全球分布式算力共享鼻祖尋找外星人近 21 年，一切都是徒勞？

本文作者：付靜

2020-04-01 18:38

導(dǎo)語：人們很少能參與到有深遠(yuǎn)意義的科學(xué)項目中去。

外星人存在的可能性很大，但人類不應(yīng)主動尋找他們，真正的挑戰(zhàn)是弄明白外星人長什么樣。

霍金生前曾如是說道。

1999 年，美國加州伯克利大學(xué)發(fā)起了一個“眾籌”全球空閑算力分析電磁波信號尋找外星人的項目 SETI@home（Search for Extraterrestrial Intelligence at home，在家探索外星文明）。

SETI@home 持續(xù)至今近 21 年，但當(dāng)前全世界范圍內(nèi)都沒有確鑿的證據(jù)證實外星人的存在。不久前，這個全球規(guī)模最大、影響范圍最廣的分布式計算項目官方宣布：從 2020 年 3 月 31 日起，將不再向參與者發(fā)放新的計算任務(wù)，項目正式進(jìn)入休眠期。

全球分布式算力共享鼻祖尋找外星人近 21 年，一切都是徒勞？

SETI 與 SETI@home

探索地外智慧的這段歷史可以追溯到上世紀(jì) 60 年代：

1960 年，人類就已經(jīng)開始接收、分析來自太空的各種可能的電波，希望探尋到關(guān)于地外文明的蛛絲馬跡；
1971 年，NASA 號召眾多天文學(xué)家搜尋 SETI （Search for ExtraTerrestrial Intelligence，搜尋地外文明）信號，并提出了“望遠(yuǎn)鏡森林”計劃——建造一個由 1000 架射電望遠(yuǎn)鏡組成的巨大陣列，用射電望遠(yuǎn)鏡等先進(jìn)設(shè)備接收從宇宙中傳來的電磁波，從中分析有規(guī)律的信號，從而發(fā)現(xiàn)外星文明；
1984 年，美國加州一家非營利性科研機構(gòu) SETI 研究所（NASA 和美國國家科學(xué)基金會的主要研究承包商）成立；
1992 年 10 月，兩架射電望遠(yuǎn)鏡開始在波多黎各和加州的夜空中搜尋可能來自于外星文明的信號。

上文中提到的「射電望遠(yuǎn)鏡」（radio telescope）是指觀測、研究來自天體的射電波的基本設(shè)備，包括收集射電波的定向天線，放大射電信號的高靈敏度接收機，信息記錄﹑處理和顯示系統(tǒng)等，可測量天體射電的強度、頻譜及偏振等量。

值得一提的是，20 世紀(jì) 60 年代天文學(xué)領(lǐng)域的“四大發(fā)現(xiàn)”——脈沖星、類星體、宇宙微波背景輻射、星際有機分子都與射電望遠(yuǎn)鏡有關(guān)。

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【圖源百度百科】

不過，科研人員在 20 世紀(jì) 80 年代之際開始意識到，搜尋外星人電磁波信號的最大瓶頸不在于射電望遠(yuǎn)鏡，而是利用計算機分析掃描、記錄得來的海量數(shù)據(jù)。

雷鋒網(wǎng)了解到，僅一臺世界上第二大的單面口徑射電望遠(yuǎn)鏡阿雷西博望遠(yuǎn)鏡（Arecibo Radio Telescope）平均每天都會得到至少 300G 數(shù)據(jù)，因此計算機 CPU 根本不夠用。

基于此，1995 年，一位計算機科學(xué)家 David Gedye 腦洞大開：如果全世界的 PC 通過互聯(lián)網(wǎng)連接在一起，創(chuàng)造一個虛擬超算，是否可以幫助 SETI 尋找外星智慧？

在當(dāng)時，一臺分布式超算的概念聽上去有些玄乎，但在隨后的 4 年內(nèi)，David Gedye 便與其合作者、計算機科學(xué)家 David Anderson 開發(fā)出了名為 SETI@home 的軟件，使腦洞成為現(xiàn)實，該項目于 1999 年 5 月 17 日正式啟動。

全球分布式算力共享鼻祖尋找外星人近 21 年，一切都是徒勞？

截止 2017 年，SETI@home 項目已經(jīng)吸引了來自全球幾乎所有國家的 900 多萬人。

其操作過程也很簡單——用戶注冊并登錄官網(wǎng)，領(lǐng)取任務(wù)后，只需下載一個屏保小程序，計算機就會自動接收數(shù)據(jù)，過濾掉衛(wèi)星和地面無線電波等噪聲，找出可能的異常，返給研究人員。

下圖是 SETI@Home breakthrough 版本的屏保程序，其中五顏六色的部分就代表射電望遠(yuǎn)鏡在掃描宇宙時收集到的信號。

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據(jù)悉，用戶們分析的無線電信號來自三家天文臺——美國弗吉尼亞州綠岸天文望遠(yuǎn)鏡（Green Bank Telescope）、波多黎各阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡（Arecibo Radio Telescope）和歐洲低頻陣列望遠(yuǎn)鏡（Low-Frequency Array）。

在項目推出后幾個月內(nèi)，SETI@home 便風(fēng)靡全球，226個國家的 260 多萬人利用剩余算力分析射電望遠(yuǎn)鏡產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，運算速度總計約為每秒 25 萬億次，其算力是當(dāng)時世界上最好的超算的兩倍多，SETI@home 也被行星協(xié)會（Planetary Society）稱為“有史以來最成功的公眾參與項目”。

實際上，SETI@home 幫助解決了探索外星智慧的最大挑戰(zhàn)之一“噪音”。

由于受到衛(wèi)星、電視臺和脈沖星等天體物理現(xiàn)象的干擾，可能來自地外生物的無線電信號十分微弱。而每人貢獻(xiàn)自己的閑置算力，也就意味著能夠處理更多的數(shù)據(jù)、對更多信號進(jìn)行更敏感的分析，從而成功找到漂浮在廣闊的無線電垃圾海洋中的有用信號。

而 SETI@home 的最大成就當(dāng)屬先后 3 次觀察到的名為 SHGb02+14a 射電源，其信號頻率為 1420 兆赫茲，信號源大致為雙魚座和白羊座之間天空的某處，這一信號于 2004 年 9 月 1 日公布。

SETI@home 為何休眠？

那么，SETI@home 為何休眠？

其實關(guān)于這一問題，官方給了很明確的解釋。

全球分布式算力共享鼻祖尋找外星人近 21 年，一切都是徒勞？

一方面，從科學(xué)角度看，項目已經(jīng)處于收益遞減階段，目前已經(jīng)得到了足夠的分析數(shù)據(jù)。

另一方面，管理數(shù)據(jù)的分布式處理是一項大工程。研究人員需要專注于完成對已有結(jié)果的后端分析，盡早得出結(jié)果完成論文。

同時，由俄羅斯億萬富翁 Yuri Milner 資助一億美元創(chuàng)建的 Breakthrough Listen 項目也將接過火炬，繼續(xù)搜索地外文明。

不過，官方也表示，SETI@home 項目并未就此結(jié)束了，其網(wǎng)站和留言板將繼續(xù)運作。如果天文學(xué)家發(fā)現(xiàn) SETI@home 的超強算力在宇宙學(xué)、脈沖星等相關(guān)領(lǐng)域的其他用途，SETI@home 則將再次開始向公眾分發(fā)工作。

實際上雷鋒網(wǎng)也了解到，該項目一直飽受爭議——20 多年來從未有過實質(zhì)性成果，浪費了大量計算資源甚至是電費。

但不可否認(rèn)的是，作為全球眾多分布式計算項目的鼻祖，SETI@home 意義重大。正如 SETI@home 首席科學(xué)家 Dan Werthimer 所說：

人們很少能參與到具有如此深遠(yuǎn)意義的科學(xué)項目中去。

全球最大分布式算力平臺 BOINC

在 SETI@home 的公告最后，有這樣一行字：

我們也鼓勵您參與其他基于 BOINC 的項目。

所謂 BOINC，即 Berkeley Open Infrastructure for Network Computing，伯克利開放式網(wǎng)絡(luò)計算平臺，是用于志愿計算和網(wǎng)格計算的開放的中間件系統(tǒng)。

起初，BOINC 是為了支持 SETI@home 而開發(fā)的，之后逐漸發(fā)展成為最主流的分布式計算平臺，當(dāng)前應(yīng)用于包括數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生命科學(xué)、地球科學(xué)在內(nèi)的眾多學(xué)科類別，旨在為研究人員獲得分布在世界各地的志愿者的計算資源提供便利。

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