利用地球上的技术——电波通信
“有宇宙人吗？”这是天文疑题皇冠上的一颗明珠，而且是一个最富有趣味、充满着浪漫主义色彩的问题。但是这一问题的答案却是十分耐人寻味的。
既然谁也没有见过宇宙人，就不能明确地说“有宇宙人”，而既然地球人的存在又是不容否定的，也就不能说“没有宇宙人”。此外，由于对“UFO圆盘（飞碟）就是宇宙人”这一点还没有确凿的证据，因此本文不作详细的论述。
就“科学是干什么的”这一问题而言，应结合现在已知的情况，作出某些结论。所谓已知的情况是指在恒星周围存在的正规分布的行星的概率为百分之几、这些行星上有生命的概率为百分之几等等。但是，这种预测大多是很不确切的。尤其是在讨论宇宙人问题时，对于一个一个的数字都会产生各种不同的意见，有些问题连症结所在的线索也极难发现。
因此答案也有各种各样，而且含糊不清：“难道没有宇宙人吗？”“好像有。”“坚信有宇宙人存在！”“没有宇宙人的说法是不科学的！”“大概没有吧？”“可能有，也可能没有”……等等。日本有一句叫做“野鸭烤肉店”的谚语，很好地体现了这种情况（日本的野鸭烤肉店里有各种各样的烤肉，意为词义不清，模棱两可——译者注）。这里，我们假定“有宇宙人”那么有没有什么方法和宇宙人进行对话呢？
我们来考虑一下使用电波和宇宙人通信的方法。当然也可以考虑其他方法，如：发射不载人飞船、载人飞船进入宇宙探空、精神感应等等。不能一概否定用这些方法和宇宙人取得联系的可能性，但目前连具体地研究这些方法的资料也无法到手，当然是无从谈起了。根据现代地球人的技术水平，一般认为电波通信方法最有利。
首先举一些通信能成立的条件，大体可以分为下列几点：
（1）电波可以送到；
（2）在此方发送电波时，彼方可以接收（反之亦然）；
（3）彼方对此方的波道（频率）应能调谐（反之亦然）；
（4）彼方懂得此方的电波通信方式（莫尔斯方式，声音、图像方式或数据通信等）（反之亦然）。
如在1000光年以内就可能通信
条件（1）是：此方的讯号发射机发出异常强大的电波，只要对方的讯号接收机具有足够的灵敏度就可以通信。这就是说，条件（1）是被所谓“技术文明发展的尺度”所支配的。
那么我们来估计地球人的能力吧。我们不妨把人类研制的最强讯号发送机安装在世界最大的天线上，它大概会发送出最强大的电波。现在再将世界上灵敏度最高的讯号接收机安装在世界最大的天线上，由它来接收这一电波。
由于是使用灵敏度极高的接收机来接收强电波，所以即使两天线之间的距离十分遥远，一定是能够接收到的。这一距离大体是100 ~ 1000光年左右。这就是说，“如果与地球人同等程度的文明是在100 ~ 1000光年以内存在的话，电波是能够抵达目的地的”。这作为“技术文明发展的尺度”来说是合乎情理的。
条件（2）以及以下几个条件的情况就大不相同了。在地面通信时，在开始通信以前这些条件可以由收发双方商洽决定，因此事前就必须互相了解对方的情况。在和宇宙人通信时，要在事前进行商洽当然是做不到的，那就必须考虑有效的措施。
最难的是条件（3），就是选择频率的问题。大致估计一下，星际通信的波道可能多达10亿个左右。必须指出，收发双方偶然地选择同一个频道的概率是不可能存在的，因此无论如何要研究某些有效的措施。对条件（2）应该有耐心地等待，而对条件（4），在详细分析某些资料以后才有可能突破。这样，只要明确了条件（3）的频率就可以大踏步地向前迈进！
莫里松和科克因提案
1960年，莫里松和科克因（两人都是美国科学家）提出了应该称为解决这一问题关键的建议，就是：接近氢原子辐射波长21厘米（1420兆赫）的频率很理想。如果用这种频率发送电波，那么电波就进入用同一波长观测氢原子电波的天文学家的接收机中，在偶然的时机有可能发现从宇宙发回来的电波，这比用其他频率发送电波稍为有利。
这种有利程度在电波接收方面是很清楚的。电波接收方面认为，电波发送方面的波长接近21厘米为好，这虽然是微小的，但大概会对频率问题引起高度的重视。电波接收方面大致是这样考虑的，对此，电波发送方面应该是了解的。
如果这样考虑，就可以说，收发双方对于接近波长21厘米的频率，事前已有了“默契”。作为开始通信的必要条件的事前商洽工作已在默契之中圆满地完成了。在这一点上，可以说莫里松和科克因提案对星际通信方法的问题作出了划时代的贡献。
当时，就宇宙中的特别波长来说，只发现了波长21厘米的电波。但后来发现了很多的频谱线，削弱了21厘米波的特殊性。关于选定哪种波，需要有“理由”。在“理由”两字上面加上引号是鉴于这样的原因：“对方宇宙人是那样考虑的，地球人也是那样考虑的，而且对方宇宙人也懂得地球人是那样考虑的”。
其后提出了各种提案，但是无论哪一个提案都比不上莫里松和科克因提案那样具有简单明了的力量。莫里松和科克因提案是他们花费大量精力研究所得的好方法。那么宇宙人是否能够提出完全相同的好方法呢？这是非常靠不住的。可以说一步也没有跨出莫里松和科克因提案的亚流范围。
我这次提出的频率也是这种亚流之一，在考虑到最后所得的“妙方”这一意义上，它属于同一范畴。但是，正像无名人士依靠梅太郎博士发现的谷氨酸钠，考虑采用极妙的出售方法提高化学调试剂的售价，从而获取大量高额利润那样，意外地感到这一提案也许是成功地进行星际通信的起点。这个提案是我和朋友——东京天文台的平林久和寿岳润两位共同考虑以后提出的。
甲醛冻结之谜
我们的提案是想使用甲醛（分子式为HCHO）分子的波长为6厘米（4830兆赫）的频率波同宇宙人通信。
甲酸具有很难想象的性质，一旦使甲醛分子漂浮到宇宙空间就会迅速冻结，而且是在特定频率情况下冻结的，“在特定频率下冷却”的这个定义是非常适当的。这里，我们来讲解一下温度问题。
“‘那个家伙’脑袋发热而心发冷”，这是一句口头禅。在所谓“系”中有所谓“自由度”、我们不妨打一个比方：假定“那个家伙”是“系”，那么他的脑袋和心就是“自由度”。例如，假定某一物体存在，那么这一物体的“位置”就有X、Y、Z三个方向，即有三个自由度。此外还有旋转、变形等各种自由度。假定物体以飞快的速度向X方向运动，那么就应只给这一个自由度分配巨大的能量。
在一般的“系”中会发生能量转换（例如：与什么东西稍微碰撞一下，也会引起朝Y方向或Z方向的运动），能量接近于等量分配。
甲醛分子也有位置（在空间移动）、回转和振动等等的自由度。一旦氢分子与甲醛分子发生碰撞，氢运动能和甲醛运动能及回转能之间就会引起能量转换。但能量分配异常的情况仅限于回转能，它只能分得比气体的实际温度还要低的热能。除非发生了不能想象的情况，热能很难进入甲醛分子的回转运动里。
理由虽没有详细阐述，但是，电波的放射是依靠分子的回转运动进行的。但是，由于甲醛的回转自由度只有很少的能量，所以，与其说依靠回转放射电波，倒不如说依靠电波获得能量而加速回转。这就是说，这是由甲醛中的电波的吸收远远超过电波的放射而产生的结果。因此，在用甲醛电波观测气体云时，云体显得略为暗淡。从温暖的氢使冷的甲酸进一步冷却的“热组织”这个意义来看，这一现象叫做“甲醛冻结”或“非脉泽吸收”等等。
如果我们是宇宙人……
南十字星座的HD111580号星是一颗普通的F型星。根据恒星的光谱中出现的特征，恒星可以分成好几种类型。F型星是其中的一种类型，地球人的太阳属于G型星。如果宇宙人生活在F型星上，那么我们就有可能成为宇宙人了。
……从我们的F型星向仙后星座眺望，就可以看到一颗普通的G型星（即大家熟悉的太阳）。当然，我们还不知道在G型星上是否有人存在，可是一般认为也许有人住在上面。如果真是这样，G型星人也会认为“也许有人生活在我们的F型星上”。因此，他们也许正利用电波而聆听我们发送的讯号。那我们就快点从这方面将电波发出去，大概有合适的频率和宇宙人取得联系的。
在我们从F型星观测G型星正好是反方向的宇宙空间，有一团巨大的黑暗星云。如从G型星上着我们的话，可以看到我们的F型星在黑暗星云后面发出的闪光。所谓“黑暗星云”就是冷却气体的块团。甲醛冻结也会频繁地产生。图1表示由G型星人（即地球人）观测我们的F型星方向时的空间杂音温度。大家知道，由于低频率是银河电波，高频率是强空气辐射，所以使用这些电波是不合适的，而且氢原子21厘米的电波也不大好。然而，在甲醛的频率中，虽然频率波极小，但可削减杂音，可以说频率波虽小却很有利。G型星人照理也会注意到这一优点。
非脉泽吸收幅度只有5千赫兹左右，频道也仅有5000个左右，它与前面所说的10亿个频道相比只能说是小巫见大巫罢了，但就研究对象来说，对探索宇宙奥秘多少有些帮助。这也是双方都知道的优点。结果，我们决定向G型星发送调谐成甲醛频率的电波。通信宣告成功。我们等待着G型星人的回音……。
宇宙文明的寿命是最大关键
可以写上若干个重要的关键问题，这是因为在可能性中有很多分歧造成的。如果一一阐述、势必凌乱不堪，这里略举一二例。
首先应考虑的是对方的文明水平。假定对方的文明也和地球人的文明同样发展，但如果落后于地球人文明30年以上，就不会给我们“回电”。仅在宇宙人的文明和地球人的文明之间的差距为负30年或零年的情况下，才可以说宇宙人的文明水平要比我们低一些。但是，从文明时间的长短程度来看，这一可能性几乎等于零。和地球人通信的对方，一定比地球人要先进得多。
其次是通信网问题。无论谁都免不了考虑这个问题 ：“即使进行通信，是否能够成功呢？”一般认为，如果和宇宙人通信有一点儿成功的希望，那么比地球人早出世的宇宙人之间的通信也许已有了成功的先例。因此，在认为地球人和宇宙人的通信能够成立时，根据同样的理由应该考虑到，在宇宙空间成功地进行通信联络的次数是为数不少的。这样一来，不是可以认为在宇宙空间已形成一个通信网吗？如果还没有形成通信网，那就可以得到一个推论的有力旁证：“大概这就是导致通信失败的缘故。”
假定认为宇宙空间已形成通信网，那么被送来的电波成为“参加通信呼号的电波”的可能性非常大。对通信颇感兴趣的&方大概会马上推论出这个事实：甲醛频率是一种极利于宇宙通信的频率波。
最后再说几句，上面的议论是避开了“有宇宙人”还是“没有宇宙人”的各种议论，假定“有宇宙人”而构思的。最重要的因素大概在于：宇宙中发生的文明究竟是在几万年中覆灭的。如果没有超过1千万年的平均寿命，那么，宇宙中接近于地球人文明的可能性几乎等于零。如果这样，地球人也不必白费心机了！
[《科学朝日》1979年4月号]