第一章
起源

1992年夏末，我在亚利桑那州图森市一家名为“迈克之家”（Mike's Place）的简餐酒吧当早餐厨师。除了大家熟悉且廉价的老密尔沃基啤酒，“迈克之家”还提供0.99美元的早餐（两个鸡蛋、土豆煎饼和烤面包片），非常适合用来消解前夜的宿醉。有天上午10点左右，亚利桑那大学兄弟会的一帮男生像冬眠后醒来的熊那样跌跌撞撞地走进店里，他们神志不清，饥肠辘辘，每人都点了三四份特价早餐。我在烤架后面像机器一样熟练地煎着鸡蛋，灵巧地躲开飞溅的油花。

做早餐已经成了我的第二天性。过去4年里，我一直靠这样的工作赚钱供自己上大学。当我的身体忙于翻动土豆煎饼和打鸡蛋时，我的意识可以自由地思考其他事情。

我当时很担心，因为我即将开始大学的第5年，也是最后一年。就在几周前，我还开着我心爱的1972年款消防红大众面包车（昵称“格斯”），跟着“感恩至死”（the Grateful Dead）乐队在太浩湖附近的内华达山脉露营，在我的面包车里为太平洋山脊步道上疲惫的徒步旅行者做饭，而后回到了图森。

已经第5年了。这个思绪在我脑海中回荡。我从未打算在图森待5年，只是事情自然而然地发展成这样了。在上个学年结束时，我还没有准备好进入下一阶段。我已经完成了理论数学专业的所有课时，但我知道那不是我要走的路。如果再上一年学，我可以探索物理和日本文化，同时可以争取更多时间来攒钱，把即将到来的学生贷款推迟一年再偿还。我希望在踏上人生的下一阶段前找到明确的方向。

我是在远离城市的环境中长大的，住在一辆由三脚架支撑着的单宽拖车里，拖车停靠在一条长长的土路尽头。前院是土，后院是土，亚利桑那州的沙漠像一片未开垦的荒野一样包围着我们。每隔几周，我们就必须开数英里车来装满500加仑的水箱。

家庭生活并不美好。我父亲沉溺于酗酒和吸食大麻，直到我12岁时，母亲把他赶了出去。从那以后，我就像父亲一样照顾自己的两个弟弟，他们分别比我小6岁和8岁。

我的解脱来自对沙漠这个奇异世界的探索。我收集金属碎片，为自己和弟弟们建了一个“堡垒”，一个在父母争吵时可以安全藏身的地方。我寻找可以游泳的水坑，搜寻宝石和矿物。在沙漠里，我寻找奇迹和消遣——而且两者都找到了。

我特别喜欢流连于旧矿场遗址，想象着那些曾经在这片荒芜的土地上安营扎寨的人，他们开始挖掘这些不可思议的宝藏，睡在坚硬的地面上，随着日出而起。我会仔细翻寻这些矿渣，每当诱人的矿物标本从废墟中显露出来时，我都会感到一种因发现而有的兴奋。

在沙漠中，我能够重新塑造自己，扮演任何角色，成为一个勇敢的冒险家，一个行走在未知世界的探索者。在一次难忘的探险中，我成功说服了邻居家的一个孩子随我进入一个废弃的矿井。我的朋友紧张不安，而我毫不退缩地向前迈进，展现出了在家中自己希望展示的那种勇敢姿态。过了一会儿，我听到身后传来蛇的咝咝声，这意味着情况变得危险起来。于是，在隧道里等待好几个小时后，我的朋友从最近的农场带回一个陌生人，那条蛇很快就被手枪击毙。虽然那天下午的探索行动没有达成目标，但我并没有感到失望，反而沉醉在迄今为止最大胆的冒险经历的回忆中。

我不确定是年轻时的混乱生活塑造了我的个性，抑或是它仅仅彰显了我本来的个性——无论如何，我的个性已然“根深蒂固”，并持续至今。即使在父亲离开后，在母亲带我们搬到凤凰城郊区、生活稍微平稳下来后，我依然渴望挑战各种事物的极限，看看自己究竟能够走多远。

像大多数处境艰难的聪明孩子一样，我凭直觉认为上大学是一条出路，一条摆脱无尽的经济困境、填补自身欲望的出路。由于我家没有人上过大学，大学在我心中几乎具有神话般的地位。

现在，经过4年的学习，我发现自己正处在一个十字路口。很快，我就要从亚利桑那大学毕业了，但我不清楚毕业后做什么。我在寻找一丝火花：一种可以点燃我的好奇心，激发我的思维……并能支付账单的东西。

随着早餐时段的人流逐渐减少，我的思绪回到了厨房。是时候打扫一下然后回家了，希望能把头发上的油渍弄干净。

那是9月里一个阳光明媚的星期六，我解开围裙，走出餐厅。在烤架前连续待9个小时对身体来说简直就是地狱，我坐在露台上稍事休息，然后步行回家。一手拿着5分钱1品脱（约473毫升）的老密尔沃基啤酒，另一只手拿着周五的学生报纸——《亚利桑那野猫日报》（ Arizona Daily Wildcat ）。我喝了好久，然后打开报纸，这时我看到了一整版的广告，用大块的、醒目的字体写着：

WORK FOR NASA（为美国航空航天局工作）

我拨开被汗水浸湿的头发，仔细阅读上面的小字，惊讶地发现这种可能性竟然存在。

那句标语在我脑海中回响。美国航空航天局（NASA）代表了精英中的精英——在我看来，它是美国政府中从事高难度工作并做得相当好的那种机构。他们提出重大问题，发射巨大的、勇闯未知领域的宇宙飞船去寻找答案。为NASA工作意味着站在人类探索的最前沿。

就好像我一辈子都在透过一扇肮脏的窗户看世界，如今它被擦得一干二净，我找到了自己的道路。

回到家后，我立即开始准备申请NASA本科生太空研究资助计划，满怀希望，期待能够得到那份工作。我不仅得到了它，而且它改变了我人生的整个方向。

✦✦✦

1960年4月一个凉爽的夜晚，一位戴着粗框眼镜、名叫弗兰克·德雷克（Frank Drake）的29岁科学家去往位于西弗吉尼亚州格林班克的美国国家射电天文台工作。他将一个直径85英尺 的碟形天线对准鲸鱼座τ星——一颗太阳大小的恒星，距离地球约12光年。为纪念虚构的奥兹国公主，他将这次实验命名为“奥兹玛计划”（Project Ozma），将接收器调至1420兆赫（MHz），这是星际氢发射的无线电波的频率。该频率是被称为“水洞”（water hole）的无线电频谱的一部分，这是一个宇宙的静寂区，其中可以检测到氢和羟基（由一个氢原子和一个氧原子组成）。科学家称其为H谱线和OH谱线，它们在宇宙的任何地方都可见，并且是整个宇宙电磁频谱中最安静的部分。

德雷克在寻找外星文明的迹象。在接下来的两个月里，他每天花6个小时等待来自外太空的信息。搜寻地外文明计划，或称SETI，已经开始了。

德雷克并不是第一个考虑使用无线电波进行星际通信的人；一些最著名的技术先驱认为他们已经收到了来自外星人的信息。1899年，尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）独自在科罗拉多斯普林斯的实验室进行实验时，截获了奇怪的、无法识别的信号，这让他开始相信自己“是第一个听到一个星球向另一个星球问候的人”。1920年，意大利发明家古列尔莫·马可尼（Guglielmo Marconi）声称他接收到了类似的东西，并大胆地表示：“我相信这些信号完全有可能是其他星球的居民发送给地球居民的。”

1959年，朱塞佩·科科尼（Giuseppe Cocconi）和菲利普·莫里森（Philip Morrison）在《自然》（ Nature ）杂志上发表了一篇具有开创性的论文，他们提出通过扫描星系的窄带频率来寻找生命。正如我们多年来让无线电和电视广播信号飘向太空一样，科科尼和莫里森推断任何智慧文明都会做同样的事情。

虽然德雷克为期两个月的搜寻以失败告终，但它为科学界提供了急需的灵感。项目结束一年后，德雷克邀请了10位天文学家到西弗吉尼亚州，出席第一次关于外星智能的重要会议。莫里森和卡尔·萨根（Carl Sagan）也在场。还有一个名叫约翰·利里（John Lilly）的人，他是一位医生和哲学家，致力于与另一种外星智能形式——海豚——进行交流。他认为，了解动物如何相互交流，是了解其他星球上的生物如何交流的一个步骤。与会者对利里的研究非常感兴趣，他们决定自称“海豚会”。会后，利里给每位成员都送了一枚带有海豚图案的小银别针。

除了这个有趣的名字，这次会议对SETI研究的最大贡献是德雷克方程式，这是一个估计银河系潜在智能文明数量的公式：

N = R ^* · f _p · n _e · f _l · f _i v f _c · L

N ：银河系中可探测到无线电发射的文明数量。

R ^* ：适合智慧生命发展的恒星的年形成率。

f _p ：具有行星系统的恒星的比例。

n _e ：每个太阳系具有适合生命生存环境的行星数量。

f _l ：适合生命出现的行星的比例。

f _i ：出现智慧生命的孕育生命的行星的比例。

f _c ：开发产生无线电波技术的文明的比例。

L ：此类文明产生这些信号的平均年数。

这个方程式一开始并不是特别实用，科学家们没有具体的数字来填充其中的许多变量。相反，德雷克方程式给了科学家们一长串有待解决的问题。只有细化这个方程式中的变量，我们才能认真考虑如何寻找并与其他形式的智慧生命，即我们在银河系的宇宙邻居进行交流。

会议过后15年，NASA终于在1975年开始投入资金支持SETI项目，并在全美资助相关研究。然而，SETI在国会遭到了无情的嘲讽，被认为是在浪费纳税人的钱，因此这个项目在资金不足和得不到重视的情况下步履蹒跚地前进。最终，近20年后，科学界变得聪明了。他们没有直接以SETI的名义索要资金，而是对这个项目稍作调整，并想出了一个受人尊敬的新名称。1992年10月12日，就在我看到那则广告并赶回家申请太空补助计划的几周后，NASA正式启动了高分辨率微波巡天计划。

一知道SETI的存在，我就成了它的粉丝。扫描天空寻找外星人，这种概念听起来就像是我多年来一直在做的事情的高科技版本——围坐在篝火旁，喝着酒，努力思索那些宏大的问题：为什么物质是有生命的？为什么物质以这种方式排列组合，还能坐在这里提出这个问题？这种现象怎么可能仅限于宇宙某个小角落里的这一小粒尘埃呢？

我的室友扎克（Zac）和我在这方面完全一致。尽管我们都是囊中羞涩的学生，但我们还是凑钱订阅了《奥秘》（ Omni ）杂志，这本杂志妙趣横生地把科学和科幻小说融为一体，对一个年轻的科学家来说，它就像糖果一样诱人。1992年10月号刊登了权威人士弗兰克·德雷克本人的文章，介绍了NASA资助的外星智能探索计划。开篇段落纯粹是科学上的大话。德雷克冷静地预测，科学家“很可能在2000年之前在其他星球上发现智能生命”。我大声地把这些话读给扎克听时，我们俩都惊呆了。

那个月晚些时候，我终于收到了关于我申请的反馈，那是一封信件，来自一个叫做月球与行星实验室（Lunar and Planetary Laboratory，LPL）的地方。我感到困惑，我让扎克把书放下。“你听说过这个吗？”我问道，同时把信拿出来让他看回信地址。

“那一定是行星科学（Planetary Sciences）系。我记得在学科目录簿上看到过他们的课程。”

“我怎么从来没听说过这个？”我一边自言自语，一边从书架底部拿起那本厚重的目录簿，翻到“P”开头的部分。果不其然，那半页里挤满了一长串课程：太阳系探索、木星行星和卫星、宇宙化学原理（管他是什么鬼东西）。不知怎么回事，我在亚利桑那大学读了4年书，学了物理、数学、天文学和地质学，居然不知道还有这个系。

想起沙发扶手上放着的信封，我把目录放回书架上，然后颤抖着双手把信撕开。“是关于我的申请的！”

“祝贺你！”第一行写道，“你被选入亚利桑那州NASA本科生太空研究资助计划。”

“天哪，”我把信递给扎克，自己则瘫坐在沙发上，“我做到了，我真的得到了这份工作。”我做早餐的油腻日子终于要结束了。我试着想象自己会参与什么样的项目，这时我的目光落在了《奥秘》的封面上，封角已经皱褶。封面故事的标题用粗体大字突出显示：“《太阳系的起源》”，作者是卡尔·萨根和安·德鲁扬（Ann Druyan），而一艘未来感十足的宇宙飞船正从星际火焰中喷射而出。

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卡尔·德维托（Carl DeVito）博士的办公室是典型的学院派办公室，乱七八糟地堆放着一摞摞论文，书架上满是数学期刊，空气中弥漫着旧书和复印机油墨的气味。我自以为很熟悉数学系，它曾是我在亚利桑那大学的“家”。我在数学实验室做助教，借用他们的电脑做作业。尽管德维托博士已经在那里当了多年的教授，但我从未见过他，不过他现在是我的太空基金项目的导师。德维托一直在与语言学系的教授理查德·欧尔勒合作，他们共同开发了一种基于逻辑的语言来与外星社会进行交流。

当我坐下来时，德维托博士表现出了很大的热情，他说：“对SETI来说，这是一个激动人心的时刻。”

我微笑着点了点头，努力不让脸上的笑容太过灿烂——我不想看起来像个菜鸟。但事实是，我正在与一位受人尊敬的教授谈论与外星人交流的问题，并将为此获得报酬。这让我在座位上感到不安。

“当我们真的与外星生命取得联系时，我们需要一种能与他们交流的方式。这就是你加入的原因。”德维托博士说道。

我就知道这么多了。我的申请之所以成功，主要在于我独特的跨学科背景。多年来，我一直在学习语言学和科学。德维托的激情项目需要参与者在这两个学科中展现创造性思考的能力。

当他定义项目范围时，我能感觉到我们的想法很相似。德维托将SETI通信视为数学问题。而且，就像任何好的数学问题一样，他从假设开始。

“我们目前的SETI工作重点是搜索‘水洞’。”他开始说道。

我点了点头。德雷克在《奥秘》杂志上的文章提到过这点，我已经记得滚瓜烂熟了。

“因此，”德维托继续说道，“我们的文明与外星文明之间的任何联系都将通过这个频率范围内的无线电进行。这一假设首先意味着我们的通信员必须拥有足够的基本科学知识，至少足以建造无线电发射机。按照这个逻辑，他们应该能够学习基于基本科学原理的语言。”

任何能够制造无线电发射机的外星人都必须了解光波在太空中的传播情况。这样的设备是很复杂的，需要掌握详细的电学和磁学知识才能造出来。他们必须了解相同的宇宙基本事实，就像地球上的科学家那样能够建造射电望远镜。

“如果他们能够开发无线电技术，”德维托继续说道，当他意识到我已经跟上他的思路时，他的语速加快了，“他们可以计数，他们了解化学，他们熟悉熔点和沸点，并且他们理解气体的性质。如果我们分享所有这些常识，那么我们就可以交流数字、化学元素和物理单位（如克、卡路里、度等）。一旦建立了这套基本概念，就可以交流更多有趣的信息。”

“你们将如何交流有关化学元素的信息？”我问他。

“这种语言是基于数学集合论的，”德维托回答道，“一旦确立了整数，这些元素将作为一个新的集合引入。我们将从氢开始。氢被定义为原子序数为1的所有原子的集合。氦是原子序数为2的集合，以此类推。”

“如果这太简单化了怎么办？”我问道。我对自己的大胆感到惊讶，但又非常想给我的新导师留下深刻印象。

“我认为我们可以做得更好，”我继续说，“也许答案就在SETI方法本身。定义‘水洞’的H谱线和OH谱线展示了能量是如何在这两个分子中分配的。这些线条形成了独特的图案，这就是为什么我们知道太空不是一个空的空间——它实际上是一个化学实验室。

“更好的法子是利用氢的能级。给每个元素分配一个数字，可能会让情况变得复杂。我们或许可以使用它们的光谱‘指纹’。任何正在探索宇宙的外星文明都会有他们的光谱学家，他们会立即识别出这些模式。说不定，他们可能还有这些模式的库来分析他们的无线电数据。”

德维托点了点头。“听起来，我们的项目已经明确了方向。去推进德维托-厄尔勒（DeVito-Oehrle）语言来传递元素周期表吧！”他夸张地说。

在接下来的一学年里，我尽情享受着在SETI项目中工作的每一刻。德维托是一个鼓舞人心、非常投入的导师，我们经常在学生会的自助早餐店Fidlee Fig见面。在做这个项目的过程中，我构建了我所谓的“SETI文字处理器”，这个程序允许用户输入任何化学反应，并将其先翻译成德维托-厄尔勒语言，然后再转换成二进制。我想象着有一天我的代码将连接到世界各地的射电望远镜上，由一组科学家向我们的宇宙邻居发送信息。在我最疯狂的梦想中，我就是按下按钮、向星星发送信息的技术人员。

在我开始从事这个项目几个月后，很明显我再也不会离开了。我决定攻读行星科学专业的研究生，重点研究SETI。如果我能进入拥有世界顶尖项目之一的亚利桑那大学，那么我甚至不必搬离我的公寓。

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亚利桑那大学不仅仅是我的母校，对我和其他许多行星科学研究者而言，它还是这门学科的精神家园之一。

1960年，就在弗兰克·德雷克启动“奥兹玛计划”的同一年，一位名叫杰拉德·柯伊伯（Gerard Kuiper）的荷兰天文学家在亚利桑那大学大气科学大楼顶层的一个偏僻角落里建立了月球与行星实验室。当时，对行星及其卫星的研究已不再受到关注；20世纪初，随着太空摄影技术的兴起，科学家们得以首次观测和研究银河系以外的天体。虽然我们对银河系外空间的了解突飞猛进，但对与我们同处太阳系的行星的认识却停滞不前。尽管行星科学在当时并不时髦，但柯伊伯在他早期的职业生涯中还是做了些行星科学方面的研究。他发现土星最大的卫星土卫六的大气层中含有甲烷气体，还发现了海王星和天王星的前所未见的卫星，并探测到了火星上的二氧化碳。

20世纪50年代，柯伊伯将注意力集中在我们最近的邻居——月球上。多年来，即使当他的科学家同行们真正关注月球时，也似乎无法就任何事情达成一致。月球上的坑坑洼洼是由于古代火山活动造成的，还是因为遭受了小行星的撞击？月球表面是柔软蓬松的，还是坚硬脆碎的？没有人知道。柯伊伯认为，月球的历史和物理特性可以告诉我们很多关于地球形成和组成的信息，因此他开始着手月球地图绘制项目，收集并拍摄新的照片，为科学家研究我们迷人的自然卫星提供了基础。

柯伊伯的时运是无可挑剔的。1957年，苏联发射斯普特尼克1号卫星后，美国人再次把注意力转向我们的太阳系。4年后，当约翰·肯尼迪总统宣布美国人将在十年内登上月球时，柯伊伯确实是一个有计划的人——事实上，是唯一一个有计划的人。他的月球地图绘制工作突然成为国家的重点项目。当柯伊伯在亚利桑那大学校园开设实验室时，他带来了14 000磅的书籍、纸张和仪器。在接下来的十年里，柯伊伯和他招募到实验室工作的科学家们在阿波罗计划中发挥了不可或缺的作用。［尽管如此，柯伊伯得到他应得的尊重也是多年以后的事了；月球与行星实验室（LPL）在成立后很长时间仍然被嘲笑为“疯子实验室”（Loony Lab）。］

但柯伊伯最伟大的遗产或许是将现代行星科学转变为一项跨学科的研究。除了传统的天文学家，他还让物理学家、地质学家和大气科学家们挤满了LPL的大厅。LPL的这种开创性精神在接下来的半个世纪里得以延续，该实验室成为年轻行星科学家的培训基地，并最终使亚利桑那大学成为第一所从校园里控制航天器任务的大学。

1992年秋季学期结束时，随着研究生申请截止日期的临近，我与LPL的负责人尤金·列维（Eugene Levy）博士约了时间面谈。列维是一个令人望而生畏的人，他前额高，下巴有沟痕，以说话直言不讳而闻名。

“我想在LPL读研究生，”我告诉他，“我想寻找外星智慧生物。”

“绝对不要。”列维的回答迅速而简单。他的话就像宇宙中的一根针，刺破了我的梦想：“那简直是自毁前程。如果你在个人陈述中这么写，我们可能都不会录取你。”

“你什么意思？SETI是一个合法的、由NASA资助的项目。”我反驳道。

“不会太久了，”他几乎是笑着说道，“布莱恩参议员差不多要对这个项目出手了。”

事实上，NASA牵头的搜索行动一开始，这位来自内华达州的参议员就把取消其项目资金作为自己的使命。他在一份新闻稿中幸灾乐祸地说道：“希望很快就能结束这种用纳税人的钱去搜寻火星生命的闹剧。”

相反，列维鼓励我去研究火星。在20世纪90年代初，就像之前的月球一样，火星研究在被忽视了近20年后开始复苏。1975年发射的NASA旗舰项目海盗号提供了关于这颗红色星球的惊人数据。“海盗舰队”由两个轨道飞行器 组成，每个飞行器都带有自己的着陆器，用于搜寻火星表面和大气层，以寻找这个星球上存在生命的证据。

我清楚地记得，1976年7月4日，我5岁生日那天，《亚利桑那共和报》（ Arizona Republic ）的头版刊登了一张NASA着陆器刚刚降落在火星上的图片。那是我第一次感受到那种火花，就和我打开那份学生报纸时感受到的一样。

在那之后的几年里，轨道飞行器揭示了火星上的火山、巨大的峡谷、南部坑坑洼洼的地形和北部平整年轻的地貌。图像中还包含了丰富的古代河流系统的证据，有类似河流的网状渠道、灾难性洪水的迹象，以及让人联想到海岸线的地貌。然而，着陆器未能实现最终目标；生命探测实验未能得出明确的结论。

经过多年的观察和实验，科学家们得出结论，太阳紫外线辐射浸透了火星表面。这种破坏性的辐射，加上土壤的极度干燥和活性化学物质，使得我们所知的任何生命都无法在火星表面生存。

这个结论让火星探测的动力大减。整个20世纪80年代，NASA专注于建造航天飞机，不再重视对月球、火星和太阳系中更遥远的目的地的研究。但科学界继续呼吁对火星的探测，认为火星蕴藏着大量未被开掘的宝贵信息。围绕古代水流存在的证据，人们提出了一个强有力的论点来支持比较行星学的研究。显然，火星过去的气候与现在大不相同。如果我们真的关心地球的未来，就需要了解火星是如何从一个温暖潮湿的天堂变成一个贫瘠荒凉的沙漠世界的，就像乔治·卢卡斯的塔图因星球或弗兰克·赫伯特的阿拉基斯星球那样 。

最终，NASA听取了天文学家的建议。当我在图森市和列维讨论我的职业选择时，火星观察者号正在太空中疾驰，被誉为NASA重返红色星球（火星）的荣耀之作。

犹豫之后，我采纳了列维的建议。我向全国的几所学校提出了申请，这几所学校都有参与火星观察者号任务的老师。几个月后，在1993年的春天，我打开了圣路易斯华盛顿大学寄来的一个厚厚的信封，里面装满了好消息。我被地球与行星科学系录取了，获得了麦克唐奈空间科学中心的研究生奖学金——暂时缓解了我对钱的担忧，同时还获得了雷·阿维德森（Ray Arvidson）教授的研究助理职位，他是火星观察者号任务的首席数据科学家。虽然我也被亚利桑那大学录取了，但列维鼓励我去圣路易斯大学，以此拓宽我的学术视野。

于是，我计划搬到中西部。我卖掉了我的汽车，把自己的所有行李打包进两个小手提箱，订了一张去圣路易斯的机票。我开始由漫游的探险家转变为一名严肃的学者。

离开亚利桑那州之前，我进行了最后一次徒步旅行，向这片沙漠告别。那天晚上，我独自坐在图森山脉的一座山顶上，聆听着风穿过周围仙人掌的尖刺发出的低语。一想到要离开这个地方，这个我曾经熟悉的唯一家园，也是我感到最安全的地方，我的眼眶不禁盈满了泪水。我躺在一块巨石上，凝视着漆黑的天空。星星在夜空中闪烁，仿佛在向我眨眼，我能感受到它们的召唤。 /P7Pczro5KGqyt1es9JunGrqviaWHe3tXSeMzTsE+ASsDpTv9jDmlhozFzWxYzI5