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寻找外星文明就是寻找我们自己 宇宙学家保罗·戴维斯STEP峰会演

发布时间:2019-05-25 16:47 来源:未知 编辑:admin

  上,作为搜寻地外文明计划(SETI)的成员,著名宇宙学家保罗·戴维斯分享了人类为搜寻地外文明所做出的种种探索。SETI是上世纪60年代开展的一项计划,它致力于用射电望远镜等先进设备接收从宇宙中传来的电磁波,从中分析有规律的信号,希望借此发现外星文明。以下为戴维斯的演讲全文:

  我们在宇宙中是不是孤独的呢?这是大家已经思考了很多年的一个非常伟大但又非常复杂的问题。在人类的历史上,这个涉及了哲学和宗教的问题不断地被提出来,而在过去的几十年中,对这个问题的解答也成为了科学研究的一部分。二战之后,很多国家开始大量使用雷达探测,天文学家建立了许多的大型探测器来检测来自太空的信号。无线电技术的发展不仅改变了人类的通讯方式,也帮助天文学家去探索银河系之外是否还有文明的存在,以及我们和那个文明沟通的可能性。

  在60年代的时候,有一位美国的无线电科学家Frank Drake提出了这个寻找外太空文明的项目SETI。它希望解决的问题,就是人类在宇宙中是否是孤独的,外太空是否还有别的生命。我们在60年代建立起来这样一个无线电的发射装置,就是希望了解一下外太空是否有还有别的文明,在这之后,全世界范围内有大量的无线电望远镜设备进行了建设,用以进行信号的检测。但是过了五六年以后,我们什么都没搜寻到,我们面对的依然是一片沉默的星空。

  这种怪异的安静让人不由得怀疑,我们在宇宙中是否真的是孤独的?还是说我们搜寻的地点、方向和时间出了什么差错呢?毫无疑问,在地球之外还有很多的星球是可能会产生生命的。目前,我们能够看到成百上千个太阳系外行星可能蕴藏着生机。当我还是学生的时候,我们并不知道他们的存在,太阳系外行星是一个最近才有的概念。银河系中的行星有几千亿,现在通过开普勒卫星,我们对其中一些行星加深了了解。在西方国家一些学者认为有些星球上有存在生命的条件。

  媒体总是喜欢做一些报道,来预测银河系内有多少和地球类似的星球,我们的银河系毕竟有着数千亿的行星,所以这个数量十分可观。但值得注意的是,这些星球是可居住的,并不意味着已经有生命在上面居住了,这是两个不同的概念。已经有生命存在,意味着那个星球要从一片荒芜中焕发出生机,要有一些化学物质组合形成生命有机体,但是我们不能确定这个发生的过程是怎样的,我们甚至不知道如何去估计它发生的概率。达尔文讲到过这样的一句话,就是说如果我们现在去想生命的起源是没有意义的,还不如思考一下物质的起源是什么。当然物理学家可能会去帮助我们解释物质的起源,但对于生命的起源我们还是一筹莫展。我们不了解生命形成的过程和机制,就没有办法预测这个过程发生的可能性是多少。对于未知的过程我们是没有办法进行预测的。

  关于生命,我发现这几十年大家的观念发生了很大的改变。最开始的时候,诺奖得主Francis Crick说生命是一个奇迹,在满足了很多特定的条件之后生命才会存在。但是20年后,同为诺贝尔奖得主的Christian de Duve却说生命出现是不可阻挡的趋势。这些论调时常摇摆不定,一边认为生命的出现是宇宙中极端罕见的现象,另一边却认为宇宙充满了生机。但这个过程中基本的科学原理探究却停滞不前,我们仍然不知道生命是怎样出现的。

  基于现有的这么多不同的观点,我们要怎样在理论上实现突破呢?有一些不同的思考方向,其一就是我们来探究一下,地球上的生命是不是只出现过这么一次。如果生命很容易形成, 它们就有可能在地球上反复出现过很多次,而作为生命之源的微型有机体有可能发展成另一种生命形式,那些被称作“第二起源”的后代如今可能仍生存在我们生物圈的影子里。这些“奇异”微生物,可能存在于一般生物难以存活的独立生态环境中,他们隶属完全不同的生命族谱,称为“影子生物圈”(shadow biosphere)。但我们对它们知之甚少,还需要进一步的研究。

  另一个方向就是我们借助更加先进的技术。中国具有世界最大单口径的射电望远镜,并已投入使用。南非和澳大利亚也在着手建设“平方公里阵列”望远镜,希望在未来能够实现。当然这种大型项目需要的资金支持也是十分庞大的。几年前,慈善家和科学家Yuri Milner投资启动了一个1亿元的项目,叫做Breakthrough Listen,希望促进传统无线电领域的研究,发现地外文明。这个项目现在仍在继续,我们都很有信心。

  然而我们要知道,像SETI这类项目存在一个很大的障碍,有可能我们进行了大量的投入和研究,最终还是一无所获。这是由于基础物理规律的限制,我们无法超越光速。传统的SETI项目就会存在一些问题,如果外太空真的有外星人存在,假设他们在几千光年之外,他们看到的其实是几千年之前的情况,他们也许有非常先进的技术,甚至能够检测到中国的长城,观察到我们在使用无线电的技术。但是这也没有什么意义,我们的信号可能需要花几千年才能被他们接收到,他们的信号也要花几千年才能到我们这里来。

  除此之外,还有另外一种方法让大家利用无线电技术,大家可以想一下光或者灯塔,它发射出一个信息,但是这个信息并不是针对某一个具体船只的,而是所有能够看到这个光的人都能够了解这个信息。比如说外太空的外星人他们也许有一个星际灯塔,每几个月或几年发射出一个信号。

  在1977年的时候,SETI项目检测出一个非常让人震惊的信号,实际上这是一个俄亥俄州的天文望远镜检测到的,这是一个明显的窄频无线电讯号,其特征显示它并非是来自类地行星或太阳系内,工作人员在电脑打印机的报表上圈出了这个讯号,并在旁边写上了“Wow!”,这就是著名的“Wow 信号”。

  传统的SETI计划存在一个问题,它可能需要对准一个信号源探测半个小时,然后就转头去探测下一个恒星,所以我们需要“星际灯塔”的做法,我们要同时对太空进行持续数月、数年的扫描,但是这个计划暂时没有做。

  我们还可以做什么别的事情呢?回到我们在宇宙中是不是孤独的这个问题,我们只需要找到一些简单的证据,比如宇宙中存在一种非人类创造的技术或印记,这就能回答我们的问题了。这种技术会是什么样的呢,我们很难猜测,因为它可能会领先我们上万年,我们可能难以理解。即便如此,也是有一些猜测的,比如物理学家戴森多年之前提出了一个理论叫做戴森球(Dyson Sphere),是说非常先进的文明可会由于渴望能源,他们会设计出包围母恒星的巨大球形结构,用以捕获大部分或者全部的恒星能量输出。很多的人也在寻找戴森球的踪迹,但是目前没有找到迹象。

  几年之前,有一件事情引起了人们的关注,科学家发现了一个名为KIC84652的星体,它发着奇怪的光,有些特征跟戴森球非常相似;还有一个被天文学家Antoni Przybylski发现的星体,也不是非常清晰的戴森球,但它显示出了非常怪的光学规律,人对此有非常多的推测。但我不得不说的是,我们在进行信号搜寻的时候不仅仅要考虑传统的信号,而是尽可能把所有形式的不自然的信号源都囊括在内。

  最后结束的时候希望跟大家讲一讲,外星的文明会是什么样的,外星人又是什么样的。好莱坞电影当中外星人都是看起来非常像人的,因为他们并没有真正的怪物来出演这样的电影。但是,当我们思考地球上的智能技术发展和人工智能的崛起,就会有一个清晰的认识了,对于人工智能来说它不应该只限于一些机器,如果实现了生物的智能和人工智能的结合,让它们覆盖我们的星球,那这种智能的力量我们将超乎我们想象。我们甚至可以走的更远,比如物理学家Frank Wilczek曾提出的 量子智能(Quintelligence)的概念,将量子计算机应用于智能系统,将会带来非常强大的智慧能量。

  实际上在太阳系当中有很多信号并不显著,很难被发现。这就意味着,这种类型的外星搜寻计划就像海底捞针一样。那为什么我们还要做SETI呢?我们这么做就是为了不断地询问什么是生命,什么是智慧,以及什么是人类赖以生存的宇宙环境。即便找到答案的几率非常低,这些问题仍然值得我们去探寻。

  借用Frank Drake的一句话结束今天的演讲,SETI也是探寻我们自己的计划,它让我们看清自己是谁,我们又处在宇宙的何处。

  由《环球科学》和财新传媒联合主办的STEP全球科技峰会,邀请了全球重量级科学家汇聚北京,从人工智能、生命科学前沿、物理学前沿、海洋与空间探索等多个维度,探寻人类发展的原初动力、展望未来科技蓝图。以下嘉宾在峰会上进行了精彩演讲:

  乔治·斯穆特是美国国家科学院及美国物理学会院士。2006年,他和约翰·马瑟因“发现了宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异性”获得了诺贝尔物理学奖,这项工作通过宇宙微波背景辐射的不同方向上极其微小的温度差异,带领我们回望宇宙中恒星和星系的形成过程。史蒂芬·霍金将这项工作评为20世纪最重要的科学成就。

  作为全球最顶级的脑科学研究机构——美国艾伦脑科学研究所的所长和首席科学家,克里斯托夫·科赫正领导着一个为期10年的大型脑科学研究项目,通过绘制、分析小鼠的大脑皮层,期待能最终理解动物视觉、思维、决策的形成。科赫希望,他们的努力将使人类距离理解我们的大脑更进一步。

  作为地外文明搜寻计划(SETI)的一员,保罗·戴维斯正与世界上最顶级的科学家一起,在浩渺宇宙中搜索着智慧生命。这位从剑桥大学走出的宇宙学家,不仅为我们黑洞与宇宙起源做出重要贡献,他也痴迷于探索生命的起源与范围,是“地球生命起源于火星”理论的先驱。戴维斯相信,我们在宇宙中并非孤单的存在。

  吴岳良,理论物理学家,中国科学院院士。2016年,吴岳良院士提出“引力量子场论”,这一理论打破以弯曲时空几何为基础的广义相对论的局限,将广义相对论与量子力学统一起来。在引力量子场论框架下,可统一描述四种基本作用力,也可以解释早期宇宙暴胀。引力量子场论的建立是人类理解宇宙的起源和演化的重大突破。

  未来世界的能源将来自哪里?蕴藏着巨大能量的海洋或许是答案,但收集海洋能源的尝试却屡屡碰壁。作为当今国际纳米科技领域最有影响力的科学家之一,中国科学院外籍院士、欧洲科学院院士王中林一直致力于纳米能源技术的研究。他研发出了具有实际应用价值的摩擦发电机。现在,王中林正将摩擦发电机应用到海洋能源的收集,他渴望在辽阔的海域开启一场蓝色能源革命。

  2012年,“蛟龙号”第一副总设计师崔维成教授驾驶着载人潜水器“蛟龙号”在马里亚纳海沟下潜超过7000米,创造了中国载人深潜记录。被国务院授予“载人深潜英雄”荣誉称号后,崔维成并未止步,作为万米级载人深潜器“彩虹鱼”项目的负责人,他正带领着研究团队,向“2020年挑战万米深渊极限”的目标迈进。

  在LIGO寻找引力波的过程中,一支中国团队做出了重要贡献。作为清华大学信息技术研究院研究员、LIGO科学合作组织理事会成员,曹军威带领着清华大学团队,以高精度的数据分析能力协助“净化”了引力波探测中的干扰信号。曹军威作为引力波直接探测团队的一员,被授予2016基础物理学特别突破奖。

  钟义信教授于今年当选发展中世界工程技术科学院院士。自上世纪七十年代以来,钟义信教授为我国卫星通信建设、信息科学发展做出了重大贡献。2001年卸任北京邮电大学副校长职位后,钟义信教授依然活跃在学术舞台上,他组建了北京邮电大学智能科学技术中心发展中心。

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