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科学剃刀
探索宇宙奥秘 · 理性思考
自1960年天文学家弗兰克·德雷克启动首次SETI实验以来,人类寻找外星文明已逾六十年。我们调转了射电望远镜,扫描了数百万颗恒星,结果只收获一片寂静。这种"大沉默"令人困惑。一种流行的安慰是:外星信号或许早已抵达地球,只是我们的设备太落后,没能捕捉到这转瞬即逝的问候。
瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的一项新研究挑战了这种乐观。理论物理学家克劳迪奥·格里马尔迪发表在《天文学杂志》的论文指出,如果我们至今一无所获,那么外星信号不太可能在"刚好错过"后等待被我们发现。数学模型显示,寻找邻近星系的文明可能是一场空欢喜。
统计模型给出冷酷推论
格里马尔迪采用贝叶斯统计方法,建立了技术特征(technosignature)传播的概率模型。该模型连接三个关键变量:过去六十年间经过地球的外星信号数量、这些信号的典型持续时间(从数天到数千年不等),以及当前望远镜能够探测的距离范围。
研究同时考虑了全向信号(如戴森球废热)和定向信标(如激光脉冲)。分析表明,如果科学家期望在几百到几千光年范围内高概率发现信号,那么过去必须有海量信号经过地球而未被发现。这个数量往往超过该区域内潜在宜居行星的总数,在统计学上极不合理。
只有当搜索范围扩展到数千光年以远,且信号寿命极长时,探测概率才趋于合理。即便如此,整个银河系在任何时刻可能仅有少量可探测信号正在传播。
乐观预期遭遇数学阻击
这项研究直接冲击了SETI领域的常见假设。许多人认为,过去六十年只探测了宇宙"沧海一粟",随着技术进步,发现只是时间问题。但格里马尔迪证明,如果信号真的丰富到能被我们现在探测到,那么它们应该丰富到在过去六十年里已经被偶然捕获。
这种"现在附近有很多"与"过去却一个都没抓到"的矛盾,迫使研究者接受两种可能性之一:要么外星技术信号极为稀有、遥远,要么它们极为短暂或微弱。无论哪种情况,都意味着我们不应期待在邻近恒星中很快发现明显的技术痕迹。
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图释:图片来源:Unsplash/CC0 公有领域
这重新定义了搜索的性质。SETI不是等待明显信号的"守株待兔",而是一场需要数代人耐心的深度巡天。
中国天眼正在改写搜索规则
在这场长跑中,中国已跻身第一梯队。500米口径球面射电望远镜(FAST)凭借其无与伦比的灵敏度,成为目前人类探测微弱外星信号的最强工具。2022年,FAST正式启动地外文明搜索(SETI)优先项目,目标锁定银河系内数千颗邻近恒星。
2023年,国家天文台团队报告利用FAST发现了几例可疑的窄带电磁信号。这些信号具有人工源特征,但尚未排除无线电干扰。研究团队开发了专门的终端设备,能够在复杂电磁环境中识别异常。
清华大学、中科院紫金山天文台等单位也在同步开展光学波段的技术特征搜索,以及系外行星大气生物标志物研究。这种"多波段协同"策略正成为国际主流,中国在这张网络中占据关键节点。
未来属于深度巡天
EPFL这项研究没有否定外星文明存在的可能性,但指出了搜索方向。短视的"邻里搜索"可能徒劳无功。真正的希望在于开展深度、广域的巡天,扫描数万光年尺度的银河系旋臂,寻找那些持久存在的、由大规模工程产生的技术痕迹。
这需要下一代望远镜。平方公里阵列(SKA)的建设将提供前所未有的灵敏度。中国在SKA中承担重要角色,包括天线研制和科学数据处理。
六十年的沉默不是失败,而是校准期望的必要数据。外星信号如果存在,它们不在下一个转角,而在深邃的星际空间等待被发现。人类需要做的,是建造更大的眼睛,保持更持久的注视。
参考文献
Grimaldi, C. (2026). Undetected Past Contacts with Technological Species: Implications for Technosignature Science. The Astronomical Journal. DOI: 10.3847/1538-3881/ae394b
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