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2020-04-01有人在家嗎?嘗試敲響外星人家門的SETI@home
604 期
Author 作者
曾耀寰／中央研究院天文與天文物理研究所研究副技師，本刊理事長。
SETI@home 是什麼？
今（2020）年3月初，美國柏克萊SETI研究中心（SETI Institute）發布訊息，該中心將於三月底停止對外提供觀測資料，SETI是尋找地外文明（Search for ExtraTerrestrial Intelligence）的縮寫。這項服務始於上個世紀1999年5月17日，至今已滿21年，這是讓一般民眾志願協助天文學家分析資料的計畫，只要用個人電腦就可以參與分析，這計畫稱做SETI@home。根據研究中心的統計，累計到2008年SETI@home已經超過17萬名自願貢獻者，超過32萬台電腦參與分析資料，現今平均計算能力高達1.2 拍浮點運算（petaflops，〔註一〕。）。相較於全世界超級電腦排名，大約是第466名，而全世界最快超級電腦的計算能力則是148.6 petaflops。
20年前如何尋找外星人？原來是利用螢幕保護程式！
為什麼有這麼多自願者加入計畫？因為大家想知道宇宙是否有外星人。天文學有三大吸引大眾目光的研究：系外行星、黑洞和宇宙學。去（2019）年 4 月事件視界望遠鏡計畫發布M87星系中心超大質量黑洞的照片轟動全世界； 而去年的諾貝爾物理獎得獎的三位天文學家，研究方向就是系外行星和宇宙學。不諱言，找尋系外行星就是找尋外星人的前傳，要先找到可居住的家，才可能有生物，進而有機會發現高等文明。
SETI@home上線的1999年是怎樣的年代？大家現在熟悉的iPhone，第一代是在2007年6月發售，開啟了智慧手機的時代，而1999年用的手機幾乎是諾基亞（Nokia）和摩托羅拉（Motorola）的天下，手機螢幕只佔整體的三分之一。另外，當時個人電腦的主流CPU是英特爾（Intel）32位元的PentiumIII處理器，運算速度比現在慢了10000倍。電腦顯示器的厚度和寬度差不多，像一口大箱子，屬於陰極射線管顯示器（cathode-ray tube, CRT），螢幕玻璃的背面塗上紅綠藍三種顏色的螢光粉，顯示器利用高壓放電的方式，同時將三道電子束打向螢幕，產生多采多姿的影像。當時主流的網路頻寬是10 Mbps乙太網路，大約只有現在的百分之一，家裡用的網路是透過電話撥接上網，這些都不是現在的讀者可以想像。
雖是1999年啟動上線，SETI@home 的點子則來自1994年的一場討論，當時天文學家卡斯諾夫（Craig Kasnov）和電腦工程師傑岱（David Gedye）聊到如何激發大眾對科學的興趣，並且還能協助科學家分析資料，於是「大家一起幫天文學家找尋外星人」就成了最吸引人的點子。傑岱將網際網路、分散式計算、地外電波訊號及螢幕保護程式結合在一起，民眾只要下載螢幕保護程式，在個人電腦空閒的時候，程式會在暗地裡下載電波訊號進行資料處理。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，藉以延長早期電腦CRT螢幕的壽命，現在除了保護螢幕，還可以找尋外星人，簡直是一舉數得，如果發現外星人，甚至可以名流千古。
追尋外星人其實是為了更了解自己
外星人的追風並不是現在才流行，美國亞利桑那州的羅威爾天文台（Lowell Observatory）是由波士頓富商羅威爾（Percival Lowell）在1894 年建立。天文台建造以來成果豐碩，1930年美國天文學家湯博（Clyde Tombaugh）就是在此處發現冥王星。羅威爾最初建造此天文台的主要目的是找火星表面的文明遺跡，他深信火星表面看到的複雜條紋是火星人建造的運河。更早在17世紀，克卜勒也寫過一本有關月球旅行的科幻小說（Somnium）；而嫦娥的故事應該算是中國有關月球的科幻小說。人們一直思考地球以外的文明，人類是宇宙孤寂的生命嗎？處於21 世紀的人們，難道只能思考或者聽從一些飛碟組織宣稱外星人降臨或早就來到地球的說法嗎？
西方宗教將亞當和夏娃認做人類的始祖，是上帝照自己的形象創造出來的，而西方人自認上帝子民，居住的地球處在宇宙中心，任何異於地心說的論述都是邪魔歪道。在科學家藉由一連串的觀測證據下，人類不斷地從各種中心地位走下台階，地球不再是太陽系中心，太陽也非銀河系中心，甚至在熱大霹靂學說中，宇宙沒有任何位置是宇宙的中心。除此之外，人類也不再只是上帝唯一的複刻本，各種型態的生命都可能存在宇宙某個角落，它們未必是以碳氫氧的有機體存在，也不一定需要陽光、氧氣和水，在科學的證據下，人們要以開放的眼光看宇宙。
人類文明難道是宇宙千億年孤寂嗎？人們應該將搜尋地外文明視為人類對自己在宇宙的定位，及對宇宙生命起源的瞭解。人們要做的不是執迷外星人出現在地球上的虛幻遺跡，應該用科學仰望浩瀚無垠的宇宙，更仔細且精確地找尋天際間的蛛絲馬跡，類似SETI@home讓一般大眾參 與找尋地外文明的科學研究，不僅協助天文學家分析真正的科學證據，更可以進一步開拓個人的宇宙觀。
SETI@home 即將結束，誰來接續尋找外星人？
隨著SETI@home停止服務，尋找地外文明是否也跟著停擺？其實天文學家還繼續收集和分析資料。SETI@home讓一般大眾透過螢幕保護程式，每次下載電波望遠鏡100秒資料，再剔除來自人造衛星、電視、廣播電台和各種有意義的天體電波訊號（如脈衝星），從中找尋「雜訊」，天文學家再藉由這些雜訊進一步分析是否為來自地外文明。雖然在今年4月以後，這項公眾參與科學的工作不再持續，原本收集資料的阿雷西波電波望遠鏡（Arecibo Observatory）仍繼續正常運作，而天文學家將更深入分析過往20多年的資料。以前分析100秒資料就像是拿著放大鏡挨著大象分析皮膚的皺褶，現在則是向後退個三五步，從更寬廣的角度觀看並瞭解這隻大象。
而公眾參與科學研究的活動是否就此停止嗎？有鑑於SETI@home是一項非常成功的創舉，各種類型的科學研究機構早已紛紛推出自家版本的公眾參與科學計畫，例如預測蛋白質三維折疊行為的folding@home，比較宇宙理論模型和實際觀測資料的cosmology@home，甚至有名為宇宙動物園（Zooniverse）的專門網站，提供將近100個網路公民計畫（Citizen Science），讓民眾直接上網站分析科學家提供的資料。至於尋找地外文明的觀測計畫， 除了原本阿雷西波電波望遠鏡，位在南非的MeerKAT陣列及中國貴州的天眼未來都有可能提供資料給SETI研究中心，其他相關研究仍不斷推陳出新。雖然科學界對於是否該主動搜尋地外文明的觀點分歧，但思考人們是否孤寂於宇宙，對人類自我定位和未來發展方向，肯定會有深刻的反思。
〔註一〕petaflops代表每秒有1015次的浮點運算，而浮點是電腦系統中常見表達小數點數值的方法，可用於估算電腦效能。