天文學家能看見過去某個時刻的景象
生肖文化
英國皇家天文學家裡斯:為什麼太空如此魅惑
9月25日,馬丁·裡斯教授在劍橋天文學研究所歡迎記者,一開始就帶著真誠的熱情說,“知道嗎?世界上最讓孩子們入迷的,一是恐龍,再就是太空。”
他顯然知道天文學的迷人力量。
不過,他從純粹數學本科畢業時可沒想過天文學。後來他遇到劍橋大學天文學家丹尼斯·西亞馬,並成了他的博士生--西亞馬以栽培眾多現代著名宇宙哲學家而聞名,其中包括了斯蒂芬·霍金。
“當時還不知道將來要做什麼,我考慮過統計學、經濟學,也有天文學,結果認定自己不喜歡抽像的東西,而更願意弄明白事情的來龍去脈……”
他說自己趕上了好時機,因為1960年代,物理學出現一批歷史性的重大發現,牛頓的傳統理論受到衝擊,愛因斯坦的現代理論獲得證明,這削弱了學術界前輩對後輩的領先優勢,後輩得以在一個比較平等的環境開始學術競賽。
那麼,運氣對一個科學家的道路有什麼影響呢?
“我的幸運在於選擇了一個剛剛出現新發現的領域,”他說,“因為新發現意味著新問題,可能激發新技巧、新方法,無論對前輩後輩而言都是新的,大家處在一個起跑線上,只要率先解決問題就能奠定專業聲譽。”
劍橋大學天文學研究所,自從偉大的牛頓在這裡工作以來,一直是世界天文學研究中心之一(傳說導致牛頓發現萬有引力的那棵蘋果樹的後代現在仍然站在原來的位置)。過去300年,天文學的發展有起有伏,現在已經進入一個新的令人興奮的時期,因為我們擁有更強大的望遠鏡和更高速的電腦,比如現在最厲害的望遠鏡可以看到距離地球120億光年的星系。
可是,按照光年的定義,我們看見的是距離現在已有120億年的景象,誰知道此時此刻那個星系是不是仍然存在呢?
“說得對,”裡斯教授笑了,“我們看見的確實是很久以前的景象,我們的工作就是從這些景象推測現在的情況,因為我們相信宇宙的進化應該是相似的。我們現在要做的是努力解釋我們可以看見的景象。地球的進化只有30億年,跟宇宙相比還是很短的,我們試圖把這個過程放在更廣闊更漫長的宇宙進化的背景下,希望可以最終推算到大爆炸的時刻。
天文學家和地質學家有一個區別,地質學家只能通過並不一定完整的化石鑒別其具體年代,天文學家卻能真切看見過去某個具體時刻的景象,這也是天文學的一個迷人之處。”
天文學的另一種魅力,他接著說,是能在極端環境下檢驗我們已經熟悉的自然規律,畢竟這些規律是我們在地球上發現和總結的。
“後人類”和《我們的最後世紀》
隨著對宇宙的瞭解逐步加深,他說,我們對許多基本概念的看法也相應改變。比如時間,現在普遍認為太陽有96億年壽命,現時剛進入壯年期,還有大半壽命,而宇宙的壽命可能是無限的,若是這樣,我們對人類在整個生物進化鏈的位置就有一個新的認識,也許我們不是進化終點,只是一個中間產品,於是就有了考慮“後人類”的必要。
按照裡斯教授的設想,首先面臨的問題是人類會不會由於各種原因而自我毀滅,比如錯誤運用科學,而這一思考變成他在今春推出的新書--《我們的最後世紀》。
該書轟動一時。單從標題看,確實有一點末日預言的味道。
“原來標題後面還有一個問號,可是書商去掉了。”裡斯教授有一點無奈。實際上,書裡說的主要是人類自己可能導致的災難,比如核武器。“這是一個非常關鍵的世紀,因為人類有史以來第一次掌握毀滅自己文明的力量,同時具有發展這種文明的本事,這種文明能否存在下去,命運就在我們自己手裡。”
可是,錯誤使用科學與正確使用科學的界線究竟在哪裡呢?
“說實話,我不知道!”裡斯教授說,“我倒是希望我的書有助人們思考這個問題。”
“如您所說,現有設備已經可以看見很遠很遠的星系,為什麼還要進行載人飛行計劃?這樣做代價很高,風險很大,其最終目的是什麼?外星移民嗎?”
“我不認為可以大規模移民,”他說,“因為我們已經瞭解的星球的環境都不怎麼舒服,要麼像地球兩極,要麼像海洋深處,都不是好地方!但我確信,也希望,50到100年後,會有一群人作為探險者在其他星球生活。我希望這些人的數目不會太少,最好有越來越多的國家掌握這種技術,這樣探險者們就有機會結成社區,討論在外星生活的各種問題。”
“那麼說,載人飛行是某種探險。”
“是這樣,”他說,“不過我更願意從兩方面看這個問題:從短期而言,不錯,許多事情可以由機器人代勞,但是從非常長期的角度來看,假如美國、俄羅斯開發的(載人飛行)技術就此消亡,那也是讓人傷心的。現在其他國家,包括中國,打算將他們自己的宇航員送上太空,是一件好事。”
“如您所說,天文學一直令人著迷,可是大爆炸、白矮星、小行星撞擊這樣的題材同樣會讓人們擔心,您能不能給我們一些保證?”
裡斯教授笑起來,“不應該擔心。因為我們已經知道,今天發生這一事件的概率並不比過去任何時候高,我們這輩子趕上小行星撞擊地球的概率也就只有大約二萬分之一。更讓我擔心的倒是人類自己產生的風險,比如核戰爭,生物學災難或地球過熱導致的生態學危機。而對於小行星撞擊地球,我們現在擁有更好的技術,有助於發現其可能性甚至摧毀它。
相對而言,我們更應該關注人類自己的行為,這是更實在的風險。”
科學家有責任向公眾解釋自己在做什麼
多年來,馬丁·裡斯教授一直積極參加科普工作,為報刊撰寫文章,而他的7本專著裡就有5本屬於科普題材,曾獲美國物理學研究所科學寫作獎。在《我們的最後世紀》之前,他的另一部近作是《我們的宇宙棲息地》,一位同行為此熱情讚揚他“也許不是惟一的星系嚮導,但一定是惟一住在我們這個銀河系的(星系嚮導)”。
然而科普工作只是他的“副業”,他還在許多著名學術研究機構任職:實際上,他並未放棄在高能天體物理學、宇宙結構形成和普遍宇宙哲學問題的研究,至今仍是世界最受推崇的天文學家之一。
“我認為科學家與公眾交流自己的發現是很重要的,”他說,“有些領域,參與科普工作對學術聲望可能有積極或消極的影響,但在天文學方面,作為一個涉及公眾利益的學科,許多研究是由公眾資助的,科學家有責任向公眾解釋自己正在做什麼,讓公眾瞭解工作的進展,科學家有必要在這上面花點時間,而不僅僅是跟自己的同行討論。
在我看來,能跟不同行業的人進行討論是很有趣的經歷,假如自己的工作只能跟少數幾個同行分享,未免乏味了些。”
“而且,公眾對這個學科具有強烈興趣對科學家也有好處,因為公眾會提出一些深奧的問題,比如最初是什麼?宇宙是不是無限的?而我們回答不了。這就提醒我們,直到現在我們還沒能回答一些最重要的問題,我們只是朝這些問題的答案一步一步邁進而已。”
那麼,對於新一輪尋找外星智慧生命證據的熱潮,他有什麼看法呢?
“到目前為止我們還沒找到任何證據,”他說,“我個人的看法是,我們甚至還不瞭解簡單生命是怎麼出現的,究竟有多少可能性,就算存在簡單生命,是不是一定就會變成我們(憑現有知識)可以辨認的智慧生命。因此我們應該保持開放的思想,智慧生命可能是這樣的,也可能是那樣的,有很多可能性。
如果找不到智慧生命的證據,一定程度上會令人失望,但是,也許我們能從以下結論得到補償:地球可能真是宇宙裡最重要的地方,是惟一出現生命進化的地方,是宇宙生命的起點,那麼,50億年以後,來自地球的生命就可能散播到很遠很遠的空間深處!
所以,我們在這個世紀的所作所為,其影響範圍就不僅僅限於我們自己,而是涉及地球生命能不能散播出去。”而這也是他在《我們的最後世紀》中探討的一個話題。