長久以來，人類一直試圖通過無線電信號來搜索地外文明，卻一無所獲。現在，有科學家提出了新的方式搜索方式：任何文明通過科技改變其居住環境，都會在它們的星球上留下“技術徵跡”，從而在宇宙中暴露自己的存在。然而這條線索是雙向的，地外文明向我們暴露的同時，我們也向他們暴露了自己。我們的科技活動痕跡會不會引來地外文明的關注，進而引發不可預料的後果？

編譯 | 白德凡

審校 | 二七

人類在宇宙中是孤獨的嗎？如果不是， 我們和宇宙中的其他文明要如何獲知彼此的存在？

與外星文明接觸似乎是人類與生俱來的渴望。在科技發展的每個階段，都有科學家設想過如何與外星文明交流。1802年，當時還很年輕的德國數學家高斯提出過一個想法：將西伯利亞的大片森林清空，種上小麥，並在麥田中繪製出一個表示勾股定理的巨大圖案，以此向可能存在的火星人宣告地球文明的存在。在早期電燈出現後，法國發明家夏爾·克羅（Charles Cros）意識到，假如製造一個巨大的電燈，就可以向金星和火星發送信息。1900年，無線電信號傳輸技術剛剛興起，作爲技術推動者之一的尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）寫道，通過無線電波，“星際通信已成爲可能”。一年後，他甚至報告了疑似來自另一個世界的信號。

從那之後，儘管人類技術有了長足的進步，無線電信號仍然是尋找外星文明的首選媒介。在特斯拉之後整整一個世紀，從事地外文明搜索的研究人員仍在用天線掃描天空，監聽來自其他世界的無線電傳輸信號。然而，這些努力換來的只是一些短暫的錯誤警報，和不斷收緊的關於地外文明存在可能性的統計上限，卻在搜索地外文明方面一無所獲。

也許是時候再次更新我們的星際交流技術了？美國羅切斯特大學的天體物理學家亞當·弗蘭克（Adam Frank）告訴我們，他並不看好目前的“點亮燈塔”式的搜索方式。“這種想法的本質是，你在等着別人用無線電給你發送信息。但我想，也許不會有外星文明這麼做。”弗蘭克主張採用另一種方法來尋找外星文明，這種方法專注於尋找“技術徵跡”（technosignatures）：任何文明通過科技改變其居住環境，都會在它們的星球上留下痕跡。

文明會留下痕跡

儘管搜索地外文明的進程停滯不前，但天文學家在另一個領域取得了進展——搜索太陽系外的行星。自1995年日內瓦天文臺的米歇爾·馬約爾（Michel Mayor）和迪迪埃·奎洛茲（Didier Queloz）發現了第一顆圍繞太陽以外的恆星運行的行星以來，人類發現的系外行星總數目前已超過4500顆。

發現這些系外行星後，天文學家自然會好奇那裏是否存在生命。爲此他們創造了一個新詞，“生物徵跡”（biosignatures），用來描述一個星球上生命活動留下的化學痕跡。例如，在地球上，氧氣由光合作用產生，甲烷則由微生物消化有機物產生。這兩種氣體很容易發生反應，所以甲烷會很快從富含氧氣的大氣中消失，除非它得到穩定的補充。因此，如果在一顆系外行星的大氣中同時發現了大量氧氣和甲烷，就說明甲烷很可能有一個穩定的生物來源，這是那裏存在生命的有力證據。

關注地外文明的科學家很快受到了生物徵跡的啓發：如果任何代謝活動的痕跡都可以視爲生命存在的證據，那麼，任何有意識的技術活動留下的痕跡，不也可以作爲文明存在的證據嗎？人類以千萬種方式改變着地球，在白天排放污染物，在晚上點亮城市。雖然我們並不是在刻意向宇宙廣播地球上有文明存在，但人類活動在地球上留下痕跡實在無可避免，就像微生物無法停止釋放甲烷一樣。推而廣之，我們可以預期，任何先進的外星文明都會明顯地改變它們居住的星球，從而在宇宙中留下存在的痕跡。

在2006年國際天文聯合會（International Astronomical Union）的一次演講中，天文學家吉爾·塔特（Jill Tarter）首次闡述了“技術徵跡”這個新概念，並認爲我們需要拓寬地外文明搜索的定義。2018年秋天，NASA在得克薩斯州休斯頓召開了一次關於技術徵跡的研討會，正是在這次會議上，弗蘭克拋棄了通過無線電搜索地外文明的想法，轉而尋找起宇宙中的技術徵跡。

那麼，有哪些技術徵跡可以揭示地外文明的存在呢？大氣中的氯氟烴或許是一個有希望的起點。在人類世界中，氯氟烴是一種用途廣泛的化合物，在冰箱和空調中它被用作關鍵的製冷劑，在其他場合它也常被用作溶劑、發泡劑或火箭燃料。既然我們覺得這種化學物質如此實用，也許其他文明也會這麼想。

氯氟烴並不會天然地存在於在大氣中，但它一旦釋放進入大氣，即使在濃度較低也很容易檢測到，所以這種化學物質或許會是一種實用的技術徵跡。當然，氯氟烴的一大危害是會破壞臭氧層，因此它在人類社會中正在被逐步淘汰。如果地外文明足夠高級，很難想象它們還在使用氯氟烴不計後果地污染家園。不過，這些文明可能也並不需要臭氧層。弗蘭克指出，它們可能居住在地下，或者在不宜居的地方建立起了“人”造定居點。

爲了解決能源問題，地外文明很可能會利用它們的恆星發出的光，那麼它們也要建起“太陽”能發電設施。如果它們建立起了規模足夠大的“太陽”能板，覆蓋它們的家園，它們將顯著改變星球的外觀：光伏陣列反射的光線看起來與湖泊或岩石反射的光線有很大不同。更妙的是，不管地外文明的能源技術發展到何種階段，我們都可以預期它們會廣泛使用“太陽”能發電。弗蘭克的團隊正在模擬各種可行的“太陽”能裝置的外觀，並評估我們需要用什麼手段在另一顆恆星的周圍發現這些裝置。

除此之外還有一些有趣的技術徵跡。下一代空間望遠鏡預期能夠探測到30光年外行星上的二氧化氮水平，而二氧化氮是高溫燃燒的副產物，也許暗示了地外文明的工業活動。另外，任何已知的能耗過程，無論多麼清潔，也會散發熱量。掃描不尋常的紅外熱輻射可能也會是識別系外行星上的城市或工業園區的一種方法。不幸的是，這些信號甚至比氯氟烴或“太陽”能板發出的信號更加微弱，我們不太可能通過目前的探測手段發現它們，除非地外文明的活動規模遠遠超過人類社會。

座標暴露，是福是禍？

技術徵跡或許是搜索地外文明的新線索，但我們要清楚，這條線索是雙向的——地外文明的技術徵跡暴露給我們的同時，我們的技術徵跡也會暴露給它們。今年六月發表在《自然》雜誌上的一項研究發現，地球從太陽前面經過的凌日過程，可以被附近1715個恆星系統觀測到。如果這些世界存在文明的話，它們可以抓住這個窗口期分析地球大氣的成分，“看”到其中的氯氟烴、二氧化氮，從而獲悉人類文明的祕密。

地外文明也可以通過技術徵跡發現人類文明，這對我們來說意味着什麼呢？包括劉慈欣《三體》在內的很多科幻小說對此發出了警告：不要讓地外文明知曉我們的存在。這些文明很可能已經存在了數十億年，遠比人類文明先進。它們一旦知道我們在哪裏，可能會傷害我們，而人類對此毫無還手之力。所以，爲了避免被地外文明發現，人類需要減少技術徵跡，儘可能地把自己隱藏起來嗎？例如，我們應該從今天起就停止使用冰箱和空調，避免向大氣排放氟氯烴嗎？

但道格拉斯·瓦科赫（Douglas Vakoch）認爲，這種擔憂更多是出於恐懼，而不是出於理性的思考。他是一名心理學家和天體生物學家，曾在地外文明搜索研究所（SETI Institute）在塔特的領導下工作。後來，瓦科赫建立了自己的組織——主動搜尋地外文明計劃（METI）。他認爲，人類文明的技術徵跡已經擺在那裏，宇宙中的所有文明都能看到，現在隱瞞已經太晚了。但是既然到目前爲止，也沒有發生什麼不好的事情，我們或許不必擔心在潛在的地外文明“眼中”暴露的危險。

從統計學上講，任何我們能夠接觸到的外星文明都可能比人類文明歷史悠久得多，它們的技術可能也要先進得多。“我們有什麼東西值得它們來搶奪呢？”瓦科赫問道。他認爲，或許我們可以讓它們回想起自己文明的起源，或者給智慧生命的發展方式提供新的視角。也許它們會出於對地球上這個年輕文明的善意和關心而作出回應，但也可能不會。思考地外文明的交流動機，是技術徵跡研究更高層次上的任務。

如果瓦科赫是對的，尋找地外文明單靠傾聽是行不通的，用空氣污染和城市燈光做標記也無濟於事。加入宇宙文明大家庭的唯一方式是大聲向宇宙宣佈：“我們在這裏！如果你做出回應，我們有非常驚人的事情要告訴你！”

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https：//aeon.co/essays/technosignatures-are-a-sea-change-in-the-search-for-alien-life

本文轉自《環球科學》