卡尔·萨根逝世20周年︱他设计了旅行者号上的“星际唱片”

【编者按】

2016年12月20日，是美国著名天文学家卡尔·萨根逝世20周年的纪念日。这位康奈尔大学天文系教授，向人类解释了“太空”，以及太空深处那令人意想不到的璀璨。他是行星学会的成立者，致力于NASA的研究，也是著名的科普作家，出版了十多本书。1980年代，他和夫人安·德鲁彦共同制作并主持了一部13集的电视节目——《宇宙》，成为世界60多个国家里数亿人最喜爱的节目之一。

此外，卡尔·萨根还参与策划和制作了旅行者号探测器上携带的两张“Golden Record”唱片，这是人类致外星生命的第一份地球档案。前不久，世纪文景推出了《星际唱片：致外星生命的地球档案》一书，由卡尔·萨根主笔，揭露“星际唱片”的全部内容。澎湃新闻获得授权，摘录该书部分内容，以纪念卡尔·萨根这位伟大的科学家。

1939年，在我快要过五岁生日的时候，父母带我去看纽约的世界博览会，那是个新奇之展。两个金属球之间闪烁着电火花，蓝色、可怕，那是在模拟闪电。一个大牌子上写着“来听听光，看看声音”。一些建筑展示着异域文化，那些地名我从未听说过。博览会公园的中心，是一座高耸的尖塔和一个巨大的圆球形建筑，圆球里正在展览“明日的世界”：你走在一条坡道上，下面是一片未来世界的模型——流线型的汽车奔驰在凌空飞架的道路上，未来的市民们面带微笑地忙碌着。他们从事的工作都很奇特，当时幼稚的我还无法理解。但是有一点确凿无疑 ：未来的文明正在前方等待。

足以显示人们对于未来充满信心的，是纽约世博会上的一个时间胶囊。一些1939年的报纸、书刊和人造物品，被封在一个金属的“时间胶囊”里，埋入地下十几米的深处，要在遥远的纪元才会取出！

为什么要这样做呢？因为人们坚信未来将与今日大不相同，而未来的人们希望了解我们今天的生活，正如我们对于古代满怀好奇。人们本能地渴望拥抱自己无缘见面的先辈和后人。

在此之前与之后，人类历史上有过许多类似的“时间胶囊”。阿萨尔哈东（Esarhaddon），在大约公元前681至前669年统治着亚述王国。作为辛那赫里布（Sennacherib）最小的儿子，他继承王位，成长为一个强悍精明的统治者。他不仅执着于武力获得的荣耀，也很关心他统治下的文明如何流传到未来的世界。他留下了自己的“时间胶囊”，把许多带有铭文的石碑埋在建筑和纪念碑的地基下。阿萨尔哈东生前享受着无上的荣光，他统治的疆域包括亚述、巴比伦和埃及，从今日亚美尼亚的山峰直到阿拉伯沙漠。

将近三千年过去了，街道上的普通人还有几人知道他的名字呢？然而他留下的遗物，是今天我们了解公元前7世纪西亚历史的重要线索。他的儿子亚述巴尼拔（Assurbanipal）, 或许是受到父亲的影响，也乐于制造“时间胶囊”。他用石碑的形式构建了庞大的图书馆。其中残留的一些，成为现代学者们的宝藏。他们父子的声音，仿佛穿越了三千年，在现代人的耳边回响。

大概所有自认为成就不凡的人，都难以抑制与未来的后人对话的冲动。这种行为普遍存在于所有地区的人类文明中。它至少表达了一种乐观和希望，使人们之间的交流打破时间的限制。它告诉后辈，这一个人或者这一代人视为重要的事物是什么。

太空时代的到来，让人们拥有了远超任何古代帝王跨越时空对话的能力，超越了任何古代帝王的想象力。我们逐渐意识到，人类只有几百万年的历史，而我们居住的行星也不过“年长”了一千倍而已。我们拥有的现代科技，其历史仅不过是人类历史的万分之一。在宇宙的尺度上，人类知晓的历史长不到眨眼一瞬间。今天的时代，既不是最早的，也不是最好的。时代奔跑的步伐让人来不及喘息，没有人知道明天会带来什么。我们的文明能否在当前巨大的威胁下幸存？或许再过一两百年，人类将毁掉这个技术至上的社会。但是无论哪一种情况，都不会是人类这个物种的末日。

无论哪一种情况，都会出现另一些不同的文明和社会。人类的文明，是无数祖先面临的各种可能方案积累的结果。如果过去的任何一条轨迹发生改变，都会显著地影响今日我们身边的一切。在人们的印象中，历史是必然的结果。但事实上，历史的许多细节极为偶然。

如果君士坦丁大帝皈依了密特拉教而不是基督教，历史仍会按照貌似必然的轨迹，发展出被视为合情合理的结果，日后还会有波斯文化的“文艺复兴”，公牛与蝎子将成为无处不在的文化母题。那个社会里的人们，仍会把自己的世界视为理所当然。一千六百年来实际发生的一切，都会被他们当成浪漫的假想。正因为许多偶然事件从根本上影响了历史

所以这些细节具有卓绝的价值，绝不只和历史学家有关，而关乎每一个希望探究文明本质的人。我认为，时间胶囊值得每一个人关注，它至少为后代保存了文明真实的细节。

然而，地球只是九个左右环绕恒星太阳转动的行星之一，而太阳不过是银河系中大约两千五百亿颗恒星之一。更重要的是，宇宙中或许有数千亿个这样的星系。

恒星拥有行星，应当是宇宙中的普遍现象。四十亿年前，地球上出现最早的生命所需的化学条件，也是宇宙中极其普遍的环境条件。

尽管没有确凿的证据，但是许多科学家推测，在宇宙中的许多行星上已经产生了简单的生命形式，经过缓慢的进化形成复杂的生命，甚至获得了足以影响环境的智慧。这些外星生命与地球上的任何生命都截然不同。和人类历史相仿，生物的进化也是无数难以预测的细节积累的结果。任何一个环节的偏差，都可能改变接下来的另一环节。或许外星生命也像地球人一样行动与思考，或许是更高明的诗人、工程师和哲学家，或许也有道德和美学标准，只是容貌身型和地球人截然不同。然而这一切都只是天马行空的想象，另一个行星上的文明或许是我们的想象力无法企及的。

虽然希望很渺茫，但是我们仍有可能实现星际之间的交流。因为物理、化学与天文方面的规律，是宇宙中普遍适用的某一颗恒星独特的辐射光谱，并非是人类科学家设计的结果。如果能够实现星际交流，那么首选的交流内容，一定是两种不同文明都了解的事物。

在太空的尺度下，探测器飞行的速度很慢。达到月球需要几天，飞到邻近行星需要几个月，木星和更远的外太阳系则是数年。太阳系里的其他天体，不大可能存在文明。即便是最乐观的估计，距离我们最近的地外文明也在数百光年以外（一光年等于九万四千六百亿公里）。目前人类制造的探测器，飞到距离最近的恒星需要数万年时间，到达最近的地外文明，意味着数千万年。无线电波以光速传播，它显然是更快捷也更有效的星际沟通方式。天文学家们已经针对几百颗恒星定向搜寻“人工”无线电信号——截至目前并无惊喜。面对满天繁星搜寻来自外星的无线电信号，意味着数十年的努力——或许仍将一无所获。1974年11月，在阿雷西博天文台，人类第一次向外太空发送了经过设计的无线电信号。它的重要意义，与其说是向外星文明示好，不如说是展示无线电在星际通讯中的应用潜力。这一行动的细节，将在本书的第六章做详细介绍。

发送与接收信号，二者有极大的不同。地球人的科技只是在不久前才同时具备了这两种能力。任何一种初级的文明，如果发展水平稍逊于地球人的文明，很可能既无法发送也无法接收信号。恒星之间的距离超乎人类的想象。从地球发送的无线电波到达某一颗恒星，那里的文明接收之后再发送反馈到地球，中间已经数百年过去了。因此，目前比较可行的搜寻外星文明的方式，既不是发送无线电波，也不是发射探测器，而是搜寻外星文明向地球发来的无线电信号。

然而，我们很难抑制给遥远邻居写信的冲动。绝大多数太阳系内的行星探测器，在完成预定任务后都将变成人造“行星”，永久地围绕太阳公转。某些探测器会在目标行星着陆，少数探测器将获得目标行星带来的引力加速，从而得到足够的速度冲出太阳系。1971年和1972年分别发射的“先驱者10号”和“先驱者11号”，探测目标是木星。经过木星的引力加速，“先驱者11号”将于1979年飞临土星。更重要的是，木星引力加速将使这两架探测器飞出太阳系，成为人类历史上第一批恒星际探测器。以地球为参照物，它们的飞行速度达到约每秒10公里，每六个月飞行一个天文单位（地球与太阳之间的距离）。从地球出发，两年半后飞临木星，五年飞到土星，十五年到达海王星，二十年到达冥王星。然后还需要一万年以上，才能飞出围绕太阳公转的外太阳系彗星带，进入真正的星际世界。

在接近冥王星轨道之前，它们的无线电发射器早已停止工作，更不用说与最近恒星的距离。它们注定要在寂静无边的宇宙中永久流浪，在日后的一百亿年时间里，它们进入到另一个行星系统的几率，如同在漆黑的夜里，甩出飞镖击中一片巨大广场对面墙上的气球。

两架“先驱者”探测器，分别携带了一件来自地球的“礼物”：一块长229毫米、宽152毫米的镀金铝板，上面镌刻了一幅图画。它以科学的语言，向不知道地球为何物的邻居简要介绍了我们的行星和上面的居民，还包括一对男女的画像。本书的三位作者——我、琳达·萨根和德雷克，正是这一信息的设计者。

1974年，一颗小型人造卫星发射升空，在距离地面将近6000公里的一个接近圆形的轨道上围绕地球公转。这颗卫星被称作“LAGEOS”, 即“激光地球动力学卫星”（Laser Geodynamics Satellite）的英文缩写，是一个直径约60厘米的镂空圆球，外观像一个巨大的高尔夫球。它的主要任务，是以极高的精度检测极其缓慢的大陆漂移——通常每一百年只移动几厘米。位于世界各地的地面站，向这颗卫星发射激光，通过计算激光从卫星返回地面站的时间可以得到各个地面站之间极其精确的距离，从而推断它们之间的距离在如何变化。

“LAGEOS”的预计寿命是约八百万年。最终，它将偏离轨道，最终滑入大气层。

在未来的数百万年里，人类社会中的许多信息必将消失，包括这个时代的特征和发射这颗卫星的目的。因此美国航天局请我设计一块铭牌，作为送给后代人类的信息。铭牌上写道：“在几亿年前，地球上的陆地是上面那张图所显示的样子。在我们生存的年代，陆地的形状是中间这张图。八百万年后，也就是LAGEOS返回地球的时候，我们预计陆地将是下面那张图的样子，此致。”

“LAGEOS”是一个将在八百万年后启封的时间胶囊，它携带着非常有限的一点点信息，而且是作为在发射前不久才仓促决定的结果，搭上了这趟顺风车。

1977年发射的两架“旅行者”探测器，将使人类第一次近距离观察木星、土星、它们的数十个卫星和土星环。它们将于1979年接近木星，分别于1980和1981年飞临土星。取决于1981年在土星附近的情况，其中一位“旅行者”将继续飞向天王星。和“先驱者”一样，“旅行者”也会因为近距离飞掠木星，获得这颗太阳系质量最大的行星的引力加速，飞出太阳系。它们将和太阳系以及邻近的恒星一起，绕着银河系中心，做大约每2.5亿年一周的公转运动。