全球分佈式計算尋找外星人近21年：一切都是徒勞？

• 2020 年 4 月 1 日
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外星人存在的可能性很大，但人類不應主動尋找他們，真正的挑戰是弄明白外星人長什麼樣。

霍金生前曾如是說道。

1999年，美國加州伯克利大學發起了一個“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持續至今近21年，但當前全世界範圍內都沒有確鑿的證據證實外星人的存在。

不久前，這個全球規模最大、影響範圍最廣的分佈式計算項目官方宣布：從2020年3月31日起，將不再向參與者發放新的計算任務，項目正式進入休眠期。

SETI 與SETI@home

探索地外智慧的這段歷史可以追溯到上世紀60年代：

1960年，人類就已經開始接收、分析來自太空的各種可能的電波，希望探尋到關於地外文明的蛛絲馬跡；

1971年，NASA號召眾多天文學家搜尋SETI（Search for Extra Terrestrial Intelligence，搜尋地外文明）信號，並提出了“望遠鏡森林”計劃——建造一個由1000架射電望遠鏡組成的巨大陣列，用射電望遠鏡等先進設備接收從宇宙中傳來的電磁波，從中分析有規律的信號，從而發現外星文明；

1984年，美國加州一家非營利性科研機構SETI研究所（NASA和美國國家科學基金會的主要研究承包商）成立；

1992年10月，兩架射電望遠鏡開始在波多黎各和加州的夜空中搜尋可能來自於外星文明的信號。

上文中提到的“射電望遠鏡”（radiotelescope）是指觀測、研究來自天體的射電波的基本設備，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60年代天文學領域的“四大發現”——脈衝星、類星體、宇宙微波背景輻射、星際有機分子都與射電望遠鏡有關。

【圖源百度百科】

不過，科研人員在20世紀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於射電望遠鏡，而是利用計算機分析掃描、記錄得來的海量數據。

雷鋒網了解到，僅一台世界上第二大的單面口徑射電望遠鏡阿雷西博望遠鏡（Arecibo Radio Telescope）平均每天都會得到至少300G數據，因此計算機CPU根本不夠用。

基於此，1995年，一位計算機科學家DavidGedye腦洞大開：如果全世界的PC通過互聯網連接在一起，創造一個虛擬超算，是否可以幫助SETI尋找外星智慧？ 

在當時，一台分佈式超算的概念聽上去有些玄乎，但在隨後的4年內，David Gedye便與其合作者、計算機科學家David Anderson開發出了名為SETI@home的軟件，使腦洞成為現實，該項目於1999年5月17日正式啟動。

截止2017年，SETI@home項目已經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——用戶註冊並登錄官網，領取任務後，只需下載一個屏保小程序，計算機就會自動接收數據，過濾掉衛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鏡在掃描宇宙時收集到的信號。

據悉，用戶們分析的無線電信號來自三家天文台——美國弗吉尼亞州綠岸天文望遠鏡（GreenBankTelescope）、波多黎各阿雷西博射電望遠鏡（AreciboRadioTelescope）和歐洲低頻陣列望遠鏡（Low-FrequencyArray）。

在項目推出後幾個月內，SETI@home便風靡全球，226個國家的260多萬人利用剩餘算力分析射電望遠鏡產生的海量數據，運算速度總計約為每秒25萬億次，其算力是當時世界上最好的超算的兩倍多，SETI@home也被行星協會（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之一“噪音”。

由於受到衛星、電視台和脈衝星等天體物理現象的干擾，可能來自地外生物的無線電信號十分微弱，而每人貢獻自己的閑置算力，也就意味着能夠處理更多的數據、對更多信號進行更敏感的分析，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。

SETI@home的最大成就當屬先後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，這一信號於 2004年9月1日公布。

SETI@home為何休眠？

那麼，SETI@home為何休眠？

其實關於這一問題，官方給了很明確的解釋。

一方面，從科學角度看，項目已經處於收益遞減階段，目前已經得到了足夠的分析數據。

另一方面，管理數據的分佈式處理是一項大工程。研究人員需要專註於完成對已有結果的後端分析，儘早得出結果完成論文。

同時，由俄羅斯億萬富翁YuriMilner資助一億美元創建的BreakthroughListen項目也將接過火炬，繼續搜索地外文明。

不過，官方也表示，SETI@home項目並未就此結束了，其網站和留言板將繼續運作。如果天文學家發現SETI@home的超強算力在宇宙學、脈衝星等相關領域的其他用途，SETI@home則將再次開始向公眾分發工作。

實際上，該項目一直飽受爭議——20多年來從未有過實質性成果，浪費了大量計算資源甚至是電費。

但不可否認的是，作為全球眾多分佈式計算項目的鼻祖，SETI@home意義重大。正如SETI@home首席科學家Dan Werthimer所說：

人們很少能參與到具有如此深遠意義的科學項目中去。

全球最大分佈式算力平台BOINC

在SETI@home的公告最後，有這樣一行字：“我們也鼓勵您參與其他基於BOINC的項目。”

所謂BOINC，即 Berkeley Open Infrastructurefor Network Computing，伯克利開放式網絡計算平台，是用於志願計算和網格計算的開放的中間件系統。

起初，BOINC是為了支持SETI@home而開發的，之後逐漸發展成為最主流的分佈式計算平台，當前應用於包括數學、物理、化學、生命科學、地球科學在內的眾多學科類別，旨在為研究人員獲得分佈在世界各地的志願者的計算資源提供便利。

【BONIC平台現有的項目】

截止2020年3月17日，BOINC彙集了全球137805名活躍用戶，並擁有791443台活躍計算機，其運算能力相當於全球超算排行榜第五位。

SETI@home項目的一位科學家SteveCroft曾表示：“SETI@home等BOINC 項目是雲計算的先驅。”

實際上，BOINC也已成立邊緣計算商業實體，正式進軍邊緣計算領域，為傳統雲計算服務提供廉價高效的算力資源擴充。

雖然 SETI@home進入休眠期，目前也的確沒有任何實質性的成果產出，但其引領的全球分佈式算力共享風潮，不得不說是有重要意義的。

希望天文學家儘早得出 SETI@home項目的分析結果。