北京時(shí)間7月8日消息，在某種意義上，地外智慧生物搜尋(SETI)可以說起源于1896年，當(dāng)時(shí)尼古拉·特斯拉(現(xiàn)代交變電流電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者)就提出可利用無線電傳輸?shù)姆绞剿褜さ赝庵腔凵?899年，特斯拉確實(shí)檢測到與地球電風(fēng)暴完全不同的信號。有人在檢查了特斯拉的數(shù)據(jù)之后，認(rèn)為他可能接收到了來自木星的“風(fēng)暴”信號。木星的等離子體圓環(huán)會發(fā)射出強(qiáng)烈的射電流量，使木星看起來就像一顆微縮版的脈沖星。
到了1924年8月，當(dāng)火星到達(dá)下合位置(與地球在太陽的同側(cè)且三者成一直線，這是一個(gè)世紀(jì)多時(shí)間內(nèi)火星與地球距離最近的時(shí)候)時(shí)，美國海軍天文臺每隔一小時(shí)就靜默無線電5分鐘，以使一艘裝有無線電接收器的飛船能夠“傾聽”來自火星的信號。
現(xiàn)代的SETI真正開始于1959年，當(dāng)時(shí)菲利普·莫里森(Philip Morrison)和吉烏斯皮·科科尼(Giuseppe Cocconi)在《自然》雜志上撰文指出，地外智慧生命或許可以通過無線電天線進(jìn)行搜尋。另一方面，1960年，弗蘭克·德雷克(Frank Drake)利用射電望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行了首次SETI項(xiàng)目嘗試，他對鯨魚座τ星和波江座的天苑四進(jìn)行了觀測。天文學(xué)家推測，地外智慧生命可能會在400千赫的帶通上使用1.420千兆赫的電磁頻率，這意味著在這一頻譜范圍內(nèi)可以存在40萬個(gè)不同的搜尋頻道。
德雷克方程
弗蘭克·德雷克還提出了一個(gè)尋找外星文明的“德雷克方程”：N = R* fp ne fl fi fc L。方程中N表示具有星際通信能力的外星文明數(shù)量，其他一些變量的意義如下：
R*表示適合居住的恒星系統(tǒng)的數(shù)量，通常指類似太陽的恒星，但過去二十年來的研究顯示，較小的紅矮星系統(tǒng)中也可能存在適合生命居住的行星。然而，如果這些行星上存在液態(tài)水，那它們與恒星之間的距離就不能太近或太遠(yuǎn)。紅矮星占恒星總數(shù)量的75%，這些研究結(jié)果大大擴(kuò)展了地外智慧生物搜尋的目標(biāo)恒星數(shù)量。
參數(shù)fp表示可居住恒星系統(tǒng)中真正具有行星的概率。自從2009年3月份發(fā)射以來，美國航空航天局(NASA)的開普勒望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)基本確定了不同大小的行星出現(xiàn)的概率。這對搜尋地外文明的工作來說是一個(gè)非常了不起的成就。SETI協(xié)會的天文學(xué)家已經(jīng)鎖定并“監(jiān)聽”所有在可居住區(qū)域內(nèi)探測到的行星。開普勒望遠(yuǎn)鏡的首要目標(biāo)是探測體積與地球相近，且處于其恒星系統(tǒng)中可居住帶的行星(即類地行星)。在可居住區(qū)域內(nèi)尋找類地行星將為德雷克方程提供另一個(gè)參數(shù)：ne，即在某個(gè)給定恒星系統(tǒng)內(nèi)類地行星的數(shù)量。
參數(shù)fl表示在具有可居住潛力的行星上真正出現(xiàn)生命的概率。要獲得這一參數(shù)，需要借助新一代的軌道望遠(yuǎn)鏡，以對可居住行星大氣層中的氧氣等物質(zhì)進(jìn)行探測。氧氣是存在光合生物的標(biāo)志之一。天文學(xué)家估計(jì)，在類地行星上首先可能被探測到的生物群體是森林——在地球上森林已經(jīng)存在了超過4億年。
參數(shù)fi表示生命體發(fā)展出智能的概率。這是德雷克方程中最難以定義的參數(shù)，它還引發(fā)了許多更基礎(chǔ)的問題，如什么是智能？“智能”的定義有很多種，但就地外智慧生物搜尋的目標(biāo)而言，“智能”意味著可以進(jìn)行通信、交流，這也是人類所希望遇到的。
信息論的應(yīng)用
要尋找外星生物，我們可以先從地球極端環(huán)境下的生物學(xué)研究(如美國航空航天局的天體生物學(xué)計(jì)劃)開始。許多研究者已經(jīng)深入南極的干燥山谷，或加利福尼亞州莫哈維的沙漠地帶等地，探索生命在極端環(huán)境下的生存狀態(tài)。與此相似，如果我們想從太空中獲得非人類的通信信號，那第一步應(yīng)該從研究地球上眾多的非人類交流系統(tǒng)開始。幾乎所有的動物都具有交流能力，但科學(xué)家如何才能分析并確定這些交流系統(tǒng)的復(fù)雜性呢？