为了让外星人了解地球信息，他们拼命想出了这些“乱码”

浩瀚的太空总让人思考一个深奥的问题:我们地球人孤独吗星光点是其他智慧文明的地盘吗

伴随着科学的发展，人类从20世纪初就开始尝试接收可能的外星文明的信号这还是被动，为什么不主动给外星文明发消息

1958年，美国开始实施先锋计划，发射了一系列用于行星探索的航天器其中，先锋10号和先锋11号分别于1972年和1973年发射，最初目的是探索外太阳系它们分别成为第一批飞越木星和接近土星的探测器，最终它们将飞出太阳系美国人在先锋10号和11号上安装了一块镀金铝板，上面刻着一些关于地球人的信息如果探测器被外星文明捕获，外星人可以通过这个铝板迅速了解地球人请参见下图，了解铝板上的符号

图1先锋镀金铝板

除了裸男裸女你什么都不知道吗。

除了含义模糊，没人确定这块铝板能不能被外星人收到这个镀金铝板就像一个漂流瓶虽然它以每小时5万公里的速度离开了太阳系，但相对广阔的空间仍然不值一提

有没有更高效的方法向外星人发送信号。

是的，发送无线电信号，这也是最快的信号形式。

阿雷西博消息

1963年，美国波多黎各阿雷西博射电望远镜建成，直径305米建成后，它成为世界上最大的单孔径望远镜这一纪录一直保持到2016年7月，被中国500米口径球面射电望远镜FAST五百米口径球面射电望远镜打破

图2阿雷西博射电望远镜与500米口径球面射电望远镜口径对比

阿雷西博射电望远镜有些特别它配备了三个雷达发射机，用于向天体发射无线电信号，并分析反射的信号

美国天文学家弗兰克·德雷克曾提出利用阿雷西博望远镜的雷达向太空发送无线电信号，以便外星天文学家捕捉并解码信息，了解地球人的存在。

图3美国天文学家弗兰克·德雷克积极推动SETI以他名字命名的德雷克方程就在图中的黑板上，用来估算银河系中能联系到我们的外星智慧文明的数量

发什么内容。

你应该发送地球人和外星人都能理解的内容。

有这样的内容吗。

是的，科学。

科学适用于整个宇宙如果外星人能发明射电望远镜，他们一定懂科学

在一些人的帮助下，德雷克很快设计出了内容日前，他向熊座的球状星团M13发射了一个无线电信号，持续时间为169秒，功率为450千瓦，信号波长为126毫米

如果M13里真的有外星智慧文明，多久能得到回复。

很快，就5万年了，因为M13距离地球2.5万光年。

我们在静静等待外星人回复的同时，不妨享受一下美国天文学家发来的信息。

这段音频有两个音高。我们可以记录音高序列，将高音记录为0，低音记录为1，我们将得到:

000000101010100000000000010100000101000000010010001000100010010110010。

总共1679个0或1就是1679比特的信息。

德雷克希望外星人把这根弦排列成一个长方形因式分解1679，1679=23X73，因此，1679个0或1排列成一个长方形，只有两种排列，23行73列，或者73行23列但如果按照前者排列，得到的图案是白噪声，如果按照后一种方式排列，就会出现有意义的像素位图

我们来看看是什么信息。

为了便于观察，我们把它做成彩色的。

图4阿雷西博信息，颜色用于分类，信息本身没有颜色。

看第一部分，下图中的白色方块你能看出这是什么意思吗

图5阿雷西博信息第1部分

这是用二进制表示的数字1—10下面解释一下

第四行的白点是定位符，标记二进制数的起点定位符上面的三行是二进制数自下而上的三位数:20，21，22，然后跳到下一列，从下到上是23，24，25

图6阿雷西博信息中用二进制数表示的10个数字1—10

下一个部分，下图中的紫色方块。

图7阿雷西博信息第2部分

同样，底线是一个占位符很容易看出这是五个二进制数，分别是1，6，7，8，15这五个数字代表了DNA中所含的五种化学元素的原子序数，从左到右分别是氢，碳，氮，氧，磷

下一部分是12组绿色方块有了之前的经验，我们可以快速写出每组方块所代表的数字，如下图所示

图8阿雷西博信息第3部分

这些数字是什么意思。

12组绿色方块代表12个分子，对应的5位数字代表分子的组成，即前面信息中氢，碳，氮，氧，磷五个原子的个数写出分子式它们是DNA的组成部分:1号线和3号线是脱氧核糖和四个碱基，第2行和第4行是磷酸盐

第1行:脱氧核糖，腺嘌呤，胸腺嘧啶，脱氧核糖，

第二行:磷酸盐，磷酸盐，

第3行:脱氧核糖，胞嘧啶，鸟嘌呤，脱氧核糖，

第四行:磷酸盐，磷酸盐。

下一部分，如下所示:

图9阿雷西博信息第4部分

蓝色代表DNA的双螺旋结构。

中间的白色方块是一个二进制数，11111111111111111111111111110101010101110 = 4294441822这个巨大的数字意味着什么

它代表人类基因组中碱基的数量不过这是1974年的科学认识，现在的科学结果大概是30.55亿

在下一部分中，模式如下:

图10阿雷西博信息第5部分

红色的一部分是地球人的形象左边水平方向的四个白点代表二进制数1110这里横着写暗示着14要乘以126mm的信号波长，14×126mm = 1764mm，代表当时美国男性的平均身高

右边的白色图案是一个二进制数，从右下方开始，0000111111110111111111011110111011111011110 = 4292853750，左上角的白点表示最低有效位这个数字代表了1974年地球上的总人口

继续往下，就是黄色方块部分。

图11阿雷西博信息第6部分

这部分展示的是太阳系，左边最大的图案代表太阳，右边是九大行星，其中第三个地球凸起一格，表示信息是从地球发出的，接近人类形态模式，说明地球上有人类居住。

最后，也是最后一部分。

图12阿雷西博信息第7部分

紫色圆弧代表发出这条信息的阿雷西博望远镜，M形部分是信号反射示意图横方是二进制数，100101 11110 = 24302430×126mm = 306180mm，表示望远镜的口镜

阿思博的资料解读后，你有什么感受你是豁然开朗还是更加迷茫

如果你不能理解，不要不好意思在设计和咨询的时候，很多诺贝尔奖获得者都无法理解世界上最聪明的头脑也猜不到关于自己的信息外星人要有怎样的聪明才能破译

1999年和2003年，天文学家使用Yevpatoria RT—70射电望远镜向太阳系中的几个邻近恒星发送无线电信息，这些信息被称为宇宙呼叫。

宇宙通话也是二进制编码，和阿雷西博信息一脉相承它的信息内容比阿雷西博更丰富:它拥有数学，物理，天文，地理，生物化学，人类形体等领域的知识，力求自洽，便于外星人解读，最后我给了外星人一些问题，等着外星人给我发答案内容太多，这里就不一一解读了有兴趣的读者可以参考文末的链接

银河信标

到目前为止，地球人已经向外星人发送了12次信息。

最近，来自美国，英国，荷兰和中国的科学家推出了外星信息编码的升级版——银河系信标星系信标的细节发表在3月25日的学术期刊《星系》上

图13银河灯塔项目负责人，加州理工学院姜洪涛教授回国进行学术交流。

星系信标呈现信息的方式和阿雷西博信息一样，都是二进制位图，内容仅限于自然科学。

银河信标共有十三个部分，如下图所示:

图14银河信标所有内容的数学

第一部分是向外星人介绍地球人的数学。

我们地球人通常使用十进制数，但我们不能指望外星人使用十进制数，但我们可以大胆假设外星人知道二进制数在银河信标中，用二进制计数法来表示我们地球人用的十进制计数法，如下

图15银河信标第一部分的内容，数字

在上图的第一部分，数字有三种表示方式。

图16表示数字的三种方式，= 0111 = 7

第一种方式是点数，第二种方式是四位二进制数，第三种方式是人数三种方式之间用一个符号隔开，这个符号就是等号=

阿拉伯数字0—9在银河信标中表示如下:

图17十进制数字0—9显示在银河信标中。

图中还显示了两位小数的表示方法，如数字14。表示方法如下:

图18，数字14，省略了二进制表示方法以节省空间。

知道了十进制数的写法，就更容易理解图14下部的质数了底线是目前已知最大的质数，我们需要使用星系信标的第二部分——一些基本的数学运算符号

图19银河信标第二部分，数学运算

图表中涉及的符号如下:

图20银河信标中的基本数学运算符号

从图中挑出几个例子，考考你:

图21银河信标中数学运算的例子

以上四个公式分别代表:4×3=12，12 = 1，3÷2=1.5，1÷9=0.1111。

现在，你对这些符号有感觉吗所以，看看下面这张图，你能一下子明白吗

图22银河信标第三部分，指数运算

没错，这就是指数运算。

下一步是方程和函数。

图23银河信标第四部分的内容，方程和功能

在图中，定义了三个变量。设它们分别对应A，B，C:

图24星系信标中的三个变量

最后画出函数b=a3的图像。

物理学

在向外星人介绍了数学之后，我们开始介绍物理。

首先介绍物理量的单位外星人会使用我们地球人的国际单位制SI吗

不可能，连我们地球人都还没统一单位制。

我们必须用宇宙的普遍常数来定义单位银河信标选择了氢原子光谱

氢是宇宙中最丰富的元素外星智慧文明当然可以研究清楚氢原子，不仅知道氢原子是由一个质子和一个围绕质子的电子组成，还知道氢原子的超精细谱线

当氢处于基态时，质子和电子的自旋有两种状态，平行或反平行两种状态的能量略有不同前者略高于后者当氢原子从前者跃迁到后者时，就会有辐射这是氢原子的超精细谱线，波长约21厘米，频率约1420兆赫

质子和电子的自旋从平行变为反平行，这种转变的概率极低所以氢原子的超精细谱线在地球上的实验室是看不到的，但是星际介质中的天然氢原子相当大，可以发出超精细辐射，被射电望远镜观测到外星天文学家应该也很熟悉这条谱线

图25氢原子超精细辐射示意图

通过以下信息，银河信标为外星文明约定了长度和时间单位，分别是氢原子超精细谱线的波长和周期。

图26银河信标第五部分，通过氢原子的超精细辐射定义时间和长度单位。

在图23的右下角，这个图案显示质子和电子的自旋从平行态跳跃到反平行态并释放辐射。

你应该有体会看懂这种图吧通过对比右边的英文提示，应该不难猜出以下符号的意思

图23中的最后一条信息值得一提这是时间戳，也就是信息发送时间人和外星人的时代不同你怎么解释时间幸运的是，地球人和外星人可以找到一个共同的时间起点——宇宙大爆炸图中最后一条信息说地球在大爆炸后4.355X1017秒发出这条信息

化学和生命科学

银河灯塔的下一部分开始讲化学元素下图中的信息是氢原子光谱和几种化学元素的原子序数

图27银河信标第六部分，氢原子光谱和化学元素

有了以上的数学，物理，化学知识，就可以呈现出地球生命遗传物质的基本单位——DNA的四个碱基根据上图中化学元素的符号，结合图26中地球人正常的DNA结构式，不难理解星系信标中四个碱基的表达方式

图28星系信标第七部分，DNA的四个碱基

图29 29 DNA中四个碱基的结构式

DNA的双螺旋结构对其遗传功能非常重要下图是地球上男女的身材和DNA双螺旋结构

图30星系信标第八部分，人类地球的特征

银河信标然后视觉上呈现太阳系和地球的地图。

图31星系信标第九部分，太阳系

图32银河信标第10部分，地球地图

图33银河信标XI部分，地球特征

银河系信标的第十一部分显示了地球的特征如图30所示，地球有陆地，海洋和大气层人生活在陆地上，陆地上有山，最高的海拔8848米，海洋最深处11000米它还显示了陆地，海洋和大气中某些物质的组成

最后邀请外星人联系地球人，联系频率2380MHz最后给出地球的位置坐标

图34银河信标第12部分，邀请外星人回复

图35银河信标第十三部分，地球位置坐标，称主动向外星人发送无线电波可能会使地球上的人处于危险之中积极搜寻外星人的爱好者应该停下来，充分听取和讨论各个领域专家的意见，不仅包括天文学，还包括历史学，宇宙生物学，伦理学和动物行为学

图40大卫·布瑞恩，美国天文学家，未来学家，美国宇航局顾问，科幻小说作家。

日前，《自然》发表社论，称外星文明未必善良，即使真的与善良的外星文明有联系，也可能在我们地球人中间造成严重的混乱寻找外星文明要公开透明的向外界解释这个领域的人的讨论，要自称没有大望远镜的地球大使

一些科学家对这些担忧做出了回应。

2008年，俄罗斯雷达天文学家，搜寻外星文明专家扎依采夫发表文章称，只要地球人从事雷达天文，就不用担心向外星文明发送信息地球的雷达天文研究发出的信号已经照亮了整个天空，发送给外星文明的信息只是沧海一粟如果要根除后患，除非我们连雷达天文研究都禁止，但那样的话，我们就无法监测和阻止小行星撞击地球，最终它会被毁灭

图41亚历山大·扎伊采夫，俄罗斯和苏联天文学家，无线电工程师，主要研究雷达天文设备，近地小行星，外星文明搜索等。

2016年，《自然物理》发表文章称，人类泄露的无线电信号很弱，只能到达最近的7000颗恒星，即使是这7000颗恒星附近的外星文明，如果没有直径超过300米的射电望远镜，也不太可能探测到人类泄露的无线电信号追踪小行星的雷达信号在太空中随机散射，无法与直接通向特定恒星系统的雷达波束相比

《自然物理学》的文章说，耐心应该是一个高级文明应该具备的素质我们应该保持耐心，在条件成熟时与外星人联系在此之前，不要让不耐烦的地球人做事

这篇文章迅速引来反驳文章首先，文章说地球人泄露的电磁波足以让外星文明知道地球人的存在现在担心外星人入侵已经太晚了另一方面，损失厌恶使人们更关注与外星人接触的风险，而不太关注与外星人接触的好处

文章还讨论了一个问题，要不要接触外星人谁说了算地球是否达成共识并照着做这是不现实的，也不可能达成共识比较可行的办法是科学家说了算，遵循科学实践，同行评议

先不说这些争议，先说星系灯塔。

地球上的人们已经确认了5000多颗系外行星，也许在不久的将来还会发现宜居行星甚至外星智慧文明现在我们应该做一些准备

银河信标的这套信息，形式简洁，内容丰富，可以发送到最有可能有外星人的天空，因此也可以大大增加在遥远的未来收到外星人回复的概率。

如果外星人接收并破解了银河信标，他们会回复什么。

我们希望至少回复星系信标中已有的内容，比如他们的数字系统，回复时间，在太空中的位置坐标，遗传物质，外貌等，并可能提供其他信息，如外星文化，星际通讯语言等

在对宇宙的科学探索中，与外星人交流是一个令人着迷的领域，现在它在技术上已经变得可行我们人类有激动人心的故事与外星人分享，我们渴望知道外星人的故事现在，我们有办法做到这一点

联系外星人，做还是不做这是一个值得大家思考的问题

参考数据

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