著名射電天文學家弗蘭克·德雷克於週五在他位於加利福尼亞州聖克魯斯附近的家中去世,享年 92 歲。1960 年,他首次對其他恆星周圍的地外文明 (SETI) 進行了搜尋。他的女兒,科學記者 納迪亞·德雷克 在其網站上 分享了這一訊息。她寫道:“父親一生是一位巨人,他的離去留下了巨大的空缺。”
加州大學伯克利分校伯克利 SETI 研究中心 (BSRC) 主任、天體物理學家安德魯·西米昂說:“弗蘭克開創了一個全新的領域。他在建立框架方面發揮了至關重要的作用,透過這個框架,我們可以應用天文學和物理學的工具來理解和解答存在主義問題。但他從未失去他的謙遜和慷慨。當我們的後代在幾個世紀後回顧歷史時,我認為他們會將弗蘭克列為有史以來最偉大的科學家之一。”
保羅·霍羅維茨,一位物理學家和哈佛大學榮譽退休教授,德雷克在 20 世紀 70 年代引導他進入這個領域,他回憶說德雷克是 SETI 領域中“一位傑出而溫和的巨人……科學家們通常具有競爭性、互相詆譭,並且極度保護自己的地盤。弗蘭克完全相反——在他無私地踐行科學的方式上堪稱典範。”
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德雷克於 1930 年 5 月 28 日出生於芝加哥,在芝加哥南岸社群長大。他的父親是一位化學工程師,母親是一位家庭主婦,他們都不是虔誠的信徒,但他們以嚴格的浸信會原教旨主義方式撫養了德雷克和他的兩個弟弟妹妹。他後來表示,這讓他更加欣賞不同的生活方式和存在方式——以及對有組織宗教的終生厭惡。在他的 1992 年與科學作家達瓦·索貝爾合著的回憶錄 中,他回憶說,他的父母“似乎沒有任何娛樂的想法——至少在我看來是這樣”。德雷克對外星生命的熱情始於八歲,當時他的父親告訴他,我們的地球不是太空中唯一的星球,這引發了他對外星地球散佈在宇宙各處的想象。他透過偶爾參觀離他家教堂僅幾個街區的科學與工業博物館來培養這種熱情。
德雷克於 1952 年畢業於康奈爾大學,獲得工程物理學學位。根據海軍 ROTC 計劃,他隨後在重型巡洋艦 USS Albany 上擔任了三年電子官。1955 年至 1958 年,作為哈佛大學的研究生和博士候選人,他在先驅天體物理學家塞西莉亞·佩恩-加波什金的指導下研究射電天文學,塞西莉亞·佩恩-加波什金因正確地提出恆星主要由氫和氦組成而聞名。獲得博士學位後,德雷克在西弗吉尼亞州綠岸的國家射電天文臺 (NRAO) 獲得了一個天文臺天文學家職位,他的科學事業真正從這裡開始。
德雷克對來自宇宙文明的電磁傳輸的搜尋使他名揚全球,但這遠非他唯一的重大成就。他還繪製了銀河系中心的第一張射電地圖,並與他人共同發現了木星周圍沸騰輻射的區域,這些區域類似於地球的範艾倫輻射帶。德雷克是最早測量金星沸騰大氣層的溫度和密度的人之一。他的眾多官方任命包括擔任位於波多黎各的阿雷西博天文臺的臺長,該天文臺在幾十年裡一直是世界上最大的射電望遠鏡。在他整個職業生涯中,他還教導和指導了一代又一代年輕的研究人員。在科學之外,他的興趣包括釀酒、寶石工藝和蘭花栽培。
德雷克最引人注目的三項研究成果都源於 20 世紀 60 年代初至 70 年代中期與 SETI 相關的多產時期。
第一個成果出現在 1960 年,當時他使用 NRAO 位於綠岸的 85 英尺寬的射電天線,在鯨魚座 τ 星和天苑座 ε 星附近尋找任何健談的外星人的射電訊號,這兩顆恆星是我們最近且最像太陽的鄰近恆星。德雷克將這兩個月的努力稱為奧茲瑪計劃,以兒童讀物《綠野仙蹤》系列命名,因為兩者都與奇異生物居住的奇幻遙遠國度有關。儘管幾十年前,發明家尼古拉·特斯拉和物理學家古列爾莫·馬可尼都曾獨立嘗試收聽外星無線電廣播,但這些相對粗糙的觀測與假定的火星人有關——而不是遙遠行星系統的居民——使奧茲瑪成為有史以來第一個“現代”SETI 活動。它沒有產生任何外星人的證據,儘管來自高空飛機的訊號確實一度引發了誤報,這是當時新興領域的眾多誤報中的第一個。
位於加利福尼亞州山景城的 SETI 研究所高階天文學家塞思·肖斯塔克說:“如果你看看今天的射電 SETI 實驗,它們仍然都在做奧茲瑪計劃。”德雷克在該研究所工作了四分之一個多世紀,直到 2010 年退休。“他們使用更好的裝置和更多的目標進行實驗,但實驗本身就是尋找來自天空的窄帶訊號。那是弗蘭克的想法。”
德雷克的第二個里程碑式貢獻出現在奧茲瑪計劃一年後,在 1961 年 11 月的一次精英科學家閉門會議上,討論 SETI 的前景。在會議開幕時,德雷克公佈了一個公式,用於估計銀河系中可探測到的文明數量。該公式的七個相互關聯的因素是一個不斷上升的未知數等級,從對恆星形成率的良好約束估計到對宜居行星普遍存在的有根據的猜測,再到對生命世界數量和技術文明壽命的瘋狂推測。他構思這個公式是為了指導為期三天的會議議程,希望爭取與會者(其中包括一位名叫卡爾·薩根的年輕博士後研究員)的幫助,以完善其數值。但他的所謂 德雷克公式 也成為塑造未來所有 SETI 努力的主導力量——以及我們自身 地球中心偏見 和 假設 的有力反映,這些偏見和假設關於更廣闊宇宙中生命和智慧的本質。
德雷克在 2011 年接受本文作者採訪時說:“它經受住了時間的考驗。我從未不得不改變這些因素,儘管我調整了其中一些因素的定義。我收到了許多關於向其中新增其他因素的建議——例如一個關於政治家的因素。”
德雷克的第三個標誌性壯舉出現在 1974 年,當時他冉冉升起的名聲使他在康奈爾大學獲得了終身教職——以及國家天文與電離層中心(管理著阿雷西博天文臺)主任的職位。在主持了三年提高巨型射電天線靈敏度併為其配備強大的新雷達系統的工作後,在 1974 年 11 月的開幕典禮上,德雷克利用該設施向距地球 22,000 多光年的球狀星團 M13 發射了無線電訊號。編碼在傳輸的 1,679 個頻率脈衝中的是德雷克的“阿雷西博資訊”。這一系列象形圖詳細描述了 DNA 的雙螺旋結構、人類的形態尺寸以及地球在太陽系中的位置等內容。傳輸持續時間不到三分鐘,但在其特定波長下,它的亮度超過太陽 100,000 倍——為某種程度上、某個地方的某人可能會探測到並破譯它提供了一線希望。阿雷西博天文臺 1,000 英尺寬的射電天線(德雷克曾經計算過,它大到可以容納 3.5 億箱玉米片)在 2020 年末在資金不足和疏忽的指控中悲慘地坍塌。它可能還會重建。但即使不重建,它的劃時代傳輸也將繼續在宇宙虛空中不停地傳播。
阿雷西博資訊是德雷克對星際訊號傳送最遠的一次嘗試,但這既不是他第一次參與此類工作,也不是最後一次。1972 年,德雷克與薩根以及薩根當時的妻子琳達·薩爾茲曼·薩根合作設計了先驅者號銘牌——這是一種影像資訊,被固定在 NASA 的星際先驅者 10 號和 11 號宇宙飛船上,其中包括裸體男女的插圖以及旨在追溯探測器起源於地球的宇宙地圖。這成為傳送到太陽系外的第一個物理資訊。1977 年,德雷克與薩根和小說家 安·德魯彥(她後來嫁給了薩根)以及藝術家喬恩·隆伯格和科學作家蒂莫西·費里斯一起,幫助設計了旅行者金唱片。這張星際“瓶中信”裝滿了來自地球的精選景象、聲音和問候語,在旅行者 1 號和 2 號探測器上發射升空。
德魯彥回憶說:“如果不是弗蘭克,就不會有旅行者金唱片。因為是他提出了將資訊製作成唱片而不是 其他形式來儲存所有資訊 的想法。”
同樣,如果不是德雷克,今天的 SETI 可能會大相徑庭。在他進行奧茲瑪計劃前後,尋找無線電訊號只是尋找宇宙文明的幾種擬議策略之一。天文學家兼工程師羅納德·佈雷斯韋爾建議研究人員應該轉而 尋找探測器 和其他人工製品,就在我們的太陽系中。物理學家查爾斯·湯斯,他的工作導致了雷射的發明,認為雷射將是星際通訊更好的基礎,因此也是 SETI 工作的 最佳重點。理論家弗里曼·戴森設計了一種方法來尋找即使是最安靜的技術文明,他推測可以透過尋找他們可能在其母星周圍建造的 巨型能量收集結構 來探測到這些文明。
賓夕法尼亞州立大學天文學家、賓夕法尼亞州立大學地外文明智慧中心主任傑森·賴特認為,射電 SETI 成為事實上的標準,部分原因不僅在於德雷克的科學敏銳性,還在於他的表演才能。“真正讓我對奧茲瑪計劃、德雷克公式和星際資訊感到震驚的是,在每一種情況下,弗蘭克都非常清楚演示的力量,”賴特說。“這就是為什麼他的名字受到尊敬——因為它與這些標誌性的實驗聯絡在一起,這些實驗抓住了公眾的想象力,並引起了慈善家、NASA 等機構的關注。”
德雷克在他 1992 年回憶錄的序言中以典型的低調熱情寫道:“就我個人而言,我發現沒有什麼比外星文明從太空發出的無線電資訊現在正穿過我們的辦公室和家園,就像我們難以聽清的細語一樣,更令人興奮的了。” 他思索道,尋找其他宇宙文明是瞭解“未來歷史”的一種方式,因為人類可能探測到的任何此類文明都將比我們自己的文明更古老、更先進,從而為我們自己可能的命運提供預演。到那時,他在康奈爾大學的時光幾乎已經過去十年了——1984 年,他離開了紐約州伊薩卡的霧濛濛的寒冷,前往加利福尼亞州陽光明媚的氣候,在加州大學聖克魯斯分校和新成立的 SETI 研究所擔任了聲望很高的職位。這兩者都將是他餘生的主要學術機構。
在同一本書中,他得意地指出,NASA 剛剛為一項為期十年的重大 SETI 計劃投入了約 1 億美元。SETI 在科學界邊緣徘徊多年後,終於獲得了主流認可。在德雷克看來,SETI 似乎正處於其最偉大的勝利的邊緣:合法探測到來自外星文明的訊號,並證明我們並不孤單。“我完全期望在 2000 年之前目睹這一發現,它將深刻地改變世界,”他寫道。
然而,國會的強烈反對導致該計劃在不到一年後被取消。由此開始了 SETI 漫長的征程,沒有一分錢的美國聯邦資金專門用於搜尋外星文明(這種情況直到最近幾年才開始改變,NASA 再次開始將其預算中微不足道的一部分分配給 SETI 研究)。在那些艱難時期,德雷克和其他 SETI 傑出人物越來越依賴於來自新興的矽谷超級富豪技術專家的資金——他們中的許多人受到奧茲瑪計劃和早期太空時代的 अन्य 激動人心的壯舉的啟發,開始追求科學和工程事業。
加州大學伯克利分校天文學家丹·沃西默開玩笑說:“如果不是弗蘭克,我早就腰纏萬貫了。”在成為德雷克的長期合作者之前,他在 20 世紀 70 年代初的家庭釀酒計算機俱樂部中與蘋果公司聯合創始人史蒂夫·喬布斯和史蒂夫·沃茲尼亞克並肩工作。“當其他家庭釀酒師在設計和銷售第一批家用電腦時,由於弗蘭克,我把時間花在了研究如何利用第一批計算機晶片進行 SETI 實驗。” 1999 年,這些努力促使沃西默與他人共同創立了 SETI@home,這是最早也是最成功的“公民科學”專案之一,該專案使用分散式計算和志願者空閒的 CPU 週期來在存檔的 SETI 資料中尋找訊號。
已故微軟聯合創始人保羅·艾倫也提供了強有力的支援,他向 SETI 研究所捐贈了數千萬美元。這最終促成了位於加利福尼亞州哈特溪的 42 碟 艾倫望遠鏡陣列 的誕生,該陣列於 2007 年開始執行並進行各種與 SETI 相關的研究。這種慈善趨勢在今天仍在繼續,突破聆聽計劃,這是一項由俄羅斯-以色列億萬富翁尤里·米爾納資助、由 BSRC 的西米昂領導的 雄心勃勃的 SETI 計劃,西米昂是德雷克最後的門徒之一。奧茲瑪計劃週期性地在單個頻道上收聽兩顆恆星,而突破聆聽計劃則以數百萬顆恆星為目標,在數百億個頻率上觀察每顆恆星,其靈敏度足以探測到即使是來自隱蔽外星社會的一些形式的適度、無意的“洩漏”輻射。所有這些都因系外行星知識的爆炸性增長而得到加強,在 20 世紀 90 年代初首次發現之後,系外行星現在成千上萬地填滿了天文學家的目錄 by the thousands。現有的大量證據暗示,德雷克的偉大探索可能並非徒勞;資料表明,大多數恆星都擁有行星隨從。而 機率定律 決定,在無數的恆星宿主中,一定有一部分是適宜居住的、類地球的並且充滿生命。與德雷克公式一致,仍然有一小部分必須孕育著其他智慧生物,他們敬畏地仰望天空,從他們孤立的行星棲息地想知道,他們是否也感到孤獨。
然而,天空仍然沉默。除了少數候選訊號——誘人但可疑的一次性事件,這些事件從未重複出現,並且很容易僅僅是天體物理“噪聲”——SETI 尚未找到其長期尋找的獵物。“我想你可以說,到目前為止,這是一個巨大的失敗,因為我們還沒有找到任何東西,”霍羅維茨說。“但這是一段美好的旅程。而且至少對我來說,這一切都歸功於弗蘭克。”
我們是否會找到答案,來自星際甚至星系間鴻溝的某種閃耀的智慧生命跡象?德雷克當然認為會,正如他 曾經告訴本文作者 的那樣
“我認為,這僅僅是開始。人們認為我們一直在某種程度上全天候、全頻率地監測整個天空,但我們尚未能夠做到任何這些事情……即使我們已經指向了正確的方向,並在正確的頻率上進行監聽,在我們觀察時,訊息被定向傳送給我們的機率當然也不是很大。我們一直在玩彩票,但只用了幾張彩票。”
除了他的女兒納迪亞,德雷克還與結婚 44 年的妻子阿邁勒·沙卡希裡·德雷克;他的女兒萊拉·德雷克·福塞克;他與前妻所生的兒子史蒂夫·德雷克、理查德·德雷克和保羅·德雷克;他的兄弟鮑勃·德雷克;以及一個侄子、兩個侄女和四個孫子孫女。他的姐姐阿爾瑪·奎格利先於他去世。
