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／1000。目前则由私人出资资助。所以，即使是极端强硬的怀疑
论者也不能宣称这是滥用纳税人的钱。更何况，这个项目成功的
潜在得益将会是人类历史上无与伦比的。很清楚，SETI尝试绝对
不会损失什么。
比较成问题的是如何保持这个项目的势头。它年复一年没有
任何产品。反对这种说法的人争辩说，脉冲星和类星体都是通过
SETI研究人员的努力而发现的，况且，在探测研究中，技术的改
进和采用的新型设备将会渐渐地传开，应用在其他的研究领域，
甚至于日常生活中。
然而，对未来的研究人员来说，一大困难是地球上的干扰程
度日益增加。一些满怀热情的人提出，我们现在正在穿越一个寻
找地外智慧生命的机遇之窗，不久，处于萌芽状态的通信革命就
会妨碍我们探测到来自另一个世界的纯信号的机会。
解决这个问题的一个办法是研制设在地球大气层外的精湛的
探测系统。SETI和美国国家航天局都拟定了研制轨道探测器的试
验性计划，甚至计划研制可以放在太阳系外缘的仪器，使其远离
地球上的技术产生的各种干扰。由于这些计划耗资巨大，迄今为
止还只是梦想。如果美国国家航天局无法找到每年几百万美元来
支持以地球为基地的寻找，那就很难指望他们出资发送探测器到
太空深处去。
有几种方法可以绕过这道难题。一个希望是无人驾驶的行星
际旅行在不远的将来会比现在便宜得多。由于航天飞机的研制成
功，近地飞行计划的成本大大削减了，并且，美国国家航天局还
在研究新的、更加便宜的系统，发送探测器到月球和内行星上去。
另一种可能是SETI可能免费搭乘官方计划的便车。这就好像在空
间时代伊始，德雷克的第一次努力与2000美元的经费。SETI可以
免费利用官方研究人员收集到的数据，寻找能够证明存在着试图
与我们联系的地外文明的蛛丝马迹。
另一方面，政府中止资助SETI计划激励了愈来愈多精神抖擞
而又能干的业余爱好者。基地设在新泽西州的寻找地外智慧生命
联盟（SETI League），正在建立一个全球的个人网络。这些入
网的人全都有自己的探测器和信息处理设备。④这个联盟现有27
个碟状天线对准天空。他们希望这个数目在今后几年里成几何级
数增长，而且随着成本下降，他们期望到这个千年末将增加到
1000个碟状天线。
与那些使用世界上最大的射电望远镜的专业人员不同，SETI
联盟的成员使用家用卫星天线，与接收电视图象的碟状天线几乎
没有什么差别。那些大型的碟状天线只能对准一部分特定的、经
过仔细挑选的天区，而那些比较小的家用天线则能够扫视天空。
这样一来；SETI联盟就希望产生一个“碟状天线临界数目”——
至少1000）架天线。这样他们就能够把天空划分成许多区域。每
个区域都用一架天线监视。他们把这看成是一些配合绝佳的大男
孩们的杰作——他们使用好几百万美元的接收器，聚焦在一批经
挑选的主要目标上。
最后，我们还必须考虑地外生命在我们发现他们之前先发现
我们的这种可能性。其中一种方式是另一个文明捡到了我们发射
的探测器。
图9 业余SETI系统。
星际旅行存在着许多困难（见第八章），但是，我们应该牢
记人类实际上已经进入星际旅行的时代，纵然是以一种替身的形
式实现的。“先驱者10号”已于1997年离开我们太阳系，它将继
续旅行，失去与地球上的监测站的无线电联系，直至遇到等待着
它的未知的结局。“先驱者10号”在近乎真空的状态中旅行，因
此它将得以保存下来。但是，它也有可能由于微陨星的撞击而遭
到严重毁坏，或因不时撞人的高速粒子的腐蚀而毁坏。还有一种
可能是几千万年以后，它被另一颗恒星的引力场俘获而进人环绕
该星运行的轨道。这颗恒星可能有栖息着智慧生命的行星，他们
会发现“先驱者10号”。如果真是这样的话，他们很快就会对我
们的情况有所了解。“先驱者10号”上有一块金属饰板（这是根
据萨根的要求而放置的）。它介绍了我们地球的情况，地球在银
河系中的位置，以及人类的模样。⑤
图10“先驱者 10号”和“先驱者 11号”上的金属饰板。
继“先驱者 10号”和“先驱者 11号”之后进人太空的是
“旅行者1号”和“旅行者2号”。它们也将在不久的将来离开我
们太阳系进人星际空间。这两艘飞船各带有一张镀金唱片上面载
有关于地球和人类的进一步的信息。唱片含有117种从世界各地
收集的图形，描绘地球这颗行星和它上面的动物和植物；有54种
语言的问候语，以及经过挑选的具有代表性的“地球之声”，包
括90分钟的世界各国的音乐精选［莫扎特（Mozart）和巴赫
（Bach）供可能倾向于古典音乐的外星人欣赏，伯雷（Chuck
Berry）的音乐则供喜欢边唱边跳的外星人听」。
在本书最后一章里，我将详尽地讨论对人类来说，与外星生
物接触究竟意味着什么。也许认识到在过去3．5亿年里，我们实
际上是那些在寻找生命的外星文明的信标，这一点是十分令人沮
丧的。在我们地球历史上的这些岁月中，任何技术水平与我们今
日的水平相当的先进文明都有可能探测到我们大气层里蕴含着稠
密的氧气。他们利用光谱分析，还会了解到我们的臭氧层。
对有些人来说，这就进一步提供了证据，支持那种认为我们
在宇宙中完全是独一无二的观点。怀疑论者说，假如真的存在其
他的文明，他们当中有许多发展得比我们更早、更快，很长时间
以来，他们一直在观察宇宙，那么为什么他们没有发现我们呢？
前面我早已提到这个问题，我们将在第十章再回到这个话题，现
在我们还是把注意力集中在另一项搜寻上。这项搜寻最近几年不
断获得激励，有可能超过射电天文学家在探测来自其他世界的信
号方面的努力。正当SETI研究人员把它们的仪器瞄准目标恒星，
业余爱好者开始建立他们的家庭探测系统时，另外一些天文学家
开始发现愈来愈多的环绕着遥远恒星转动的行星。哪里有行星，
哪里就有可能存在生命。
___________
① 自然界利用辐射的方法有许多种。光合作用就是明显的
例子。在光合作用中，植物利用特殊的辐射频率启动反应产生能
量。在地球上，大多数生物都利用辐射来看东西，它们利用声波
来听——这是又一个例子，说明信息如何通过“辐射”的方式，
或者通过与电磁波谱范围内的辐射相似的波的形式传播。甚至像
蝙蝠这样奇特的动物，它们虽然不能像我们一样“看见”东西，
也会利用辐射操纵它们的“雷达”。
②严格地说，OH不是一种稳定的分子。在地球上它只是作为
OH…而存在，称作羟基离子。
③25年多来，天文学家一直在观测宇宙中许多不同地方突然
出现的能量暴。他们通过追寻抵达地球的γ射线（一种形式的电
磁辐射）的残迹来探测这些能量暴。它们被认为是迄今所见的最
强烈的爆发结果。试图解释这些γ射线暴的理论差不多有好几百
种，其中包括认为它们可能是某个超级文明活动的结果。最近，
仔细监测了一个这类γ射线暴，发现是由于一次强烈的爆发引起
的。这场爆发在10分钟里产生的能量比我们太阳一生输出的全部
能量还要多。天文学家正在积极地跟踪这个爆源，研究这一现象
的成因，希望在更加持久地观测这一效应之后揭开这个谜。问题
是没有人知道下一次爆发的时间和地点。
④ 这个联盟可以在因特网上找到，网址是
seti1。setileague/homepg。htm它将为所有有兴趣建
立自己的探测站的人提供帮助，并且根据要求提供软件。
⑤很可能到那时人类已经不复存在，或者我们自己成了星际
旅行者。我们甚至可能在将来某个时间遇上我们早先发射的卫星，
在它前往某颗遥远恒星的漫漫旅途中，我们赶上并超过了它。
第六章 伟大的行星寻猎
第六章 伟大的行星寻猎
“为什么，我有时候在早餐之前竟然相信了六件不可能的事。”
——刘易斯·卡洛尔（Lewis Carrol）
《艾丽斯镜中奇遇记》
在一年之中不同的季节，仰望晴朗夜晚的天空，凭借肉眼可
以看见三四颗行星。用一架小望远镜，你也许可以再多看见几颗，
但是，直到1930年发现冥王星以后，人类才绘制出一张我们认为
完整的行星系统图。它一共包括9颗行星和一条小行星带。时至
今日，天文学家仍然在不断增加新发现的卫星和小行星的数目。
我们毋需惊奇，直至1995年，科学家仍然没有明确的证据证明有
行星在环绕其他遥远的恒星转动。尽管冥王星是我们太阳系里离
我们最远的亲戚，那些恒星离我们却比冥王星还要远几千万倍。
虽说还没有找到地外生命存在的证据，有关的突破性进展至少已
表明我们的太阳系肯定不会是独一无二的。
寻找我们太阳系以外的行星，大约始于50多年前（冥王星发
现后不久）。由于距离非常遥远，所以使用当时的设备几乎没有
可能发现清晰的证据。1983年，科学家找到一条有关太阳系外也
存在行星的线索。那是他们用“红外天文卫星”研究的一组恒星
发射的、出乎始料的电磁辐射。天文学家逐渐得出结论：这种不
规则性是被观测恒星周围的尘埃云引起的。由于这类尘埃云表征
着行星的形成，所以，即使是这一相对来说比较小的发现也足以
激起好几个小组作进一步探测的兴趣。现在研究人员正在用强有
力的哈勃望远镜不断发现新的尘埃云。哈勃望远镜自从安装以来，
已经发现了几颗邻近的恒星，并被用以观测这些恒星周围的尘埃
云。
这些尘埃云最初被发现后不久，美国天文学家沃尔兹森
（Aleksander Wolszczan）在波多黎各用阿雷西博射电望远镜探
测到天空中一组不寻常的天体。这一发现又进一步燃起了人们寻
找行星的希望。当时，沃尔兹森正在研究脉冲星。脉冲星就像我
们在上一章里所介绍的那样，是超密的中子星——超新星遗留下
来的星体残骸。中子星自转的速度非常快。它自转时就像灯塔那
样向茫茫太空发射无线电波脉冲。沃尔兹森注意到他研究的星体
中有一个称做 PSR 1257＋12的，在不规则地发射脉冲。经过进
一步研究，包括计算脉冲变化的程度，他得出结论：有2颗（或
许3颗）行星在环绕这颗中子星旋转，他确信这两颗星的质量大
约是地球的3倍。可能存在的第三颗星也许比较小，大小相当于
我们的月亮，在离这颗中子星较近的轨道上转动。
虽然这本身是个重大发现，但对那些正在寻找地外生命的人
却鼓舞不大。围绕脉冲星 PSR 1257＋12转动的行星只可能在这
颗超新星之后形成。理由很简单，超新星爆发会把附近的物质全
都还原为某种由基本粒子组成的“汤”。因此，即使我们忽略脉
冲星发射的很强的电磁辐射和周围环境的不稳定性，沃尔兹森发
现的行星也太年青，无法形成生命。
但是，这项发现为后来意义更加重大的发现奠定了基础。在
探测围绕一颗常规的恒星转动的行星这方面，真正实质性突破的
发现是在1995年。当时正在瑞士日内瓦天文台工作的梅厄
（Michel Mayor）及其学生奎洛兹（Didier Queloz）公开宣布
了他们的研究结果。这是研究一小群从宇宙学意义上来说距离我
们太阳系比较近的恒星所达到的顶峰。
就像科学上的许多重大发现一样，太阳系外的第一颗行星之
发现纯属偶然。梅厄和奎洛兹当时并未积极寻找新的行星，他们
是在研究被称作“褐矮星”的奇特星体。
褐矮星是衰亡的恒星。恒星由气体和尘埃云形成。它们聚集
在一起产生一个自我支持系统。恒星通过核聚变产生热量。但是，
核聚变过程要在几十亿年的时间里持续地产生能量，星体的大小
和密度就必须达到某个下限。褐矮星可以被认为是介乎恒星和行
星之间的星体，或者看做不发光的恒星。虽说有时候很难区分某
些恒星、某些褐矮星和某些行星，但是根据经验，目前观察到的
所有褐矮星的大小至少是木星的30倍（尽管木星是我们太阳系里
最大的行星，它也只有太阳大小的1／l000 。另外，褐矮星全都
由气体组成（这像恒星），而像木星和土星这样的行星虽然大部
分是气体，却具有坚实的固态核心（实际上，木星也发射能量，
只不过与恒星相比微不足道，比任何观察到的褐矮星产生的也要
少得多）。
为了发现褐矮星，梅厄和奎洛兹采用了在温哥华的不列颠哥
伦比亚大学工作的另一位天文学家沃尔克（Gordon Walker）发
明的技术。梅厄和奎洛兹有所发现时，沃尔克寻找环绕遥远恒星
转动的行星几乎已有12年之久。沃尔克专注于最靠近我们太阳系
的21颗恒星，发明了一种探测方法。这种方法被非正式地称作
“晃动”（Wobble）技术。
如我们所知，我们根本不可能看见像太阳系外环绕着遥远恒
星转动的行星或者甚至比它们大得多的褐矮星这类天体，因为它
们离我们实在太遥远了。恒星之所以看得见，是因为它们发射巨
额的电磁辐射。像地球这样由岩石组成的固态行星只能反射附近
恒星发出的光。尽管气体行星和褐矮星也产生少量的能量（不是
通过聚变的方法），但是人们从地球上也只能通过它们反射自己
那颗恒星的光才能观测到它们。
我们用肉眼可以看见我们太阳系的一些行星，但是还有些行
星的轨道距离太阳实在太远，不用望远镜是无法看到的。事实上，
天王星（在晴朗无月的夜晚，用肉眼勉强可以看见的一个针孔大
小的模糊光点）是赫歇尔（Wlliam Herschel）在1781年发现的。
天王星围绕太阳转动的轨道距离太阳平均为17．9亿英里（29亿
千米）。以寻常眼光来看，这确实是非常遥远。可是，它只是离
我们最近的恒星的距离的 1／14 000。海王星距离我们比天王星
更加遥远，用肉眼是看不见的，直到1846年才在柏林一个天文台
用望远镜发现它。太阳系外的行星与我们太阳系外缘的那些行星
距离上的巨大差异并不是唯一要考虑的问题。任何一颗环绕遥远
恒星转动的行星，其微弱的反射光都会被它那颗恒星所发射的强
烈电磁辐射淹没。这只需想象一下，要在几千米以外的地方辨清
一个在探照灯旁边飞舞的萤火虫有多么困难就行了。
因此，对于寻找环绕遥远恒星转动的行星的天文学家来说，
直截了当地进行光学观测无济于事。晃动技术的工作原理与直接
光学观测截然不同。当天文学家说他们发现了环绕其他恒星转动
的行星时，他们的意思是观测到了由于这些行星的存在而对其附
近的恒星产生的引力作用，一种引起该恒星在其预定路径附近微
微晃动的效应。他们是如何测定的呢？
科学家利用一种称为“红移”的效应来测量星系的距离。这
一概念源自一位奥地利科学家多普勒（Christian Johann Doppler）
的研究成果。多普勒在1842年预言：如果声源朝向一位听者前来
或远离听者而去，声音的音调（或者说频率）就会比声源静止时
高些或低些。这一效应在日常生活中的实例是一辆救护车或警车
驶近我们或驶离我们时，其笛声的音调变化（驶近我们时，音调
变高声音变尖；远去时则正好相反，音调变低；声音变粗）。多
普勒效应也适用于光波；因此，发光体的颜色以与此相似的某种
方式变化——如果一颗遥远恒星正在远离我们而去，那么其光波
波长就会变长（频率变低）。
20世纪初，科学家发现宇宙在膨胀，因此，宇宙中的每一个
点看上去都在与另一个点互相远离。由于这个缘故，根据多普勒
效应，远离我们而去的星系发出的光抵达地球时，它们的波长比
这些星系静止不动时要长。这种偏移称为“红移”，因为该星系
的光抵达地球时都朝着光谱的红端（或波长较长的一端）移动。
如果星系朝向我们运动的话，则会相应地发生“蓝移”（朝着波
长较短的一端移动）。
那么，这与环绕这些恒星转动的行星又有什么关系呢？答案
就在于从一些恒星那儿观测到的频率偏移的详细情况。梅厄和奎
洛兹注意到有几颗恒星的光的频率偏移均匀地起伏变化。换言之，
有几颗恒星的红移和蓝移有微小的波动，这就意味着有什么东西
造成了这颗恒星的“晃动”。
比较恰当的比拟是奥运会上掷链球的运动员。链球运动员手
拉住与球相接的绳子，控制链球的运动轨迹。尽管链球的重量比
这位运动员轻得多，链球还是会有拉力作用于他（尽管很微小），
并致使投手“晃动”。如果有人感兴趣的话，可以用精密仪器设
备测出这个作用力。
环绕一颗恒星转动的行星对恒星的拉力远比上述例子中所描
述的链球对投手的影响小得多。即使是环绕一颗恒星转动的褐矮
星的质量也比恒星的平均质量小得多，所以这种作用力（特别是
行星的作用力）是极其微小的。使用灵敏度很高的设备刚好勉强
能观测出来。尽管这种效应很微弱，若与其他技术相结合，仍可
由此获得大量有关恒星及其行星的信息。最有意义的是，这项技
术的发明人沃尔克发现恒星的频率变化（晃动的程度）与行星的
轨道周期直接有关。运用这种方法，天文学家不久就描绘出在我
们太阳系外找到的第一颗行星的图景，以及它相对于该恒星的确
切位置。
图 11 红移和蓝移如何表明存在着太阳系外的行星。
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