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马平:七颗行星在上,“宇宙参数”的变化令人战栗

时间:2017年02月27日 信息来源:观察者网 点击: 字体:

【文/观察者网专栏作者 马平】

“百忙之中下一步闲棋是很有必要的,这个工程让我们想到很多以前没空想的事。这些事只有站到一个新的高度上才能想得通,就这点而言。红岸已经具有很大的意义了。如果宇宙中真的还有其他的人和社会,那也很好嘛,旁观者清,千秋功罪,可真的有人评说了。

……战略视野的盲区是危险的。我看文章中提到的四个可能产生技术突变的领域中。最后一个(寻找外星文明)是我们考虑最少的。值得注意,应该系统深入地研究一下。”

这是刘慈欣在《三体》中仿照毛泽东口气写的一段“伪语录”,为文中的70年代科幻级项目——红岸工程做背景铺垫。自从2014年TESS(掩星系外行星探测卫星)项目开始,每隔几个月,NASA(美国航天局)就会高调召开一场发布会,宣布最新的行星探索成就,比如最近一次的23日,NASA召开新闻发布会,宣布科学家们通过斯皮策红外太空望远镜,在距离地球39光年的地方,首次发现了7个地球大小的行星围绕一颗恒星运行的行星系统(TRAPPIST-1行星系统)。考虑到这期间奥巴马正好在看英文版的《三体》,这伪造的“最高指示”似乎还挺有效呢……

与太阳最近的恒星也在4光年开外,所以毫不意外,这个长度已经是(太阳)系外行星距离的下限(2016年果然在比邻星身边发现了行星)。至于其他的发现,往往都有几百乃至上千光年之遥。最近这7颗挤在一起的行星距我们40光年,已经算是比较近的成果了,按照人类现在的航天能力,依然需要几千年才能到达。就算只是用无线电打个招呼,也得80年才能收到回答,对当前的人类社会几乎没有任何直接触动。更不要说这七颗行星多半没有任何文明和生命的迹象了。

(我之前的文章提到过这一点:马平:6亿美元,“看”不到“另一个地球”也很值)

然而,刘慈欣的“伪语录”提醒我们,千万不要低估天文学和外星文明对人类社会的冲击。七颗死寂的行星固然没有发出任何信息,但就像军队派出侦察兵一样,没有发现敌人也是非常重要的有效信息,绝不能随便忽视。刘慈欣在三体里提出的“黑暗森林”假设,基础是1950年由美国物理学家费米提出的“费米悖论”。这七颗行星距地球如此之近,与地球如此相像(重元素石质行星,可能液态水),必然会大幅修改“费米悖论”公式的参数。

所谓“费米悖论”,简单地说,就是宇宙中存在如此之多的恒星,可以给70亿人类每人分几百亿颗(只分银河系内恒星也能分几十上百颗),而宇宙的历史又那么长(上百亿年)。即便只有很低比例的恒星存在行星,极少数行星有生命,非常幸运的生命才能发展出科技文明,向宇宙发射探测器和无线电波,宇宙中也早就应该充满了文明信号和星际探险队了。但当我们拥有长程探测能力之后(射电望远镜),依然没有发现任何其他文明的踪迹,整个宇宙似乎只有地球文明在吵吵嚷嚷。这种死寂非常值得思考。

费米提出悖论之后几年就去世了(1954年),到了1959年,弗兰克-德雷克在费米悖论的基础上提出了一个半定量的公式:

N=Ng×fp×Ne×fl×fi×fc×fL

N 代表银河系内可能与我们通讯的文明数量

Ng 银河系内恒星数目

fp 恒星有行星的比例

Ne 每个行星系中类地行星数目

fl 有生命进化可居住行星比例

fi 演化出高智生物的概率

fc 高智生命能够进行通讯的概率

fL 科技文明持续时间在行星生命周期中占的比例

2月23日,《纽约时报》头条报道了TRAPPIST-1行星系统

就我们目前的测量结果而言,N即便不为0,也是一个非常小的数字。那么,当我们已知Ng(恒星数量)非常巨大的时候,必然是后面的一个或多个参数很小,才能让N异常接近于0。很显然,所有参数中,“fL”和我们关系最大,因为它直接关系到人类文明还能存活多久,至少是科技社会能存活多久。如果能证明其他参数都不太接近于0,那么……宇宙死寂的原因就是几乎所有外星文明在发展出星际航行能力之前都灭亡了,人类社会必须付出很大努力,才能避免类似的命运。

所以,当NASA在启动系外行星搜索项目之后几个月就召开第一次发布会的时候,就有网友评论:

“可怕的不是我们找到了另一个类地星球,而是我们这么快就找到了一个。”

NASA在搜索系外文明工程上投入了数以亿计的美元,但这相对广袤的宇宙来说不值一提,几个月也只能搜索非常小的一块天区。而且,搜索方式非常依赖于恒星和行星轨道的相对位置(行星必须周期性地经过地球和恒星的连线),再考虑到距离超过一万光年的行星几乎搜索不到,可以说所谓的系外行星搜索,在最完美的情况下也只能找到地球周围很小一片范围内很低比例的行星。被搜索的空间即便相对银河系的恒星数量来说也非常小。在这种情况下,NASA用了几个月时间就能找到第一批样本,之后每隔几个月就召开一次发布会,这说明行星乃至类地行星是相当常见的星体,在银河系中就不止亿万,即费米-德雷克公式中的“fp”和“ne”非常大,几乎不怎么影响N的数量级。

(那么是哪个参数乘以Ng这个大数字之后,导致N的数字接近于0呢?其中一种可能性细思恐极)

具体到最近这次搜索,在地球几十光年半径内,随随便便就找到了七颗类地行星,有坚实的固体表面,也有稳定的恒星照耀,甚至其中三颗距离恒星的距离不远不近,可能存在液态水,温度也允许类似于地球的生物存在,这绝不是一个好消息。因为这意味着“ne”这个参数也很大,甚至“fl”也很可能不低,那么答案就是“fi”、“fc”、“fL”三个参数中,至少有一个非常接近于0。

鉴于从人类敲打出第一块石器到制造电报机之间没有什么不可缺少的小概率事件,最合理的解释是,“fi”和“fL”的乘积很小,非常接近于0。到底是哪一个,我们还不知道,因为我们还没精确定义“智能”。但无论如何,“fL”或许有近1/2的概率接近于0,即绝大多数科技文明的存活事件很短,这个可能性已经非常值得人类警惕了。如果你珍视当前的文明成果,希望你的子孙能继承这份珍贵的遗产,就应该站在全人类的角度,严肃地审视这个文明社会的发展方向与问题。一个完全靠欲望和集体无意识驱动的社会,怕是很难带我们走出大概率灭亡的陷阱。这也是正是社会主义运动最重要的意义。

当然,费米-德雷克公式只是一个单维度的推导,属于哲学、物理学和天文学掺杂的非量化公式,并不是已经验证过的理论。刘慈欣就能在这个公式外提出另一种可能性——也许能发出信号的文明都悄悄隐藏了自己,但很显然这种“黑暗森林”式的宇宙更令人颤抖。总之,从哥白尼时代开始,天文学就告诉我们人类不是宇宙的宠儿,没有哪个神灵和我们签订过保护条约,就算那一天人类文明把自己折腾灭亡,多半也没有什么善意的神灵出手相助。考虑到这一点,人类就应该谨慎一点看待社会的发展,不能信马由缰,放弃对未来发展的理性监督。

最后,虽然理论的严肃性和个人身份关系不大,但我还是要指出,费米先生是开启人类核武器时代的重要人物,1938年从法西斯意大利脱身(因为娶了犹太人)去美国后,他从理论和实践上主持了第一个核反应堆的建造,并在53岁死于放射性癌症。也许正是这些经历让他获得了更高的思考出发点,超脱于日常琐事来思考人类的命运。我们当代人比费米先生幸运地多,只用花费区区几亿美元,几十亿人都能通过天文学探索来探寻人类文明前途,研究一些以往只能进行哲学思辨的重大问题。希望人类不要错过来自宇宙的宝贵信息——哪怕是更多的死寂。





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