导读:我们所处的世界浩瀚无垠,人类已知的知识不过沧海一粟,对生命、对宇宙、对未来的探索也一直在前进当中。而好奇作为人类进步的动力之一,也是高瓴人一直秉承的态度。高瓴Curiosity作为一个全新的栏目,将聚焦科学知识和硬科技前沿,同你分享世界上最卓越大脑的最新发现与动态。
茫茫宇宙中,地球就像一片孤舟载着人类漫无目的地在宇宙中漂流,很是孤独。当然,人类无法忍受孤独,利用自己的智慧希望在宇宙中寻找到外星文明从而让自己有个伴,几十年来人类非常迫切地想找到外星人,从而一睹外星生物的真实面貌,然而人类苦苦寻找几十年,始终找不到外星文明,到底外星生物存不存在?来看看天体学家林潮怎么说。
如何探索太空未知的生命
我一直对各种各样天体物理的现象,都非常感兴趣,特别是关于流体力学上,有一些怎么样的行星形成,黑洞的形成和演化又是怎样的。
在我的研究范围里,一些做观测方面的同事,发现了部分系外行星,这些给我当时做的理论,正好提供了一个比较合适的对象;而且呢,他们有些做出来的观测,跟我们本来预测的想法是很相似的,所以我就开始对行星的演化和形成做一些具体的研究。
在这个过程中,主要考虑的问题就是:太阳系的形成是不是特别特殊,还是跟其他行星的形成很相似。这几年里观测方面的同事,也开始找到一些比较适合生命发展的行星,就是系外行星,这个就造就了一个很好的机会,因为如果我们能够在这些行星周围找到一些生命的迹象,这样的话,我们就在“人”的这个科学史上第一次看到在地球之外的生命。
现在所有生物学的各种各样的概念和实验,都是集中在地球环境里生命演化的研究,如果我们能够看到这些系外行星里边有生命的话,它可能会告诉我们,生命可以存在的环境是多元化的,而且它的演化过程是多元化的。这实际上是一个里程碑,可能在今后的几十年,这个不但在天文方面会有个大突破,它会直接地影响到生物学和化学方面的一些研究,这个使我非常兴奋,也是我觉得有很多研究空间的问题。
另外一个,如果有这个系外生命,而我们最基本的问题就是,生命是什么?生命本身呢,实际上很重要的一部分是它的整个生物结构的信息。在研究这种生命结构的信息里边,实际上又跟一些技术上的问题,特别是人工智能、生物学医疗有很大的关系。所以呢,虽然我不是在研究这一方面,但是我觉得会给我们带来一个突破性的机遇,就是怎么样发展、怎么样侦察到系外的生命,而且研究它是在什么样的环境里演化的。
所以科学家的任务,就是怎么样从相信中证实,我们一定要找到一些迹象,来搞清楚往哪个地方深入研究,能证实我们的想象、概念是正确的。
这里有两个问题,一个是环境很重要,另外一个是迹象更重要。就像你到新疆的这个伊犁地区,上面有个湖,这个湖呢是一个高山湖。那么在湖里边呢,你说如果它周围也有很多的沙漠,那找鱼的话你在沙漠里找呢,还是在湖里找?那么鱼呢跟水是离不开的,所以我一定要在这个湖里去找,但是我看到湖并不等于说湖里边一定有鱼。
第一呢,要找到湖,第二呢,在湖里要找到鱼,这找到鱼呢才证明,在这个新疆那儿是有生命的。那么这个水为什么这么重要呢?水在生命里边是一个必要因素,就是说它既能够促使这些有机分子之间产生一些化学作用,又可以把它们从一个地方带到另外一个地方。
我们身体里一大部分成分是水。不止是我们,甚至包括小细菌,水都是很重要的成分。所以这个行星里呢,它的表面上有液体的水,这个是非常的重要的因素,那么这是第一点,有了这个水呢,我们就知道至少有个环境,让生命可能产生。
这个水的条件呢,需要离它中间的那个“太阳”不能太近,因为太近的话这些水全都蒸发了,也不能太远,太远的话整个的这个行星,就会变成一个冰球。所以呢,需要正好有一个意义生命区,在这个区里边呢,至少液体的水在它上边可以存在。
我刚才讲到了,有这个环境并不等于生命一定存在,那么我们该怎么找生命呢?如果这个系外行星上有生命,它会留下什么样的痕迹呢?一个生命的话,要么就是吸进去氧,然后经过这个化学作用吐出来二氧化碳,但是更重要的是有一些生命,特别是植物,特别是这个蓝藻之类的呢,它会吸进去二氧化碳,排出来氧。
所以如果我们要找到生命的迹象,就在这些行星的周围看他们大气里边有没有氧的存在,氧不是必须品,而是它排出的一些废物,我们看到这些废物就等于是看到它留下来的迹象。
在今后的几年里边,我们可以通过一些太空望远镜观测在这一些可居住区里边的行星,系外行星,它们的大气层里有没有氧。那么如果我们得到的结果是有氧,那么就是一个划时代的这个巨变。
找寻第二个地球,火星?土星?
这个很难预测,火星上有很多的迹象,火星上的环境曾经很类似于地球,比如说以前有过一段时间,水在火星的表面上大量的存在,今天我们也知道水呢在它的表层底下也会存在。那么是不是在底下有一些生物呢?我们现在还没有任何直接的证据,但是我们还在继续挖,科学不是一日成功的,就像罗马不是一天造成的,因为这个科学的证明是要非常的严谨。
我们有一些这个主观的思维,有些概念,比如说火星可能存在着生物,但是我们要非常严谨地用客观的方法去证实它,那么就算是我今天有一个证实,那么我的同事们还会再进一步的看看我的证实是不是正确,这就是科学发展的必经之路,在太阳系里边探索呢,火星是一个非常好的选择。另外一个,就是土星周围的卫星,因为它底下呢的确是有水,而且是喷出来,那么你也可以看到一些有机物质。这些有机物质并不代表生命,只是生命组成的一小部分,更令人鼓舞的,就是在寻找系外行星周围的,特别是大气层的化学成分,看看有没有这些迹象,那么很难说哪个会先出现,大家都在努力,那么有的时候有必然性,就是我们在往前走。
好奇心、思考和传达——科研基本三要素
我觉得它的动力最终是一个好奇心,这些好奇心我从小就有。就对这些事情感兴趣,那么为什么所有的你听到的这些报告里,这些科学家为什么钻一些牛角尖,想到一些别人没有想到的问题。
主要并不是他就要刻意地去想,有意识地去做这些,往往呢,是无意识的,在好奇的过程中在发现。所以呢,正是因为有这些好奇心,正是能够了解到周围的一些环境,从更加客观的方面观测周围的一些现象,这个是我最大的动力。所以我从来不觉得是很辛苦,虽然我可能每天工作十六个到十八个小时,甚至有的时候十八个小时,那么我并不觉得累。
因为我觉得整个的这个精神状况呢,是在一个非常兴奋的一个境态里,而且呢,我并不把它当成是一个工作,我只是当成是一个爱好。而且,是我心里边最向往的爱好,那么你说的困扰的时候是什么时候?并不是在解决难题的时候,在解决难题的时候呢,实际上是一个挑战,这个越难的题使我就更加想去克服。对我来说呢,这个难题呢,就是这个困难的时候,是当周围没有了这些险情,就是没有新的信息给我去考虑去想的时候。
到那个时候呢,你就变成了是空想,空想的时候往往就会出很多的错差,那么这个科学是需要证实的,这个实践是检验真理的唯一标准,在科学里的确是必要的一环,所以,如果年轻的朋友们对这个科研感兴趣的话,我最终的劝告是,跟着你的心不一定要跟着你的脑,你心里边最感兴趣的是什么?最好奇的是什么?去找到这个方向,有三大法宝。
第一法宝是要问什么是问题,不是什么是答案。问题呢,就要看到周围的现象里边,到底是什么是主要的因素。然后呢才能去找答案。
第二,寻找到最适合于你的方法,每一个人都有不同的长处和短处,有些人在数学上非常的强,有些人在艺术上非常的强,有些人在观测上非常的强,有些人能够把非常复杂的一些可视化它的来龙去脉,可以看出来它到底是什么跟什么有联系。那么在这些方法里边,没有什么是更优于其他的,最优的是最适合于你的方法。
第三个法宝,就是怎么样把你得到的结果用最简单的方法传播出去,传播到你周围的同事和大众中间去,因为这个是非常重要的一个项目,是通过我们的讨论辩论,通过验证,我们才能把这些科学的真理向前推。
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