外星人如何寻找“外星人”

用电磁波寻找外星人?已经落伍了。我们需要学习一下外星人之间的通讯手段了。

电磁波：落后的通讯手段

地球上的人们一直在利用大型射电望远镜等设施来搜索、监听可能来自外星文明的电磁波信号。这是很自然的，因为我们自己平时在通讯的时候，也是利用电磁波来接收和发射信号的。

由于现在通讯发达，电磁波在地球上几乎无处不在;我们还利用电磁波指挥遥远的宇宙飞船和空间探测器。这就容易给人造成一个错觉，以为电磁波无所不能。而事实上，电磁波的通讯会受到许多条件的限制。

比如说，电磁波不能在深海里传播，因为电磁波很容易被水分子吸收。潜艇为了传送和接收信号，不得不经常浮出水面，这就把自己暴露在敌方反潜艇武器的监视之下，而且在海底游弋时也不利于地面及时指挥。

电磁波也不能穿透地心甚至崇山峻岭，因为它会被地层和高山反射、吸收。为了把电磁波信号输送到相隔万水千山的另一头，人们不得不利用大气中的电离层反射，或者通讯卫星的转播，或者干脆直接在两地之间铺设电缆、光缆，联成有线通讯网络。

而当我们向广袤的宇宙空间发射电磁波信号，以期外星人发现我们的时候，这些信号很可能会被中途的恒星和行星吸收或者干扰，比如电磁波穿越恒星，其频率就会发生改变。即使没受到干扰，传播一定距离后电磁波信号也会衰减，变得很微弱，以至于淹没在一片噪声中，无法识别。

这一切都说明电磁波通讯并不是万能的。

穿透力极强的中微子

正因为如此，当我们搜索外星生命的时候，除了电磁波通讯，也要考虑到宇宙中另一种通讯方式的可能。这种可能取代电磁波通讯的方式就是中微子通讯。如果一个外星文明足够发达，那么他们向外发送的信号，也许不是电磁波，而是穿透力极强的中微子脉冲!

我们知道，电磁波在真空中以光速传播，组成电磁波的基本粒子是光子。光子没有静止质量。而中微子虽然有静止质量，但它在基本粒子中是最轻的，电子的静止质量已经够小了吧，而中微子的静止质量是电子的万分之一。中微子运动速度极快，差不多接近光速。

这个小块头粒子有一个奇妙的特点，那就是它跟物质的作用极其微弱。这个特点使它拥有强大的穿透本领。比如，穿越地球直径那么厚的物质，在100亿个中微子中只有1个会与物质发生反应。

我们很少探测到中微子，其实中微子在宇宙中大量存在，估计每立方厘米有100个。比如在太阳上，每4个质子合成1个氦原子核的过程中，就有2个中微子产生，所以今天的太阳对我们来说是最大的中微子源。此外，在核反应堆里每时每刻也在产生无以计数的中微子。当你在读这篇文章的时候，成千上万个中微子正在如入无人之境般地穿透你的身体呢。为了捕捉中微子，科学家往往要建庞大的探测器，而为了避免别的粒子干扰，探测器还要深埋在地下。

正因为中微子的穿透本领极强，很难被物质阻挡，所以在某些特殊的环境，比如在深海中，我们就可以利用中微子来通讯。

中微子通讯有别于电磁波通讯之处是，中微子通讯只能以脉冲的形式进行。比如说，甲乙双方事先约好把1秒钟分成4等分，在第一个1/4秒，甲方的中微子发射器向乙方发射数以亿计的中微子，乙方接收到中微子后，就把这个1/4时间段标为“1”，接下来的两个1/4秒，甲方没有发射中微子，于是乙方都标为“0”，最后一个1/4时段又有中微子接收到了，又标为“1”。这样，乙方就得到了一个二进制码“1001”。把这个二进制码翻译成文字，乙方就可以读出其含意。这有点类似于考试时选择题的一种普通作弊方法：在桌子上敲一下，代表选A，连敲两下代表选B……等等。

当然，我们在这里只是做个简单说明，实际上要进行复杂的中微子通讯，也许要把1秒等分成上百万个时间段才行。

让潜艇接受中微子信号

2004年，美国科学家为了验证中微子通讯的可能性做了一个实验。一束从美国芝加哥费米国家实验室的加速器上引出的中微子束，被发射到700千米之外的一个废弃的矿井，矿井里埋着一个重达5000吨的液体中微子探测器。不过遗憾的是，平均12个小时才探测到1个中微子。

科学家说，这个结果至少要提高百万个量级，即达到每秒差不多能探测到20个左右中微子，中微子通讯才有实现的可能。这就寄希望于将来人类能发明更强大的中微子发射器，每秒钟能发出比目前多得多的中微子了。

那么，即使我们有了足够强大的中微子源，对于海底的潜艇又如何探测中微子呢?科学家设想，可以在潜艇外壳包上一层装有中微子探测器的“衣服”，使整个潜艇变成一个巨大的中微子探测器。本来在陆上探测中微子，需要上亿吨水作为介质，但对于潜艇来说，它外面就有现成的取之不尽的水，所以只要在它的外壳上装上中微子探测器就可以了。当中微子与水作用时，会产生高速运动的电子，电子在运动时又会发出光子，只要探测到这种特殊的光子，也就相当于探测到了中微子。

不过很遗憾的是，因为发射中微子需要庞大的加速器，这种加速器不可能建在潜艇上，所以潜艇上只有中微子接收装置，这就决定了中微子通讯只能是单向的，即只能地面向潜艇发出命令，潜艇却不能通过中微子通讯给地面反馈信息。这有点类似目前的电视，你只能用电视接收电视台发给你的信号，却不能用电视把你的意见反馈给电视台(当然，你可以通过别的途径，比如打热线电话跟节目主持人互动)。

假如外星人会发射中微子……

回到本文一开始提到的问题。由于电磁波通讯的诸多缺点，假如一个高度发达的外星文明掌握了中微子通讯技术之后，也许他们向外发出搜寻“外星人”的信号，不再是电磁波而很可能是中微子脉冲。而且为了不受宇宙中天然产生的中微子的干扰，这种中微子的能量要远远高于目前科学家探测到的这些中微子。如果真出现这种情况，地球人必须建造更加强大的中微子探测器，才能接收这些外星人给我们发来的中微子信号。

目前世界各地正在建许多大型的中微子探测器。比如科学家正在南极冰下架设一部叫“冰立方”的大型中微子探测器。这个设备由数千个探测器组成，最终科学家将把它放进一个1立方千米的冰块中，这些探测器的镜头对准下方，以探测来自宇宙空间穿透地核之后的中微子。

科学家建造这些设备的目的，当然并不是为了寻找外星人。但是假如碰巧接收到了外星人发来的中微子信号——“喂!我们在这里!”——那岂不让我们不亦乐乎?