大家知道 SITE@HOME吗？？？

我们的太阳只是银河系中大约4000亿颗恒星中的一颗；银河系也只不过是宇宙中数十亿星系中 的一个。所以看起来似乎应该有很多的生命存在，我们是否可以做一个初步的估算？第一个做 这件事的人是天文学家弗兰克德瑞克（Frank Drake）。他利用了一个很简单的方程式，现在我 们称为“德瑞克方程（Drake Equation）”，来计算存在其他生命的可能性。方程式非常容易理解，所以别担心，即使是你的数学不是你的强项也没关系。方程式是这样的：

方程式是这样的：

N=R*f(p)*n(e)*f(l)*f(i)*f(c)*L

“N”代表的是在我们的银河系里面可以沟通的文明的数量，它取决于很多因素。
“R”代表在银河系中“合适的”恒星形成的速度。
“f(p)”代表有行星的恒星的比例。
“n(e)”代表在每个恒星的行星中存在着合适的生物圈的恒星的数量。生物圈是指在恒星的一 定范围之内的，并且适合于生命形成的环境。离恒星太近，就会太热；而离恒星太远，就会太 冷。
“f(l)”代表那些能够让智慧生命进化发展的行星的分数（比例）。
“f(c)”代表那些行星上的智慧生命能够达到一定的科技并且试图和外界交流的的行星的分数 （比例）。 “L”代表智慧的，可交流的文明所存在的时间的长短。 让我们简要的看一下这些因素，试着用一些比较合理的数字来代替他们。

虽然毫无疑问的，“合适的”恒星的形成的速度要比银河系的形成要快的多，我们现在仍然可 以“看到”新的恒星的诞生。让我们看一看这些美丽的图片，他们是哈勃太空望远镜（Hubble Telescope）拍摄的天鹰座星云（Eagle nebula）和猎户座星云（Orion nebula），这些星云被称为 “恒星的托儿所”。在这里，巨大的星云气体坍塌形成恒星。一个比较好的关于恒星形成速度 的数值是每年20 颗恒星，所以R=20。

许多这样的星云都会自转。随着他们的坍塌，星云会越转越快，就象滑冰运动员举起她的胳膊 时一样越转越快，这样会形成碟状的气体团。在碟状气体中心，会形成主要的恒星；逐渐向外 侧，小的气体漩涡会形成行星。到目前为止，我们还没有证据表明发现了太阳系以外的行星。 最近几年，有一些由天文学家组成的小组声称发现了围绕邻近的恒星运转的行星（见与Geoff Marcy和Didier Queloz的访谈录）。这些令人兴奋的发现增加了其他行星围绕其他恒星运转的 可能性。我们可以估计一下，由二分之一的恒星是由行星的，而另一半的恒星是双子星系统， 所以f(p)=0.5。

n(e)这个参数有点儿麻烦。小型恒星一般是红色且温度比较低的。行星需要运行在离恒星比较 近的轨道上才能处于恒星的生态圈内。而且这种生态圈的范围都比较窄，就象桔子皮一样，能 过留给行星的空间很小。如果行星的轨道离恒星比较近，他们通常都是被“固定”住，永远是 行星的一面对着恒星。在这样的行星上，背对恒星的一侧会及其寒冷，不可能会产生生命。另 一方面，大型的，蓝色并温度比较高的恒星具有比较远和宽的生态圈。当然，从太阳系的情况 来看，行星之间的距离进一步增加了他们到恒星的距离，所以所谓的比较宽的生态圈也由于这 种情况而不存在了。恒星越大，它的能量就消耗的越快，它存在的时间就不会很长。它们的寿 命是如此之短，以至于在它们形成新星或超新星并自我毁灭之前，生命都还没有产生。在我们 的太阳系里，以中等大小，黄色的太阳为中心的生态圈里面，有两颗（地球和火星）或者三颗 （金星）行星。那么处于“生命区”或者说生态圈（ecosphere）里的行星数量的保守估计是 1，所以n(e)=1。

最后，我们要看看最难决定的参数了。“L”代表的是一个具有高度发达科技和可以沟通交流 的文明所持续的年数。人类也不过仅仅处于进化的这一阶段中大约50年。难道发达的文明在发 展科技到一定程度之后就会毁灭自己吗？还是它们结合在一起在问题发生以前就解决它了呢？ 现在我们先不用数字来代替“L”，让我们先代入其他数字，看看我们可以得到什么。

N=R*f(p)*n(e)*f(l)*f(i)*f(c)*L
N=20*0.5*1*0.2*1*0.5*L


发达文明能不能利用他们的科技解决问题还是自我毁灭？我们已经在地球上已经生存了50年

将所有的数字都代入等式，我们就得到了N=L。换句话说，在银河系里，智慧的可以沟通的文 明的数量就等于这样的文明存在的年数。我们所用的计算方式至少给我们了一些很有意义的启 示。很多科学家认为，如果一个文明能够在开始就克服科技发展而带来的毁灭自己的趋势，那 么这个文明可能会持续非常长的时间。我们希望那些科学家是正确的。在任何情况下，文明至 少应该持续50年（这也正是我们所开始经历的50年），而且如果文明可以存在上百万年的 话，那么我们有可能能够寻找到上百万个文明。

SETI（The Search for Extraterrestrial Intelligence），地外文明的搜索是一项庞大的任务。我们应 该从哪里开始，有应该如何做呢？在众多可以想到的方法中，我们必须要找到一种有效的方法。

首先，我们的外星朋友应该可以乘坐太空船旅行并访问地球，这也许是一种非常重要的交流的 方式—面对面的交流。但是，无论是所谓的罗斯韦尔事件还是外星人的绑架事件，或者UFO的 目击事件，都没有科学的证据表明外星人曾经访问过地球，一个也没有。星际之间的旅行需要 花费如此大量的能量和时间，以至于一个比较“经济的”方法就是托管。只要做一些简单的计 算，我们就可以证明，即使有人发明了装备有最高效性能的发动机的飞船（“星际迷航”的爱 好者们都开心的想到那一定涉及到了物质和反物质），花上20年的时间，对离我们最近恒星， 半人马座阿尔法星，做一次往返的旅行所消耗的能量，可以供给一百万个家庭使用三千万年！ 而且那还只能搭乘很少的几名乘客。那不是一个经济有效的交流方式，因为那样会消耗大量的 能量，以现在的成本来计算，那将花费超过3*10^16美元！你能够想象，任何一个外星政府会花 费如此巨大的资源只派遣几个他们的成员做一次友好的访问吗？当然，他们可以发射成千上万 的或者上百万个小型的探测器，用来表明他们的存在同时探测器也可以报告它们发现，但是这 样还是会花费大量的时间和能量。尽管我们想相信那些空间弯曲，多维空间移动，或者其他从 科幻小说中得到的奇妙想法，但是那些正如所被描述的那样，是科幻小说，是虚构的。

外星人会耗费以现在的成本计算的3*10^16美元的能量来访问地球，并且直至少数几个人吗？ 那似乎不太可能。以无线电信号的形式接触才是更经济合理的

外星人会耗费以现在的成本计算的3*10^16美元的能量来访问地球，并且直至少数几个人吗？ 那似乎不太可能。以无线电信号的形式接触才是更经济合理的。右边的照片就是一张UFO的伪造照片。


如果你只是想和居住在遥远地区或国家的亲戚朋友说声“你好”，你会怎样和他们联系呢？你 会到他们那里去吗？可能不会。你只需要简单的拿起话筒打一个电话，或者你可以发一个邮 件，又或者如果你有合适的设备的话，你甚至可以使用可视电话。所有的这些方法都要比乘坐 飞机旅行经济有效而且是实时的。同样的，任何发达的文明都可能会采用最经济有效的方法进 行沟通。

我们所知道的最好的方法是利用无线电波进行交流。通过无线电波发送信息是很便宜的，所使 用的设备也是很容易建造的，而且无线电波也具有承载信息足够的带宽。这些信息也是以宇宙 中最快的速度进行传送，那就是光的速度。太空飞船是无法达到这个速度的。而且，如果你使 用无线电发送信息的话，你可以同时与不同方向上的许多不同的文明进行交流，而宇宙飞船是 根本无法做到的！看看所有的我们使用无线电波的例子：无线电广播和电视，蜂窝移动电话， 无线寻呼，所有的卫星通信，GPS导航，还有更多。在地球上，我们已经决定了最经济有效的 方法

那么如果我们打算搜索外星人试图与我们接触的无线电信号的话，我们还有一些其他的问题。 当打开收音机的时候，我们需要决定我们想要收听的频率，或者说频道。你可以调谐不同的无 线电波段—调幅（AM），调频（FM），短波（SW），业余频段（HAM），警用频段，气象 频段等等—来收听我们想听的节目。同样，我们也需要调谐我们“宇宙的”耳朵来发现我们的 外星朋友。电磁波频谱是非常非常庞大的，这里有些特殊的现象需要研究，也许它可以是“调 谐”简单一些，至少可以帮助我们在宽大的电磁波频谱中找到一个比较合理的相对窄小的区域 开始进行研究。
如果你将你的射电望远镜指向天空，就会发现各种各样的信号。有一些是来自银河系自身，也 有一些来自我们的大气层。如果将这些不可避免噪声做成图表的话，你会注意到在低频部分的 噪声很多，那时来自银河系的。同样由于大气层噪声，在高频部分也是很嘈杂的。在这两个嘈 杂的区域之间你会发现一个相对平静区域—从大约1G赫兹到大约10G赫兹。（1G赫兹是10 亿赫兹或者说每秒10亿次振动。这部分频谱正好是你的寻呼机和许多无线电话所用的频谱上面 的部分。）

自然界提供了很好的方法来定义我们的频谱。宇宙中最简单的元素，在星际空间中存在着的中 性氢气（H），在1.42G赫兹的频率上发出无线电信号。宇宙中的另一种分子，氢氧基 （OH），散发的频率是1.64G赫兹。如果我们注意观察，氢（H）和氢氧基（OH），组合在 一起就构成了水（HOH，通常为H2O）。正如我们作知，生命需要水彩能够生存和发展。在这 两种频段之间的频带，也就是从1.42到1.64G赫兹之间相对平静的频谱也因此被称为“水洞 （The water hole）”。那么你希望和基于水的智慧文明在那里相遇呢？当然是在“水洞”里 面！这将是一个比较好的，而且比较有限的频带来开始我们现在的搜索。我们当然能够在以后 的日子里扩展我们搜索的范围。

我们用什么来搜索？


当信号从信号源传播出来以后，它会变得越来越弱。恒星之间的距离太远了，以至于任何信号 到达地球以后都将非常的弱（除非信号是定向发送给我们的）。收集足够多这样的信号，我们 需要一个巨人的耳朵。对我们而言，那意味着我们需要使用一个巨型射电望远镜。

世界上最大的射电望远镜，并用于伯克利（Berkeley）进行SETI搜索的是阿雷西博射电望远镜 （Arecibo Radio Telescope）。它位于波多黎各的西南部的阿雷西博附近。望远镜是被建造在喀 斯特地形（Karst terrain）凹地里的直径为305米（1000英尺）的一个碟形天线。你可以想象一 下它有多大，大约需要100亿只普通的碗所盛的谷子才能将它填平。还是很难想象吗？这个碟 形天线的表面超过20英亩，具有18英亩或者说18个足球场那么大的光圈。碟形天线可以反射 并将天空中微弱的信号集中在悬在正上方450英尺的接受天线上。由于碟形天线是固定的无法 转动，所以接受天线被装在一条弓形的轨道上，这样它们可以“观察”在他们顶点（正上方） 20度范围内的目标。这条弓形臂被安装在另一个环形的轨道上，可以让接收天线跟随由于地球 本身的自转而掠过天线上空的目标。这两种方式的移动可以使射电望远镜有能力扫描更多的一 部分天空。

调谐你的“耳朵”


在1420M赫兹附近的频率是非常值得观察的，因为这个频率很接近“水洞”。同时也因为这个 频率在射电天文上是很重要的频带，根据国际上的协议，任何人不可以在1420MHz到 1427MHz的频带上制造任何无线信号的播放。正是由于这个禁令，这个频段是特别平静的频 段。让我们进一步看一看这意味着什么。

我们要搜索什么呢？正如前面提到的，对外星生命来说，最有效的能够引起别人注意的方式是 将所有无线信号的能量集中在一个非常窄的频段内。如果你的无线接收机是“博大的”，只能 观察宽带信号，那么窄带信号将会淹没在它周围的无用的信号里，即使窄带信号非常强。
想象一下，一个大声吹口哨的人站在以大群拥挤而有嘈杂的人群中。口哨声有一个特定的频率 或音调。如果你用你的耳朵来听，人群发出的噪音会掩盖了口哨声，因为耳朵识别的是比较宽 范围内的音调。那么另一方面，如果你的耳朵可以调谐到只能听到口哨的音调又会怎么样呢？ 你不会听到很多人群的噪音，因为大部分人群的噪音不会出现在你所“调谐”的音调上。但是 口哨的声音比较大而且很清楚。用同样的方式，SETI@Home要搜索许多经过精确调谐的频道 （频率）上的信号，这些信号都是明显的“比噪声强”。有了你的帮助，SETI@Home可以做 更详细的，经过更细微调谐的搜索。你的计算机将会“听到”只有0.07Hz带宽的太空信号。

如果搜索成功了会怎么样？如果地外生命的信号被发现了会怎么样？SETI的团体通过了一个 “关于搜索地外智慧生命活动的原则的声明”，作为相互之间的通知和对世界公开一个新的发 现的依据。首先，发现者必须用各种可能的尝试来核实所发现的信号确实是地外文明的信号。 然后，发现者可以通知在这个领域里面的其他人，以获得对这个发现的独立的验证。如果通过 了这样的试验，发现者可以将这个信息提供给更多的科学团体，联合国秘书长和公众。所有收 集到的数据都将对科学团体公开以进行进一步的分析。正如你见到的，由于在一些极端的科学 团体里存在着“阴谋理论”，所以不可以有任何隐藏数据的企图，必须将它们向公众公开。
如果有一点儿运气的话，我们也许能够在有生之年知道，在银河系里面我们是否是孤独的。我 希望我们能够发现很多的朋友

无线频率干扰(Radio Frequency Interference)

SETI@Home可以说是目前非常令人激动的交互式网络分析计划之一。只需要使用简单的屏幕保护程序，你就可以参加最宏大的探索计划--寻找在宇宙中其他地方的智慧生命。你的SETI@Home屏幕保护程序会从世界上最灵敏的射电望远镜获得数据，并对其受到的信号进行详细的分析 不过，发现来自地球的信号要比发现地球以外的信号容易的多。让我们来看一些这样的干扰信号的例子。

窄带干扰

要知道阿雷西博射电望远镜是固定在地面上的。虽然接收天线是可以移动的，可以在一段时间内跟随目标移动，但是SETI@Home却不是这样的。SETI@Home是一种复合系统，只有在望远镜空闲的时候，或者即便是当其他天文学家使用时的空闲时间，才使用望远镜。SETI@Home不希望(实际上是要求)SETI@Home天线跟踪某一块天空。SETI@Home明确地搜索在12秒种内由弱变强再变弱的信号。为什么是12秒呢？因为12秒钟是一个物体经过望远镜的“焦距束”(可观测的角度)。如果一个信号在这段时间内是一个持续的强信号，我们知道那是来自于一个基于地球的信号源的干扰信号。点击右侧的小图可以看到在你的屏幕保护程序上所显示的图象。这是一个窄带信号，也就是说，它的频率是局限在一段非常窄的频率范围内。在图中可以看到，因为在图中由窄带信号形成的“墙”只有一个像素的宽度。注意，这个信号在整个107秒内是连续的，这就证明它是来源于地球的信号。所以，这不是我们所感兴趣的。

窄带干扰

要知道阿雷西博射电望远镜是固定在地面上的。虽然接收天线是可以移动的，可以在一段时间内跟随目标移动，但是SETI@Home却不是这样的。SETI@Home是一种复合系统，只有在望远镜空闲的时候，或者即便是当其他天文学家使用时的空闲时间，才使用望远镜。SETI@Home不希望(实际上是要求)SETI@Home天线跟踪某一块天空。SETI@Home明确地搜索在12秒种内由弱变强再变弱的信号。为什么是12秒呢？因为12秒钟是一个物体经过望远镜的“焦距束”(可观测的角度)。如果一个信号在这段时间内是一个持续的强信号，我们知道那是来自于一个基于地球的信号源的干扰信号