地外文明探索與超光速研究（六）

討論

地外文明探索與超光速研究大約是同時(shí)(約在1960年)開始的，這是非常有趣的事。可以說(shuō)，科學(xué)界關(guān)于地外文明探索的研究給人們以深刻的啟示。目前，人類已在太陽(yáng)系內(nèi)廣泛尋找初等生命存在的跡象，涉及月球、火星、木衛(wèi)二、土衛(wèi)二、土衛(wèi)六等。一般認(rèn)為，智慧生命應(yīng)當(dāng)是在太陽(yáng)系外。那么，在幾十年的探索中為什么宇宙一直沉默不語(yǔ)?為什么人類迄今為止一直沒有發(fā)現(xiàn)外星智能存在和活動(dòng)的跡象?這不是同世界多樣性的觀念相矛盾嗎?對(duì)此，天體物理學(xué)家早已做出了多種解釋。

首先，我們并不知道該用哪個(gè)頻段來(lái)接收外星文明的信號(hào)，我們也不知道信號(hào)源的方向和抵達(dá)地球的時(shí)間。迄今，我們只用了無(wú)線電波和部分光波帶。而外星人也可能通過(guò)其他渠道與我們聯(lián)絡(luò)，如引力波、中微子、x射線和γ射線。況且，或許還有許多我們地球人類根本就不知道的聯(lián)絡(luò)方式。也許在我們看來(lái)相當(dāng)現(xiàn)代化的通信聯(lián)絡(luò)方式，在外星人眼里就像信鴿傳書一樣早已過(guò)時(shí)了。

其次，直到幾億年以前，我們的銀河系還經(jīng)常受到γ射線爆發(fā)的輻射——死恒星碰撞和黑洞都釋放出大量的致命射線。只是到了現(xiàn)在，這些碰撞才變得稀少起來(lái)，外星生命才有可能出現(xiàn)并從自己居住的行星旅行到相當(dāng)遙遠(yuǎn)的地方。也就是說(shuō)，地球上之所以還沒有外星人，可能是因?yàn)樗鼈冊(cè)诘竭_(dá)地球之前，就被γ射線殺死了。直到最近γ射線的爆發(fā)周期才越來(lái)越長(zhǎng)，從而為外星人提供了足夠的時(shí)間間隙做星際旅行。

另一種考慮是，設(shè)想外星文明中的一部分發(fā)展水平遠(yuǎn)高于地球，那么它們會(huì)不會(huì)乘超光速飛船到地球來(lái)?!從邏輯上講不排除這種可能，也就是說(shuō)我們沒有能力去它們那里，它們卻有能力來(lái)我們這里。但實(shí)際上困難非常大。首先，宇宙中并非空無(wú)一物，以光速或超光速飛行即使可能。飛船所受的任何碰撞都將是致命的。由于速度過(guò)高，躲避宇宙中粒子和物體的撞擊也無(wú)法操作。其次，身處如此高速的飛船中的其他生物，會(huì)有怎樣的生理變化和反應(yīng)，也是難以想象的。這可能也是迄今外星人并未光臨地球的重要原因。

從現(xiàn)實(shí)的角度看，實(shí)現(xiàn)宇宙飛船以光速或超光速飛行，即使理論上不存在障礙，困難也非常大。首先，迄今為止全世界的超光速研究水平并不高。盡管在美國(guó)、德國(guó)、意大利、中國(guó)等國(guó)科學(xué)家的參與下，已有了一個(gè)好的開始，“禁區(qū)”已被打破，做了不少超光速的實(shí)驗(yàn)，并由于實(shí)驗(yàn)進(jìn)展的推動(dòng)，人們又提出了各種允許超光速運(yùn)動(dòng)存在的時(shí)空理論，使有關(guān)研究更趨活躍；但我們必須說(shuō)，迄今為止的超光速研究尚處在嬰兒時(shí)期，水平不高、成績(jī)有限。例如，對(duì)于中性物質(zhì)粒子(如中子、原子)的超光速運(yùn)動(dòng)尚無(wú)實(shí)驗(yàn)成功的報(bào)道，對(duì)賣體物質(zhì)(如固體)的運(yùn)動(dòng)更是如此。或許宇宙中已經(jīng)有由實(shí)體物質(zhì)構(gòu)成的天體在做超光速運(yùn)動(dòng)?有的天體物理學(xué)家說(shuō)：“實(shí)際上，呈現(xiàn)超光速運(yùn)動(dòng)的天體相當(dāng)多，天文學(xué)家已經(jīng)習(xí)以為常了。”不過(guò)，20世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn)的類星體的超光速現(xiàn)象，能否作為“宏觀實(shí)體物質(zhì)可以做超光速運(yùn)動(dòng)”的鐵證至今仍有爭(zhēng)議。既然實(shí)體物質(zhì)做超光速運(yùn)動(dòng)的實(shí)證還存在問(wèn)題，超光速飛船尚不是航天界迫切而現(xiàn)實(shí)的課題。

現(xiàn)在，最大膽的設(shè)想仍是亞光速。2006年1月有報(bào)道說(shuō)，NASA正在審查兩個(gè)研究項(xiàng)目，其一是美國(guó)華盛頓大學(xué)的專家提出的磁化等離子束推進(jìn)系統(tǒng)，從地球到火星可能只需45天；其二是根據(jù)德國(guó)科學(xué)家的設(shè)想研究超空間發(fā)動(dòng)機(jī)，預(yù)期用3小時(shí)可從地球到火星，據(jù)地火間平均距離可算出速度為0．023c。盡管速度還遠(yuǎn)小于光速，而且這些也只是設(shè)想，能否實(shí)現(xiàn)還很難說(shuō)．但宇宙飛船僅是手段、工具，而非目的。有沒有不依賴于飛船超光速飛行的遠(yuǎn)距離宇航方法呢?一位美國(guó)科學(xué)家曾設(shè)想用量子方法輸送人體。我們知道，愛因斯坦著名的EPR論文實(shí)際上是抨擊和否定量子力學(xué)的，因?yàn)楹笳吆杏撵`般的超距作用。但是，1981年法國(guó)物理學(xué)家A．阿佩克特領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)如同判據(jù)一般宣告了量子力學(xué)的正確。自那時(shí)以后，對(duì)量子糾纏和量子信息的研究蓬勃開展。為了避開海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理帶來(lái)的困難，人們致力于發(fā)送量子的狀態(tài)而不去測(cè)定它，亦即輸送的不是物質(zhì)而是量子信息。這個(gè)量子信息學(xué)技術(shù)不可能(至少是現(xiàn)時(shí)不可能)用來(lái)發(fā)送人體，雖然EPR糾纏即使在若干光年的距離上也對(duì)。況且．描述人體的所有原子的信息量十分巨大(約10³¹字節(jié))，對(duì)比之下．目前全世界全部圖書文獻(xiàn)的信息量?jī)H為10¹⁵字節(jié)左右。因此，僅從信息傳送角度來(lái)看亦無(wú)法實(shí)現(xiàn)。此外，我們又如何把一個(gè)復(fù)雜的人體完全轉(zhuǎn)換為光信息，并在傳輸成功之后在太陽(yáng)系外某處把光信息又組裝還原為人體呢?因此，不用宇宙飛船而用量子方法把人送到若干光年以外的想法，現(xiàn)在并不具備可行性。

結(jié)束語(yǔ)

以上我們概述了在地球上進(jìn)行地外文明探索和超光速研究的基本情況。地外文明探索至今未獲成果，但SETI并未失敗，仍在繼續(xù)。這個(gè)研究的動(dòng)力來(lái)自一種基本的沖動(dòng)和思考——想知道我們?cè)谟钪嬷芯烤故遣皇枪聠蔚?研究和探索自然有重要意義，但是，即便外星人存在并來(lái)造訪地球，人類恐怕也是尚未做好應(yīng)對(duì)的準(zhǔn)備。

至于超光速研究。應(yīng)當(dāng)說(shuō)它還處在嬰兒時(shí)期。在一般情況下，做基礎(chǔ)研究的科學(xué)家是不考慮(至少是不急于考慮)技術(shù)應(yīng)用的，他們的研究動(dòng)力來(lái)自弄清現(xiàn)象本質(zhì)的興趣。2000年7月10日，王力軍博士在回答記者提問(wèn)時(shí)，就只做了一個(gè)空泛的回答：“希望我們的工作能找到有益于人類和平的途徑。”這正是做基礎(chǔ)研究的科學(xué)家常見的態(tài)度。不過(guò)，既然航天專家提出了問(wèn)題和任務(wù)，從事超光速研究的人們確實(shí)應(yīng)當(dāng)嚴(yán)肅地予以答復(fù)。

筆者的觀點(diǎn)是，所謂以光速或超光速航行的宇宙飛船，只是一種設(shè)想。即使理論上的障礙可以不做考慮，實(shí)踐上的困難也非常大。也許可以說(shuō)，它將成為對(duì)地球人類的智慧與能力的最大挑戰(zhàn)之一。作為基礎(chǔ)研究，目前的迫切問(wèn)題是以實(shí)驗(yàn)證明實(shí)體物質(zhì)可以做超光速運(yùn)動(dòng)。

我們不主張主要用電子做實(shí)驗(yàn)。眾所周知，1901年的考夫曼實(shí)驗(yàn)早已證明電子的荷質(zhì)比隨速度改變，后來(lái)一直說(shuō)成是電子質(zhì)量隨速度改變，規(guī)律符合洛倫茲公式。因此，實(shí)驗(yàn)最好用不帶電的中性粒子(如中子、原子)進(jìn)行。設(shè)計(jì)新的、巧妙的超光速實(shí)驗(yàn)是當(dāng)前最重要的工作。