博弈論可以幫助發現聰明的外星生命嗎？

英曼徹斯特大學一項新研究，建議使用一種與合作遊戲相關的策略，稱為博弈論（game theory），以最大程度發現外星生物的潛力。

如果先進的外星文明存在於我們的銀河系中並試圖與我們交流，找到它們的最佳方法是什麼？對於從事探索外星文明的天文學家來說，這是一個巨大的挑戰。卓瑞爾河岸天文台（Jodrell Bank Observatory）天體物理學家伊蒙·凱林斯（Eamonn Kerins）博士提出了一種基於博弈論的新策略，該策略可能會發現找到它們的可能性更大，對我們有利。

搜索外星文明程序傾向於使用兩種方法，其中一種方法是進行一次掃視大範圍巡天，以期從某個地方看到訊號。這種巡查方法可以快速得到大量數據，但很難全面搜索。另一種方法是針對搜索外星文明，在搜索過程會更加集中於可能存在生命的特定恆星系統。這樣可以提供有關這些系統的更全面的數據，但也許那裡沒有智慧生物存在？

凱林斯博士提出使用博弈論：「在博弈論中，有一類稱為協調博弈的遊戲，涉及兩個必須合作才能獲勝但無法彼此交流的玩家。當我們參與搜索外星文明時，我們以及任何文明在那裡試圖找到我們，正是在玩這種遊戲。因此，如果我們倆都想建立聯繫，我們倆都可以依靠博弈論來製定最佳策略。」

凱林斯博士稱他的想法為「相互可檢測性」。它指出，尋找訊號的最佳位置是行星，我們可以從這些行星上確定這個星球本身是否有智慧生物居住。

如果我們有證據顯示有可能有智慧生物居住的星球，並且文明那裡也有關於我們星球的類似證據，則應強烈鼓勵雙方互相參與搜索外星文明，因為雙方將意識到證據是互補的。

新理論建議檢查正在運行的系外行星，這些行星的運行軌道會穿跑到主恆星的前面，短暫地使原來的星光變暗。這種減光效果用來發現系外行星。實際上，凌日行星構成了我們目前所知的大部分行星。對於某些人來說，天文學家可以確定它們是像地球一樣的岩石行星和它們的大氣層是否顯示出水蒸氣跡象。

凱林斯博士說：「如果這些行星位於與地球軌道平面成一條直線上，它們也能夠看到地球經過太陽前面，並且能夠得到與我們有關的同類信息。我們的行星將是可以相互檢測對照。」

但是問題仍然在於是偵聽來自他們的訊號還是向他們發送訊號。一些科學家，例如已故的史蒂芬·霍金教授，已經警告過向外星文明發送訊號的潛在危險，這些文明可能對我們具有巨大的技術優勢。其他人指出，如果每個文明都有同樣的恐懼，那麼會出現任何人都不會發現對方的悖論。

事實證明，位於地球凌日區的系外行星上的文明可以知道，對於我們來說，更清晰的證據是對他們凌日的行星的基本證據，或者對於他們來說，我們的訊號也更清楚。我們也將了解這一點。擁有對方星球最清晰視野的文明最容易發出訊號。另一方會知道這一點，因此大家都應該觀察並傾聽訊號。

凱林斯博士在研究中指出，預計地球運行區域中的絕大多數宜居行星都將繞著比太陽更暗的低質量恆星運行，這些文明對我們會有更清晰的認識。使用相互可檢測性理論認為，目標搜索外星文明的程序應因此專注於從昏暗恆星周圍潛在的宜居行星中尋找訊號。

【圖、文：節譯自英國曼徹斯特大學2021年1月28日新聞公佈】研究全文刊登在2020年12月22日出版的《天文學報》