宇宙驿站科普:人类为何至今还没找到外星生命?

宇宙驿站   2017-11-11 01:45

数十年来天文学家一直在搜索天空,寻觅智慧生命的生物形式。但他们是不是应该寻找长相完全不同的东西?过去20年间,我们开始明白,大多数的恒星周围都有行星随行,在我们的银河系中,就有上百万,甚至十亿颗与年轻地球相似的行星。不过,这些行星上有生命吗?这个问题很难回答,因为我们连地球上的生命如何起源都还不知道。究竟是什么机制,让复杂的化学组成,转变成大家视为「有生命」的第一个复制实体?

宇宙驿站科普:人类为何至今还没找到外星生命?

我们并不清楚宇宙里的其他行星,到底有多大的机率像地球一样,演化出具备技术能力的「聪明」生物。但如果真有几个行星发展出智慧生命,而且其所环绕的恒星又比太阳还要老的话,这些生命就有可能演化得比在地球上还要快。因此,其他地方可能有远超过我们能力的生命,正是这样的思维,重燃起一波搜寻外星人的兴致。

宇宙驿站科普:人类为何至今还没找到外星生命?

俄国企业家兼物理学家尤里.米尔纳(Yuri Milner)为未来十年投资一亿美元,启动「突破聆听」(Breakthrough Listen)计画,让搜寻外星智慧生物的能力升级;这项计画将审视最靠近地球的100万颗恒星。我认为成功的机率顶多是个位数字,但这样的探测十分重要,不单是对科学来说,更关系到我们怎么看待人类在宇宙中的地位,所以确实值得一赌。

宇宙驿站科普:人类为何至今还没找到外星生命?

对于生命可能会在哪里出现、是哪种形式,我们应该持开放的态度;就我们所知为起点,并善用现有技术,去发掘是否有行星的大气环境显示生命的迹象,这显然是有道理的做法。利用韦伯太空望远镜,和即将在2020 年代启用的新一代地面望远镜,未来10 年或20 年取得的行星高解析光谱资料中,一定会浮现线索。生化学家可能很快就会解答生命起源的疑问,接着就能告诉我们:生命打从一开始就出现的可能性有多大?搜寻外星生命的最佳地点在哪里?外星生命会不会像地球生命一样以DNA 或RNA 为主要成分,或是具有完全不同的化学组成?

我们至今做出最确定的推断,都围绕着地球上发生过的事,以及遥远的将来可能会从地球生命延伸的事物。因此对于高等或智慧生命的猜测,又比关于一般生命的推测更加站不住脚。

寻找讯号「外星文明」这样的称呼,可能太过狭隘;毕竟外星生命也许是单一的整体智慧。

侦测到人为「讯号」显然会是重大发现:这显现智慧与技术的证据,意味着宇宙的其他角落可能有实体存在。但讯号发出者的长相会是什么模样?在大众文化中,外星人通常长的人模人样,也有两条腿,但可能会有触手或是长柄突眼。

也许真的有这种生物,不过我认为,我们预计看到的外星人并不是这副模样。如果我们真的发现外星讯号,我相信它并不是来自生物形式的生命,而是来自极为复杂且功能强大的电子脑。另外,惯用「外星文明」这样的称呼,可能会太过狭隘,「文明」暗指由个体组成的社会,但外星生命也许是单一的整体智慧。

我所做的这个结论,来自我们所知道的地球智慧出现过程,以及我们预期智慧在未来数十亿年会如何演变。虽然地球存在了45 亿年,但不要忘了,太阳的寿命尚未超过一半,所以未来的演化(后人类时代)有可能持续数十亿年。况且,在太阳形成时,宇宙已经存在超过90 亿年了,有许多恒星比太阳还要老,绕着其中任何一颗恒星运行的行星,其上的生命都比我们更有优势。

大家对于地球生命的未来,看法已经有了改变,而这与寻找地外智慧的讨论有关。近来在电脑和机器人方面的进展,使大家越来越关注人工智慧在更广泛的概念及实际工作上,是否有可能在未来数十年达到(甚至超越)人类的能力。这让大家更加了解学习、思考和创造力,并引发关于意识本质的辩论,同时也让伦理学家与哲学家不禁推测,我们究竟会创造出什么形式的人工智慧,而人类又会和这些人工智慧产生什么关系?

机器崛起

很少人会怀疑,机器将逐渐超越人类独特的能力,或是我们将透过机器生化人来提升自身能力。即使有不同的看法出现,主要也围绕着进展速度。有些人认为,本世纪就会有一场「智慧爆炸」;谨慎的一方则相信,这些变化可能需要上百年。不管哪一方说得对,这个时间历程和达尔文演化论所说的人类演化过程相比,都很快速。

人脑的体积和处理能力,在化学及代谢上是有极限的,也许人类已经接近这些极限了。但电脑没有这样的限制(量子电脑说不定更不受限)。对这些机器来说,进一步发展的潜力有可能像是从单细胞生物直接演化到人类这般戏剧化。机器人工智慧的「智力」将彻底击败有机人脑「思考」的容量和强度。

不过,通往这个长远未来的近期目标是什么?在这个世纪,有无数的微小机器将探索整个太阳系,包括行星、卫星和小行星。下一步会是有效运用那些能够在太空中建造、组装巨大结构(譬如大型「薄纱」镜,或庞大电脑网路)的机器人。

未来绝对不会有大批人类搬离地球,但可能会有英勇的冒险家在太阳系其他地方建立小型聚落,但可能找不到像南极或海底般舒服的地方。然而,人类探险会局限在太阳系里。运用已知的技术航向环绕其他恒星的「众地球」之转运时间,远远超过人类有生之年,因此星际旅行(不同于无人探测器、DNA 样本等等)是属于后人类的计画;这些后人类可能是由矽组成,也有可能是战胜死亡、休眠或假死状态的有机生物(或生化人)。

外面的世界有什么?那些后人类智士会开创的地点,远超乎我们的想像,就像老鼠无法想像弦论一样。地球的生物圈非常不适合高等人工智慧;而不利于人类的行星际或星际空间,才是「非生物脑」的绝佳场所。在遥远的将来,他们可能会在此开采卫星及小行星,建造巨大的人为产物。这些后人类智士会开创的地点,远超乎我们的想像,就像老鼠无法想像弦论一样。

那现在外面的世界可能有些什么?

假设许多行星上已有生命,再假设其中几颗行星发生了与地球类似的达尔文演化过程,即使如此,会同步出现重要阶段的可能性仍然非常小。如果某颗行星上出现智慧和技术的时间明显落后地球(由于它比地球年轻,或是因为复杂生命的「瓶颈」,譬如从单细胞变成多细胞生物,所花的时间比在地球上久) ,那么这个行星显然不会有外星生命的证据。但某些行星上的生命有可能发展得比较快或比较早。

人类技术文明发展史是以世纪来衡量的。也许只要再过一到两世纪,无机智慧就会凌驾人类,然后存留下来,继续演化数十亿年。这表示,如果我们真的侦测到外星人,几乎不可能在外星智慧仍呈有机形式的短暂时间里「捕捉」到它,它更有可能在很久以前就转变成电子(且是无机)形式了。

这对于寻找地外智慧生命有什么意义?尽管成功的机会很小,但由于赌注非常高,因此这些搜寻还是有价值的。这也是我们为什么要赞赏「突破聆听」计画,这项计画将实行最深最广的外星技术生命搜寻。全世界两个最大的可转向无线电望远镜:美国绿岸望远镜及澳洲帕克斯望远镜,将各自投入20% 到25% 的运转时间于此计画。

真希望其他的仪器,譬如位于波多黎各的阿雷西波天文台也能加入搜寻行列。这些望远镜将会用来寻找来自邻近及遥远恒星、银河系盘面和中心,以及从邻近星系发出的非自然电波传输。这些望远镜的目标是自然宇宙无法发出的窄频带发射,利用美国加州大学柏克莱分校研究团队发展的先进讯号处理装置,搜索100 兆赫到50 吉赫的频率范围。

外星调查:

即使讯号是刻意发送的,我们可能因为不知道怎么解读,而无法判断是不是人为的。所以就算侦测到了,可能也读不出有意义的资讯。「突破聆听」计画延续50 年来的传统,要使用电波天文学搜索外星智慧生命,当然,在其他频率也可能会有证据。举例来说,雷射脉冲就是星际通讯的好方法,而且强大雷射光束有机会提供一种先进技术,让太空船加速到高速,这些都更引人注意,也是这个计画会使用光学望远镜的原因。

搜索地外智慧时,会在所有频带中寻找明显的人为电磁传输,但即使侦测到了(少数人认为成功机率会超过1%),我仍认为这个「讯号」不大可能是刻意发给我们的可读讯息。它比较可能是极复杂机器的副产品(甚至是故障结果),那台复杂机器可能超出我们的理解,根本无法追查到源头的外星有机生物,而这些生物有可能仍然存在母行星上,也可能早就灭亡了。

我们只有可能解读那些运用类似技术的(也许是极少数)智慧生命所发出的讯息。即使讯号是刻意发送的,我们可能因为不知道怎么解读,而无法判断是不是人为的。所以就算侦测到了,可能也读不出有意义的资讯。

即便宇宙里到处有智慧生命,我们可能也只能辨识出非典型的一小部分。有些「脑」也许会用我们根本想不到的方式来架构现实世界,而其他形式的外星生命可能存活于沉思冥想中、在某片行星海洋深处,或无拘无束浮游于太空,不让人知道他们的存在。

地球的重要性:

也许银河系已经挤满了高等生命,我们的后代子孙将以「初级成员」的身分「安插」到星系聚落中。但另一方面,我们的地球也可能是全然独一无二的,搜索可能会无功而返,有人会因此感到失望,但人类可能会更加骄傲。这个在太空中的淡蓝色小圆点,我们的小小地球,可能是整个宇宙里最重要的地方;不仅如此,这还会意味,人类这个物种担任了过渡到机器主导文化的短暂先锋,在宇宙中有重要的地位,可承接未来,传播至地球以外的远方。纵使我们现在孤身在宇宙之中,但不代表生命会永远是宇宙里微不足道的「尘埃」。届时地球的未来对宇宙而言会变得极为重要,而不仅仅是人类自己关心的事。

「突破聆听」计画可能无法解答这个大哉问,但它给了我们一点机会,毕竟赌注如此昂贵,就连很小的发现也聊胜于无。

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