美文网首页宇宙探索
外星信号的思维模型

外星信号的思维模型

作者: b4c3eecc1b51 | 来源:发表于2019-01-16 12:45 被阅读31次
最近加拿大天文学家观测到了一组神秘的信号,很多人怀疑是不是外星人的信息。如果你关注了这件事,我相信你现在已经得出结论了,那根本不是什么外星人信号。不过我觉得还是值得在精英日课讲一期,我们可以从中体会宇宙学的视角。

宇宙学视角能让我们意识到思维的局限性。老百姓谈论国与国关系,总爱不自觉地用人与人的关系类比 —— 日本是个死不认错的坏人,挪威用诺贝尔奖羞辱中国 —— 其实国家是个复杂的共同体,不但不是人而且不是家庭。同样道理,当我们谈论外星文明的时候,也总爱不自觉地把“外星”当做“外国”。

你必须充分理解宇宙有多么空旷,文明有多么罕见,才能意识到外星跟外国的区别。

怎么思考外星信号呢?首先你别搞科幻。有些科幻作家张口就敢说外星文明能超光速旅行,在我看来这是把外星人当成了无所不能的神,那你放飞想象就行 —— 我们认为受限制条件下的推导才有意义。还是那句话,未经审视的思考不值得说出来。

1.事件

基本情况是加拿大一个新的射电天文望远镜,CHIME,上周观测到了13个“快速射电暴”信号。快速射电暴是天文学家还不能理解的现象,对应的天文事件是在几毫秒的时间内,释放出相当于太阳上百年释放的总能量。快速射电暴信号最早在2007年就已经被发现了,总共有过五六十次的记录。

CHIME这个发现的突出特点是,在这13个信号之中,有6个是发生在同一位置,在距离地球15亿光年的一个地方。而此前的记录,只有两次快速射电暴是发生在同一地点。这给天文学家提供了一个解题思路,说明它背后是一个可以重复发生的物理过程。

到底是个什么物理过程,我们不知道。可能是一个中子星通过一个布满等离子体的强磁场区域,也可能是一个自带强磁场的星球的什么动作。科学家对这个事件特别感兴趣,完全是因为它是一个未知的物理现象。

最早可能是英国《卫报》先报道 [1],说哈佛大学教授艾维·勒布(Avi Loeb),猜测这个事件有可能不是*自然*现象,而是外星文明制造出来的。请注意这位勒布教授一贯爱鼓吹外星文明,有点什么事儿他第一反应就想这是不是外星文明。

但是这个猜测马上就被否定了。首先这不可能是哪个外星文明为了发信号而特意制造的事件。因为这么发信号太贵了!连我们人类都知道更省钱的发信号方法,外星人完全没必要为了发个这么短的信号消耗太阳级别的能量。

当然这种高能量信号有一个好处,就是传递距离非常远,以至于传到了15亿光年之外的地球。可是这么远的信号有用吗?新闻刚出来的时候网上一片“不要回答!”的声音,但是你想想,那是一个发生在15*亿*年以前的事件!如果你要回答,就算不考虑宇宙膨胀的因素,也要再过15亿年对方才能收到。要知道15亿年之后地球已经不适合人类居住,人类文明就算还存在也可能不在这里了!

勒布教授想的可不是外星人发信号。他想的是这是不是外星文明在干些什么自己的事情 —— 比如说爆发了战争?可能快速射电暴是什么大规模杀伤性武器造成的结果?

但是这也不可能。关键在于,我们收到的这几十个快速射电暴,是分布在宇宙的各个地方。这就说明它只能是一个自然现象,而极其不可能是人造的。

我给你打个比方。比如有个韩国的考古学家,在地里挖出来一块形状怪异、颜色质地都非常奇特的石头。大家都不理解这个石头是如何形成的,韩国网友就说这是我们祖先研制的东西,说明我们韩国有一个伟大的远古文明!

但是紧接着中国的几个地方也发现了这样的石头,后来非洲、欧洲、美洲也找到了,它们分布在世界各地,而且还来自不同的地质年代……那你说这可能是什么远古文明的产物吗?难道伟大的远古文明到处都是,而且还都制作同一种石头吗?

所以严肃的科学家都认定这是一个自然现象 [2]。之所以现在才发现,是因为快速射电暴的信号是处于频率几百兆赫的波段,以前的射电望远镜没有专注于这个频率。加拿大的 CHIME 是专门探测这种低频信号的,所以一搭建起来、现在甚至还没有满负荷运行,就已经收到了这么多。天文学家估计,很快这样的信号我们每天都能收到好几千个!所以你想想这怎么可能是外星文明。

说到这里我倒是觉得“中国天眼”作为全世界最大的射电天文望远镜,居然让刚刚搭建起来的 CHIME抢走了快速射电暴这个大功,非常遗憾。要知道天眼的设计中可是连几十兆赫的频段都能达到,而且天文学家早就知道快速射电暴是重要课题……如果天眼没做这个观测,我认为是决策错误。

2.怎样和外星人联络

一个有意思的问题是,如果我们想和外星人联络,或者想探测一个外星信号,那这种研究能有多靠谱或者说多不靠谱呢?

考虑宇宙的问题,你一定要知道两点:不管你怎么想,你都无法直观想象宇宙有多空旷;不管你怎么想,你都无法直观想象文明有多么不容易。我们以前说过“幸运是这个宇宙的通行证”,地球文明的出现是个极度幸运的事件。

这就说明有文明的星球在宇宙中的分布是极其稀疏的。文明之间的间隔不是几光年,而是几十光年、几百光年,甚至是几十亿光年。

而在时间上,相对于宇宙137亿年的年龄,文明很可能是昙花一现。我们用了30亿年才演化出今天的文明来,而我无法想象一亿年以后的地球文明会是什么样,很可能用不了几万年我们就消亡了。

所以你想让两个文明在星际之间发生联络,那就是极其不可能的事情。

日常生活中没有这样的事儿可以类比,我只能强行给你打个比方。比如说,你的任务是在你结婚这一天,给一个刚刚获得了世界杯足球赛冠军的队员送花。这一天必须既是你结婚,又是他夺冠,你还得确保花要送到赛场。但是你既不知道世界杯足球赛什么时候举行,也不知道在哪里举行。

你唯一的办法就是在结婚当天,24小时不停地向你家附近各地的足球场送花。可是别忘了,即便你真的碰巧把花送到了世界杯决赛赛场,他的望远镜还不一定往你这个方向看 —— 望远镜必须盯住一个小方向才能收到微弱的信号……

这件事这么难,但是地球人的确考虑了。搜寻地外文明的代表人物是一位女性天文学家,吉儿·塔特(Jill Tarter),她长期担任搜寻地外文明计划(SETI)研究中心主任。

塔特是这么说的 [3]:想跟外星人联络,你需要的不是一个几年、而是一个持续一万年的项目。你得在一万年内不断地向外发射一个稳定的信号 —— 如果在你信号传播的范围内,正好有这么一个文明,它正好往你这个方向看了一眼,才可能收到。

当然《三体》的爱好者肯定反对这么做,担心外星人对我们使用“黑暗丛林法则”。其实考虑到宇宙资源之丰富文明之稀疏,这个法则根本不成立 —— 事实上连国与国之间都不是什么黑暗丛林。

不过别担心,现在我们还没有发射那种信号的能力,我们更关心接收信号,而这个项目搞不好也得持续一万年。

那收到什么样的信号,才算是外星文明而不是自然现象呢?第一它得有一定的规律性,得像是人为的。第二,它得是独一无二的,不能满天都是。

1967年,一个女研究生接收到一组来自宇宙深处非常有规律的无线电信号。这个信号相当整齐,就好像你在野外捡到一块规整的球形石头,那你可能会觉得它不是天然形成的。但是研究者立即就否定了信号代表外星文明的可能性,因为他们一次就发现了两个!哪有这么巧的事儿让你一下子找到两个外星文明。

现在我们知道那是自带强磁场的中子星高速旋转导致的信号,科学家称之为“脉冲星”。脉冲星满天都是,中国天眼也已经发现了好几个。

1997年,吉儿·塔特的团队曾经探测到一个非常整齐规律的信号,这个信号精致到就好比说你在野外捡到一块手表!他们非常激动,这只可能是人造的。结果发现的确是人造的 —— 是地球人造的。当时有一个探测太阳的飞行器正好出现在那片区域。

现在还有一个候选者。2014年,开普勒空间望远镜发现了一颗叫做“塔比星”的恒星,这几年持续的观测发现它的亮度在逐年下降。这非常奇怪,说明有什么东西在遮挡它。通过各种光学分析,现在人们相信遮挡它的不太可能是星际间的气体、也不像是彗星,更不可能是行星,而是一个别的什么固体。

那就有人猜测,是不是外星人正在建造一个什么东西把塔比星给遮挡起来 —— 就好像我们以前说过的“戴森球”一样。

这的确是一个靠谱的可能性。但是,物理学家戴森本人对此不以为然 [4],他认为那是一个自然现象。

为什么呢?因为戴森深刻地知道,发现一个地外文明有多困难。

3.新知识的罕见程度

没经历过社会的孩子很容易以为自己将来的结婚对象要么是霸道总裁,要么就是霸道总裁的女儿。人总是高估耀眼事物发生的频率。

人类知识的增长只能依赖科学发现,而突破性的发现可没那么容易。以我之见,人类知识更新可以分成六级,每一级的稀有程度都有十倍百倍的差异。

第一级是验证和澄清一个已有的理论模型。这是科学家的日常行为。

第二级是发现一个意外现象,用现有的理论模型解释不了,就像这次发现的快速射电暴。这是值得科学家们欢庆的大事件,因为他们知道不能天天都过节。

第三级是提出新的物理定律。这已经可以说是至高无上的荣誉。

前三级,是我们有生之年一定可以看到的科学进步。

第四级,是发现一个改变世界观的新现象。比如1998年天文学家发现宇宙正在加速膨胀,让我们对宇宙有了完全不一样的看法。像这样的事情你就不能指望在有生之年再遇到一次了。

第五级,是发现一个确定不是自然现象的宇宙事件,给外星文明的存在提供真正的证据。我认为这样的事儿可能几百年都不会发生。

第六级,是外星文明直接和我们联络。我认为这种事情极其不可能发生。

那下次听说外星人信号你应该怎么办?你得有点贝叶斯定理的精神。贝叶斯定理说

新概率 = 先验概率 × 新信息的调整

你要知道探测到外星文明的先验概率非常非常低!那么不管出现什么样的新信息,新概率都只能很低。这就好比你中大奖的概率是非常非常低的,如果哪天你的手机收到了一条中奖信息,你的理性判断应该是那是垃圾广告。

参考文献

[1] Mattha Busby and agency, Mysterious fast radio bursts from deep space ‘could be aliens’, theguardian.com, Jan 9, 2019.

[2] Don Lincoln, What explains the fascinating radio bursts from outer space, cnn.com, Jan 10, 2019.

[3] Jill Tarter, Are We Alone? 52-insights.com, Aug 17, 2017.

[4] Freeman Dyson, "I kept quiet for thirty years, maybe it’s time to speak.”, 52-insights.com, June 15, 2018.

相关文章

  • 外星信号的思维模型

    宇宙学视角能让我们意识到思维的局限性。老百姓谈论国与国关系,总爱不自觉地用人与人的关系类比 —— 日本是个死不认错...

  • 20190121外星信号的思维模型

    外星信号的思维模型 未经审视的思考不值得说出来。 考虑宇宙的问题,你一定要知道两点:不管你怎么想,你都无法直观想象...

  • 外星信号

    霍金走了! 在他去世前,曾向中国发出严正警告!!! 原因是,中国正在贵州建设的射电望远镜“天眼”!!!霍金认为那将...

  • 能量+信号+实体

    我想描述一个思维模型。这个思维模型,包括三个部分,能量,信号,实体。对于电气设备来说,能量就是它的电源,包括各种直...

  • 寻找 光年之外

    近日科学家侦测到了15亿光年外的神秘太空信号,且不说,得到这个外星信号是否意味着有外星文明对我们以往发出的信号进行...

  • 外星人的信号

    就在刚才,我们飞船上的信号接收仪收到了一组奇怪的信号,信号来自一个遥远的星系。机器人助手将数据转化成了可视化...

  • 92/105 刘慈欣《三体Ⅰ》#4020

    三体! 忙了一天,中午都没怎么睡,晚上赶紧打卡。 地球文明在四处发射信号,寻找外星文明,事实上外星文明也在发信号寻...

  • Semaphore:如何快速实现一个限流器?

    Semaphore:信号量模型 信号量模型可以简单概括为:一个计数器,一个等待队列,三个方法。在信号量模型里,计数...

  • 日更-《模型思维》31

    ## 第25章 信号模型 信号模型,确定了人们发送“昂贵”的信号以揭示信息或类型的条件。 - 一个人可以通过购买昂...

  • 思维模型

    一、思维模型有用?无用? 思维模型是什么? -思维模型是重要学科的重要原理。-思维模型是经过广泛实践、证实可靠的、...

网友评论

    本文标题:外星信号的思维模型

    本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/icfmdqtx.html