“旅行者一号”发射40周年:孤独前行的“无字天书”

郭晔旻

2017-09-05 11:02 来源:澎湃新闻

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1977年9月5日,美国宇航局(National Aeronautics and Space Administration, NASA)发射了一颗无人外太阳系空间探测器,称为“旅行者一号(Voyager 1)”。40年过去了,这个探测器已经飞出了太阳系,携带着被称为“地球之声”的“金色唱片”在浩瀚宇宙中继续孤独前行……

发往太空的金色唱片
“地球之外,还有没有智慧生命?”至迟在工业革命时期,科学家们就尝试给出与地外文明联系的方法,期望从而证明人类在宇宙中并不孤单。上个世纪 60 年代,射电天文学的发展让人类有可能“监听”地外文明散逸出的无线电信号,继而可以向宇宙深处发射由二进制数码组成的图案“电报”。几乎与此同时,直接向外太空派出“信使”的工作,也在紧锣密鼓的筹备之中。20世纪70年代,NASA先后发射了4艘探测器离开地球,带着人类写给地外文明的“信函”,飞向太阳系之外广袤的宇宙。
旅行者一号
1972年3月2日及1973年4月6日,“先驱者10号”和“先驱者11号”探测器先后发射升空。它们各自携带了一块完全一样的镀金铝板,刻录了有关氢原子、太阳系和地球位置、探测器轮廓和男女画像等想要让地外文明了解的信息。不过,一些科学家揶揄这两块镀金铝板太过简陋和晦涩,“让外星人看它就像让现代地球人阅读古代埃及纸莎草书”。
为了弥补这一缺憾,“旅行者一号(和二号)”上携带了一件新的物品:12英寸规格的镀金铜质唱片——里面记录了地球、人类以及人类努力、奋进的种种壮举。这件史诗般的纪念品的铝制外膜呈现太阳光色,遂令其得名“金色唱片”。
金色唱片
它出自康奈尔大学的卡尔·萨根(Carl Sagan)博士以及它的工作团队之手。早在1977年1月,这个团队开始着手完成一项具有人类独特性及其时代独特性的任务:他们要在“旅行者一号”上路之前制作一个人类文明的时光胶囊,假如“旅行者一号”真的被外星人截获的话,这张“金色唱片”就要承担起 “可向外星人讲述我们所在的这个世界”的使命。
这当然是一个考验想象力的任务。外星人会如何理解人类文明呢?在刘慈欣的长篇科幻小说《三体》里,作者给出的答案是为发往三体世界的人类信息配上了一个“自译解系统”。然而,现实生活里并不存在这样神奇的物事,这样一来,外星人理解地球人的文字,几乎就是不可能的事情——毕竟即使是人类自己,至今仍然无法破译一些已经失传的古代文明的文字。要知道,古埃及文字的破译仰赖的是“罗塞塔石碑”上与之对照的希腊文,而人们能够破译克里特岛古代文明留下的“线形文字B”也是因为后者记录的实质上是一种已知的希腊语。希腊语文幸运的一直存续到了现代,帮助揭开了古代文字的秘密。而另一些古文字没有这样的幸运,结果克里特岛上的“线形文字A”便至今未能破译,甚至与现代汉字有着直接血脉联系的殷墟甲骨文,至今能够识读的也不足一半。
罗塞塔石碑
大概也是出于这个原因,相比较用地球语言的文字——无论是中文还是英文——写作的文字资料或是百科全书,金色唱片”更青睐以声音、图片与符号来反映地球的面貌,期望各种各样的外星生命形态都能够读懂。1977年6月中旬,铜制唱片的制作在洛杉矶完工,萨根这样写道:“唱片在阳光下熠熠发光。它们的质量不大,在我们心目中却重若千钧。”这部“无字天书”的预计寿命为十亿年,它将从地球这个“暗淡蓝点”出发,在未来的遥远时空中保留下人类存在的痕迹。

声音与图画
在“金色唱片”里,存有来自这个星球的各种声音,其中包括海浪声、风声和雷声唱片还记录了鸟鸣、座头鲸的叫声以及黑猩猩发出的呜呜声。除此之外,卡尔?萨根的团队还精心挑选了尽可能代表全世界各个地区各种文化社会中,在历史上不同时期诞生的27首经典音乐作品(时长共90分钟)。其中就有贝多芬的《降B大调第十三弦乐四重奏》的前两个小节,以及中国古琴《高山流水》(播放时长 7分37 秒)。
唱片里还纳入了世界各地55种语言对地外文明的问候语,这些语言以英文字母排列顺序,为首的是一种曾在公元前2500年成为“肥沃新月”地带共同语的已灭绝语言:阿卡德语。此外还收录了四种汉语:“Mandarin Chinese(普通话)”女声“各位都好吧,我们都很想念你们,有空请到这儿来玩”、“Cantonese(粤语)”女声的“各位都好吧,祝各位平安、健康、快乐”、“Amoy,Min Dialect”(闽南话)女声的“太空朋友,你好,你吃过没,有空来玩”以及在所有语言中最后出现的“Wu(吴语,实际就是上海话)”男声的“祝你们大家好”。至于其中的英语问候来自卡尔?萨根的小儿子,他说的是“Hello from the children of planet Earth(地球上的孩子们向你们致以问候)”。
甚至时任联合国秘书长瓦尔德海姆和美国总统杰米?卡特发给地外文明的祝词也被储存在“旅行者一号”的金色唱片里。卡特致辞的内容是“这是一份来自一个遥远的小小世界的礼物。上面记载着我们的声音、我们的科学、我们的影像、我们的音乐、我们的思想和感情。我们正努力生活过我们的时代,进入你们的时代。”
美国前总统卡特
虽然从事实上说,“金色唱片”应用的确实是上世纪70年代末标准唱片的形式与原理。但更确切的讲,它也可以被视为一种早期的CD,因为“金色唱片”记录的内容既有声音,也有来自地球的图片(共115张)。除了地球空气成分比例、海陆面积比例、人体器官等一些表现基本概念的图片以外,大部分图片的内容都是精挑细选的反映世界各地的自然环境、建筑,以及不同民族的科技成就和生活方式,并且隐去了战争、贫穷和饥馑等“负面新闻”。图片中有2幅与中国有关,分别是《万里长城(Great Wall of China)》和《中国人的家宴(Chinese dinner party)》。
“金色唱片”中的照片“泰国的繁忙交通”
值得一提的是,为了向外星文明表现地球人今日的智慧水平,“金色唱片”的图片里还有一张4阶完美幻方图。这个幻方,是由1-16这16个数字排出的图阵,因为“宇宙人”不太可能认得我们的阿拉伯数字,数字是用点子表示的。这个图阵是地球人高度智慧的产物,具有非常奇妙的特性:它的每行每列、两条对角线上的4个数字之和,都等于34;如果把两个这样的幻方拼起来,那么每条次对角线上的4个数之和,也都是34。
 “金色唱片”中的4阶完美幻方图

符号的秘密
至于“金色唱片”的封面上的符号和图示也含有大量的信息。封面左上角的圆形图案以二进制数字(“1”表示二进制数字“1”,“-”表示二进制数字“0”)表示唱片的正确运转速度是 3.6 秒/转,并且以氢原子的基础跃进时间 0.7×10-9秒表示,唱片播放单面的时间为1小时。之所以用二进制,是因为这是最简单的进制算法;而用氢原子的跃进时间为基础时间,则是因为氢元素是宇宙中存在最广泛的元素。接下来的图案是金唱片的正视图和播放所用的针匣的正视图。左下角的放射状图案是以银河系中已知的14个脉冲星位置来标示太阳的位置,用二进制数字表示其脉冲信号的周期。右上角图案主要说明唱片内的影片部分,波纹状图样表示在声音格式下一般影片部分的摸样,下面的横杠是用二进制数字表示的扫描时间(约是8毫秒)。右边第一个矩形展示扫描方向的映像帧,同样用二进制表示扫描所需的时间(每个完整映像为512条垂直线);那个中间是圆形的矩形则表示如果唱片能够准确解读,则第一个映像将会是一个圆形。最下面的两个连在一起的圆形表示的是氢原子的低能状态,有点的直线代表质子和电子的自旋动作,其自旋跃迁时间提供了唱片封面上其他图案的时间参考,方便解读。
当然,只有在星际空间中存在有能力进行太空旅行的高级生命时,“旅行者一号”探测器上的唱片才可能被捕获并被播放。任何获得这张唱片的外星文明,或者进行星际旅行的未来人类,都能通过这一张唱片中携带的信息还原20世纪70年代“旅行者”计划的讯息。在已经过去的四十年间,“旅行者一号”空间探测器携带着“金色唱片”——名副其实的“天书”——在浩瀚的宇宙中,孤独地探索着。它曾到访过木星及土星,成为第一个提供了木星、土星及其卫星详细照片的探测器。四十年对于人类来说可能正步入壮年,但对于一颗太空探测器而言,它却已是一位耄耋老人。
“旅行者一号”在海王星轨道回望地球(1990年)
由于电力有限,“旅行者一号”在 2007 年停止了等离子子系统的运作,2010 年停止了扫描平台及紫外线分光计观测等仪器,到了2025年,随着探测器上所有的核裂变电影都将失去电量,探测器将无力维持任何一台仪器的工作。等到 2036 年之后,连讯号传输的电力都将消耗殆尽,“旅行者一号”将成为一个沉默的信使,载着带有地区人类讯息的“金色唱片”游荡在宇宙——未来还需要飞行至少4万年才会抵达另一个行星系统(半人马座α星系,也就是《三体》中的三体世界)。由于在真空中它和任何能够毁灭它的东西相撞的可能性非常小,所以,它也很可能成为有史以来最长久的人造物体。
责任编辑:彭珊珊澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >> “旅行者一号”,三体,太空

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