研究人员为外星人制作了一条新信息

在发现地球以外存在智慧生命后，我们最有可能问的第一个问题是“我们如何沟通？”随着我们接近 1974 年 阿雷西博信息——人类首次尝试发送一条能够被外星智慧理解的信息——50 周年纪念日，这个问题比以往任何时候都显得更加紧迫。遥感技术的进步表明，我们星系中绝大多数恒星都拥有行星，而且这些系外行星中的许多似乎都能够在表面容纳液态水——这是我们所知生命存在的前提条件。在数十亿颗行星中，至少有一颗产生了智慧生命的可能性似乎足够高，值得我们花一些时间来弄清楚如何说“你好”。

3 月初，由 NASA 喷气推进实验室的乔纳森·江领导的一个国际研究团队在预印本服务器 arXiv.org 上发表了一篇论文，详细介绍了一种旨在发送给外星接收者的信息的新设计。这篇 13 页长的文章被称为“银河系灯塔”，旨在对数学、化学和生物学进行基本介绍，其设计在很大程度上借鉴了阿雷西博信息和过去其他尝试联系外星人的做法。研究人员包括了一份详细的计划，说明了一年中广播信息的最佳时间，并提出了银河系中心附近的一片密集的恒星环作为有希望的目的地。重要的是，该传输还设有一个新设计的回复地址，这将有助于任何外星听众精确定位我们在银河系中的位置，以便他们可以——希望能——开启星际对话。

江说：“设计的动机是在最少的信息量中传递关于我们社会和人类物种的最大量信息。”“随着数字技术的进步，我们可以比 1974 年的[阿雷西博信息]做得更好。”

支持科学新闻报道

如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保有关当今塑造我们世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。

信息基础知识

每条星际信息都必须解决两个基本问题：说什么以及如何说。到目前为止，人类广播到太空中的几乎所有信息都首先建立在共同基础上，即对科学和数学进行基础课程，这两个主题可能对我们自己和外星人都很熟悉。如果地球以外的文明有能力建造射电望远镜来接收我们的信息，那么它可能对物理学略知一二。一个更加棘手的问题是如何将这些概念编码到通讯中。人类语言显然是不可能的，我们的数字系统也是如此。虽然数字的概念几乎是普遍的，但我们将它们描绘成数字的方式完全是任意的。这就是为什么包括“银河系灯塔”在内的许多尝试都选择将其信件设计为位图，这是一种使用二进制代码创建像素化图像的方式。

星际通信的位图设计理念可以追溯到阿雷西博信息。这是一种合乎逻辑的方法——二进制的开/关、存在/不存在的性质似乎会被任何智慧物种所识别。但这种策略并非没有缺点。当开创性的搜寻外星智慧（SETI）科学家弗兰克·德雷克设计阿雷西博信息的原型时，他通过邮寄将二进制信息发送给了一些同事，包括几位诺贝尔奖获得者。他们中没有人能够理解其内容，只有一个人弄清楚二进制是位图。如果一些最聪明的人类都难以理解这种编码信息的形式，那么外星人似乎不太可能做得更好。此外，即使外星人确实收到了信息，他们是否能够看到信息中包含的图像也不清楚。

METI（地外文明通讯）国际总裁道格拉斯·瓦科赫说：“其中一个关键思想是，由于视觉在地球上已经独立进化了很多次，这意味着外星人也会拥有视觉。”METI International 是一家致力于研究如何与其他生命形式沟通的非营利组织。“但这只是一个很大的‘如果’，即使他们能看到，我们表示物体的方式也嵌入了太多的文化。这是否意味着我们应该排除图片？绝对不是。这意味着我们不应该天真地认为我们的表示方式会被理解。”

2017 年，瓦科赫和他的同事自 2003 年以来首次向附近的恒星发送了第一条传输科学信息的星际信息。它也用二进制编码，但它避开了位图，转而采用一种信息设计，通过回溯到携带信息的无线电波来探索时间和无线电波的概念。江和他的同事选择了另一条道路。他们的设计很大程度上基于 2003 年来自克里米亚地区叶夫帕托里亚射电望远镜的宇宙呼叫广播。这条信息以物理学家伊万·杜蒂尔和斯蒂芬·杜马斯创建的自定义位图“字母表”为特色，作为一种旨在抵抗传输错误的原始外星语言。

在首次传输一个质数以将信息标记为人工信息之后，江的信息使用相同的外星字母表来介绍我们的十进制数字系统和基础数学。有了这个基础，信息使用氢原子的自旋翻转跃迁来解释时间的概念，并标记信息从地球发送的时间，介绍元素周期表中的常见元素，并揭示 DNA 的结构和化学性质。最后几页对外星人来说可能最有趣，但也最不可能被理解，因为它们假设接收者以与人类相同的方式表示物体。这些页面包括男性和女性人类的草图、地球表面地图、太阳系图、外星人应该用来回复信息的无线电频率以及我们在银河系中的太阳系坐标，这些坐标参考了球状星团的位置——球状星团是数千颗恒星组成的稳定且紧密排列的星群，对于银河系中任何地方的外星人来说都可能是熟悉的。

江说：“我们知道 50 多个球状星团的位置。”“如果存在先进文明，我们敢打赌，如果他们了解天体物理学，他们也知道球状星团的位置，因此我们可以将其用作精确定位我们太阳系位置的坐标。”

发送还是不发送？

江和他的同事建议从北加州的艾伦望远镜阵列或中国的五百米口径球面射电望远镜（FAST）发送他们的信息。自从阿雷西博望远镜最近在波多黎各被毁以来，这两座射电望远镜是世界上仅有的两座积极招募 SETI 研究人员的望远镜。然而，目前，这两座望远镜都只能倾听宇宙的声音，而不能与之对话。江承认，为这两座望远镜中的任何一座配备传输信息所需的设备并非易事。但这并非不可能，他说他和他的合著者正在讨论与 FAST 的研究人员合作以实现这一目标的方法。*

如果江和他的同事有机会传输他们的信息，他们计算出最好在三月或十月这样做，那时地球与太阳及其在银河系中心的目标之间成 90 度角。这将最大限度地提高信息不会迷失在我们宿主恒星的背景噪声中的机会。但一个更深层次的问题是我们是否应该发送信息。

向外星人发送信息在更广泛的 SETI 社区中一直占据着有争议的地位，该社区主要专注于倾听外星传输，而不是发送我们自己的信息。对于“主动 SETI”的批评者来说，这种做法往好里说是浪费时间，往坏里说是生死攸关的危险赌博。有数十亿个目标可供选择，而我们在正确的时间向正确的行星发送信息的几率非常低。此外，我们不知道谁可能在倾听。如果我们把我们的地址给了一个以双足原始人为食的外星物种怎么办？

“我并不生活在害怕入侵部落的恐惧中，但其他人会。仅仅因为我不认同他们的恐惧，并不意味着他们的担忧是无关紧要的，”鲍灵格林州立大学英语副教授、星际信息设计相关的语言和文化问题专家谢里·威尔斯-詹森说。“仅仅因为就应该发送什么或我们是否应该发送达成全球共识很困难，并不意味着我们不应该这样做。努力解决这个问题并尽可能多地纳入人们是我们的责任。”

尽管存在缺陷，但许多人坚持认为，主动 SETI 的潜在回报远远超过风险。有人认为，首次接触将是我们物种历史上最重大的事件之一，如果我们只是等待别人给我们打电话，它可能永远不会发生。至于被邪恶的外星人消灭的风险：我们早就暴露了自己。任何有能力前往地球的外星人都完全有能力探测到我们大气层的化学特征或过去一个世纪以来从我们的无线电、电视和雷达系统中泄漏出来的电磁辐射中存在的生命证据。“这是邀请地球上的所有人参与讨论发送这条信息，”江说。“我们希望通过发表这篇论文，我们可以鼓励人们思考这个问题。”

*编者注（2022 年 4 月 11 日）：此句在发布后进行了编辑，以表明新论文的作者正在讨论他们可能如何能够使用 FAST 望远镜，但并未与那里的研究人员直接联系。

本文的另一个版本，标题为“长途电话”，已改编收录在 2022 年 6 月号的《大众科学》杂志中。