مرحبا، هل هذا بلومفيلد؟ أو كيف سنتواصل مع الحياة الذكية الأخرى في الكون.

لكن إذا سألت عالما أذكى قليلا من العالم العادي إذا كان يؤمن بوجود كائنات فضائية - فهناك فرصة معقولة جدا أن يجيب بنعم، أي - يؤمن بإمكانية وجود كائنات فضائية، لكنه لا يؤمن أنهم قاموا بزيارتنا بعد

إذا سُئل عالم عادي عما إذا كان يؤمن بوجود كائنات فضائية، فمن المرجح أن تكون الإجابة سلبية. تنفي المؤسسة العلمية، وربما تكون محقة في ذلك، إمكانية زيارة كائنات من الفضاء الخارجي للأرض، وذلك لمجموعة واسعة جدًا من الأسباب. ومن الأسباب مثلا أن المسافات بين نجوم السبت في الفضاء هائلة، وحتى الضوء نفسه يحتاج إلى عشرات ومئات السنين ليعبرها.

لكن إذا سألت عالما أذكى قليلا من العالم العادي إذا كان يؤمن بوجود كائنات فضائية - فهناك فرصة معقولة جدا أن يجيب بنعم، أي - يؤمن بإمكانية وجود كائنات فضائية، لكنه لا يؤمن أنهم قاموا بزيارتنا بعد. هذا التمييز، على الرغم من أنه يبدو للوهلة الأولى مصطنعًا إلى حد ما، إلا أنه في الواقع مهم جدًا. الكون واسع وواسع فوق أي شيء يمكن أن ندركه نحن البشر. هناك الكثير من النجوم في الفضاء، بحيث يصعب تصديق أن أي حدث -مثل تكون الحياة- وقع في الكون في وقت معين، قد حدث مرة واحدة فقط.

ومن أشهر المعادلات الرياضية في هذا المجال، للبحث عن حياة ذكية في الفضاء، معادلة دريك، التي سميت على اسم البروفيسور فرانك دريك، عالم الفلك الذي ابتكرها. لن أخوض في التفاصيل الفنية للمعادلة هنا، لكني أريد أن أعاملها للحظة مثل مفرمة اللحم. في أحد طرفي المعادلة، يمكنك إدخال جميع أنواع البيانات حول مجرتنا: على سبيل المثال، عدد النجوم الجديدة التي تتشكل في المجرة كل عام، وكم عدد النجوم التي لديها كواكب تدور حولها، مثل دوران الأرض حول الشمس . يتم وضع بيانات إضافية في هذه المطحنة، مثل النسبة المئوية لهذه الكواكب التي تتوفر فيها الظروف المناسبة لتطور أي حياة في مرحلة أو أخرى، وإلى متى يمكن لحضارة متقدمة - حضارة يمكنها حتى التواصل مع كائنات ذكية أخرى - أن تتمكن من ذلك. موجودة قبل أن تدمر نفسها أو تدمرها كارثة خارجية.

من الجانب الآخر من الآلة، تخرج كرات اللحم. كرة اللحم، في حالتنا، هي عدد الحضارات المتقدمة الموجودة في أي لحظة في مجرتنا. يبدو بسيطا، أليس كذلك؟ إذا وضعت أرقامًا في المعادلة، فستحصل على رقم. لكن الواقع أكثر تعقيدًا بعض الشيء، للأسف. كما هو الحال مع مفرمة اللحم الحقيقية، عليك أن تكون حذرًا جدًا عند البدء في وضع أصابعك ولمس كل هذه المكونات، وإلا فلن تتمكن حقًا من التأكد من أن ما يخرج من الجانب الآخر صالح للاستهلاك البشري إذا كنت ليس في صناعة الوجبات السريعة. ومن خلال الملاحظات الفلكية، فإن العلماء مقتنعون تمامًا بأن ستة نجوم جديدة تتشكل كل عام في المجرة، ولكن هذا هو المكان الذي ينتهي فيه الاتفاق. كم عدد نجوم زحل التي لديها كواكب حولها؟ لا أحد يستطيع أن يقول على وجه اليقين. ما هي نسبة الكواكب التي ستتطور فيها الحياة في نهاية المطاف؟ أي رقم سيكون مجرد تخمين، لأننا نعرف فقط كوكبًا واحدًا توجد عليه الحياة. كل هذه البيانات في معادلة دريك سلسة جدًا وغير مثبتة في الملاحظات، بحيث تتراوح الأرقام التي تخرج منها من عشر حضارات متقدمة في المجرة إذا كنت عالمًا متفائلًا بشكل خاص، إلى شيء قريب جدًا من الصفر إذا كنت عالمًا. العالم الذي يميل إلى رؤية كل شيء باللون الأسود. اعتمادًا على اختيار البيانات في معادلة دريك، قد نعيش في عالم يعج بالحياة مثل حانة كائنات فضائية في أحد أفلام حرب النجوم، أو في عالم حيث يمكننا الاستمرار في التحدث إلى المصباح لأنه لن يسمع أحد أبدًا نحن.

لأغراض هذه الحلقة، لنفترض أن هناك كائنات ذكية أخرى في الكون - وإلا فلن يكون لدي ما أتحدث عنه لمدة ثلاثين دقيقة أخرى أو نحو ذلك.

لذا، إذا كان هناك كائنات فضائية من حولنا أذكياء بما يكفي ليتمكنوا من التواصل معهم، فكيف سنفعل ذلك بالضبط؟ قد لا ندرك ذلك في حياتنا اليومية، لكن تواصلنا مع الآخرين يعتمد على عدد كبير من الإشارات والإشارات وحركات الجسم وتعبيرات الوجه المتفق عليها والتي بدونها يصعب، بل ويصعب جدًا فهم كل منها. آخر. أنا شخصياً، كمهندس إلكترونيات في شركة تمتد أعمالها إلى جميع أنحاء العالم، أجد نفسي أحاول التواصل مع مهندسين من بلدان أخرى - وهو أمر صعب للغاية، خاصة عبر الهاتف حيث لا يمكنك حتى تخمين تعابير الوجه. للطرف الآخر في المحادثة.

لقد أثار هذا السؤال حيرة العلماء الذين ظلوا يبحثون عن حياة ذكية في الكون منذ الأزل. لقد أدركوا أنه لا يكفي العثور على شخص ما للتحدث معه في الفضاء الخارجي، بل تحتاج أيضًا إلى معرفة كيفية التحدث إليه، وإلا فإن كل ما سنحصل عليه هو الصمت المحرج.

لقد كانت الرياضيات دائمًا هي الحل الرئيسي والأساسي لمشكلة الاتصال. هناك الكثير من المعنى في فكرة أن الرياضيات هي اللغة الأساسية المشتركة بيننا وبين كل الأجناس الفضائية الذكية الأخرى في الكون.

هناك إجماع مطلق بين علماء الأرض على أن المعرفة الرياضية شرط ضروري لأي تطور تكنولوجي في أي فرع وفي أي مجال من مجالات العلوم، هنا أو على كوكب آخر. "الرياضيات هي لغة الطبيعة"، كما تقول العبارة المبتذلة الشهيرة، وهي محقة في ذلك. الطريقة الوحيدة لوصف الظواهر الطبيعية، سواء كانت أبسطها أو أكثرها تعقيدًا، هي من خلال الرياضيات. يمكنك، على سبيل المثال، أن تأخذ كرة سلة وترميها نحو الطوق - وإذا كنت أسودًا، فيمكنك حتى أن تسجل هدفًا - ولكن لا توجد طريقة لوصف المسار الذي تسلكه الكرة من يدك إلى السلة بدقة دون الدخول فيها الصيغ والمعادلات. إنها لا تعمل بأي طريقة أخرى.

الرياضيات لها، بطبيعة الحال، لغتها الخاصة. الفواصل والقوى والأقواس والجذور - يجب أن تعرف الرموز المقبولة في الرياضيات وإلا فلن تتمكن من متابعة الأوصاف. حتى الأرقام تُكتب بشكل مختلف من لغة إلى أخرى، على الرغم من أن هناك شيئًا واحدًا تعلمته في التخنيون في وقت مبكر جدًا وهو أنه إذا كانت هناك أرقام على السبورة، فهذا ليس درسًا في الرياضيات، بل درسًا في الفيزياء. في الرياضيات الحقيقية لا توجد سوى حروف، ويستخدم علماء الرياضيات الحقيقيون الحروف اليونانية فقط حتى عندما يمكنك كتابة X وY فقط.

ولكن على الرغم من أن الرموز تتغير من لغة إلى أخرى، فإن المبادئ الرياضية الأساسية التي تقف وراءها لا تتغير أبدًا، وربما يمكن استغلال هذا الثبات للتواصل مع كائنات ذكية أخرى.

ففي القرن التاسع عشر، على سبيل المثال، كان التلسكوب هو الأداة الفلكية الأكثر شيوعاً، ومن الطبيعي أن يفترض العلماء أنه إذا كانت هناك كائنات ذكية على القمر أو المريخ، فإنهم أيضاً كانوا يدرسون الأرض باستخدام التلسكوبات. للإشارة إلى أهل القمر بوجود حضارة متقدمة على الأرض، اقترح أحدهم رسم نظرية فيثاغورس على سهول سيبيريا الشاسعة والمقفرة، ورسمها على نطاق واسع، عبر أميال عديدة، بحيث يمكن رؤيتها من الفضاء.

لنتذكر أن نظرية فيثاغورس هي إحدى النظريات الأساسية في الهندسة وقد تعلمناها جميعًا في المدرسة الإعدادية: في المثلث القائم الزاوية (أي الذي تساوي إحدى زواياه تسعين درجة)، يبلغ طول واحد مربع الضلع زائد طول الضلع الآخر مربعًا يساوي طول باقي المثلث المربع (الباقي هو أطول ضلع في المثلث، وهو الضلع المقابل للزاوية القائمة). كصيغة رياضية تتم كتابة الجملة بالشكل X²+Y²=Z². تعتبر نظرية فيثاغورس واحدة من أهم الرؤى الأساسية حول الطريقة التي يتصرف بها الكون، وهي مهمة ليس فقط للهندسة ولكن أيضًا لمجالات الرياضيات الأخرى، مثل حساب التفاضل والتكامل المثلثي، والأعداد غير المنطقية وجميع أنواع اللعنات الأخرى. من الواضح تمامًا أن أي كائن فضائي يجرؤ على تسمية نفسه بأنه أجنبي متحضر، يجب أن يعرف نظرية فيثاغورس.

لكن كتابة نظرية فيثاغورس بهذه الطريقة في سهوب سيبيريا، لن يساعد في شيء. إذا كتبنا X²+Y²=Z² بأحرف كبيرة، فلن يفهم الفضائيون ما نعنيه فحسب، بل حتى العلماء الصينيون لن يفهمونا، لأنهم ليس لديهم X ولا Y.

الحل إذن هو تحديد المبدأ الأساسي وراء الجملة، وليس الجملة نفسها. في هذه الحالة، ما يمكن فعله هو رسم مثلث ضخم قائم الزاوية - على سبيل المثال، عن طريق زراعة آلاف الأشجار بالطريقة المناسبة، ثم رسم مربع على كل جانب من المثلث، بحيث يكون ضلع المثلث أحد جوانب الساحة. سنحصل على ثلاثة مربعات على الجوانب الثلاثة للمثلث - بالنسبة لأولئك الذين لديهم صعوبة في تصور الأمر برمته في رؤوسهم، سأحاول وضع رابط على الموقع لرسم مثال. المبدأ وراء الرسم هو أنه وفقًا لنظرية فيثاغورس، فإن مجموع مساحات المربعين الصغيرين في الرسم سيكون دائمًا مساويًا لمساحة المربع الكبير، وهذا صحيح دائمًا في أي لغة: أنت مجرد رؤيته. ومن يرى هذه الأشكال من الفضاء سيفهم على الفور أنها ليست صدفة - بل أن هناك محاولة لتفسير نظرية فيثاغورس دون استخدام الحروف والكلمات.

وبالمناسبة، فإن فكرة رسم المثلثات والمربعات المتجاورة هذه ترجع إلى عالم الرياضيات كارل فريدريش غاوس، وهو أحد أعظم علماء الرياضيات في كل العصور، رغم أنني لا أعرف أي دليل على ذلك. كما أن هذه الفكرة لم تتحقق عمليًا في سيبيريا أو في أي مكان آخر في العالم، على حد علمي. وهناك فكرة مماثلة تم طرحها في نفس الوقت تقريبًا، وهي حفر خنادق طويلة وواسعة في الصحراء الكبرى، وملؤها بسائل قابل للاشتعال وإشعال النار فيها - وبالتالي إنشاء أحرف أو رسومات مماثلة يمكن رؤيتها حتى في الليل. . هذه الفكرة، مثل الفكرة السابقة، لم تتحقق أيضًا.

ومع إتقان التلسكوبات، كان من الواضح أنه لا توجد على القمر (أو على الأقل في جانبه المرئي) مستوطنات للحضارات المتقدمة، وربما يكون خاليًا من الحياة. تحول الاهتمام، بطبيعة الحال، إلى الكواكب الأقرب إلينا - كوكب الزهرة والمريخ. كشفت الملاحظات المطولة لكوكب الزهرة عن حقيقة أنه مغطى دائمًا بطبقة من السحب لا يمكن اختراقها. على هذا النحو، فمن غير المرجح أن تكون الكائنات الذكية هناك، إن وجدت، قد طورت قدرة فلكية متقدمة.

لكن المريخ أظهر إمكانات واعدة. ويعتبر كوكبًا أقدم من الأرض، لذا فإن فرصة وجود حياة ذكية لديها وقت للتطور عليه كانت أعلى. كما أن القنوات الطويلة التي اكتشفت عليها نهاية القرن التاسع عشر زرعت الشعور بضرورة التركيز عليها ضمن محاولات البحث عن الحياة خارج الأرض والتواصل معها. سمع المخترع الفرنسي تشارلز كرو، المعروف أيضًا بالشاعر الموهوب، في عام 19 عن ظهور نقاط ضوئية غامضة على الكوكب الأحمر. وأصبح مقتنعا بأن هذه البقع، التي كانت في الواقع انعكاسات لأشعة الشمس من السحب العالية في الغلاف الجوي للمريخ، كانت في الواقع علامات على بعض الحضارة المتقدمة. وحاول إقناع الحكومة الفرنسية ببناء مرآة ضخمة تسمح له بتركيز أشعة الشمس وتوجيهها إلى المريخ، حيث يحرق علامات كبيرة على الرمال. من غير الواضح ما إذا كان قد حاول بالفعل التخطيط لهذا الظهور، أو ما هو تأثير هجوم "أشعة الموت" من جانب الأرض على العلاقات الدبلوماسية مع المريخيين المتفاجئين، لكن الحكومة الفرنسية لم تعرب عن اهتمام كبير بالفكرة.

ولذلك ظلت مسألة التواصل بين النجوم تشغل بال بقية العلماء الذين كانوا يبحثون عن طرق أكثر فعالية لتحقيقها. أعلنت الأكاديمية الفرنسية للعلوم، عام 1900، عن جائزة قدرها مائة ألف فرنك (مبلغ كبير) لمن يجد خلال عشر سنوات طريقة فعالة لنقل الرسائل إلى كوكب آخر واستقبال الرسائل مرة أخرى. ومن المثير للاهتمام أن الجائزة، التي سُميت "جائزة جوزمان" على اسم الأرملة الثرية التي تبرعت بها، لم تكن تنطبق على التواصل مع كائنات من المريخ - وكان الرأي السائد في ذلك الوقت هو أن الأمر سهل للغاية. ومرت عشر سنوات، لكن لم يتمكن أحد من استيفاء شروط المسابقة والفوز بالجائزة.

لكن المشكلات الصعبة، لحسن الحظ، ليست سوى حافز لحلول مثيرة للاهتمام وأبحاث في اتجاهات غير تقليدية. في عام 1960، اقترح الدكتور هانز فريدنثال لغة اصطناعية تسمى "لينكوس" (مزيج من الكلمات اللاتينية "Lingua Cosmic"، لغة كونية) مصممة لـ السماح لحضارتين ليس لهما أي خلفية مشتركة بفهم بعضهما البعض. وتستند الأفكار التي طرحها إلى بحث أجراه عالم رياضيات آخر من أوائل الخمسينيات، وقد قام بتطويرها إلى شيء أكثر اكتمالا.

وكما فهم الدكتور فريدنثال، فإن اللغة مفهوم عام جدًا قد يحتوي على أكثر بكثير من الكلمات والحروف والصور التي نستخدمها نحن البشر. فالنحل، على سبيل المثال، يستخدم الروائح ليشرح للنحل الآخر مكان الزهور الطيبة، والحرباء تغير ألوانها لتنقل إلى الحرباء الأخرى... ما يثير اهتمام الحرباء مهما كان.

اللغة التي اخترعها فريدنثال تشبه إلى حد كبير من حيث المبدأ اللغات الأخرى التي اخترعها البشر للتواصل مع كيان فضائي آخر ليس لديه الكثير من القواسم المشتركة معنا - وهو الكمبيوتر. يذكرنا Linux في كثير من النواحي بلغة البرمجة، ويعتمد على التشفير الثنائي للمعلومات (أي الأصفار والواحدات بدلاً من الحروف) ونقل الأفكار من خلال العمليات الحسابية مثل الجمع والطرح، وبمساعدة العمليات الأساسية. منطق. يتم استخدام الترميز الثنائي لأنه الترميز الأساسي الذي يمكن من خلاله وصف المفاهيم الرياضية أو المفاهيم بشكل عام. إنه مثل قول يوجد ولا يوجد أو أبيض وأسود في مجموعات مختلفة لوصف حرف معين أو بعض الأصوات، لأننا لا نستطيع أن نفعل ذلك إذا كان لدينا فقط الأسود أو الأبيض فقط. وكما في حالة نظرية فيثاغورس، نجد مرة أخرى أن الرياضيات هي اللغة المشتركة الأساسية.

في الوقت الحالي، يعتبر Linux مجرد تمرين نظري، ولم يتم استخدامه في الواقع لأنه تم اقتراح العديد من الأفكار الناجحة على مر السنين. ومع ذلك، نمت Linkos في أعقابها بعض الأبحاث والأفكار المثيرة للاهتمام التي طورتها وصقلتها، بالإضافة إلى مجال بحث مثير للاهتمام وغير معروف جيدًا يسمى "مكافحة التشفير". إذا كان التشفير يهدف إلى تطوير أساليب لإخفاء المحتوى الذي يمر عبر تدفق من المعلومات، فإن "مكافحة التشفير" تسعى إلى القيام بالعكس تمامًا: إنشاء أبسط وأوضح عرض للمعلومات، بحيث يتمكن الجميع (سواء كان جهاز كمبيوتر أو جهازًا) كائن فضائي) يمكنه فهم المحتوى بسهولة.

الفكرة الأكثر إثارة للاهتمام، في رأيي، والتي تعود جذورها إلى Linux، هي التواصل الخوارزمي. فكرة التواصل الخوارزمي بسيطة للغاية، على الرغم من اسمها المثير للإعجاب: إرسال برنامج كمبيوتر إلى الكائنات الفضائية. سيتم إرسال البرنامج نفسه عبر موجات الراديو، بالطبع، باستخدام مبادئ لغة Linux، ولكن بمجرد أن يفهم الأشخاص الموجودون على الطرف الآخر من الخط أنه برنامج كمبيوتر (أي خوارزمية)، يصبح كل شيء أكثر بساطة. لا يحتاجون إلى فهم البرنامج، ولكنهم يحتاجون فقط إلى بناء جهاز كمبيوتر بسيط يعرف كيفية تشغيل البرنامج، ويرى ما يحدث. يمكن أن تكون البرامج التي ننقلها إليهم، على سبيل المثال، نوعًا من الذكاء الاصطناعي الذي يمكنه تعلم لغة الكائنات الفضائية بنفسه ثم يشرح لهم - بلغتهم الخاصة - عن الأرض وعن البشر وكم هو رائع وذكي. وما إلى ذلك نحن. مثال على هذه البرامج هو CosmicOS، وهو برنامج كمبيوتر يخلق بيئة واقع افتراضي بسيطة ولكنها فعالة حيث يمكن للكائنات الفضائية تجربة التفاعل مع البشر المحاكيين والتعلم من ردود أفعالهم.

يفترض التواصل الخوارزمي، بطبيعة الحال، أن الكائنات الفضائية ستكون متطورة بما يكفي لبناء جهاز كمبيوتر قادر على تشغيل البرامج المكتوبة هنا على الأرض بنجاح. يبدو هذا كافتراض متفائل للغاية، خاصة في ضوء حقيقة أن نظام التشغيل هنا، على جهاز الكمبيوتر الخاص بي، ليس قادرًا دائمًا على تشغيل البرامج المكتوبة على الأرض. ومع ذلك، لدينا أسباب معقولة لنفترض أنه إذا كان الفضائيون قادرين على استقبال جهاز الإرسال من الأرض في المقام الأول، فإنهم يفهمون تكنولوجيا موجات الراديو وعلم الفلك، ومن هنا إلى تكنولوجيا الكمبيوتر فإن الطريق ليس طويلاً جدًا.

لكن عندما أريد أن أصف لشخص ما كيف كانت الرحلة في نيبال، على سبيل المثال، لن أبدأ في صب ساعات من القصص عليه: سأريه ألبوم صور. في بعض الأحيان، تكون هذه هي أبسط وأسهل طريقة لتوصيل الرسالة - خاصة عندما لا يكون لديك الكثير من الوقت للخطط الطويلة.

وهذا أيضاً هو الوضع الذي واجهه العالم كارل ساجان في أوائل السبعينيات. وربما كان الدكتور كارل ساجان، الذي وافته المنية قبل حوالي عشر سنوات، أشهر عالم فلك في الولايات المتحدة في ذلك الوقت. كثيرًا ما ألقى محاضرات أمام الجماهير وكتب كتبًا ناجحة للغاية حول علم الفلك والعلوم على وجه الخصوص، وكان عاملاً مؤثرًا في وكالة الفضاء الأمريكية.

في عام 1972، كانت المركبة الفضائية بايونير 10 وشقيقتها بايونير 11 على وشك الإقلاع من الأرض، وكان هدفهما الأولي هو دراسة الكواكب العملاقة خارج حزام الكويكبات، وهما كوكب المشتري وزحل. ومن المقرر أيضًا أن تكون أول أجسام من صنع الإنسان تغادر حدود النظام الشمسي وتدخل الفضاء بين النجوم.

بايونير 10 و11 أبعد ما يكونان عن أن يكونا خدمة مراسلة سريعة بين النجوم: حتى في أكثر التقديرات تفاؤلاً، سوف يستغرق الأمر مئات الآلاف من السنين، وربما ملايين السنين، قبل أن تمر المركبة الفضائية بالقرب من أي نجم، ومن يدري ماذا سيتبقى منهم بحلول ذلك الوقت.

ومع ذلك، عندما اقترب منه اثنان من زملاء الدكتور ساجان واقترحا عليه إرفاق رسالة من الأرض بالمركبة الفضائية، تحمس للفكرة على الفور. في النهاية، ليس هناك ما نخسره من إرفاق "بطاقة تهنئة"، إن صح التعبير، بسفن الفضاء. على أقل تقدير، إذا عثرت كائنات ذكية في الفضاء على المركبة الفضائية يومًا ما، فسوف تعرف على الأقل أنها ليست وحدها.

وكانت المشكلة أن وكالة ناسا وافقت على منحه ثلاثة أسابيع فقط لإعداد الرسالة بين النجوم، لتكون جاهزة في الوقت المناسب لإطلاق أول مركبة فضائية، بايونير 10.

قرر ساجان مع الدكتور فرانك دريك - وهذا من معادلة دريك التي ذكرتها سابقًا - إنشاء رسالة بصرية وصورة ورموز، تكون محفورة على لوح مصنوع من الألومنيوم والذهب. قام الاثنان بصياغة الأفكار، وقامت زوجة ساجان، ليندا ساجان، برسمها بالفعل.

كانت الرسالة التي أراد ساجان ودريك إيصالها بسيطة للغاية: أين غادرت سفينة الفضاء في رحلتها، وكم مضى عليها، وكيف تبدو المخلوقات التي أرسلتها في رحلتها.

لنقل مفاهيم مثل المسافة والوقت، يجب عليك أولاً تحديد وحدات ذات معنى. حتى هنا، على الأرض، نحدد أولًا ما هو "المتر" ثم نحسب المسافات بوحدات الأمتار أو الكيلومترات أو السنتيمترات. يتم تعريف المتر، في هذه الحالة، على أنه المسافة التي يقطعها شعاع الضوء في الفراغ في جزء كذا وكذا من الثانية.

وجد ساجان ودريك طريقة مثيرة للاهتمام لتحديد الوحدات الأساسية للوقت والمسافة للكائنات الفضائية. يبدو أن عنصر الهيدروجين هو العنصر الأكثر شيوعًا في الكون. إن الإلكترون الذي يحيط بالنواة في ذرة الهيدروجين له خاصية تسمى "اللف المغزلي": لا يهم لأغراضنا ما هو "اللف المغزلي" بالضبط، ولا، لا علاقة له بصورة الإلكترون وعلاقاته العامة. المهم هو أن الدوران يمكن أن يكون في الاتجاه العلوي أو السفلي، وفي ذرة الهيدروجين يتغير دوران الإلكترون 1420 مليون مرة في الثانية - أو باللغة التقنية المقبولة، عند تردد 1420 ميجا هرتز. والآن بعد أن أصبح لدينا التردد، أصبح لدينا أيضًا وحدة زمنية: الهرتز، أي دورة واحدة في الثانية.

والأمر الأكثر جمالًا في حل ساجان ودريك هو أنه يمكنك قتل عصفورين بحجر واحد هنا. إذا كان لدينا تردد، فلدينا طول موجي. الطول الموجي والتردد كميتان متكاملتان: الطول الموجي هو أحد أجزاء التردد. في هذه الحالة، الطول الموجي هو واحد وعشرون سنتيمترًا. الطول بالسنتيمتر: هنا حصلنا على وحدة المسافة.

ويوضح الرسم التخطيطي لذرة الهيدروجين هذا الرقم، على افتراض معقول أن الكائنات الذكية تعرف الهيدروجين، وتفهم ما هو الدوران وما هو التردد.

والآن بعد أن تم تعريف وحدات الزمن والمسافة، كيف يمكن تفسير ذلك من أين ومتى غادرت المركبة الفضائية نقطة انطلاقها؟ ومن حسن حظنا أن هناك "منارات طبيعية" منتشرة في الكون، وتسمى "النجوم النابضة". النجوم النابضة هي نجوم صغيرة ومدمجة تدور حول محورها بسرعة عالية، وعادةً ما تبعث أشعة راديوية ضيقة جدًا. مع كل دورة، تغمرنا أشعة الراديو لفترة قصيرة، بحيث نستقبل نبضات راديوية - ومن هنا جاء اسم النجم النابض.

معدل دوران معظم النجوم النابضة مستقر تمامًا، ولا يتغير إلا على مدى ملايين السنين وحتى ذلك الحين بمعدل معروف وثابت. ويوضح الرسم الموجود على لوحة الألومنيوم والذهب، بوحدات الزمن والمسافة التي حددناها سابقًا، موقع أربعة عشر نجمًا نابضًا بالنسبة إلى الأرض، ومعدل نبضاتها. ستتمكن المخلوقات التي ستضع مخالبها على المركبة الفضائية من الفهم من هذا، إذا عرفت على الأقل بعضًا من النجوم النابضة الأربعة عشر، حيث تقع الأرض وفقًا للمسافة النسبية لكل نجم من النجوم النابضة عن الأرض ومتى بايونير 10 وتم إطلاق Pioneer 11 إلى الفضاء وفقًا لمعدل نبضاتهما. ففي نهاية المطاف، حدث مزيج من 14 ترددًا مختلفًا للنجوم النابضة في نقطة زمنية واحدة فقط.

يبدو أن عرض أرقام أهل الأرض هو أبسط مشكلة: فقط ارسم رجلاً وامرأة، وهذا أكثر أو أقل. ولكن هنا بالتحديد واجه العلماء مشاكل غير متوقعة.

في البداية، أظهرت اللوحة رجلاً وامرأة ممسكين بأيديهما، للتأكيد على الارتباط الوثيق بين هذين الشكلين من الحياة. ولكن بعد ذلك أدرك ساجان أن الكائنات الفضائية قد لا تفهم الرسالة بشكل صحيح، ويعتقدون أننا مخلوقات ذات أربع أرجل، برأسين وجزء مركزي طويل وضيق. ولهذا تم فصل الرجل والمرأة في الرسم.

يتم رفع اليد اليمنى للرجل فيما يمكنني وصفه بوضعية "مرحبًا يا رجل"، وهي حركة عالمية تمامًا تفترض أن الكون يحتوي على الأرض فقط. من الواضح أن الفضائيين لن يفهموا أن اليد المرفوعة هي تحية سلام، لكن ساجان أوضح أنهم بهذه الطريقة سيكونون قادرين على فهم أن أطرافنا تتمتع بمرونة معينة.

ثم جاءت المشكلة الأكثر خطورة على الإطلاق: الأعضاء التناسلية. بقدر ما يبدو السؤال عن كيفية رسم الأعضاء التناسلية على لوحة الرسائل سخيفًا، فمن السخافة حقًا أن تدرك أن هناك احتمالًا ضئيلًا إلى حد ما بأن يجد كائن فضائي نفسه خلال مليون عام مثارًا جنسيًا من خلال صورة لكائن فضائي. زوجان عاريان - أثار هذا الموضوع ضجة كبيرة في الولايات المتحدة المحافظة والمتشددة. وانتقد البعض بشدة قرار إرسال "صور إجمالية" إلى الفضاء، وكأن العلماء قد أرفقوا عدداً من مجلة "بلاي بوي" بأداة "بايونير" العلمية. لم يكن ساجان نفسه متأكدًا من مستوى المحافظة في وكالة الفضاء الأمريكية، ولكي يكون آمنًا، فقد حذف شق الفرج الصغير من رسم الأعضاء التناسلية الأنثوية. إذا نظرنا إلى الماضي، فقد كانت وكالة ناسا متحررة بما فيه الكفاية، وذكية بما فيه الكفاية، لتجاهل تماما مسألة الأعضاء التناسلية في اللوحات.

كما كانت هناك انتقادات أخرى للرسالة المرسلة إلى الفضاء بالمركبة الفضائية. كان هناك من كان يشعر بالقلق من أن الكشف عن الموقع الدقيق للأرض قد يدعو إلى هجوم وحشي على طراز "حرب العوالم" على الأرض. كان هناك علماء زعموا أن الرسالة معقدة للغاية وأن الفضائيين لن يفهموها على الإطلاق. وفي كلتا الحالتين، تحمل المركبتان الفضائيتان الرسالة إلى النجوم، بعد مرور ما يقرب من أربعين عامًا على إطلاقهما.

بالنسبة لمهمة ناسا القادمة خارج النظام الشمسي، كان هناك بالفعل ما يكفي من الوقت لإعداد شيء أكثر تعقيدًا. غادرت المركبتان الفضائيتان Voyager 1 وVoyager 2 الأرض في عام 1977 حاملتين رسالة أخرى في زجاجة إلى محيط الفضاء العظيم، إذا صح التعبير.

وكانت هذه المرة عبارة عن أسطوانة ذهبية تحتوي على صور وموسيقى وتسجيلات صوتية لمحادثات بشرية. ويحتوي غلاف الأسطوانة على رسومات تشرح للمتلقي كيفية تشغيلها باستخدام جهاز يشبه الفونوغراف، وأيضاً وقت ومكان الظهور على مركبة بايونير الفضائية.
تم اختيار المحتوى الذي تم حرقه على القرص من قبل لجنة ناسا، برئاسة كارل ساجان مرة أخرى، وهو يتضمن أصواتًا طبيعية مثل الريح والرعد وغيرها، وأصوات الحيوانات وتحيات السلام بخمس وخمسين لغة مختلفة، بما في ذلك العبرية. . والصور تمثيلية أيضًا، لكن هذه المرة -بعد الانتقادات العامة من أيام الرواد- دون صور صريحة لأشخاص عراة.

كما تمت إضافة مقطوعات موسيقية تمثيلية إلى التسجيلة، من المقطوعات الكلاسيكية لباخ، مرورًا بالإيقاعات القبلية الأفريقية إلى تشاك باري ولويس أرمسترونج. طلب كارل ساجان إضافة أغنية "Here Comes the Sun" لفرقة البيتلز إلى الألبوم - ولكن على الرغم من موافقة أعضاء الفرقة عن طيب خاطر، رفضت شركة التسجيلات الخاصة بهم الفكرة وتم وضعها على الرف. يمكنك أن تفهمهم: إذا بدأ الفضائيون في تمرير نسخ غير قانونية من الأغنية بينهم، فاذهب لمقاضاتهم بعد مليون عام، مع قانون التقادم وكل ذلك.

كما أضاف رئيس الولايات المتحدة في ذلك الوقت، جيمي كارتر، بعض عباراته إلى السجل ــ وهي الرسالة التي أجدها شخصياً مؤثرة بشكل خاص. قال: هذه هدية من عالم صغير وبعيد. القليل من أصواتنا وعلومنا وصورنا وموسيقانا وأفكارنا ومشاعرنا. نحن نحاول البقاء على قيد الحياة في هذه الفترة، حتى نتمكن أيضًا من الوصول إلى أوقاتك."

يعد إرسال ألواح الألمنيوم وسجلات الذهب إلى الفضاء هواية مفضلة للعلماء، وهو تمرين نظري جميل. ولكن ليس هناك الكثير من الفرص أن تسفر هذه الرسائل عن تواصل حقيقي مع الثقافات الأخرى، وفي رأيي هناك احتمال كبير أن لصوص المعادن ينتظرون بالفعل مغادرة الرائد زحل من أجل تفكيكه إلى مكوناته وبيعه. ذلك للصينيين.

الطريقة الوحيدة لإنشاء أي نوع من الاتصال بين النجوم هي من خلال موجات الراديو، التي تنتقل بسرعة الضوء. وحتى بهذه السرعة، لا تزال سنوات عديدة تمر قبل أن تصل الرسالة إلى وجهتها، لكن عشرين أو ثلاثين سنة أفضل من نصف مليون.

لقد ذكرت سابقًا الرسائل التي يمكن إرسالها عبر موجات الراديو، وبشكل أساسي الرسائل الرياضية أو الخوارزمية. ومن الممكن أيضًا إرسال الرسائل المرئية، مثل تلك المنقوشة على لوحات بايونير، عبر الراديو: وهذا نوع من التسوية المصممة لاستنفاد أفضل ما في العوالم.
تم إرسال عدد لا بأس به من هذه الرسائل على مر السنين، ربما لأنه من الأسهل توجيه هوائي إلى الفضاء بدلاً من إطلاق مركبة فضائية. ومع ذلك، حتى هذا الشكل من التواصل لا يخلو من القيود. وكما يمكن استقبال راديو تل أبيب في المنطقة المركزية وليس أبعد من ذلك، فإن إشارات الراديو المرسلة من الأرض إلى الفضاء تتلاشى مع المسافة. للتغلب على المشكلة، من الضروري الإرسال بقوة هائلة، تتجاوز بكثير قوة الإرسال التي تتطلبها محطة راديو عادية. ويمكن التقليل من المشكلة عن طريق إرسال الرسالة في شعاع ضيق جداً من موجات الراديو يشبه شعاع الليزر، حتى لا تتوزع الإشارات في كل الاتجاهات. بهذه الطريقة يمكنك تقليل طاقة الإرسال المطلوبة، ولكن بعد ذلك سيتعين عليك بالفعل توجيه الشعاع بدقة نحو النجم الذي تريد الإرسال إليه.

ومن أشهر الأمثلة على الرسائل المرئية المرسلة عبر موجات الراديو ما يسمى بـ "رسالة أريسيبو" عام 1974. أُرسلت هذه الرسالة من تلسكوب أريسيبو الراديوي الكبير في بورتوريكو، كجزء من احتفال أقيم هناك لإحياء الذكرى السنوية. ترقية مهمة لهذا التلسكوب المهم. من الصعب القول أن رسالة أريسيبو هي محاولة حقيقية لإنشاء اتصالات بين النجوم، لأنها كانت احتفالية في الغالب. أُرسلت الرسالة مرة واحدة فقط، وتم اختيار وجهتها - العنقود النجمي M13 الذي يبعد عن الأرض خمسة وعشرين ألف سنة ضوئية - ببساطة لأنها كانت في موقع مناسب في السماء في يوم ووقت الحفل. ومع ذلك، فقد تم التفكير كثيرًا في الرسالة المرسلة: هنا أيضًا، يمكنك العثور على تمثيل رمزي للأرقام، والعناصر الكيميائية المهمة، وحتى الصيغ الكيميائية للحمض النووي، وبالطبع رسم لشخصية بشرية. حظي البث باهتمام واسع النطاق في وسائل الإعلام، وتبعه العديد من عمليات البث المشابهة، والتي كان بعضها عبارة عن إعادة بث لرسالة أريسيبو مع رسائل إضافية - مرئية أو غير ذلك.

ربما ما يميز رسالة أريسيبو عن الرسائل الأخرى المرسلة إلى الفضاء، هو أننا في هذه الحالة تلقينا إجابة. وجاء الجواب على شكل دائرة المحاصيل. دائرة المحاصيل، بالنسبة لأولئك الذين لم يسمعوا الاسم، هي اسم لشكل يتم إنشاؤه عندما تنتشر المحاصيل الزراعية مثل القمح أو فول الصويا أو الذرة على عدة أمتار وتخلق شكلاً أو لوحة لا يمكن التعرف عليها عادةً إلا من الجو. ويعزو علماء الفلك هذه الدوائر، التي عادة ما تظهر بشكل غامض بين عشية وضحاها، إلى محاولات كائنات فضائية الاتصال بنا. العلماء، الذين عادة ما يكونون أكثر تشاؤمًا، ينسبون دوائر المحاصيل إلى المراهقين المبدعين والمللين بشكل خاص، وفي الواقع من الواضح جدًا أن هذا هو التفسير الحقيقي لدوائر المحاصيل.

ومع ذلك فمن الصعب إقناع من لا يريد أن يقتنع، وكانت دائرة المحاصيل التي ظهرت في أحد الحقول الزراعية في منطقة هامبشاير في بريطانيا العظمى بمثابة احتفال حقيقي لجميع أنواع علماء الحفريات. وكانت الرسالة التي ظهرت في الميدان نسخة شبه كاملة من رسالة أريسيبو، ولكن مع بعض التغييرات المهمة. بدلاً من الحلزون المزدوج، وهو نفس الحلزون الملتوي الذي يأتي للإشارة إلى شكل الحمض النووي الذي نعرفه، فإن الإجابة على أريسيبو تحتوي على حلزون ثلاثي، والأمر الأكثر إثارة للاهتمام: يتم استبدال الشكل البشري في الرسم بالشكل المألوف والأيقوني شخصية الكائن الفضائي القياسي، القصير ذو الرأس الكبير والعينين الغريبتين.

طوال هذه الحلقة، ركزت على الرسائل التي نحاول، نحن سكان الأرض، إرسالها إلى الكائنات الفضائية أينما كانوا. لكن بما أنني ذكرت دوائر المحاصيل كمحاولة محتملة للإجابة من جانب الكائنات الفضائية، وإن كانت محاولة غبية وغير واضحة إلى حد ما من جانب ثقافة عبرت سنوات ضوئية فقط لإزعاج الذرة التي تنمو بهدوء، فأنا مضطر لذلك لنذكر، ولو بشكل طفيف، محاولة أكثر جدية لتلقي رسالة حقيقية من النجوم .

SETI، وهو اختصار باللغة الإنجليزية لعبارة "البحث عن ذكاء خارج كوكب الأرض"، هو الاسم الجماعي للعديد من المشاريع التي تهدف إلى محاولة استقبال البث الإذاعي الناشئ من حضارات خارج كوكب الأرض. إن الدافع وراء هذه المحاولات واضح: إذا تمكنا من نقل الرسائل إليهم، فلا يوجد سبب يمنعهم من محاولة نقلها إلينا. لقد استثمر عدد لا بأس به من الدول والعديد من المنظمات العلمية ميزانيات كبيرة في بناء تلسكوبات راديوية غرضها مسح السماء، ومحاولة اكتشاف رسائل حقيقية من كائنات خارج كوكب الأرض من خلال الضجيج المستمر الذي يصل إلينا من الفضاء.

وهنا أيضًا، فإن التحديات التقنية التي تواجه الباحثين ليست بسيطة. لا يتعين عليك فقط مسح السماء قطعة قطعة على مدى فترة طويلة من الزمن، بل تحتاج أيضًا إلى استهداف التردد الذي تم بث الرسالة عليه بالضبط: حتى لو قمت بفحص جزء السماء الذي تأتي منه الرسالة بالضبط في الوقت المناسب، لكن لم يتم ضبطك على التردد المناسب - لن تتلقى الرسالة. علاوة على ذلك، فإن التداخل من البث التلفزيوني والإذاعي هنا على الأرض لا يجعل الحياة سهلة على العلماء الذين يحاولون التمييز بين رسالة تاريخية من ثقافة أخرى والحلقة 4387 من الشجاع والجميل.

إحدى الفرضيات المقبولة هي أن هناك احتمالًا معقولًا جدًا أن تصل أي رسالة تصل من الفضائيين إلى تردد 1420 ميجا هرتز، وهو التردد الذي سبق أن ذكرناه على أنه الإشارة الصادرة من ذرة الهيدروجين. والتفسير هو أنه بما أن هذا الضجيج، الصادر عن ذرات الهيدروجين، يظهر في كل مكان في الكون ويأتي من جميع الاتجاهات في نفس الوقت وبكثافة متساوية، فسيكون من السهل نسبيًا التمييز بين إشارة حقيقية، وجهاز إرسال حقيقي، ومجرد جهاز آخر. ضوضاء عشوائية.

حتى الآن، لم يتمكن أي مشروع SETI من التقاط رسالة حقيقية من الفضاء. الإشارة الأكثر إثارة للاهتمام في هذا الصدد تم التقاطها في عام 1977 في جامعة أوهايو في الولايات المتحدة. التقط التلسكوب الراديوي التابع للجامعة، والذي كان يقوم بمسح السماء بتردد 1420 ميجا هرتز، فجأة إشارة راديوية قوية، تزيد عن مستوى الضوضاء المعروف بثلاثين مرة.

العالم الذي فحص الورقة التي تحتوي على القياسات، لاحظ الحرف غير المعتاد، فوضع دائرة حول المنطقة ذات الصلة وكتب "رائع!" مع علامة التعجب. ومن هنا حصلت هذه الإشارة، التي لاقت دعاية كبيرة، على اسمها - "إشارة واو"، ولسوء الحظ فإن التلسكوب الذي استقبل الإشارة قام بمسح هذه المنطقة من السماء لمدة اثنتين وسبعين ثانية فقط، وعندما عاد العلماء لمسح المنطقة مصدر الإشارة - لم يكتشفوا أي شيء هناك. مجرد ضجيج الخلفية المستمر والمألوف، هل هي رسالة حقيقية من النجوم، أو ربما مجرد خطأ عشوائي في التلسكوب الفضائي؟ قد لا نعرف أبدًا.

ونحن على الأرض سوف نستمر في الاستماع والأمل. افتح أذنيك واستمع بعناية. ربما يحاول الفضائيون الاتصال بنا. وربما حتى في نهاية هذا الفصل..

مصدر

هذه المقالة مأخوذة من نص العرض.صنع التاريخ!، بودكاست نصف أسبوعي حول تاريخ العلوم والتكنولوجيا.

وفي نفس الموضوع على موقع العلوم :

هناك حاجة إلى المزيد من أجهزة الكمبيوتر لأكبر مشروع شبكة في العالم seti@home

كيف تتواصل مع الكائنات الذكية في الفضاء؟

ستقوم مجموعة جديدة من التلسكوبات بالبحث عن الكائنات الفضائية