宇宙天文探索：最近人們才接受關於太陽係中生命的事實


圖片來源：Pixabay
在人類探索宇宙中是否存在其他生命、是否有生命和我們一樣智慧的曆史中，最有趣的一個方麵就是幾個世紀來人們觀念的改變。
得益於係外行星科學和太陽係探索技術的雙重變革、我們對地球上生命的多樣性和堅韌性的持續認識，如今我們處於尋找答案的黃金時代。這些領域的研究啟發我們，應該觀察哪些地方？我們要尋找的現象是什麽？我們也越來越相信，我們的技術能力可能即將會超過尋找地外生命的答案的必要門檻。
這其中就包括搜尋地外文明計劃（SETI）。我們現在越來越認可技術重組和物質再利用是我們可以並且應該積極尋求的。現在對物質的再利用情況已經令人擔憂，因此對地球懷有感恩之心、調整對物質的利用是極為重要的。如果僅僅是出於我們自己重新利用物質的目的，那麽地球上的物質變得更加生動和充滿活力，因此對於幫助人們進行長期生存的欣賞和改造至關重要。這項搜尋計劃不僅被標榜為SETI同時也是對“技術簽名”的探索，仍然麵臨著一些艱巨的挑戰，幾十年來，其分配到的科學資源不太理想，資源需要得到補充，不過困難還不止如此。
令人著迷的是，在許多方麵，我們以前就已經完成了需要的一切，當時也沒用上我們現在必須掌握的同一套工具。
17世紀至20世紀的西歐，關於地外生命的問題問的不是“如果”而是“什麽”。著名科學家克裏斯蒂安·惠更斯在《被發現的天上的世界》（Cosmotheoros）中寫道“有很多的太陽，有很多的地球，每一顆星球上都有很多的草藥、樹木和動物…甚至還有許多小紳士圍繞著木星和土星。”當時這樣的宇宙觀很普遍，認為任何星球上都有像地球上一樣豐富的生命。那時候人們並不把地球上的生命視為獨一無二的。” 在幾乎所有方麵，假定地球上的生命隻是在其他地方重複而已，這幾乎是更簡單和更合理的。那曾經是一種世俗的獨特感。
換句話說，曾經沒有人問“人類是否孤獨”的問題，相反，人們討論的是地外生命是怎樣的。相反，人們已經在討論宇宙其他地方的生命是如何開展業務的/如何生存的等細節了/的細節了。
在18世紀和19世紀，天文學家威廉·赫歇爾（William Herschel）或更業餘的托馬斯·迪克（Thomas Dick），不僅提出我們的太陽係（從月球到外行星）到處都有生命（迪克認為土星環擁有大約8萬億個個體），而且說服自己有證據可以看到證據。通過望遠鏡，赫歇爾相信月球上有森林，並推斷太陽上的黑點實際上是熾熱的大氣中的空洞，在空洞下方，涼快的表麵孕育了巨大的外星生物。
盡管我們可能會質疑某些科學標準，但像赫歇爾和迪克這樣的人實際上是在奉行“處處有生命”的觀點，並以之解釋所有觀測到的現象。赫歇爾也用上了當時他能用上的最好的儀器。
一直到20世紀，在1965年水手4號得到火星的數據前，“火星可能擁有比地球溫和的環境，由此孕有生命”的觀點仍然舉足輕重。盡管在19世紀末和20世紀初曾有過類似珀西瓦爾·洛威爾（Percival Lowell）的火星“運河”的極端說法，但當時的天文學家基本上不同意這些解釋。有趣的是，這是因為他們根本無法複製觀察結果，而且也沒發現運河和文明相關的顯著標記。拋開洛威爾不談，“火星具有溫和的氣候”和“火星具有生命”都不容易反駁。例如，卡爾·薩根和保羅·斯旺在水手四號到達火星前發表的一篇論文中寫道“現有的科學證據表明（但仍有爭議）火星上有生命。尤其有力的一點是尤其是，從光度上觀察到，從噴發的極地帽到火星表麵黑暗區域的波在不斷變暗，被解釋為季節性生物活動。特別是，用光度法觀察到的變黑波是從季節性蒸發的極性帽穿過火星表麵的黑暗區域而產生的。”
可以說，這一提議與許多其他關於在火星上尋找生命的過於樂觀的想法不謀而合。盡管他們所討論的周期性變暗現象確實能很好地融入火星表麵具有生物圈的描述中很好地適合火星表麵生物圈的圖像/與火星表麵生物圈的圖像非常相符，但對於過度解釋有限的數據來說，這也許仍然是一個相當清醒的教訓。並且在過度解釋有限的數據方麵可能仍然是一個相當清醒的教訓。


圖源：dy.163.com
關鍵在於，更多的時候我們抱著這樣一種心態：生命就在那裏，這確實可以解釋某些觀測到的現象。問題是，隨著數據的改善和審查的加強，無論是行星探測還是搜尋地外文明計劃，都無法證明生命的存在。正因為如此，我們轉向了另一個極端，問題從“什麽”轉向了“如果”。
當然，我們也可能係統性地低估了數個世紀以來的挑戰。Jason Wright和同事在2018年對“如今結構化無線電發射的研究隻觸及了複雜參數空間的表麵”進行了漂亮的量化和闡述。就好像憑著在一個熱水浴缸裏得到的結論，來推斷得到關於海洋物質的結論一樣。即使在今天，很顯然，對技術生命發射的結構化無線電的搜尋迄今仍僅觸及到複雜參數空間的表麵。傑森·賴特（Jason Wright）及其同事在2018年對這一事實進行了很好的量化和闡述，就像在熱水浴缸中尋找有關地球海洋內容的結論一樣。就像根據一浴缸熱水來推論地球海洋中的組成一樣。
從這個意義上講，也許更基本的問題是，我們的技術是否可以打破所有的迷惑能否徹底解決這一難題。毫無疑問，我們感知宇宙中最空靈、最短暫的現象的能力是空前的，但“我們具有美好的前景”和“一些狂妄自大的先驅者犧牲了”都是明擺著的。現在自然是人類誕生以來最特殊的時刻，如果我們可以開闊想象力、努力探索，也許真相會被我們發掘出來！但是，在承認這種令人興奮的可能性與淪為我們的某些先驅者淪為獵物的那種狂妄自大之間，似乎存在一條很好的界限。我們自然而然地說，這是人類生存中最特殊的時期，如果我們隻能擴大思維和努力，那麽一切都可能得到展現！
當然，沒人確定知道我們將走上什麽樣的道路。我們最好把固有的不確定性說清楚，麵對未知和不可知的事物是令人無比興奮的。雖然有不可預知的鍾擺在各種可能性之間搖擺，但我們絕不能停止嚐試。
當然，我們誰也無法確定這一切將走向何方。對於所有這些內在的不確定性，我們可能最好表現得非常明確，因為麵對未知和未知的事物實際上令人非常興奮。我們不應該做的是讓這種特殊的擺錘在各種可能性之間搖擺不定的性質阻止我們進行嚐試。


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撰文：Caleb A. Scharf，哥倫比亞大學天體生物學主任。他是100多篇有關天文學和天體物理學的科研論文的作者和合著者。他的作品曾在《新科學人》、《科學美國人》、《科學新聞》、《宇宙雜誌》、《今日物理》和《國家地理》等出版物發表。他為《科學美國人》“Life, Unbounded”博客撰稿多年。
翻譯：陳思航
審校：曾小歡
引進來源：科學美國人
本文來自：環球科學


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