汪诘谈科幻 | 地外文明题材的巅峰之作 -《接触》（上）

卡尔·萨根和阿西莫夫，是上个世纪美国科学传播界的绝代双骄，他们的地位差不多就相当于同时代的金庸、古龙、梁羽生在中国武侠小说界的地位，无人能出其右。这两位也是互相极为欣赏，卡尔·萨根称阿西莫夫为“一位文艺复兴时代的巨人，但是他生活在今天。”阿西莫夫则说自己这辈子只遇到过两个比自己聪明的人，其中一个就是卡尔·萨根。

阿西莫夫 1992 年去世，去世后设立了一个阿西莫夫科普奖，1994 年第一届阿西莫夫科普奖的获奖人就是萨根，2 年后，也就是 1996 年的 12 月 20 日，萨根也因病去世。今天就来给大家讲讲卡尔·萨根和他的科幻小说《接触》。

图：卡尔·萨根的科幻小说《接触》

萨根首先是一名科学家，一直到病逝都在美国的康奈尔大学任教，这是一所以天文专业著称的大学，著名的阿雷西博望远镜就是这所大学管理的。据说每年学生们挤破了头想要报萨根的课，大概只有几十分之一的中签率。作为科学家，他在行星研究，尤其是对金星的研究上成果颇丰，还创立了外星生物学。然后，他还是一名优秀的电视节目主持人，在好多个谈天文宇宙的节目中做主持人或者嘉宾。1980 年，美国的 PBS 电视台制作了一部 13 集的电视系列片《宇宙》，请了卡尔萨根撰稿并且做主持人，结果这部片子风靡全世界，被 60 多个国家引进播放，据说覆盖了全世界 6 亿多观众。这部片子成为了 PBS 历史上最受欢迎的节目之一，整整保持了 10 年的收视纪录，卡尔萨根因此成为了美国家喻户晓的科学家。
图：卡尔·萨根版《宇宙》

作为一名科普作家，他为电视系列片《宇宙》撰写的同名书籍，在美国《纽约时报》畅销书榜整整停留了 70 周，大家还记得我上期说阿西莫夫的《基地边缘》停留了 25 周，就把阿西莫夫乐得屁颠屁颠儿的。这本书的中译本由吉林人民出版社出版，是一本非常棒的天文入门读物，可以推荐给大家。另外，他还写过一本科普书《魔鬼出没的世界》（点击可看专题讲解），是一本批判伪科学的书，尤其是重点批判通灵术、特异功能、地球上的外星人飞碟等。这也是我非常喜欢的一本书，是提倡科学精神和理性思维的重要著作，虽然写于 20 多年前，我认为对当今的中国依然有很强的现实意义，这本书不难买，也推荐给大家。

最后就是讲到他的科幻小说了，这是个传奇。1980 年 12 月，此时的萨根因为电视片《宇宙》，正如日中天，风头绝对盖过了阿西莫夫。12 月 5 日，卡尔萨根向出版界放出了一个大消息：我要写科幻小说了，想签我的来投标，价高者胜出。最后的中标价竟然是一个天文数字，预付 200 万美元。几个月以后，那个总是喜欢沾沾自喜的阿西莫夫老爷子因为出版社预付给他的《基地边缘》5 万美元到处宣扬，我打赌他肯定知道卡尔萨根的预付价码，但他在自传中故意把这件事情“忘记”了。这本书一直到了 1985 年才正式出版，并且在他去世后，也就是 1998 获得了科幻小说的最高荣誉——雨果奖。这是萨根留给我们的第一本也是最后一本科幻小说。

图：卡尔·萨根在小说发表不久之后的照片

这是一本很容易被科幻迷忽视掉的极品，关键原因就是这本小说实在太“硬”了，以至于数学、天文、物理知识如果不够扎实的话，阅读起来会有点儿吃力，也很容易看睡着。在小说的前一半，有非常大的篇幅是探讨宗教和科学的关系，有很多内容都涉及比较深入的科学哲学思想，所以看着不太像是小说。一直要到小说的后半部分，才越来越像是在讲述一个科幻故事，以至于大多数人都熬不过前一半，没有耐心读完。还有一点原因，萨根毕竟是个科学家，文学创作方面不是强项，因而小说的文笔和叙事都显得比较粗糙、呆板，在设计悬念，渲染气氛，抖包袱方面都不怎么有天赋，这与成熟的小说家确实不好比。但是在我心目中，这本小说依然是地外文明题材的巅峰之作，非常对我的胃口，科幻小说最重要的是它的魂，文笔是次要的。这本小说是我所看过的所有科幻小说中最硬的。绝大多数科幻小说，比如像之前介绍的《基地》，虽然我们会赞叹小说家丰富的想象力，但我们心里其实都明白，小说中的情节基本上不会真正的发生，离现实非常遥远。但是《接触》这本小说却不同，它所描写的那些事情，有可能随时都会发生，或许就在你听到这个节目的同时，它就突然发生了。这种科幻故事不仅仅是一部小说，它的前一半甚至可以完全当一本科普书来阅读，对真实的地外文明探索活动都有指导意义。这就让我来给你细讲《接触》的故事，听我讲完，你也就不用再看原著了，精彩的地方一个都不会落下。

小说一共分为上中下三篇，分别取名为大消息、大机器和大星系，听这些篇名就可以看出卡尔萨根的野心了，他估计也是《2001 太空漫游》的粉丝，就是奔着要与之比肩的目标去的。

小说开篇上来的第一章的标题叫做《超越数》，这个标题本身就够烧脑的。小说的主人公是一个女性，叫做爱丽，幼年丧父，在爱丽读小学的时候就爱上了两样东西，无线电和数学。小说借着爱丽读书学习数学的情节，给读者们普及了数学中的超越数概念。就好像自然数、有理数、无理数一样，超越数也是一种特殊类型的数字。这种数字有一个特性，就是不可能是任何一个代数方程的根，也就是说，想通过解代数方程的方法永远也得不到这种数字，不管这个代数方程有多复杂，而且这种数字的小数位是无穷多个的。在自然界中，有两个非常著名的超越数，一个就是圆周率 π，基本上每个小学生都会背 3.14159…；还有一个是自然对数底 e = 2.71828…，很多人听说过，但可能已经忘得差不多了，恕我无能，三言两语真解释不清楚，不多解释了。有一个著名的欧拉公式，大家还记得吗？e^(πi)+1=0 在这个简洁的方程中，把两个自然界中最常见的超越数和虚数单位 i 给整合到了一起，如果是对数学比较熟悉的听众，一定能通过这个式子感受到大自然的神奇，这种数学规律体现的是我们这个宇宙的本性，非常超脱。我之所以要花上这么大的一个篇幅，给你解释什么是超越数，对于你理解小说最后所展现出来的那种科幻的魅力——我把他称之为一种触及灵魂深处的魅力——非常重要。小说的第一章和最后一章是完美的呼应关系。但在小说改编的电影中，竟然很遗憾地删除了整部小说中最最震撼的情节，所以，如果你看过电影没读过小说，请千万不要以为自己已经完全知道了情节。我们继续讲故事。

图：电影《接触》中的爱丽

爱丽长大后成为了一名优秀的射电天文学家，师从庄慕林教授，在一个叫做百眼巨人的射电天文望远镜阵列工作。这是一个由 131 台射电望远镜组成的阵列，静静地竖立在新墨西哥州的荒原上。这个阵列并不真实存在，但它的原型是美国新墨西哥州荒原上的甚大射电望远镜阵列（VLA），由 27 台 25 米口径的射电望远镜组成，这差不多也就是地球人到目前为止建成投入使用的最大的射电望远镜阵列了。

目前全世界正在建设中的最大的阵列叫做 SKA 平方公里阵列，由全世界很多个国家共同参与建设，咱们中国是发起国之一，估计还是投资最多的，这个阵列分成两部分，一部分建在南非，一部分建在澳大利亚，最终总的天线数量加起来将达到 3000 个，远远超过甚大阵列，预计 2024 年能建成。

爱丽在百眼巨人的工作就是搜寻来自宇宙中的地外文明电波。这项工作极为艰巨，最主要的困难有两点:

• 第一，银河系的星辰数以千亿记，到底朝哪个方向监听呢？
• 第二，从理论上来说，频率也是可以无限细分，到底在哪个波段上监听呢？
  

这些问题都使得收到地外文明的电波含有极大的运气成分。

但终于有一天，好运气降临到了爱丽头上。一个来自 26 光年外织女星方向的强烈信号突然出现，这个信号的强度之高，甚至用调频收音机都能接收到。来自宇宙中的无线电信号的能量是非常非常低的，全世界迄今所有从射电源接收到的信号加在一起，还不够加热一杯热水的。在射电天文学上，用央斯基来作为信号强度的单位，一般的信号强度都只有几个央斯基，但是这个信号强度竟然达到了几百央斯基。所以，一开始都以为应该是来自某个人造卫星之类的东西。可是，他们很快发现，这个信号源确实在随着织女星一起运动，这个特征极为重要，如果是人造天体，很难做到这一点。很快，爱丽他们排除了人为信号的可能。接着，他们又发现，这个脉冲信号的振幅能转换成一组组的数字，而这组数字则是 100 个不断循环重复的质数序列。这两件事情一旦被确认，几乎就可以肯定，人类收到了来自地球以外的智慧文明的无线电波信号。因为自然界不可能产生质数序列。全世界都被轰动了，人类在宇宙中并不孤独，还有跟我们一样的智慧文明在向我们呼唤。这个信号被称之为“大消息”。

大消息随着织女星的东升西落，从早到晚不停地向地球传送着，而且一直就没有重复。这就带来一个问题，没有任何一个国家能够全天 24 小时不停地接收信号，因为地球在自转，当射电望远镜被转到背对着织女星时，就无法再收到信号。虽然，全世界分为了东西方两大阵营，但当如此重大的科学事件降临时，全世界还是联合了起来，结成了一个大消息协作同盟，每一个国家负责接收一部分消息，分享给所有的成员国。于此同时，对这个消息的解码工作也在紧张地展开。从表面上看，这个脉冲信号的振幅可以转换成一组质数序列，但这仅仅是大消息的第一层含义。人们又找出了大消息中的第二层编码，这就是利用脉冲信号的偏振调制。我们可以想象一个电波波峰震动的方向，可以是垂直的，也可以是水平的，也可以是有一定的角度，这个角度就是偏振。偏振可以用来调制信息，在卡尔萨根写小说的时候，这还仅仅只是在设想阶段，但是今天这种技术早就已经很成熟了。

大消息的偏振信息被解码后，最终转换成了一段带声音的视频，这段影像让所有看见它的人不禁毛骨悚然，居然是希特勒在 1936 年柏林奥运会开幕式上的讲话。外星人居然在给地球传送希特勒的影像。这顿时引起了巨大的恐慌，这是不是表示，外星人在用我们看得懂的方式向地球宣战，要屠杀我们，或者奴役我们呢？

不过，短暂的恐慌之后，科学家们很快就做出了理智地分析：1936 年的这次奥运会开幕式，是人类第一次进行的全球电视实况转播，这个电视信号以地球为中心，以光速向全宇宙扩散，26 年后抵达了织女星，被外星文明接收到，他们立即向我们回送信号，又经过了 26 年的漫漫征程，终于在 1988 年抵达了地球。外星人之所以选择复制回送这段电视信号，就是在明确无疑地向我们表明：大消息不是一个向宇宙中广播，恰好被地球收到的信号，而是一个与人类的握手信号。

我打心底里佩服卡尔·萨根的这段情节设计，这完全是一种科学家的智慧，甚至有学术价值。

请大家想一下，如果有一天我们收到了一条地外文明的无特定指向的信号，我们想要回答他们，并且传递出两个信息：第一，我们也是智慧文明；第二，我们收到了你们的消息，该怎么做？

那么，用一个脉冲信号的振幅来调制一串质数，再用同一个脉冲信号的偏振来复制收到的消息以表明我们收到了。这是不是一个既巧妙又简单的方式呢？既没有歧义，又非常容易懂。这就是科幻小说带来的阅读乐趣。

大消息经年累月地向地球传送着信息，人类社会的方方面面都在受到大消息的影响，世界各地有人宣称看到了神迹。一份美国大报的专栏作家写道：“人类已经升入高空”。

• 数学家担心，他们是不是遗漏了一些最基本的发现；
  
• 天文学家们担心，这颗临近恒星的状况是不是出了什么问题；
• 政治家担心，与自己政治体制不同的敌对势力说不定会受到高级文明的赞赏；
• 各行各业的专家们忐忑不安地开始重新评价各自学科或者领域的基本原则和原理；
• 尤其是宗教团体，他们必须要对大消息做出符合教义的解读。
  

比如基督教，《圣经》中明确表示上帝只创造了人类一种智慧生物，如果地球以外还存在着非人类的智慧文明，那么《圣经》就错了，信徒们对上帝的信仰就会崩塌，这是宗教领袖们无法容忍的，因此，他们会把大消息解读为上帝存在的证据，大消息是来自上帝的启示。卡尔·萨根在小说中描写了一次爱丽和宗教领袖的长篇对话，特别精彩。我把上万字的对话内容浓缩到了 1300 字，请本期嘉宾演义给大家听（请点击顶部音频条）。

图：《接触》剧照

宗教：

你们这些科学家，总是怀疑一切，总想去验证一件事情，看看是不是所谓的“真实可靠”，但你们所谓的真实，只是那些看得见、摸得着的事物，而神的灵感和启示，你们根本无法获得。

爱丽：

怀疑精神之所以得到发展，是因为世界本身就是复杂的。直觉往往是靠不住的。科学家会犯错误，神学家也同样会犯错误，这是人类本质的一部分。只有通过实验，真理才能浮现。这套方法看起来很慢、很笨，但它能有效地工作。

宗教：

您对上帝的伟大缺乏足够的认识，我们这个时代的事情，在《圣经》中早有记载，以色列与阿拉伯、美国与苏联、核战争、现在的大消息，这些事件在《圣经》中都可以查得到。例如，在《以赛亚书》第52章….

爱丽：

您不用念，我很清楚。这些预言，毫无例外地都是言辞含糊、具有歧义、可以被任意解读的文字。《圣经》中有这样的描述吗？比如说，火星是一个褚红色的地方，月亮表面布满陨石坑；再比如说，地球的重量是一个人的一兆兆兆兆倍，没有运动能快过光速。呃，恕我直言，您对相对论并不了解。所有这些，三千年前是不可能知道的。

宗教：

我对您的无知感到遗憾。您知道神使蛇杖吗？赫尔墨斯和墨丘利经常携带着它。它的样子就是两条蛇纠缠在一起，远在古代，这个符号就用来代表维护生命，这不就是现代发现的DNA双螺旋结构吗？

爱丽：

那只是一种缠绕，不是双螺旋结构。宗教中有那么多的符号，总会有几样与现代科学发现似乎能扯上关系，但那也只是一种纯粹的巧合。但我想问的是，既然上帝想要给我们传递一个消息，为什么要用符号，为什么不能用一点更加直观的方式，比如在地球同步轨道上放一个十字架，或者在月球表面上刻上十大戒律。为什么上帝在《圣经》中表现的那么聪明，但是在现实世界中却变得那么含糊不清？

宗教：

可是，天空中飞来一个声音，恰恰不就是您说的，您发现的吗？这不就是上帝给我们传达消息的最直接，最明确的证据吗？

爱丽：

可惜，亚伯拉罕和摩西，他们都不懂无线电，没有调频调幅设备收听全能上帝的讲话。或许你们认为大消息是来自你们的上帝的声音，但是我想请问，为什么上帝偏偏要选择跟我们科学家对话？而不是选择像您这样的传教士呢？

宗教：

上帝无时无刻不在跟我对话。上帝昭示于我，当世界末日临近之时，对负罪者要做出判决，被选中的信徒将升上天堂…

爱丽：

上帝有没有告诉您他将通过哪个频率跟您昭示？2000多年来，首次来自上帝的消息竟然是质数，还有希特勒，你们的上帝还挺幽默的。

宗教：

上帝无所不能，幽默当然也能。

爱丽：

如果这个信号来自上帝，为什么只从天空中的一个地方发过来？来自一颗固定的恒星？为什么不是来自天空中的四面八方？

宗教：

只要上帝愿意，他想让信号从小熊星座的后门里放出来都行。上帝想做什么事情都可以。

爱丽：

什么事情您都解释不了，先生，对于您来说，上帝就是扫除世界上一切神秘的万能答案。您基本上不需要思考，只需要说，上帝能做到一切。

宗教：

尊敬的女士，我来这里并不是为了受人侮辱的。基督教徒具有神圣的职责落实上帝的话语，并让这些话语得到理解。

爱丽：

从17世纪以来，理性从西方社会兴起，这是人类历史上最具有活力和转化力的意识形态，是西方世界崛起的思想基础。我们今天所取得的一切成就，科学技术、工业资本、市场经济、民主生活等等，无不都是理性的产物，而不是你们的上帝。

卡尔萨根和阿西莫夫两位科普巨匠，都是理性主义的代言人。从上面这段对话中，我们可以感受到萨根所传递出的那种我谓之科学精神和理性主义的思想。

大消息不停地向地球传送着，第一层和第二层信息都已经被解读出来，那段三分钟的希特勒影片被不断地重复传送给地球，但是，其实完整的脉冲信号是不重复的，人们知道，这肯定不是织女星人最终要传递给地球的信息，在大消息中一定还隐藏着第三层含义。爱丽和他的团队在电视信号的噪声中又发现了第三层含义，信息被编码成了一个一个的模块，每一个模块还有数字编号，这就好像是一本巨大的书，被分成了一页一页向地球传送，每一页都还有页码，通过分析页码，爱丽他们判断出人类在大消息刚刚抵达地球的时候就已经开始接收，因此并没有遗漏掉前面的页码。虽然我们现在还不知道这本书中写的是什么，但是如果信息一旦开始重复，就说明这本书传输完毕。

随着信息解读地深入，越来越多的迹象表明，大消息越来越像是某种机器的制造说明书，有蓝图，有具体的制造工艺说明，还有详细的测试步骤。情况已经非常明朗了，织女星人正在教地球人如何制造一架“大机器”。

于是，在联合国的组织下，全世界主要国家的代表齐聚巴黎，展开了一场国际性的大辩论，辩题就是人类应不应当建造这部大机器。

• 反对者认为大机器很可能是一个特洛伊木马，或者一个超级炸弹，是织女星人给地球设下的一个大陷阱，他们只需要花费很少的电报费，就能让地球这个新生的文明顺从地自我毁灭。
• 支持者的阵营主要是科学家，他们向大会展示了最新研究成果，这部机器并不大，核心部位是一个正十二面体，也就 10 几米的跨度，里面设置了五套座椅，从外形上看是给人类设计的，不可能是一个特洛伊木马或者一颗炸弹。

最后，来自中国的代表习乔木做了一番铿锵有力地陈词，坚决支持建造大机器。中国人的态度在这次会议中起到了决定性的作用。

没过多久，大消息在传输了 3 万多页正文和附加的一本操作手册后，被确认开始重复，这说明，人类终于下载完了这本超级大书，可以开工了。经过评估，大机器的建设预算将达到耸人听闻的 2 万亿美元，必须全世界通力协作，至少需要数年的时间，才有可能完成建造。又是一轮轮的国际会议，最终敲定，美国承担四分之一的工作，苏联承担四分之一，中国和日本合在一起承担四分之一，最后的四分之一由其他国家共同承担。还有一个更加重要的问题，大机器的五个坐席到底怎么分配，全世界为此又展开了一轮激烈地争夺，最后的结果是美国、苏联、中国、印度各占一席，日本和欧洲放弃了席位以换取承担制造大机器重要构件的业务。第五席最后给了来自尼日利亚的一位天才物理学家。

插一句，卡尔萨根写本书的时候是上世纪八十年代初，中国刚刚进入改革开放，经济实力在全世界还排不上号，而她虚构的大机器开工的年代大约是上世纪末，萨根已经把中国作为世界第三大经济力量来对待了，这一点还是相当有预见性的。

于是，全世界最优秀的科学家、工程师几乎都投入到了这台旷世古今的大机器建设会战中，卡尔萨根给大机器的建设过程作了极为细致地描写，科学家范十足。例如，他写道：

• 当第 31 号部件完成后，放入浓度为每升 6 摩尔的氢氟酸溶液中，浸泡之后剩下来的结构元件其形状应如附图所示。
• 在第 408 号部件装配过程中，应当置于一个磁场强度为 2 兆高斯磁场的横截面之间，使得转子达到指定的每秒转速。

人类在学习制造这些搞不懂原理，但结果却很惊人的工艺过程中，科技也得到了长足地进步。

爱丽参与了角逐机组席位的竞争，尽管她太想得到这次机会了，可是最终还是惜败给了她的导师庄慕林教授。

经过数年艰苦地建设，终于迎来了大机器总装集成的一天。总装车间设在了美国的怀俄明州，全世界制作的精密零部件都汇聚了过来。大机器的外形轮廓也渐渐地显露了出来。它的最外层由三个巨大的球面壳体层层嵌套，每个球面壳体都可以在磁力的带动下高速旋转。而大机器的中心则是一个优美的正十二面体，里面成五角星状分布着五把椅子，面朝着正十二面体的中心。

图：《接触》中的大机器

但是，令人奇怪的是，整个装置看不出任何在人类知识体系下的航天器结构，不像是能飞上天。并且，在座椅上没有任何仪器仪表，机舱里面甚至连如厕的设施也没有。这只能说明要么是织女星人忘记了人类的生理需求，要么是这趟旅程非常短暂，根本不需要生活设施。

谁知，正当一切似乎都在顺利进行时，一场灾难却突然降临。有一天，当爱丽和庄慕林进入到大机器的装配车间参观时，一次大爆炸突然发生，工厂遭到严重的损坏，庄慕林也不幸遇难。无数的极端组织宣布对这起恐怖袭击事件负责，但永远也无法确定到底谁是真凶，只能说明全世界反对大机器建造的活动已经达到了何种广泛的程度。

大机器的建设陷入了极大的困境，因为零部件的制造成本和难度都极高，核心部件就只有一套，损坏了想要重新制造需要时间和金钱。正当爱丽陷入失望中时，一趟太空之旅获得了意外的收获。她前往位于地球轨道上的太空疗养院，拜访了一位叫哈顿的大老板，他是大机器核心部件制造商的企业主，他告诉爱丽，实际上，大机器的核心部件全都有一个用于测试的备份，这些备份件的质量完全过关，可以在很短的时间内重新在日本北海道的工厂中组装出另一台大机器。这真是山重水复疑无路，柳暗花明又一村。在哈顿的协助下，爱丽接替庄慕林，正式成为了五人组之一。

最后的时刻终于来临了，来自美国的爱丽、中国的习乔木、苏联的卢那恰尔斯基、印度的苏卡维塔、尼日利亚的艾达平静地走进了大机器，坐上了座椅。大机器在电力的驱动下，外层的球面壳体旋转了起来，越来越快，人类第一次启动了由外星文明设计、地球人建造的大机器。
预知后事如何，科学有故事下期接着讲。

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