丘吉爾論地外生命

類別: 新奇


1939年丘吉爾在辦公桌前。作為一個高產作家,他的論述涉及科學的多個話題,如進化論和核聚變。

溫斯頓·丘吉爾是大名鼎鼎的戰時領導人、二十世紀最有影響力政治家之一、一位睿智的歷史學家和一名雄辯家。同時,對科學技術他也充滿熱情。他在1940年代早期聘請了Frederick Lindemann,成為第一位聘用科學顧問的首相。他在英國營造的科學友好的環境,促成了戰後科技蓬勃發展。

儘管早已熟知這些,去年我還是有了驚喜的發現。當時我在拜訪美國密蘇里州富爾頓市國立丘吉爾紀念館,主任Timothy Riley交給我一份丘吉爾的列印稿。在這篇11頁的文章《我們在宇宙中是孤獨的嗎?》中,他富有遠見地思索了地外生命探索的問題。

丘吉爾於1939年——當時歐洲正處於戰爭邊緣——寫了初稿,可能是寫給倫敦週日報紙《世界新聞》。1950年代後期,在出版商Emery Reves位於法國南部的別墅裡,他對文章稍做了修改。舉例來說,他把標題從“我們在太空中是孤獨的嗎?”改成了“我們在宇宙中是孤獨的嗎?”。出版商的妻子Wendy Reves,於1980年代將原稿交給了美國國立丘吉爾紀念館。

2016年5月走馬上任的Riley重新發掘出了這份稿件。據Riley所知,該文章一直為Reves的私人收藏,從未被正式出版或審查。想象一下,作為第一個檢視它的學者我有多激動。

以下我梳理了丘吉爾的思路。在今天這個政治家們不懂科學的年代,回憶這樣一位深深執著於科學的領導人真的令人動容。

丘吉爾的論述反映出許多現代宇宙生物學的觀點。大體上說,他在“哥白尼原則”的框架上提出了自己的想法:宇宙如此之大,幾乎無法相信地球上的人類是獨一無二的。他首先定義了生命的最重要特徵:交配和繁殖的能力。他指出某些病毒可以結晶化而難以歸類,所以決定專注討論“相對高階生命”,也即多細胞生物。

他的第一個論點是“我們已知型別的所有生命都需要水”。丘吉爾指出,身體和細胞大部分由水組成。其他液體無法排除,但“就我們現有知識看來,任何液體都不足以與之相提並論”。液態水的存在仍然引導著我們目前對地外生命的探索,包括火星、土星和木星的衛星以及太陽系外行星。水對地球生命產生必不可少,在宇宙中也普遍存在。這種神奇的萬能溶劑能夠運輸各種化學成分如矽酸鹽等進出細胞。

接著丘吉爾定義瞭如今的“宜居帶”概念:恆星附近溫度適宜,使得液態水能存在於岩石行星表面的一片狹窄區域。他寫道,生命只能存活於“介於冰點和沸點之間溫度”的區域。他解釋了地球與太陽的距離使其溫度保持穩定。丘吉爾還考慮了行星維持大氣的能力,並解釋道:越熱的氣體,其中的分子運動越快,越容易逃逸。因此必須有更強的重力將氣體長時間約束在行星表面。

綜合以上因素,他得出結論:火星和金星是太陽系中除地球外僅有的能棲居生命的地方。他排除了更遠的行星(太冷)、水星(正面太熱背面太冷)、月球和小行星(重力太弱不足以維持大氣)。


火星表面照片

丘吉爾寫這篇文章是在著名科幻先驅威爾斯的廣播劇引起轟動之後不久。威爾斯1898年創作的小說《世界大戰》,於1938年被美國改編為廣播劇,在媒體中掀起了一股火星熱潮。從十九世紀末起,紅色行星上存在生命的各路猜想絡繹不絕。1877年,義大利天文學家夏帕雷利宣稱看到了火星表面的“線條”,被認為是外星人建造的運河。後來被證明是光學幻覺,但火星人的觀念從此根深蒂固。

然後丘吉爾評估了其他恆星擁有行星的可能性。他論述道:“太陽只是銀河系中的恆星之一,而銀河系包含數十億恆星。”丘吉爾假定,行星形成於一顆恆星被另一顆路過的恆星撕扯下來的氣體。這一模型由天文學家James Jeans於1917年提出,後來被淘汰了。但丘吉爾當時接納了該模型,並猜想因為此類恆星接觸很少見,所以“我們的太陽也許真的是個例外,沒準是獨一無二”。

不過丘吉爾畢竟是丘吉爾。他帶著科學家良好的質疑精神寫道:“但是,這種猜測基於行星是如此形成的假設。那個假設可能是錯的。我們知道存在數百萬個雙星,既然它們能夠形成,憑什麼就不能產生行星系統呢?”

事實上,今天的行星形成理論與Jeans的理論已是截然不同。丘吉爾寫道:“我可不會夜郎自大地認為太陽是唯一擁有行星家族的恆星。”

他的結論是:太陽系外行星的一大部分“大小合適,足以維持表面的水和某種大氣”,其中一些“處在距恆星合適的位置,能保持一個適宜的溫度”。

丘吉爾寫下這個結論後數十年,也即1990年代才開始陸續發現數千顆太陽系外行星,而直到1961年才由天文學家Frank Drake提出估計高階文明數量的德雷克公式。開普勒太空望遠鏡的觀測資料表明,銀河中可能有超過十億顆地球大小的行星處在等於或小於太陽大小的恆星的宜居帶內。

鑑於研究的尺度極其廣大,丘吉爾總結道:我們可能永遠無法知曉其他行星是否存在動植物。


我註定流芳百世,因為歷史由我書寫。——溫斯頓·丘吉爾

丘吉爾看到了探索太陽系的廣闊前景。“有朝一日,也許就在不久的將來,我們可以到達月球,甚至金星或火星,”他寫道。相對地,他認為星際旅行和交流實際上非常困難。他指出光至少需要約五年才能到達最近的恆星,而最近的大型螺旋星系仙女座比這個距離還要遠上幾十萬倍。

文章結尾他熱切地寫道:“宇宙中有數十萬星雲,每個都包含數十億個太陽,極有可能存在巨大數量的擁有適宜生命生存環境的行星。”丘吉爾在此展現了他對天文學家埃德溫·哈勃的發現十分了解。哈勃於1920年代末和1930年代初發現銀河系外存在許多星系(據新近估計約2萬億個)。

最後丘吉爾以富有時代氣息的悲愴筆法寫道:“至少,我不是那麼陶醉於我們人類所創造的文明輝煌中。我不認為這裡是宇宙中唯一包含能思考的生命的地方,也不認為我們會是浩瀚時空中精神和物質的最高形式。”

丘吉爾是一位科學愛好者和擁躉,同時也思索著科學在人類價值情境下的重大問題。他正可謂是當代政治家們對待科學的典範。

本文譯自Nature,由譯者滷雞爪子基於創作共用協議(BY-NC)釋出。

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