德雷克生日│ 科學史上的今天：5/28

2020 年 11 月 19 日，美國國家科學基金會（National Science Foundation, NSF）宣布，史上最知名的望遠鏡之一——位於波多黎各（Puerto Rico）的阿雷西博天文台（Arecibo Observatory）即將永久關閉，震驚學界。

阿雷西博天文台乃隸屬於美國國家天文學和電離層中心（National Astronomy and Ionosphere Center, NAIC）的無線電望遠鏡，其最顯著的特徵包括直徑 305 公尺的球面反射器盤（spherical reflector dish），以及懸吊在盤面上方 137 公尺、重約 900 噸、由三座鋼筋混凝土高塔連結 18 條鋼纜所撐起的儀器平台。

從 1963 年建成以來，阿雷西博天文台一直保持著世界最大單孔徑望遠鏡的紀錄，直到 2016 年為止。它是波多黎各主要的科學教育中心，也培育出許多天文學家和工程師，甚至出現在流行文化裡，如電影《接觸未來》（Contact）和 007 電影《黃金眼》（GoldenEye）。

然而，就在 2020 年 8 月和 11 月，阿雷西博天文台的兩條鋼纜先後斷裂；考量到維修的困難與高風險，這座產出許多科學研究的標誌性天文望遠鏡，面臨被拆解的命運……在這感傷之際，讓我們一起追憶阿雷西博天文台的一生。

冷戰的雷達需求促成天文台誕生

1945 年，因應二戰後的局勢，美國成立了空軍劍橋研究實驗室（Air Force Cambridge Research Laboratories）^[1]。在冷戰背景下，其於 1949 年發明了利用電話數據機傳輸數位資料的技術（即早期網際網路傳輸所使用的方式）。1951 年，空軍劍橋研究實驗室的工程師首度發表文章，討論利用球面接收器接收電磁訊號的可能性；同時，美國國防部也因為遠程雷達和通訊的需求，對建造世界最大的天線來研究電離層很有興趣——這促成 1959 年空軍劍橋研究實驗室和康乃爾大學（Cornell University）簽署了成立阿雷西博天文台的合約。

天文台位於波多黎各北海岸的自治市阿雷西博；其設計和建造，由時任康乃爾大學教授的戈登（William Edwin Gordon，1918 – 2010）負責籌劃，於 1963 年落成。

望遠鏡的反射器盤建基於天然形成的滲穴之中，1974 年升級後由 38778 片穿孔鋁板製成；從遠處不同方位過來的電磁波會被盤面反射，分別聚焦於不同位置，懸吊於上空的接收器便會依據觀察目標移動到適當的接收點。

一如當初的計畫，阿雷西博天文台的主要功用在研究地球的電離層、接收來自遙遠宇宙的無線電波訊號，以及使用雷達技術探索太陽系土星軌道之內的天體。幾十年來，阿雷西博天文台經歷數次升級，一直是天文學和大氣科學的研究重鎮：它擁有世界最大的電磁波接收區（也就是反射器盤）；當其他無線電望遠鏡花費數小時才能收集到足夠的電磁波訊號，阿雷西博天文台只需要幾分鐘。

發現脈衝雙星，間接證實重力波

阿雷西博天文台開始運作之後，做出的科學貢獻多不勝數。例如，1964 年天文學家彼騰吉爾（Gordon H. Pettengill, 1926 –）的團隊藉由雷達脈衝發現水星的自轉週期為 59 天，有別於原先認為的 88 天；1968 年，洛夫萊斯（Richard V.E. Lovelace）利用阿雷西博天文台，提供了蟹狀星雲脈衝星（Crab Pulsar, PSR B0531+21，自轉週期 33 毫秒）存在的確切證據，也是第一顆被確認為跟超新星殘骸有關的中子星。

1974 年，赫爾斯（Russell Alan Hulse, 1950 –）和泰勒（Joseph Hooton Taylor Jr., 1941 –）發現第一對脈衝雙星（脈衝星和中子星）系統；之後，其被用來作為廣義相對論的高精度測試——這一項發現成為廣義相對論中，重力波存在的間接證據，也是他們獲得 1993 年諾貝爾物理學獎的重要原因。

1990年，波蘭天文學家沃爾茲森（Aleksander Wolszczan, 1946–）從阿雷西博天文台發現了脈衝星PSR B1257+12，並於兩年後，發現有兩個行星（之後又找到第三個）繞行PSR B1257+12，這也是人類史上第一次發現太陽系外的行星。

除此之外，阿雷西博天文台也能拿來研究天體的地貌：1989 年 8 月，趁著小行星 4769 Castalia 經過，離地球的最近距離僅 4,029,840 公里（約地球到月球距離的 11 倍），科學家利用天文台雷達描繪出小行星 4769 Castalia 的 3D 樣貌；至今，阿雷西博天文台已經研究過數百個近地小行星（near-Earth asteroids, NEAs），除了可以分析它們撞擊地球的可能性，也能幫助我們理解太陽系的起源和演化。1994 年，阿雷西博天文台則被用來研究水星南北極隕石坑內可能存在的冰層。

阿雷西博天文台亦針對星系進行無線電波頻率的大範圍掃描，並於 2008 年發現星系阿普 220（Arp 220）中存在有機化合物分子。另外，在大氣物理學領域，它增進了我們對高層大氣，特別是電離層的認知與理解。

向宇宙發送訊息，等待外星文明回應

阿雷西博天文台的 305 公尺孔徑紀錄，雖然在 2016 年被中國的五百米口徑球面射電望遠鏡（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope, FAST, 簡稱天眼）超越，但阿雷西博天文台的地位卻無法被取代——其中一個很大的原因是，天眼只有接收訊號的功能，沒有發射訊號的設計；而阿雷西博天文台不僅可以接收，也能發射訊號（所以具有雷達的功能）。

最有名的例子，是 1974 年，天文學家德雷克（Frank Drake, 1930–）和其他研究者——包括天文學家兼科普作家薩根（Carl Sagan, 1934 – 1996），設計了知名的阿雷西博訊息（Arecibo Message），內容包含人類的 DNA 結構，和太陽系的介紹等等，以強力的電磁波從阿雷西博天文台發送向距離地球 25000 光年的球狀星團 M13。雖然無法期待在不久的將來能收到回覆，卻是人類主動接觸外星文明的重要嘗試。

反過來說，阿雷西博天文台接收到的無線電波，也能拿來分析是否包含外星智慧文明發出的電磁訊號。於是，在早期美國國家航空暨太空總署（National Aeronautics and Space Administration, NASA）的搜尋地外智慧計畫、或者民間著名的 SETI@home 計畫^[2]，分析所用的數據，部分便來自阿雷西博天文台。

結構不穩，無可奈何的退役決定

儘管功績卓著，且有著不可替代性，阿雷西博天文台仍然面臨拆除的命運。雖然有在定期維護，但經費的短缺加上歲月的流逝和地震、颶風的侵襲，都增加了望遠鏡結構的不確定性。

首先是 2020 年 8 月 10 日，一根連結到儀器平台、安裝於 90 年代的輔助鋼纜從托座鬆開，破壞了反射器盤面邊緣的鋁板；工程師在檢查損壞狀況時，發現儀器平台的 12 根主要支撐鋼纜中，有一根鋼纜的組成鋼線存在少許損壞，但評估後認為對安全性不造成影響。怎知到了 11 月 7 日，該主要支撐鋼纜從中間斷裂，在靠近反射器盤面中心的區域撕開了大裂口——既然原本認為安全的鋼纜斷了，剩下的鋼纜是否真的安全無虞？又能支撐多久？沒有人知道。

現在，任何時刻都可能有更多鋼纜斷裂或鬆脫，一旦最壞的狀況發生，整個儀器平台將掉落到望遠鏡盤面上，或者損害附近的建物；甚至，任何想要穩定或測試鋼纜的努力都可能加速剩下鋼纜的損壞。為此，美國國家科學基金會正在研擬計畫，在可控的狀況下拆除儀器平台——這是個艱難的決定，但一切以安全為優先。

事實上，出於經濟考量，美國國家科學基金會前些年都在為阿雷西博天文台的經費苦惱：在 2017 年，美國國家科學基金會和國家航空暨太空總署一年分別提供高達 800 萬和 360 萬美元的營運費用，所費不貲；到了 2018 年，才由中佛羅里達大學（University of Central Florida, UCF）承擔阿雷西博天文台的營運，並補足美國國家科學基金會逐年縮減的天文台經費。沒想到人算不如天算，阿雷西博天文台被迫永久關閉，這無疑是科學界的一大損失。

研究暫停，無可取代的電波望遠鏡

阿雷西博天文台自 1963 年啟用以來，對天文學、大氣科學和行星科學貢獻良多；它是第一個發現系外行星的望遠鏡，也是搜尋地外文明的重要工具。它在科學教育面向深受好評，每年有十萬人到阿雷西博天文台參觀，包括許多學生；那兒不僅有天文學、高層大氣物理學的展覽，還有可以俯瞰巨大反射器盤面的觀景平台。

儘管年紀大了，但阿雷西博天文台持續升級，原本也預定在接下來數年安裝新儀器，像是將大幅提高望遠鏡靈敏度、價值 580 萬美元的天線――這一切都成為泡影。阿雷西博天文台退休後，許多研究都必須暫停，只有部分計畫得以找到替代設施，或是能夠留在天文台原址繼續進行。往後，我們只能在記錄中，緬懷這座極具歷史意義的無線電望遠鏡，令人唏噓。

註解

[1] 空軍劍橋研究實驗室於 2011 年被整併，最終演化成現今美國空軍研究實驗室（Air Force Research Laboratory）的一部份。空軍研究實驗室致力於領導航太作戰科技的發明、發展和整合，計畫空軍的科學、科技方案並執行，以及為美國空中、外太空和網際空間的部隊提供作戰能力。

[2] SETI@home，是一個通過網際網路利用個人電腦處理天文數據的分布式計算項目；其試圖通過分析無線電望遠鏡收集到的無線電信號，搜尋地外智慧生物存在的跡象。

參考資料

1. Alexandra Witze, Legendary Arecibo telescope will close forever — scientists are reeling, Nature, Nov. 19 (2020).  
2. Alexandra Witze, Arecibo telescope wins reprieve from US government, Nature, Nov. 16 (2017) 
3. Daniel Clery, Famed Arecibo telescope, on the brink of collapse, will be dismantled, Science, Nov. 19 (2020).
4. Daniel Clery, Adrian Cho, Iconic Arecibo radio telescope saved by university consortium, Science, Feb. 22 (2018).
5. Daniel Altschuler, Chris Salter, The Arecibo Observatory: Fifty astronomical years, Physics Today 66, 11, 43 (2013).
6. Paul H. Carr, Early history of Arecibo Observatory, Physics Today 67, 6, 11 (2014).
7. Telescope Description about Arecibo Observatory
8. Air Force Research Laboratory – Wikipedia
9. Arecibo Observatory – Wikipedia

在夜空下仰望繁星若塵，除了讚嘆宇宙之浩瀚，不免也會猜想某個遙遠的星系是否也存在著其他智慧生物吧？

美國天文學家德雷克自八歲起即如此幻想著。他大學念天文學，畢業後在軍艦上當了一陣子通訊官；結合這兩項學經歷，他進入哈佛大學研究所攻讀無線電天文學，終究成為以科學方法尋找外星文明的第一人。

1960 年，德雷克將直徑 26 米的無線電望遠鏡對準 12 光年外位於鯨魚座的天倉五，與 10.5 光年外位於波江座的天苑四，搜尋是否有值得注意的特殊訊號；這成了「搜尋地外文明（SETI）」計劃的濫觴。第二年德雷克召開首屆 SETI 研討會，會中提出了著名的「德雷克公式」，用以估算我們有機會以電波接觸到的外星文明數量：

\( N=R_* \times f_p\times n_e \times f_l \times f_i \times f_c \times L\)

• \( R_* \)：銀河系平均每年誕生新恆星的數量（NASA 估計 7 個）
• \( f_p \)：擁有行星之恆星的比例（幾乎等於 1）
• \( n_e \)：每個恆星擁有允許生命的行星數量（難以估計，從億分之一到 1/10 都可能）
• \( f_l \)：其中真的孕育出生命的比例（難以估計，但有天文學家估計 0.13 以上）
• \( f_i \)：其中發展出文明的比例（難以估計，從億分之一到 1 都可能）
• \( f_c \)：其中發展出發射電波至外太空的比例（一般估計 10%~20%）
• L：這樣的科技文明平均存續時間（難以估計，從千年到億年都可能）

雖然這樣得出來的答案範圍太廣，從幾乎沒有到數百萬個都有可能，難以達成共識，但德雷克公式至少為原本天馬行空的胡亂猜測提供一個系統化的討論基礎。

德雷克本人的估算當然是極為樂觀的，他一生至今也都將全部心力奉獻於此。1972 年發射的太空船先鋒十號上放了一塊由他與卡爾·薩根共同設計的鍍金鋁板，上面刻劃了氫原子能階、地球位置與一男一女圖像。希望若有穿梭星際的外星人捕獲它，能因而知道我們的存在。次年發射的先鋒十一號也裝了一塊同樣的鍍金鋁板，往宇宙另一個方向飛去。1974 年，德雷克透過阿雷西博望遠鏡（Arecibo Observatory）向古老的 M13 星團發射無線電波，希望該處數十萬顆恆星之中有智慧文明能接收到，並成功解讀用二進位編碼的訊息。

德雷克代表人類撰寫的銘版有如瓶中信尚在無垠的太空中漂流；阿雷西博訊息距離目的地也還有二萬五千年要走。我們現在能做的只有持續傾聽來自外太空的微弱訊號，希望能從中發現外星文明的話語。如果你認同德雷克的信念，你也可以到 SETI 的網站下載程式，用你的電腦一起幫忙尋找外星文明……。

本文同時收錄於《科學史上的今天：歷史的瞬間，改變世界的起點》，由究竟出版社出版。

就在你閱讀這篇文章時，才於2013年飛離太陽系的航海家1號（Voyager 1），繼續以每年五億四千萬公里的速度，航向未知的星際空間。如果一切順利，抵達下一個行星系──17.6光年外的Gliese 445──應該是四萬年後。

航海家1號太空船裏頭有一塊金唱片，收錄了不同民族的問候語與音樂、大自然與動物的聲音，以及生命圖像與地球的位置。它是我們丟進宇宙大海的瓶中信，希望有朝一日能被航行星際的外星文明拾起，解讀上面的訊息而知道人類的存在。這樣的瓶中信還有三封，分別搭乘航海家2號、先鋒10號（Pioneer 10）與先鋒11號太空船，往不同方向的太空深處漂去。

在此同時，運作已三十年的SETI計畫繼續以地面的無線電望遠鏡傾聽來自太空的電波，期盼能聽見來自外星文明的訊息。

促成這些計畫的，正是美國天文學家卡爾·薩根。他深信我們並不孤單，億萬個星球之中必定還有其他智慧文明。他這樣的熱情也延伸到積極向一般大眾分享宇宙的神奇，加以他的人文關懷與表達魅力，使他成為美國近代最重要的科學普及工作者。

不過，可不要誤以為薩根盲目的相信外星人的存在。他是正宗的懷疑論者，「超乎尋常的主張需要超乎尋常的證據」這句話，即是因為他在節目上不斷引述才廣為流傳。當許多美國民眾幻想著金星居住環境舒適，甚至有金星人時，他就率先指出金星表面乾燥高溫，根本無法住人。他更大力駁斥那些信誓旦旦見過飛碟與外星人的說法都是一派胡言。

薩根有二十多部著作（其中《接觸》被拍成電影《接觸未來》），發表超過六百篇的科學論文與文章。他在1980年製作主持的科學節目《宇宙》，更是先後在六十幾個國家播出，超過五億人觀賞。他的書與節目不只是以淺顯易懂的方式介紹冷硬的科學知識，貫穿其中的是對人類的終極關懷。對他而言，尋找外星文明其實就是對宇宙的探索，也是探索人類這個物種在宇宙的自我定位，藉由探索過程，重新反省認識自己。正如他所說的：

「我們身在宇宙之中，就像是漂浮在塵埃中的一顆微粒。而我相信，人類的未來會是如何，端視我們對宇宙的了解有多麼透徹而定。」

本文同時收錄於《科學史上的今天：歷史的瞬間，改變世界的起點》，由究竟出版社出版。

文／Gilver

俗諺說：「人外有人，天外有天」，那在天際之外的無邊宇宙，有沒有像地球人一樣的生命存在呢？

這或許是個全人類都好奇、也各有見解的問題。可惜的是到目前為止，科學家還沒找到外星文明存在的證據。然而，科學家們從不放棄，因為在廣袤宇宙中尋找外星生命的任務，如同從大海中舀起一杯水，即使水中沒有魚，也不代表整座大海了無生機。本次泛科講講 x 中研院天文所，特別請來兩位站在人類追尋外星生命最前沿的重量級科學家：吉兒‧塔特（Jill Tarter），前《尋找外星智慧計畫》（SETI）主任；以及威廉‧夏夫（William Schopf），第一位發掘前寒武紀化石的古生物學家，來跟我們談談他們畢生搜尋生命痕跡的故事。

威廉‧夏夫：想了解這個世界，你必須樣樣皆通

「目前地球上最古老的生物化石是澳洲的藍綠菌層疊石，它起源於35億年前。」這是威廉‧夏夫最為眾人所知的創舉。他走訪世界各地，是首位在澳洲、南非、俄國、印度、中國等地的疊層石找到前寒武紀微化石的學者，亦發表了很多地球上生命起源的文獻。他近期最重大的科學工作，就是在火星上面尋找生命的跡象。

夏夫的學術起點從美國俄亥俄州的歐柏林學院（Oberlin College）主修地質學開始，繼而轉向生物學發展，後來更跨越生物化學、有機地質學等多個領域，只因他對大自然感到好奇。「如果你想要了解這世界，你就不能只是個生物或物理學家，你得樣樣皆通。可是，大自然卻根本不在乎這些學門，它不會把自己分門別類！我要告訴在座的各位大學生，你越早了解到這件事情，成功就離你越近。」

在夏夫19歲、就讀大二那年，地質學課本寫著：地球上最早出現的生命證據是五億年前的節肢動物，而且百年來沒有科學家能突破這個紀錄。不過年輕的夏夫認為根據達爾文的說法，應該要有更早的化石存在—而那就是我所能做的事情！憑著少少幾篇論文，夏夫展開尋找更早生命形式的旅程。

「我有一個夢想，就是探索生命起源的時間。」夏夫像是馬丁路德‧金恩般，中氣十足地在講台上說道。

開拓新領域

夏夫的夢想之路開始突飛猛進。從大二開始，夏夫持續地苦心鑽研，後來陸續找到了十億、二十億年、三十一億年前的化石，然後就取得了博士學位！旋即他在加州大學洛杉磯分校（UCLA）教書，隔年又受邀加入「月球取樣初步分析小組」（Lunar sample preliminary examination team）的6人團隊，展開分析月球碎石的工作。有趣的是，夏夫當時在團隊裡只是個年輕的小夥子而已。

「我與這些長者合作、交流，此刻我感覺到我已達到我大學時為自己訂定的目標了。」

那接下來呢？夏夫的下一個目標，是研究這些遠古生命如何在時間長河中演化？「要研究這個問題，就必須要面對無數更多的戰局——因為大自然從不替自己分門別類呀！」

從地球到火星

往後的日子裡，夏夫又獲頒多座學術獎項及巨額獎金，像是中了人生的樂透一樣。此時，夏夫下了一個決定：他將利用他的所知所學和經濟能力，開闢一個舉足輕重的研究領域。「我有一個夢想。我將開創一個跨國際、跨學科的領域，它將需要各式各樣的人才參與其中，像是一個爵士樂團一般。而那就是科學研究的模樣。」

在結合各方長才之下，夏夫率領的研究團隊為人類的世界觀帶來變革，將生命的起源再度往前推移，找到了35億年前的化石，超越了他自己當年的化石年代紀錄。｢當你有了一個想法，就試著將它實現；你有夢想，你就能做到！」

近年來，夏夫開始參與美國太空總署（NASA）的火星探測計畫，分析來自火星的樣本。它們每公克四千萬美金，幾乎是世界上最昂貴的石頭，但其中可能蘊藏著過去生命的證據。夏夫的團隊利用顯微科技，在不能摧毀這些珍貴石頭的前提下，從微觀尺度去分析它的組成，試圖尋找微生物存在的痕跡。

幸運科學家的啟示：懷抱夢想、保持好奇、互相幫助

千載難逢的機會必須碰上準備好的人，人的夢想才能實現。夏夫坦言他是個幸運的人，他的夢想需要人類科技的極限，而他有能力去追求它。這樣一位何等幸運的科學家，有三個重要的啟示要送給大家。

「首先，你要有想法，要懷抱夢想。不要害怕去追隨你的夢想，那怕是要觸及星星。成功與否並不重要，去追尋、去發現，你將有你的貢獻，不踏出那一步，你哪兒都去不了。你要相信你辦得到，你將會享受其中的過程，那將使你喜愛你的生活。」

「第二件事情是，如果你想當個科學家，你要當個三年級學生 [註]，那才會使你去問為什麼。沒有所謂的蠢問題，因為那代表著你好奇所見所聞、你想知道那裏存在著什麼。當你好奇，你才會真的學到些什麼，而不是像中學生的學習總是告訴你什麼會考。聆聽、學習，然後問問題。還有，不要相信任何人，沒有人永遠是對的！永遠要問自己，這個知識是怎麼被了解的？它真的是對的嗎？」

「最後一個是，我有個非常幸運的人生，許多的因緣際會讓我今日能在世界各地探索化石的秘密。科學是無國界的，科學家的天命就是去描述、理解大自然是如何運作，文化、語言、信仰、種族、性別、國家、政治······都不足為談，我們都是生存於此、探究真實的智人，我們都相差不遠，且需要彼此扶持，在面對許多全球問題時，我們必須要以無國界的方式去思考，保持樂觀，未來才有曙光。」

吉兒‧塔特：在宇宙之中，我們是否唯一而獨特？

吉兒‧塔特也是一名美籍的天文學家，她是「尋找外星智慧計畫」（Search for Extraterrestrial Intelligence, SETI）研究中心的前主任。SETI是一項國際性的科學計畫，目的是為了求證地球之外是否還有其他的智慧生命存在。SETI 的研究學者利用不同的方法找尋外星文明，最常用到的一項是利用巨型的望遠鏡陣列裝置，觀測是否有從其他星球傳來的人為無線電訊號。塔特於SETI的天文學研究經歷被改寫為小說《接觸未來》，並在1997年改編成同名電影。

塔特的專長領域為工程物理及天文學，參與多項搜尋外星文明的計畫，並在2012年退休，然後變成在世界各地巡迴的SETI啦啦隊，繼續向世界推廣、介紹SETI。

如果我們不再特別，那我們的存在意義是什麼？

「我們在宇宙之間，是否是唯一而獨特的生命？隨著太空科技演進，我們終於看見地球在宇宙中的模樣。」隨著投影幕上的畫面切換，塔特引領我們往更遙遠的宇宙飛去、看見益發渺小的地球。「一顆黑暗之中的藍色行星，那就是我們的立足之地，你的所愛、所恨所在之地。」在更遠的光年之外，我們的銀河系甚至只是千億個以上星系之一，地球又僅是銀河系之中太陽行星系統的一芥小白點。

「難道在這麼大的宇宙之中，不會有其他生命存在嗎？」

人類引以為傲的觀測成就，卻只是 4% 的宇宙

資料顯示，宇宙的演化從138億年前開始，由一個高密度、高溫度的點持續膨脹，那時甚至還沒有「物質」。後來才有了原子、星星、行星、銀河系，有了我們今日我們身邊的一切。可是故事還未結束，直至今日，人類還在拼湊著時空的拼圖，試圖解答我們處在什麼時間、空間之中。

自四個世紀前、望遠鏡發明以來，人類窮極一生並引以為傲的成就，竟也只有宇宙間4%的組成—物質，其他的都是至今仍無法觀測的暗物質、暗能量。

雖然地球上許多文明都各有一套故事解釋他們從何而生，但科學版本的故事卻未有定論，而且還隨著新資料、新觀測結果不斷的修正。我們試圖拼湊著全貌，卻沒有辦法知道所有的事情，這也是當科學家真的很有趣的原因，就像夏夫所說的一樣。（笑）

星塵的產物

「這個宇宙還有很多未知在等著我們。此刻，我們注視著這張宇宙星塵的圖片的同時，我們正呼吸著百億年前飄散在星際的產物。從氫氣和氦氣，到現在成追本溯源的的我們，我們自星塵中誕生，而其他生命也是。」

【Q&A節錄】

Ｐ編：如果能重返19歲，您的夢想會是什麼？
夏夫：這個問題很有趣，因為我知道那不可能呀······（笑）我想現在的我，會考慮至少兩條路：一個是去取得醫學博士學位，研究人類大腦的運作機制，它不但有趣且重要，腦的發展也同樣是重要的演化事件。另一個我會慎重考慮的選擇是律師、法官。對我來說，他們擁有智慧、並將之奉獻給國家。

Ｐ編：「讓 SETI不斷搜尋來自地球外的訊息，同時也向外太空持續發射大量的訊息；我們應該要大聲一些，好讓外星生命聽得見。」您對這樣子的說法，有什麼觀點呢？
塔特：至少80年廣電技術發展以來，我們並不向外廣播地球的訊息。看看地球，當生命出現了，地表就被劇烈的影響了，大氣和海洋都改變了。當這些外星生命來訪時，必定帶來著高端科技，也可能比我們會控管他們行星的資源。倘若他們收到地球的訊息而來訪，他們將會對地球感到好奇······ 而且，屆時我們將會需要全球性的溝通規模，來表決要不要發射訊號。那麼誰能率先發言？又要說些什麼？我的意見是：以宇宙的尺度來看，地球非常年輕，科技才剛萌生幾百年。如此年輕的我們，該先做的是簡單的事—「聆聽」。聆聽你能從鄰居得到些什麼吧。當地球真的決定要傳送些什麼時，就請長時間持之以恆地發送吧。

聽眾：你是如何找到層疊石的？
夏夫：根據當時全球地質鑑定地圖，尋找地質事件較少發生、且年代約位於三億多年間的地方，當時找到的地方是澳洲西北部、南非，及格陵蘭的少數地點。地質越古老的地方就越可能有古老化石，而澳洲西北部的層疊石是生化和微生物證據最多的地點。

聽眾：當我們真的找到外星生命的訊號，人類將會面臨什麼改變？
塔特：這很複雜。首先會有無數的新聞，大家都會很興奮，但也可能會面臨各種危機跟可能性。科學家還是會繼續去了解他們。而且在往後，找到外星生命的訊號很可能會改變人類對於自我定位的認知、衝擊我們的觀點，就像當初太陽中心說改變了地球中心說的歷程。我們將會需要一些時間，來接受我們只是眾多數目中的一個而已。另外，外星文明擁有的科技，很有可能會解決我們現在所不能解決的問題。
夏夫：我希望那將會讓地球上的人類變得更加親近彼此，更能理解我們只是這個行星上的一份子，在遠端還有另一個星球的生命。消弭歧見，還要擁有睿智。

［註］三年級學生（third-grader）：在美國，孩童通常會在小學三年級時開始接觸科學，包含基本的物理、化學和氣象概念。可參考維基條目 third grade。（2015/08/20　更正，原誤譯為第三名）

本次 PanSci TALK 活動與中央研究院天文與天文物理研究所合辦。

在夜空下仰望繁星若塵，除了讚嘆宇宙之浩瀚，不免也會猜想某個遙遠的星系是否也存在著其他智慧生物吧？

美國天文學家德雷克自八歲起即如此幻想著。他大學念天文學，畢業後在軍艦上當了一陣子通訊官；結合這兩項學經歷，他進入哈佛大學研究所攻讀無線電天文學，終究成為以科學方法尋找外星文明的第一人。

1960 年，德雷克將直徑 26 米的無線電望遠鏡對準 12 光年外位於鯨魚座的天倉五，與 10.5 光年外位於波江座的天苑四，搜尋是否有值得注意的特殊訊號；這成了「搜尋地外文明（SETI）」計劃的濫觴。第二年德雷克召開首屆 SETI 研討會，會中提出了著名的「德雷克公式」，用以估算我們有機會以電波接觸到的外星文明數量：

\( N=R_* \times f_p\times n_e \times f_l \times f_i \times f_c \times L\)

• \( R_* \)：銀河系平均每年誕生新恆星的數量（NASA 估計 7 個）
• \( f_p \)：擁有行星之恆星的比例（幾乎等於 1）
• \( n_e \)：每個恆星擁有允許生命的行星數量（難以估計，從億分之一到 1/10 都可能）
• \( f_l \)：其中真的孕育出生命的比例（難以估計，但有天文學家估計 0.13 以上）
• \( f_i \)：其中發展出文明的比例（難以估計，從億分之一到 1 都可能）
• \( f_c \)：其中發展出發射電波至外太空的比例（一般估計 10%~20%）
• L：這樣的科技文明平均存續時間（難以估計，從千年到億年都可能）

雖然這樣得出來的答案範圍太廣，從幾乎沒有到數百萬個都有可能，難以達成共識，但德雷克公式至少為原本天馬行空的胡亂猜測提供一個系統化的討論基礎。

德雷克本人的估算當然是極為樂觀的，他一生至今也都將全部心力奉獻於此。1972 年發射的太空船先鋒十號上放了一塊由他與卡爾·薩根共同設計的鍍金鋁板，上面刻劃了氫原子能階、地球位置與一男一女圖像。希望若有穿梭星際的外星人捕獲它，能因而知道我們的存在。次年發射的先鋒十一號也裝了一塊同樣的鍍金鋁板，往宇宙另一個方向飛去。1974 年，德雷克透過阿雷西博望遠鏡（Arecibo Observatory）向古老的 M13 星團發射無線電波，希望該處數十萬顆恆星之中有智慧文明能接收到，並成功解讀用二進位編碼的訊息。

德雷克代表人類撰寫的銘版有如瓶中信尚在無垠的太空中漂流；阿雷西博訊息距離目的地也還有二萬五千年要走。我們現在能做的只有持續傾聽來自外太空的微弱訊號，希望能從中發現外星文明的話語。如果你認同德雷克的信念，你也可以到 SETI 的網站下載程式，用你的電腦一起幫忙尋找外星文明……。

本文同時收錄於《科學史上的今天：歷史的瞬間，改變世界的起點》，由究竟出版社出版。