Wednesday, October 26, 2022

天文学会外宾演讲 《地球是银河系中唯一的智慧文明世界吗?》

 

      
        7月21日(星期四)下午2时,天文学会于我校潘斯里陈开蓉大讲堂举办了一场题为《地球是银河系中唯一的智慧文明世界吗?》的外宾演讲,由寻星天文学会会长房敬贤先生作为主讲人。

        房先生指出,古代人类普遍存有一种思想,认为我们所处之空间,并非唯一之世界,人类也不是这世界中唯一有智慧的生物。这样的观念与想象,不仅表现于某些民族或宗教中的神话记载、壁画中,也逐渐影响了后世的人类。

        房先生说道,从中世纪以来的科学发展与天文学家的不断探索,直至20世纪初民间与科学界对火星生物文明的丰富想象与探索欲望,说明了纵使科学在持续发展,都丝毫没有减弱人们对外太空文明的探求欲。这反而让他们越发相信:外太空应该存在着一些在天文条件、地理结构、智慧文明与生物物种上足以媲比地球的星体。

为何我们至今尚未遇到外星文明?

        房先生也提到一些重要的天文学家及其重要理论,如最早发现天王星,提出“恒星进化”理论的天文学家——威廉‧赫雪尔(William Herschel,1738-1822),还有美籍意大利裔科学家恩里科‧费米(Enrico Fermi,1901-1954)所提出的“费米悖论”(Fermi paradox)。虽然两者之间的理论内容不尽相似,但皆指向一核心问题,即:“大家(外星生物与文明)在哪里?(Where is everyone?)” 由科学兴起至近现代的轨迹看来,西方文明对天文的观测兴趣与成果正随着科学的进步逐渐提升。

        接着,房先生向同学们说明国家开始研究天体时应当依循的六大步骤:通过双眼作远距离观测、发射火箭飞越观测对象以蒐集观测数据、发射飞船进入观测对象之轨道作长期观察、向观测对象发射登陆探索器作进一步探索、以探索车研究观测对象的地质、派人过去作具体探测。至此,即可将该天体“殖民化”,打造可资长期驻扎之基地。如今,人类虽得以踏足太阳系,但并未在其中发现文明生物的存在,在更大的银河系又是否如此呢?

射电天文学与太空探索

        房先生指出,由于人类矢志探索外太空智慧文明的用心始终坚定,科学的发展亦持续进步,天文学家也在不断提出新的理论与方法去回应这个需求,其中一项就是透过“波段”与“电磁波”来探索外太空的“射电天文学”。

        他提到,1959年,美国的一位科学家菲立普‧莫里森(Philip Morrison,1905-2005)与意大利科学家朱塞佩‧科克尼(Giuseppe Cocconi,1914-2008)建议以无线电的特定频率去接收一些电波,尝试从中找出其他智慧文明生物之相关讯息,这就是“射电天文学”中著名的“1420 Megahertz”波段。

       除此,房先生也提到了美国的“SETI计划”,亦即“搜索地外文明计划(Search for Extra Terrestrial Intelligence)”。“SETI计划”致力于使用射电望远镜等先进设备接收宇宙中的电磁波,透过探测接收外太空的“声音”,包括背景辐射、星体发出的电波以及其他杂音,侦察分析有规律且强力的信号,希望借此发现外星文明,但一直没有具体成果。“SETI计划”为了筹措资金以确保永续运作与研究经费,美国天文学家法兰克·德雷克(Frank Donald Drake,1930至今)在1961年提出了“德雷克方程式”(The Drake Equation),用以计算“在银河系內可以和我们接触的外星智慧文明数量”。

德雷克方程式的启示

        房先生指出,“德雷克方程式”的真正意义在于确定计算中的所有因素,其具体公式如下:

N = R∗ × fp × ne × fl × fi × fc × L

        房先生给同学们讲解了各项系数之定义与科学家的演算成果:N代表银河系中通讯文明的数量;R∗代表银河系中新恒星的形成率;fp代表那些有行星围绕的恒星的比例;ne代表每个行星系统中可能发展出生命的行星数量,科学家主要以地球为模型,模拟出三个参数作为独立因素进行演算,即ne=ne1(正确的化学)×ne2(足够长的时间让生命进化)×ne3(有合适的温度成液态水或宜居带);fl代表具有生命能力的行星而生命有进化的比例;fi代表那些生命体进化成智慧生命的比例;fc 代表那些选择尝试与其他文明交流的智慧生命的比例;L代表智慧生命仍在发出可探测信号的时间长度。 

        根据“德雷克方程式”的演算,N可能有两个答案—— 少于1或3964,但“SETI计划”至今却未真正侦察或接触到任何外星智慧文明。房先生提出了五个科学家的猜想:一、宇宙中“大过滤器”的机制将整个星球的生物给消灭殆尽;二、小行星对天体的撞击,将其中的文明完全灭绝;三、银河系中恒星的“超新星”(super nova)现象所放射的“伽玛射线”(Gamma Ray)瞬间毁灭万物;四、外星文明可能也会因为没有保养好自身所处之星球、发生战争与遭病毒肆虐而导致文明的毁灭;五、外星智慧文明的存在时间与地球的人类文明没有重叠。

        最后,房先生以“德雷克方程式”的数据提出自己的见解,来回应原初的核心问题:“地球是银河系中唯一的智慧文明世界吗?”他指出,人类文明只是银河系中其中一个文明世界。


兴华月报》2022年7月号
http://www.hinhua.edu.my/ebook/2207hinhuamonthly/mobile/index.html 

No comments:

Post a Comment