)道士們視裸體為有傷風(fēng)化；宗教信徒則不滿于上帝沒有得到體現(xiàn)，建議將兩個(gè)人換成一雙祈禱的手……以至于薩根幽默地表示，這些信息尚未被“外星人”接獲，卻已被地球人徹底研究過了。

截至目前（2020年），“先驅(qū)者10號(hào)”和“先驅(qū)者11號(hào)”與太陽的距離分別約為190億公里和157億公里，并且仍在以每秒約11公里的速度遠(yuǎn)離。按我們前面界定的太陽系邊界，前者已“飛出太陽系”，后者也已游弋到了邊界附近，再過幾年也將“飛出太陽系”。

致外星人

“先驅(qū)者”探測(cè)器發(fā)射數(shù)年后，另一對(duì)探測(cè)器——“旅行者1號(hào)”和“旅行者2號(hào)”——分別于1977年的9月5日和8月20日升空（我沒寫錯(cuò)，“旅行者1號(hào)”的發(fā)射日期比“旅行者2號(hào)”略晚）。這兩個(gè)探測(cè)器的核心任務(wù)都是探測(cè)木星和土星，但“旅行者2號(hào)”中途增加了探測(cè)天王星和海王星的使命。跟“先驅(qū)者”探測(cè)器一樣，這兩個(gè)“旅行者”探測(cè)器也從它們的探測(cè)目標(biāo)——前者為木星和土星，后者為木星、土星、天王星和海王星——的引力場(chǎng)中借了力，達(dá)到太陽系逃逸速度，從而也踏上了“飛出太陽系”的“不歸路”。

同樣跟“先驅(qū)者”探測(cè)器一樣，這兩個(gè)“旅行者”探測(cè)器也攜帶了致“外星人”的信息。只不過“先驅(qū)者”探測(cè)器攜帶的是“視覺”信息，“旅行者”探測(cè)器所攜帶的信息則偏于“聽覺”，是一張“旅行者金唱片”。在這張“金唱片”里，包含了來自地球上55種語言的問候，及被稱為“地球之聲”的各種自然界的聲音（風(fēng)聲、雷聲、動(dòng)物的聲音等等），還有總長約90分鐘的各種音樂。除此之外，“金唱片”還包含了115幅圖片。薩根與同事在“旅行者”探測(cè)器發(fā)射后不久也出版了一本書，名叫《地球私語》，對(duì)“旅行者金唱片”作了詳細(xì)介紹。

不過對(duì)我們這些地球人來說，比致“外星人”的信息更珍貴的，也許是“旅行者1號(hào)”給地球人的一份獨(dú)特禮物。1990年2月14日，按照薩根的提議，當(dāng)時(shí)距地球約60億公里的“旅行者1號(hào)”向著內(nèi)太陽系方向拍了相片。經(jīng)過5個(gè)多小時(shí)的光速傳播，相片傳到了地球。在這相片上，地球呈現(xiàn)為一個(gè)小得不能再小的暗淡藍(lán)點(diǎn)。1994年，薩根以《暗淡藍(lán)點(diǎn)》為書名出版了一本書。在書里，他寫了一段極其優(yōu)美的話：

再看看那個(gè)點(diǎn)，那是此地，那是家園，那是我們。在它上面，每一個(gè)你愛的人，每一個(gè)你認(rèn)識(shí)的人，每一個(gè)你聽說過的人，每一個(gè)曾經(jīng)存在過的人，度過了他們的人生。我們所有的快樂和不幸，數(shù)以千計(jì)自命不凡的宗教、意識(shí)形態(tài)和經(jīng)濟(jì)信條，每一位獵手和覓食者，每一位英雄和懦夫，每一個(gè)文明的創(chuàng)造者和毀滅者，每一個(gè)國王和農(nóng)夫，每一對(duì)熱戀的年輕情侶，每一位母親和父親，朝氣蓬勃的孩子，發(fā)明家和探索者，每一位道德教師，每一位墮落政客，每一位“超級(jí)巨星”，每一位“最高領(lǐng)袖”，我們這個(gè)物種歷史上的每一位圣人與罪人，都生活在那里——在一顆懸浮于太陽光束里的微塵上。

26年過去了，這段話依然意蘊(yùn)悠遠(yuǎn)，對(duì)動(dòng)蕩的2020年，則尤其珍貴。

截至目前（2020年），“旅行者1號(hào)”和“旅行者2號(hào)”與太陽的距離分別約為227億公里和188億公里，不僅均已“飛出太陽系”，且前者已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越“先驅(qū)者”探測(cè)器所達(dá)到的距離，后者也即將超越——因?yàn)檫@兩個(gè)探測(cè)器目前的飛行速度分別約為每秒17公里和15公里，都比“先驅(qū)者”探測(cè)器更快。

第五個(gè)探測(cè)器

在這四個(gè)“元老”級(jí)探測(cè)器之外，2006年1月19日，NASA發(fā)射的“新視界”探測(cè)器也加入了“飛出太陽系”的行列——雖然它目前還遠(yuǎn)在太陽系邊界以內(nèi)?！靶乱暯纭碧綔y(cè)器的核心任務(wù)是探測(cè)當(dāng)時(shí)唯一未被探測(cè)過的太陽系行星：冥王星。只不過，它啟程7個(gè)月零5天之后，冥王星被戲劇性地“貶”為了矮行星。

“新視界”是迄今唯一一個(gè)發(fā)射時(shí)就達(dá)到太陽系逃逸速度的探測(cè)器，在飛行途中，又進(jìn)一步從木星引力場(chǎng)中借了力。2015年7月14日，“新視界”探測(cè)器從距冥王星表面僅12,500公里處掠過，拍下了非常清晰的相片。之后，又于2019年1月1日從相距僅3,500公里處掠過了編號(hào)為486958的柯伊伯帶天體——該天體當(dāng)時(shí)距地球約65億公里，是人類航天器迄今掠過的最遙遠(yuǎn)天體。

截至目前（2020年），“新視界”探測(cè)器與太陽的距離約為73億公里，飛行速度約為每秒14公里，預(yù)計(jì)將在二三十年后“飛出太陽系”。

不過，盡管事先知道“新視界”探測(cè)器也會(huì)“飛出太陽系”，科學(xué)家們卻并未讓它也像“先驅(qū)者”和“旅行者”探測(cè)器那樣，攜帶致“外星人”的信息。除對(duì)“外星人”的興趣已大為降低外，或許也是對(duì)那樣的信息被“外星人”解讀的可能性越來越不樂觀了。事實(shí)上，像“先驅(qū)者鍍金鋁板”上的氫原子譜線及脈沖星示意圖那樣的信息被“外星人”正確解讀的可能性實(shí)在太渺茫了。至于“旅行者金唱片”，除非有合適的“電唱機(jī)”，否則哪怕對(duì)地球人也是天書。

有一個(gè)例子或許能說明解讀此類信息的難度：美國天文學(xué)家法蘭克·德雷克曾設(shè)計(jì)過一串由551個(gè)二進(jìn)制數(shù)組成的簡單信息。他設(shè)想，“外星人”會(huì)意識(shí)到551有唯一的素?cái)?shù)分解：551=19×29，因而會(huì)嘗試將之排成19×29形式。一旦那樣做了，那串二進(jìn)制數(shù)里的“1”便會(huì)構(gòu)成圖像。跟“先驅(qū)者鍍金鋁板”上的抽象信息或“旅行者金唱片”相比，德雷克的設(shè)計(jì)在科學(xué)層面上可算是再簡單不過了，但德雷克讓一些志趣相近的同事去破譯，卻基本無人成功。地球人——而且是志趣相近的同事——尚且如此，更遑論跟地球人有可能天差地別的“外星人”了。

其實(shí)真要傳遞信息的話，那幾個(gè)探測(cè)器本身才是最清晰的信息，不僅可以從它們的制作中推出人類科學(xué)的很多方面，而且從它們的運(yùn)動(dòng)軌跡反推太陽系的位置，也恐怕要遠(yuǎn)比利用“先驅(qū)者鍍金鋁板”上的抽象信息更有可能。

在人類迄今發(fā)射的所有航天器中，以上五個(gè)便是已經(jīng)或?qū)⒁帮w出太陽系”的完整陣容——可以說是小得可憐。其他數(shù)以千計(jì)的航天器全都沒有達(dá)到太陽系逃逸速度，從而無法掙脫太陽的強(qiáng)大引力。不過，跟地球上的海洋相比，宇宙實(shí)在浩瀚得太多，哪怕其中有許多“外星人”，甚至哪怕在太陽系附近的恒星周圍就有“外星人”，這些“漂流瓶”被發(fā)現(xiàn)的概率也是微乎其微的。

漂向何方？

這些“漂流瓶”將會(huì)漂向何方？科學(xué)家們2019年的一項(xiàng)新近研究給出了這樣的結(jié)果：“先驅(qū)者10號(hào)”將在約9萬年之后與一顆編號(hào)為HIP117795的恒星接近到約0.75光年的距離；“旅行者1號(hào)”將在約30萬年之后與一顆編號(hào)為TYC3135-52-1的恒星接近到約0.96光年的距離；“先驅(qū)者11號(hào)”將在約93萬年之后與一顆編號(hào)為TYC992-192-1的恒星接近到約0.8光年的距離；“旅行者2號(hào)”則在未來500萬年內(nèi)都無法與任何恒星接近到少于1光年的距離。至于“新視界”探測(cè)器，由于還遠(yuǎn)在太陽系邊界以內(nèi)，仍有可能近距離遭遇柯伊伯帶天體，并受到引力擾動(dòng)，故還無法對(duì)未來軌跡作出可靠計(jì)算。

這些結(jié)果是從涵蓋未來500萬年的計(jì)算中挑出的最近距離的“掠過”（這恐怕是對(duì)“掠過”一詞最夸張的用法）。由于那最近距離起碼也有0.75光年，哪怕那些恒星周圍真有“外星人”，隔著那樣的距離發(fā)現(xiàn)一個(gè)線度只有幾米的“漂流瓶”也是基本不可能的——更何況那些“掠過”中最早的一次也將在9萬年之后，對(duì)人類實(shí)在太遙遠(yuǎn)了。

因此，這些太空中的“漂流瓶”最有可能的命運(yùn)是在孤寂的恒星際空間里永遠(yuǎn)漂流下去。但即便如此，它們依然是人類探索精神的美麗象征。如果哪天人類因自身原因不幸滅絕了，在近乎真空的環(huán)境里漂流著的它們更將成為人類文明最永久的墓碑。