2014年8月29日

在家尋找外星人—SETI@Home計畫

作者/曾耀寰

科學研究只能是象牙塔裡的工作嗎?只能屬於一群現代巫師們的魔法術嗎?為了確保自己在該研究拔得頭籌,牛頓在還沒公開發表微積分( 他稱之為流數法,method of fluxions) 的研究前,曾寫信給另一位微積分發明者萊布尼茲(Gottfried Wilhelm Leibniz),巧妙地以密碼的方式提到他在微積分上的突破。即使是現代的某些社會科學或自然科學,研究人員在還沒發表論文之前,手中的資料是不會公諸於世,讓他人搶了先機,魔法是不輕易外傳的。

然而這一切都在改變中!隨著研究資料的大量累積,需要更多人參與其中。1999 年,天文學家首次開放SETI@Home(Search for Extra Terrestrial Intelligence at Home)計畫,邀請網民透過網路下載和處理資料,誘因是找外星人。一點也不意外,SETI@Home 獲得驚人的成功,並帶出更多網路公民參與科學(Citizen Science)。

漫遊在宇宙中的瓶中信
確認有外星人是需要證據的,天文學家可以對外發射電波訊號,或利用太空船攜帶地球簡介手冊,希望能有外星人收到訊息,並回覆我們。就像海邊撿到的瓶中信,外星人可以在宇宙的角落撿拾到我們送出去的瓶中信。

但仔細評估後,發現這種方式有點天真,天文學家估計,距離我們最近的恆星約有4光年,發射電波訊號後,來回就需花8年的時間,銀河盤面的大小約十萬光年,姑且不考慮電波訊號的強度隨著傳播距離的平方成反比遞減,光是傳播的時間就要等個天荒地老。因此除了直接向外發出「地球上有人」的訊息,天文學家也可以採用守株待兔的方式,利用電波望遠鏡接收外太空的訊號,期望收到外星人給我們的瓶中信。

全球一起分析地外電波
這種守株待兔的方式就是SETI計畫的構想。SETI是「Search for Extra Terrestrial Intelligence」的縮寫,也就是搜尋地外文明的計畫。1979 年,美國加州大學柏克萊分校啟動名為「搜尋鄰近已發展高等文明的地外電波發射」(Search for Extraterrestrial Radio Emissions from Nearby Developed Intelligent Populations, SERENDIP),主要是找尋非自然產生的電波訊號,到了第四代SERENDIP 計畫則是利用波多黎各的阿雷西波電波望遠鏡,檢查頻率從1418.5 MHz到1421.5 MHz,每隔0.6 Hz,大約記錄1億6 千多萬個頻道,每天收集大約有35 GB的資料。35 GB相當於八千多首mp3 的音樂檔。1994 年,因兩位科學家傑岱(David Gedye)及凱斯諾夫(Craig Kasnoff)的聊天,為SETI 計畫提出全新的分析資料概念,1999年,加州大學柏克萊分校啟動了SETI@Home,讓全世界擁有個人電腦的大眾,一同協助SETI計畫分析資料。

SETI@Home 主要是在網路上提供一個螢幕保護程式讓人下載使用,原本螢幕保護程式的功能是在電腦閒置時會自動執行的程式,但SETI@Home 提供的程式則是在電腦閒置時,啟動分析SETI 資料的程式(圖一:SETI@Home 計算運行介面。圖片來源:SETI@Home),先透過網路下載經過切割的部分電波資料,然後利用閒置的電腦分析資料,最後將結果上傳。根據當時(2003年11月)的統計,超過四百萬台個人電腦參與SETI@Home,總加的計算能力有50000 GFlops,相當於價值3 千5 百萬美金的超級電腦。

圖一



透過來自公眾的電腦資源,分析處理科學上的前沿研究,這在當時是一項創舉,一個吸引大眾的議題:尋找外星人訊息。以更科學的方式滿足絕大多數人的好奇心,讓更多熱心人士的參與者能夠加入SETI@Home 計畫,甚至更多的網路公民參與科學計畫。


曾耀寰 中央研究院天文及天文物理研究所研究副技師

簡歷:
中央大學物理與天文研究所博士
現任中華民國天文學會常務理事
現任高等學校物理演示實驗教學研究會理事
現任《物理雙月刊》總編輯
現任《科學月刊》理事、總編輯

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