用電磁波尋找外星人?已經落伍了。我們需要學習一下外星人之間的通訊手段了。

電磁波：落後的通訊手段

地球上的人們一直在利用大型射電望遠鏡等設施來搜索、監聽可能來自外星文明的電磁波信号。這是很自然的，因為我們自己平時在通訊的時候，也是利用電磁波來接收和發射信号的。

由于現在通訊發達，電磁波在地球上幾乎無處不在;我們還利用電磁波指揮遙遠的宇宙飛船和空間探測器。這就容易給人造成一個錯覺，以為電磁波無所不能。而事實上，電磁波的通訊會受到許多條件的限制。

比如說，電磁波不能在深海裡傳播，因為電磁波很容易被水分子吸收。潛艇為了傳送和接收信号，不得不經常浮出水面，這就把自己暴露在敵方反潛艇武器的監視之下，而且在海底遊弋時也不利于地面及時指揮。

電磁波也不能穿透地心甚至崇山峻嶺，因為它會被地層和高山反射、吸收。為了把電磁波信号輸送到相隔萬水千山的另一頭，人們不得不利用大氣中的電離層反射，或者通訊衛星的轉播，或者幹脆直接在兩地之間鋪設電纜、光纜，聯成有線通訊網絡。

而當我們向廣袤的宇宙空間發射電磁波信号，以期外星人發現我們的時候，這些信号很可能會被中途的恒星和行星吸收或者幹擾，比如電磁波穿越恒星，其頻率就會發生改變。即使沒受到幹擾，傳播一定距離後電磁波信号也會衰減，變得很微弱，以至于淹沒在一片噪聲中，無法識别。

這一切都說明電磁波通訊并不是萬能的。

穿透力極強的中微子

正因為如此，當我們搜索外星生命的時候，除了電磁波通訊，也要考慮到宇宙中另一種通訊方式的可能。這種可能取代電磁波通訊的方式就是中微子通訊。如果一個外星文明足夠發達，那麼他們向外發送的信号，也許不是電磁波，而是穿透力極強的中微子脈沖!

我們知道，電磁波在真空中以光速傳播，組成電磁波的基本粒子是光子。光子沒有靜止質量。而中微子雖然有靜止質量，但它在基本粒子中是最輕的，電子的靜止質量已經夠小了吧，而中微子的靜止質量是電子的萬分之一。中微子運動速度極快，差不多接近光速。

這個小塊頭粒子有一個奇妙的特點，那就是它跟物質的作用極其微弱。這個特點使它擁有強大的穿透本領。比如，穿越地球直徑那麼厚的物質，在100億個中微子中隻有1個會與物質發生反應。

我們很少探測到中微子，其實中微子在宇宙中大量存在，估計每立方厘米有100個。比如在太陽上，每4個質子合成1個氦原子核的過程中，就有2個中微子産生，所以今天的太陽對我們來說是最大的中微子源。此外，在核反應堆裡每時每刻也在産生無以計數的中微子。當你在讀這篇文章的時候，成千上萬個中微子正在如入無人之境般地穿透你的身體呢。為了捕捉中微子，科學家往往要建龐大的探測器，而為了避免别的粒子幹擾，探測器還要深埋在地下。

正因為中微子的穿透本領極強，很難被物質阻擋，所以在某些特殊的環境，比如在深海中，我們就可以利用中微子來通訊。

中微子通訊有别于電磁波通訊之處是，中微子通訊隻能以脈沖的形式進行。比如說，甲乙雙方事先約好把1秒鐘分成4等分，在第一個1/4秒，甲方的中微子發射器向乙方發射數以億計的中微子，乙方接收到中微子後，就把這個1/4時間段标為“1”，接下來的兩個1/4秒，甲方沒有發射中微子，于是乙方都标為“0”，最後一個1/4時段又有中微子接收到了，又标為“1”。這樣，乙方就得到了一個二進制碼“1001”。把這個二進制碼翻譯成文字，乙方就可以讀出其含意。這有點類似于考試時選擇題的一種普通作弊方法：在桌子上敲一下，代表選A，連敲兩下代表選B……等等。

當然，我們在這裡隻是做個簡單說明，實際上要進行複雜的中微子通訊，也許要把1秒等分成上百萬個時間段才行。

讓潛艇接受中微子信号

2004年，美國科學家為了驗證中微子通訊的可能性做了一個實驗。一束從美國芝加哥費米國家實驗室的加速器上引出的中微子束，被發射到700千米之外的一個廢棄的礦井，礦井裡埋着一個重達5000噸的液體中微子探測器。不過遺憾的是，平均12個小時才探測到1個中微子。

科學家說，這個結果至少要提高百萬個量級，即達到每秒差不多能探測到20個左右中微子，中微子通訊才有實現的可能。這就寄希望于将來人類能發明更強大的中微子發射器，每秒鐘能發出比目前多得多的中微子了。

那麼，即使我們有了足夠強大的中微子源，對于海底的潛艇又如何探測中微子呢?科學家設想，可以在潛艇外殼包上一層裝有中微子探測器的“衣服”，使整個潛艇變成一個巨大的中微子探測器。本來在陸上探測中微子，需要上億噸水作為介質，但對于潛艇來說，它外面就有現成的取之不盡的水，所以隻要在它的外殼上裝上中微子探測器就可以了。當中微子與水作用時，會産生高速運動的電子，電子在運動時又會發出光子，隻要探測到這種特殊的光子，也就相當于探測到了中微子。

不過很遺憾的是，因為發射中微子需要龐大的加速器，這種加速器不可能建在潛艇上，所以潛艇上隻有中微子接收裝置，這就決定了中微子通訊隻能是單向的，即隻能地面向潛艇發出命令，潛艇卻不能通過中微子通訊給地面反饋信息。這有點類似目前的電視，你隻能用電視接收電視台發給你的信号，卻不能用電視把你的意見反饋給電視台(當然，你可以通過别的途徑，比如打熱線電話跟節目主持人互動)。

假如外星人會發射中微子……

回到本文一開始提到的問題。由于電磁波通訊的諸多缺點，假如一個高度發達的外星文明掌握了中微子通訊技術之後，也許他們向外發出搜尋“外星人”的信号，不再是電磁波而很可能是中微子脈沖。而且為了不受宇宙中天然産生的中微子的幹擾，這種中微子的能量要遠遠高于目前科學家探測到的這些中微子。如果真出現這種情況，地球人必須建造更加強大的中微子探測器，才能接收這些外星人給我們發來的中微子信号。

目前世界各地正在建許多大型的中微子探測器。比如科學家正在南極冰下架設一部叫“冰立方”的大型中微子探測器。這個設備由數千個探測器組成，最終科學家将把它放進一個1立方千米的冰塊中，這些探測器的鏡頭對準下方，以探測來自宇宙空間穿透地核之後的中微子。

科學家建造這些設備的目的，當然并不是為了尋找外星人。但是假如碰巧接收到了外星人發來的中微子信号——“喂!我們在這裡!”——那豈不讓我們不亦樂乎?

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