地球文明是否已经暴露在宇宙黑暗森林中了？从目前来看

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从目前来看，地球的位置已经暴露的可能性不大。但是，这是迟早的事。如果不走运的话，几年到几十年之内就会发生。

首先，人类发射的探测器先锋10号和11号，旅行者一号和二号等，在暴露地球位置这个方面作用不大。走得最远的旅行者1号还要300年才能到奥尔特云，真正走出太阳系还需要3万年。即使有外星人路过太阳系，它们恰好捡到这些探测器的概率也极小。如果真有外星人走得这么近，它们应该已经能看到地球是一颗生命星球了。

真正可能暴露地球位置的，是无线电信号。

马可尼在1901年发送了第一次跨越大西洋的无线电信号。从那一刻起，来自地球的电波就在宇宙中以光速飞向四面八方。到今天，电波飞过的空间形成了一个半径115光年的球。这个范围，就是下图中的那个小小的蓝点。

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很多人看见这张图以后会感慨：“我们在宇宙中是多么孤独。” 但是，放在这个问题下面，我们应该思考的是，地球暴露的机会正在以光速增长。

然而，这样的信号过于微弱。穿过大气层以后，估计就衰减的差不多了。能够穿越大气层，进入宇宙空间的是电视和调频广播信号。卡尔·萨根认为，第一次这样的信号是1936年柏林奥运会开幕式的电视直播。他在小说《接触》（Contact）中使用了这个点子。这部小说1997年被改编为电影《超时空接触》，相信很多人都看过。

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那么，外星人看到的第一个地球名人的形象就应该是希特勒了。

有好事者甚至在设想，银河系中什么地方外星人能看到什么电视节目。

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当然，这些都是美国的电视节目。我们也可以画一张自己的图，把《霍元甲》，《射雕英雄传》和《还珠格格》什么的都放上去。

从1936年开始的电视和广播信号在宇宙中可以形成一个半径80光年的球。那么，这个范围内，有没有外星人在看我们的肥皂剧呢？

从维基百科（List of nearest terrestrial exoplanet candidates）我们可以找到距离太阳50光年以内的可能的宜居行星（在宜居带内的类地行星），现在已知的有10颗。

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半径80光年内，我们可以大致认为数量是4倍，40颗。加上还没有发现的，应该在100颗以下。我们对这些行星所知很少，而一颗行星上要出现生命的条件十分苛刻，尤其是复杂生命。所以，它们中的大多数很可能都因为各种原因没有生命。剩下的即使有生命，发展出智慧生命甚至文明的概率也极低。所以，我们现在大致还是安全的。

从另一个方面来看，从地球发出的无线电波信号并非对准太空中的目标，它们会被电离层反射，穿过大气层后就所剩无几了，然后在太空中衰减也十分迅速（强度与距离的平方成反比），再加上太空中尘埃和气体的吸收，在传出几个光年之后，就很难从背景噪声中有效分辨出来了。所以，就连我们的邻居三体人也看不到我们的电视节目。

要让无线电信号有效传递到银河系中的其他行星，需要做到以下几点：

对准目标发射信号
有足够大的功率
既然是有意发射信号，还要考虑让对方容易解码。

看到这里，千万不要觉得地球安全了。因为这样的事一直有人在做。

你也许知道监听太空中的无线电信号希望找到外星人的SETI（Search for Extra-Terrestrial Intelligence）。与之对应，主动SET（Active SETI）是联系外星人的另一种方法 —— 向选定的目标恒星发射无线电信号，希望能收到外星人的回应。这种方法也叫METI（Messaging to Extra-Terrestrial Intelligence，给外星人送鸡毛信）。

经过精心选择功率，频率等参数，用这种方式发出去的信号能够保证到达指定的目标恒星。

最著名的一次发射是1974年的Arecibo消息。消息是天文学家弗兰克德雷克（记得计算银河系内可能存在的文明总数的德雷克公式吗）在卡尔萨根等人的协助下写出来的。消息的目的地是距离我们25000光年球状星团M13。而选择这个星团的原因是它包含了大量的恒星。

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这次消息最为著名之处是它天才的编码。

消息包含1679个二进制。1679只有两个质因数：73和23。所以外星人收到信号以后，可以很容易想到，把信号排成23 x 73的矩阵。这样，它就会看到如下信号（为了便于理解，下图加上了颜色）。

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如果外星人排出了一个73 x 23的矩阵，它看到的是没有意义的乱码。这样它就会想到换到正确的方式。

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下面是消息中包含的信息。

1. 数字从1 到10（白色）

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最下面一排是标志位，表示最低位的位置，可以忽略。剩下的就是数字1到10的二进制编码。

2. 组成DNA的化学元素（紫色）

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同样，最下面一排是标志位。剩下的每一列分别表示氢，碳，氮，氧和磷的原子序数。

3. 组成DNA的核甘酸分子式（绿色）

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14个绿色块分别代表14个核苷酸的分子式。每一块的编码是这样的：采用上面DNA元素组成部分（紫色）作为索引，第一列代表碳原子个数，第二列代表氮原子个数，一次类推。同样，最下面一行是标志位，可以忽略。

比如，第一块是脱氧核糖。

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4. DNA双螺旋结构（蓝色和白色）

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蓝色部分显示了DNA的双螺旋结构，而白色部分是一个以二进制表示的数字4,294,441,822，或43亿。这是当时人们认为的人类DNA中碱基对的个数。现在，这个数字是32亿。

5. 关于人类

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中间的红色部分显然是一个人的形象。左边的白色部分是1110，即二进制的14。这表示人类的平均身高是本消息波长乘以14，即1.74米。右边是当时的世界人口，43亿。这一部分数字是水平排列的，最低位在左边。

6. 太阳系和地球（黄色）

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这一部分画出了太阳和九大行星。图形大小大致和天体大小相对应。地球位置突出，表示这是消息的来源。

7. 发射消息的射电望远镜

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最后是发射消息的射电望远镜侧视图。下面的白色部分是二进制的2430，它表明了天线的直径：2430乘以本消息的波长，结果是306.18米。

一个有外星文明收到这条信息应该有足够的智力和知识解码。不过要是不看说明，我肯定解不出来。

如果M13星团中真的有外星人收到了消息并发出回应，我们只能在50000年后才能收到了。我觉得德雷克和萨根都是深谋远虑的科学家，我不知道他们选择一个如此遥远的目标是不是也考虑到了潜在的危险。外星人即使对地球不怀好意，恐怕也会在这个巨大的空间距离上打退堂鼓。反正，我们暂时不用为遥远的未来担心了。

但是，从此以后，多条消息向着银河系内的不同目标被发送出去。也许科学家们希望在有生之年得到外星人的回信，他们无一例外的选择了近距离目标：距离太阳系17 - 69光年。其中，RuBisCo Stars消息将会在2021年抵达它的三个目标之一：一颗位于白羊座的红矮星。这条消息同样也是用Arecibo射电望远镜发送的。

在这以后，直到本世纪末，另外20多条消息将会陆续抵达不同的恒星。如果这些恒星系中有一颗行星上有超过我们的文明，那么我们就暴露了。而更多的消息，肯定会继续从地球发送出去。

其实，主动联系外星人的潜在危险并不只是小说中的异想天开。许多科学家，包括萨根，德雷克和霍金都对此表示出了忧虑。萨根认为，作为新来的孩子，面对陌生的宇宙，我们应该用很长的时间来倾听和了解，而不是急于向宇宙大声呼喊。

但是，支持Active SETI的科学家仍然孜孜不倦的推进各项向太空发送消息的工程。这种现象也体现了SETI在多年监听后一无所获的焦虑。俄罗斯天文学家Alexander L. Zaitsev是其中一位主要支持者。他发明了METI这个词，并认为METI是比Active SETI更为激进的方法。他在文章中称，主动联系是文明进步的需求，孤立主义很可能是很多文明灭亡的原因。从地球文明的发展历史来看，这种观点有一定的道理。同样，俄罗斯的METI团体也是最激进的，这里面可能有前苏联时期思想的影响。他们认为宇宙中的高等文明无一例外都是乐于助人的，对外星文明的恐惧只是幼稚的科幻小说（Shouting at the Cosmos）。

但是，如果我们在宇宙中的地位是美洲土著，而我们联系到的是欧洲殖民者，那又另当别论了。