星光 外星世界与地球的命运

978-7-115-53874-1
作者: 亚当·弗兰克(Adam Frank)
译者: 易如
编辑: 杜海岳

图书目录:

详情

关于外星人或者更准确地说是外星生命,长期以来存在着两种不同的观点:乐观主义者认为宇宙中“存在着无数个跟我们一样或不一样的世界”;而悲观主义者确信不存在其他的世界,更确信不存在另外一个跟地球一样的世界。 随着观测技术的发展,科学家对系外行星的了解越来越多,越来越深刻。今天,他们有了更好的理论、工具和技术来探索外星生命这一重大议题。在本书中,天体物理学家亚当·弗兰克追溯了从古希腊人到现代思想家、科学家对这一问题的思考。他证明,认识到外星生命存在的可能性可能是使我们免受气候变化影响的关键,因为其他行星上可能存在的生命能告诉我们自己将来的命运。这应该是寻找外星生命的真正意义所在。

图书摘要

科学新经典文丛



LIGHT OF THE STARS

Alien worlds and the fate of the earth

星光

外星世界与地球的命运



[美] 亚当·弗兰克 (Adam Frank)著

易如 译




人 民 邮 电 出 版 社

北 京




著作权合同登记号 图字:01-2018-7359 号

定价:45.00元

读者服务热线:(010)81055410 印装质量热线:(010)81055316

反盗版热线:(010)81055315

广告经营许可证:京东市监广登字20170147号

内 容 提 要

关于外星人或者更准确地说是外星生命,长期以来存在着两种不同的观点:乐观主义者认为宇宙中“存在着无数个跟我们一样或不一样的世界”;而悲观主义者确信不存在其他的世界,更确信不存在另外一个跟地球一样的世界。

随着观测技术的发展,科学家对系外行星的了解越来越多,越来越深刻。今天,他们有了更好的理论、工具和技术来探索外星生命这一重大议题。在本书中,天体物理学家亚当·弗兰克追溯了从古希腊人到现代思想家、科学家对这一问题的思考。他证明,认识到外星生命存在的可能性可能是使我们免受气候变化影响的关键,因为其他行星上可能存在的生命能告诉我们自己将来的命运。这应该是寻找外星生命的真正意义所在。

献给我的姐姐伊丽莎白·弗兰克以及我们漫长而又未知的人生道路。我非常感激你,你的幽默、果敢以及我们在道森营结下的深厚友谊一直陪伴着我。

引言 人类文明与地球

宇宙少年

在我的脑海中出现了这样一个房间,里面挤满了各色各样的年轻人,有一些椅子松散地围成了一圈,空气中弥漫着一种廉价清洁水的味道和一种骚动不安的情绪。孩子们大多数处在十七八岁的年纪,有些人瘫坐在椅子上,装出一副疲惫不堪的样子;有些人则将身体前倾,侧耳聆听着——他们来这里讲述自己的故事。一个16岁的女孩穿着一件印有黑色安息日摇滚乐队的T恤衫,指甲上的黑色指甲油已有些剥落,她因为在就读的高中进行毒品交易而前途未卜。一个手上文有不雅文身的男孩骨瘦如柴,他曾因为偷开了祖父的车去兜风而被捕。所有来到这个房间里的人都犯了些事儿,虽然他们已经到了足以掌控自己人生的年龄,但是都做出了非常糟糕甚至是毁灭性的选择。

每个孩子都得轮流讲述一下自己来到这里的原因。有一些人来自支离破碎的家庭,也有一些人陷入了深深的孤独和不安之中。但是在讲述自己故事的时候,有些孩子的眼中会有一丝亮光一闪而过,他们有了之前未曾有过也不能想象的感受:

他们并非孤身一人,他们也不是第一个。

这种围成一圈交流经历的方式给了他们一个机会,让他们觉察到并不是只有自己才是这样,他们的个人经历也并非那么独特,处在这个年龄段的其他孩子也曾经犯过同样的错误,但是有些人已经摆脱了困境,还有些人从中得到了成长。

我们,拥有着自己文明形态的现代人类,就像这些年轻人一样。

被我们称为“文明”的这项庞大工程大概开启于1万年前——当末次冰期结束,我们这颗星球的气候开始变得温暖而湿润的时候。随即而来的则是,我们之中的有些人停止了四处迁徙,开始建立村庄定居下来,在简陋的小型茅草屋和仓库周围开垦土地。我们开始种植大米和其他谷物,还驯化了牛和羊。在旧有的围猎生活方式之外,我们又创造出了一种崭新的生活方式,这就是农业生产。它让我们开始以一种与以前截然不同的方式去理解自己和这个笼罩在星空之下的家园。当一些村庄开始发展成为最初的城邦时,文明的进程进一步加速,人类发明了新的灌溉技术,学会了冶炼金属,通过书写来保存信息。在喧闹不息的市场中借助充满冲突的交易,出现了专业化的劳动,有些人成为磨坊主,有些人成为皮匠,有些人成为士兵,还有些人成了管理者。其中有几个智慧超群的人,他们的职责便是仰望星空。总而言之,人口的数量在稳步增加,到基督诞生后1000年(公元1000年)的时候,地球上就已经有了3亿人口[1]。大概在公元6世纪之前,我们就开始建立一种新的认知世界的方式,随之而来的就是一个思想蓬勃发展的时代。我们找到了一种直接探索自然界奥秘的方法,这就是我们现在称为科学的东西。通过它,人类的能力变得更加强大,我们能够制造更大且相对更加安全的船只横渡大洋。公共卫生和医学的进步让人类的寿命更长,农业机械的发展使我们摆脱了饥荒,于是人口呈爆炸式增长。到19世纪上半叶,地球上人口的数量就突破了10亿大关[2]

人类文明进程中最重要的几个发现都是在那几个具有里程碑意义的时代里获得的。借助新建立起来的科学体系所创造出来的丰硕成果,我们知道了如何开采矿物[3]。在席卷全球的工业革命的浪潮中,我们将上亿年间以煤炭和石油形式存储起来的太阳能挖掘出来。人类的能力似乎能够这样永无止境地增长延伸下去,就连这颗星球上最为偏远的陆地和海洋都能触及。到了公元2011年,仅仅在人口数量达到10亿的200年之后,人口数量就已经攀升至70亿[4]。今天,即使一个中型现代城市里的人口数量也已经超过了农业文明晚期之前全球的人口数量。利用科学以及它的产物——技术,人类探索了整个地球。我们为地球的每一个角落都绘制了地图,人类已经无所不在。今天,在任何一个时间点上,都有50万人在地球上空飞行[5]

人类文明的进程就这样一路高歌猛进。

在大部分时候,地球并未对人类建造自己文明的行为给予过多的关注。出于农业生产的需要,土地的开垦自然要改变当地生态的平衡状态,但是这对整个地球来说(包括空气、水和生命)并非显著的、全球性的影响,并不能使文明开始之前的自然状态发生变化。然而19世纪的工业革命改变了人类文明与这颗星球的关系,地球开始“感受”到我们的存在。空气、水、冰层、岩石,这颗星球上所有我们赖以生存、相互依赖、密切联系的部分都开始发生改变。正如在46亿年的生涯中多次出现过的那样,地球开始从一种星球状态向另一种星球状态转变。

人类文明诞生之前的那颗相对温和的星球已成为过去,现在这颗星球正在改变,一些新的现象、一些我们还无从知晓的东西正在悄然出现。正是因为我们人类的缘故,地球在发生变化,这些变化毋庸置疑会给人类文明的进程造成一定的压力。假如这种变化足够剧烈的话,它甚至会让我们赖以生存的人类文明难以为继,我们的文明将会崩塌。

这就是为什么我将身处现代文明形态的人类称为宇宙少年(正如卡尔·萨根经常所称的那样)。我们拥有的技术和它所释放出来的巨大能量赋予人类惊人的力量来驾驭我们自身与周遭的世界,这就像给了我们一把开启这颗星球的钥匙,而此刻我们正准备驾驭着这颗星球冲下悬崖。不过与那些青少年所不同的是,我们还不知道真相,还无法看到这个刚刚被人类文明所激发出来的现实。

人类并非独一无二的,人类也不是第一个出现的。

回顾整个人类历史,我们从来都只是把人类的文明形态或人类自身看作一次性版本的故事,而从未考虑过其他的可能性。我们总认为自己是一种全新的、迥然不同的物种。人类所跨出的每一步都在踏向一个未知,既没有什么能够指引我们,也没有别的历史可以参考,告诉我们未来会发生什么。

是时候结束这个版本的故事了,因为我们已经长大。

通过长期不懈的努力,我们已经描绘出了地球46亿年的历史,它向我们表明人类并非地球上的第一个主宰者。我们也并非第一个由于自身的成功造成这个星球的气候发生改变的物种。地球和它的居民们已经在一起演化了亿万年,在这漫长的时间当中,我们人类只不过是最近期出现的物种而已。

然而,事实不仅如此。

科学已经向我们揭示了一些甚至在20年前还不为人知的东西。宇宙中遍布着星球,在理论上,它们跟我们的地球并无二致。我们有充分的理由去猜测,在其中的某些星球上会有海洋与陆地,也会有寒风凛冽的山峰和在晨雾缭绕中苏醒、在暴风雨中沉睡的山谷。

也许还会有生命。当然,在浩瀚的宇宙长河之中,地球很可能是唯一孕育了生命的星球。在其他星球上是否存在生命?科学界为这一问题已经争论了几个世纪。近年来,对其他星球知识的迅猛增长让我们对这一问题有了新的看法,也带给我们一些富有启迪的信息。所有新发现的行星都表明地球是唯一拥有生命的星球,看起来反智慧和生命是一条强宇宙法则。换而言之,原本宇宙中的很多行星所处的位置非常适合孕育生命,但最终这种可能性还是化为乌有。看来也只能靠那些怀疑论者来解释为何在广袤的宇宙时空中拥有那么多的星球,存在那么多的可能性,而我们的地球却可能是第一颗也是唯一拥有生命的星球。

在其他星球上是否存在其他生命形态?这依然是一个悬而未决的问题,记住这一点非常重要。而我们现在的推测是,在我们人类出现之前,地球很有可能曾由其他生命形态主宰过。有些时代里的生命很可能建立了复杂的生物圈。我们可以再大胆地推测一下,在漫长的宇宙时间长河之中,其他星球上的生命将要或者很有可能已经苏醒,它们将慢慢地学会思考、推理,甚至建立自己的文明形态。

无论如何,科学已经指明了这样一个事实,那就是人类社会很有可能并不是第一个文明。因此,是时候认真而严肃地审视一下我们的天文学和地球科学了。

科学与神话

假如你试图通过向一个年轻人罗列出交通事故的统计数据而改变他的驾驶行为,这很有可能会招来对方的一通白眼。那是因为我们人类并不完全是靠数字或者图表中的上升曲线来理解世界的,我们基本上使用的还是讲故事的方式。假如你询问上面提及的那些问题少年他们的麻烦是在什么时候出现的,他们就会向你讲述一个个有关家庭、争斗、校园中被孤立、逃跑或被父母遗弃的故事来回答你。我们用故事来表达我们对这个世界的感受。不仅个人如此,而且我们的文化和历史进程也是如此。

大部分的人类历史是通过神话来讲述的。当听到“神话”一词的时候,你或许会认为那是一个假的故事。不过,要是放在整个人类演化历史的宏观视野中来考察的话,神话就远远不能用真的或假的来进行判定,它们对我们产生了至关重要的影响。在任何一个时代和任何一个地方的任何一个社会都有其自身的神话体系,这一系列神话故事蕴含了该文明最基本的价值和内容。在我们经历从孩童到成人、开始为人父母、渐入暮年这样的人生转变时,我们需要用这些内容来进行自我对话。有些神话是一些宏大的叙事。通过这些叙事(包括信仰体系),人们开始了解他们的文化是如何看待宇宙的诞生、地球的形成以及人类的产生这些问题的。

在我们这个时代,对这些问题的解答工作落在了科学的头上。今天我们有了宇宙大爆炸理论和达尔文的进化论来取代上帝和灵魂说。通过科学,我们找到了一种和世界对话的新方式,一种通过实验和证据来证明的方式。这是宏大叙事方式的一个现代版本,而作为“故事”的那些叙事的影响力并未消散。

在一颗气候正在发生变化的星球上,人类文明的命运会如何?当面对这样的问题时,我们并没有一个宏大的叙事来对像正在上升的气温和消融的冰层这样的现象进行解释。唯一比较接近的阐释也只是停留在了“人类的贪婪”这一层面上,即我们人类贪婪而自私,人类是这颗星球上的一场“瘟疫”。

这种解释不仅苍白无力、毫无用处,而且从我们最近通过对生命和行星的新认识而获得的视角来看,它也是完全错误的。人们常常会用“拯救地球”这类词汇来阐述应对气候危机的措施,但是生物学家琳恩·马古利斯曾经指出,地球可是个“不好对付的主”[6]。我们需要拯救的并不是地球,而是我们人类及其文明形态需要有一个新的方向。假如我们不能够渡过此刻正面临的难关,地球便会舍弃我们人类,继续存在下去,并孕育出能够适应新的气候条件的新物种。这个“人类贪婪”的故事版本让我们成为故事中的“恶棍”,并最终灭绝。这个版本的故事所讲述的无非是赢家和输家之间的一场决斗而已。

这个更宏大的视角并不是要为那些导致气候变暖的贪婪者和政治阴谋家开脱,他们完全应当因为自己的愚笨行为而遭到谴责。而站在整颗星球的角度,以更长远的眼光来看,这些人的行为可以用来解释为什么我们这种文明形态未能在地球上发挥出它最大的潜力。

所以,这是一个全新的可以用来讲述的“宏大叙事”,这是一出将人性还原为地球上的一种生命形态的戏剧,这是一个将地球以及它的生命重新置入宇宙星云中去的传奇。在这个新的故事版本中,人类虽然不再是“恶棍”的形象,但是或许会成为被淘汰的对象。

天体生物学和人类学

在过去的半个多世纪里,人类文明的触角已经开始伸向以前未曾触及的外太空和遥远的过去。我们已经能够回溯到亿万年前,去探索地球深邃的历史;我们也明白了人类这一物种及其文明如何构成了如作家金·斯坦利·罗宾逊所说的另一种“星球方程式”[7]

这颗星球上的生命的演化与星球本身存在着不可分割的联系,科学也向我们展示了这一点。地球和地球上的生命必须被视为一个相互影响的整体。在25亿年前,这个世界是由微生物这一生命形态构建起来的,它们制造出了我们今天赖以呼吸的富含氧气的大气层。然而在这个过程中,这些微生物自身受到了污染并从大部分地球表面消失[8]。拥有了这个新的富含氧气的大气层后,地球继续演化并创造出了一个新的版本,出现了原始的大型海洋生物和巨型恐龙,陆地上覆盖着广袤无垠的草原。那些鱼类、恐龙和草原一度是那个时期地球上的主角,在地球漫长的、非线性的演化进程中占有一席之地。40多亿年来,地球上陆续出现了很多种生命形态,存在着很多种可能性,人类只是最近的一个版本而已。这样说来我们也并非那么独特。

就像通过回溯遥远的过去来揭示地球的历史一样,科学也不断地探索外面的空间,我们能够穿越几十亿千米的距离探索太阳系里的其他行星。这些颇具胆识的旅行向我们揭示了气候并不只限于我们当地气象预报中的那几种类型。在金星的大气层里会刮过速度高达350千米/小时的风暴[9];在靠近火星北极的地方每个夜晚都会形成冰雾[10];在土星的那个巨型月亮——泰坦星(土星的第六颗卫星,即土卫六。——译注)上有一个宽达64千米的湖区,那里会下起汽油雨[11]。因此,从气候形成这个角度来看,我们的这颗星球也并没有什么不同寻常之处。

后来,我们的探索又触及了恒星,并且发现整个宇宙中还有很多像太阳系这样的星系。这些具有里程碑意义的研究数据向我们表明,在整个宇宙的历史中,像人类这样的文明形态很有可能在太空中的其他星球上也曾出现过。只要宇宙并不是有意对抗这种文明形态,人类社会就不会是第一个文明,其他星球上的其他物种很有可能先于我们出现。就我们对行星及其运行规律的最新了解来看,我们知道它们也很有可能遭遇过此刻正降临在我们身上的这类困境。由此可见,我们的气候危机也很有可能并不是那么独特和非同寻常。

科学进一步研究上述领域。有关地球与生命的关系,科学向我们揭示了一些全新的事实和可能性。这个科学领域是崭新的、革命性的,我们称之为天体生物学。通过全世界科学家艰苦卓绝的努力,天体生物学向我们揭开了一些新的宇宙真相,行星及其生命相互紧密地交织在一起,存在各种潜在的可能性。它也向我们暗示,此处发生过的也有可能在别的地方重演。

这个认识在一个恰当的时刻出现,并引起了巨大的反响。

1万年前,随着冰期的结束,地球上的气候开始变得更加温暖和湿润,地理学家所称的全新世开始到来,人类文明就是在这个时期开始萌芽的。但是,由于气候改变了,人类正推动地球结束全新世而进入一个新的时期。在这个时期,人类的行为将对整颗星球产生深远的影响。我们把这个新的时期叫作人类世[12]

我们都期望人类的文明形态能够在人类世继续挺进,但是显然我们搞砸了。我们已经知道,50多年来全球正在变暖,这是人类世到来的一个最为显著的现象[13]。尽管已经知晓了这一点,但我们几乎没有采取任何行动来应对这种气候变化及其引发的后果。我们的政治家、经济学家甚至道德说教者都未能激发出人们的有效行动,来确保我们的文明能够在一颗变化着的星球上长期延续下去。

这种失败归根结底源于我们的一种错误观念,即人类文明是独一无二的。不过因为直到最近这几年人类才拥有了能够超越单一文明论所需要的信息和工具,而以前我们还没有天体生物学的概念,或许这个失误尚可饶恕,但是现在我们有了这个概念,或许它能改变我们人类未来的发展轨迹。

本书所探讨的领域可以叫作天体生物学,它是由两个相互关联的问题建构起来的。

● 对于其他星球上的生命甚至智慧和文明,宇宙生物的演化能告诉我们什么?

●有 关人类的命运,其他星球上的生命、智慧及文明又能告诉我们些什么?

对这些相互交织的问题的回答将让我们对人类是什么、在人类文明建构这一至关重要的时刻又将会发生些什么等问题形成一个全新版本的故事,它的讲述是通过天文望远镜、深海潜水器、发射到太空中的机器人以及冒死攀越冰川裂隙的地质学家来完成的。在叙述这个故事的时候,我们将切实体会到科学带给我们的新奇感受。

人类世的天体生物学将向我们展示火星上笼罩在珊瑚色天空下的悬崖峭壁的图片,这些图片能大大拓展我们对气候及其变化的认识。它还会把我们带向漆黑一片的深海去探索那里的支离破碎的生态系统,这就像给了我们一台时光机器,让我们能够窥探到亿万年前生命刚刚出现时地球的样子。

那个时候,那些所谓的新行星其实都已存在。

人类世的天体生物学家会带领我们穿越银河系,去看一看那整个有待了解的行星群,它们才刚被写进课本里,包括紧紧依偎在母恒星周围的炎热星球以及大过地球好几倍的“超级地球”[14]

在讲述这个新版本的故事时,我们或许还会接触外星人,这恐怕是所有可能性中最激动人心的部分。

人类世天体生物学的探索还会让我们做出一个彻底的决断:是该认真考虑外星人(这个词真正所指的是外星文明)的时候了。最近几十年里积累起来的知识以及从天体生物学中所了解到的每一件事情都让我们认识到,认为人类社会是宇宙历史长河中的唯一文明形态的观点是多么荒唐。这种认知告诉我们,只要找到了恰当的问题作为切入点,并且这个问题能被充足的关于外行星的新发现所支撑,我们就能开始勾勒一个有关外星文明的学科体系,它跟我们地球所面临的危机具有相关性。

本书所要探讨的这门新学科既不会告诉我们银河系中是否还存在很多其他文明,也不会告诉我们能否很快找到外星文明存在的证据,更不会告诉我们外星人是否长有尖尖的耳朵或者有着7根手指、外形像不像蜥蜴。但是,它能告诉我们的是,在置身于其中的文明体系中,我们所看到的一切很有可能曾经发生过成千上万次,甚至亿万次。

站在天体生物学研究的角度来看,我们可以将外星文明视为一门严肃的科学研究学科,不过在讨论外星人的时候依然不可避免地让人觉得低俗可笑,这是因为长久以来一些低劣的科幻片(以及荒诞离奇的不明飞行物阴谋论)损毁了那些想要寻找外星智慧生命的科学家的形象。现在的情况更为严重,多年以来,在探求外星文明这一问题上我们并没有太多的科学性限定。没有这些限定,有关的讨论就沦为一种纯粹的科学幻想。但是,假如我们抓住了关键的问题,现已掌握的行星运行法则就可以作为我们讨论外星文明的基本框架,那就意味着只要方向正确,我们就能找到答案。至少有了正确的方向,那些我们已经归纳出来的行星运行法则将会帮助我们把答案框定在一些更具有可能性的范围内。

耐人寻味的是,回答这些问题的关键恰恰就在天体生物学和人类学的交叉点上。对行星运行法则的最新认识也使得我们最为关心的那个问题更加突出:一个文明形态(即任何文明形态)如何与它的行星(也指任何一颗行星)交互演化呢?假如在宇宙的时空中有可能存在着其他文明,我们就应该认真对待,将它作为一门学科进行研究,这样我们就能把所有对地球、金星、火星以及太阳系之外成千上万的行星的认识整合起来,我们还能用具体的模型和模拟方法去探索其中内含的物理和化学规律。

从这个角度看,人类文明只不过是宇宙中所发生的一件事情而已,就像太阳耀斑、彗星和黑洞一样。在天体生物学领域中,我们可以利用存在于我们之前的星球上遗留下来的信息来探索任何一颗星球上的任何一个文明何以能(或者最坏的情况,不能)与星球一起相互演化。我们可以将那些可能的外星文明视为另一种历史,它们能够告诉我们人类的未来。

即便根本就不存在什么外星文明,天体生物学的视角依然是有益的,对外星文明假说的思考有利于我们去面对人类世的挑战,因为它教会人类要像一颗行星那样去思考,它教会我们人类应将自己文明的轨迹置入生命(包括人类)与地球相互演化的更长远的文明形态中去。通过这种天体生物学的视角,我们能够勾勒出自己的命运及其未来的轮廓。

一个新的故事

不过,假如我们认真地对待存在其他文明的可能性,就会发现在我们面前一扇通往人类世的崭新大门开启了。浏览一下这个可能拥有众多能够孕育生命的行星的宇宙,我们能发现有些技术型物种可能会学习如何适应环境,还会学习如何引导自己走出所面临的瓶颈和困境,而这些问题都是由他们自身制造出来的,并引发了气候变化。当然,有些物种会失败。而这恰恰是这个新版“宏大叙事”的意义所在。这个版本的故事从科学开始讲起,最后向我们展示了如何去应对人类世的变异强加给我们的艰难选择。一个更长远、更具持续性的人类文明版本意味着人类必须以一种还不为我们所知的方式成为地球的伙伴。

因此,为了我们自身的利益,我们应和地球站在一起。不过,正如《蜘蛛侠》里的那句名言:能力越强,责任越大。在宇宙演化的游戏中成为赢家是否就意味着我们要将地球永远保持在全新世?我们能够永远不让地球进入另一个冰期吗?假如真的可以做到,那么那些被我们“拒之门外”的曾经生活在冰期中的物种又会如何呢?我们有权力阻止它们的生命在地球上继续繁衍吗?

在全新世的这些物种中,我们又会选择将哪些带入到人类世?一只北极熊孤独地站在漂流着的浮冰上,这张照片令人心痛不已。但是,要和这颗星球达成一种真正的长期和谐共生关系,就要求我们做出一些艰难抉择。这些抉择不仅仅属于科学研究的范畴,而且与我们的价值观有关。什么是我们所珍视的,什么是被我们奉为神圣的,对这些问题的回答都属于价值观层面的东西。这就是为什么故事中的对与错与科学中的对与错同样重要,因为故事中包含了我们的价值观。

对人类世进行洞察的天体生物学是一门非同凡响的学科。它把人类的生命形态及其命运的故事置入星际背景中去讲述。这些星星的故事就像是我们的指引者和教导者,而绝不只是一些资料、信息以及知识。随着地球进入人类世,我们人类以及我们所珍视的文明形态也正在奋力前行。接下来我们所要探讨的这门新学科会帮助我们纵览这个新领域,它也能帮助我们跨过危机四伏的边缘地带,迈入一个新的时代。

第1章 外星文明公式

费米悖论

1950年,一个温暖而晴朗的夏日,在新墨西哥州沙漠深处的洛斯阿拉莫斯国家实验室里,四位大师级人物正漫步在密布着核武器研究设施的建筑群中。此时,美国与苏联的冷战正剑拔弩张,国家实验室里到处都是新面孔。不过,这四位可都是这里的元老级人物。在为美国赢得第二次世界大战的新式炸弹的研制工作中,他们每一个人都起到了关键作用。

这四个人当中走在最前面的是恩利克·费米。这位出生于意大利的诺贝尔奖得主揭开了原子核的谜团,费米因在科学研究领域中的超凡才能而声名远扬。C.P.斯诺曾经写道,假如费米能早点出生的话,他或许能够独自完成所有关于原子弹的科学研究工作。“或许这听起来有点言过其实,”斯诺写道,“但是有关费米的一切就是这么不可思议。”[1]

走在费米旁边的是爱德华·泰勒,这位出生于匈牙利的物理学家后来成为氢弹之父。虽然费米并不认同泰勒对“超级”炸弹的狂热之情,但是他们的友谊还是维持了终身[2]。那天走在一起的另外两个人也都是核物理学家——埃米尔·简·科诺宾斯基和赫伯特·约克,他们在各自的研究领域里享有盛誉。

这四位科学家当时正从实验大楼前往富勒小屋,那是大家吃午餐的地方(这个实验室的前身是一个童子军露营基地,这幢小屋是遗留下来的为数不多的建筑中的一个)。此时大家的话题已经转向了不明飞行物(UFO)[3]。自从第二次世界大战结束以来,声称看见了天空中神秘亮光的人越来越多,最近的一次还刊登在了当地的一家报纸上。这让约克想起了《纽约客》上刊登的一幅荒诞不经的漫画,漫画里暗示曼哈顿发生的接二连三的垃圾桶失踪事件可能与不明飞行物有关。这不由得让这位物理学家做了一番分析,不明飞行物的故事因而引发了一系列有关超光速旅行及其限度的问题。不过,当这四位科学家沿着一条两旁栽种着松树和杜松子树的林荫小道继续前行时,谈话的内容很快又转到了别的主题上。然而,过了不久,就在他们享用午餐的当口,恩利克·费米突然脱口问道:“但是他们在哪里呢?”[4]

面对费米突如其来的发问,泰勒、约克和科诺宾斯基都忍不住笑了起来。他们都非常清楚这位同事具有敏锐的洞察力。费米有一个特长,他能将复杂的问题简化为最核心的几个要点。在第一枚原子弹的沙漠爆炸试验中,费米领导了一个三人工作小组,他仅仅凭借记录下来的被爆炸引起的旋风吹向一边的几张碎纸片飞出的距离就能计算出爆炸的威力,这让他声名远扬[5]

在这个夏日的午餐事件中,费米一针见血地提出了一个核心问题。在随后的有关外星文明的讨论中这个问题反复出现。费米的这个问题直白而深刻,假如外星球上智慧物种的演化是普遍存在的,为什么我们还没有发现他们?为什么我们的望远镜未曾发现过他们存在的任何蛛丝马迹?为什么外星人的脚印还没有踏上白宫的大草坪?

费米的问题并不是针对不明飞行物的,对这个主题的讨论一直缺乏严谨的推理和认真的观察,充斥着各种虚假信息和阴谋论。而费米提出的这个问题将成为最早从科学与现代的角度来探讨外星文明是否存在的可驾驭的问题之一[6]

后来,费米提出的这个问题逐渐被人称作费米悖论,它所要表达的完整观点如下:假如宇宙中普遍存在着具备先进技术的外星文明,那么我们就应该能够掌握他们存在的直接或间接证据。

在随后的几十年里,在其他科学家的努力下,费米所提出的问题表达得更加清晰,并进一步得到了科学论证。1975年,天体物理学家迈克尔·哈特撰写了论文《一个有关地球上为何没有外星生物的解释》,文中先罗列了一大堆反对意见,否认费米悖论背后存在理性因素,所涉及的领域包括物理学、生物学和社会学[7]。但他本人最后的结论则是认为没有一个反对意见足以推翻费米悖论的逻辑。他还进一步阐释了费米悖论中所隐含的观点,即在银河系里只能有一个物种能够“快速”确立殖民者的地位。假设确实有这样的一个外星文明存在并能够建造出以1/10光速飞行的飞船,那么哈特认为这些生物仅需65万年的时间便能够跨越整个银河系;这个物种就能够从其所居住的星球出发,向各个方向派送飞船,然后迅速占领每一个恒星系。

当然,几百万年对我们大多数人来说是一段非常漫长的时间。我们这个物种——现代智人在地球上生存的时间还不到100万年,可对我们而言的漫长岁月放在银河系中则不过是白驹过隙。我们人类的主星系——银河系浩瀚无边、古老恒常,它诞生于几十亿年前,因此哈特估算出一个文明扩张至整个星系所需的时间大概是银河系寿命的万分之一。哈特解释道,与星系的寿命相比,在非常短的时间内,那个偶然出现的外星文明就能够到达宇宙中围绕着恒星运动的所有行星,包括我们的地球。

对有些研究者来说,哈特的研究给浩瀚的星空增添了许多神秘色彩。在他们看来,费米悖论的逻辑简单明了,即我们的文明是独一无二的。在太阳系里并不存在一个外星文明,这已经是显而易见的了,而在其他恒星系统中也没有任何迹象表明那些文明存在,这也必定意味着在其他地方并没有达到我们地球的文明和技术水平的其他生命形式存在。我们是银河系里唯一得以演化并建立了一个发达的文明体系的物种。对于费米提出的悖论,物理学家兼科幻小说家戴维·布林则称之为星空中“伟大的寂静”。这个形容真的非常恰当,把费米悖论所隐含的宇宙中的寂寥一针见血地表达了出来[8]

在“伟大的寂静”这一概念提出之后,大家对费米悖论的兴趣与日俱增,后来又出现了一个新的提法——“大滤器”[9]。没有迹象表明银河系中存在其他发达的外星文明,但这并不能证明地球就是唯一拥有生命的行星。费米悖论所针对的是像我们这样的技术文明,或者是比我们更先进的文明形态。在宇宙中,可能到处都有微生物、贝类甚至恐龙存在,因此有些科学家认为,我们之所以没能发现外星文明,一定是因为存在着某种过滤器阻止了发达文明的出现。换而言之,假如我们并不是宇宙中的唯一文明,那么在生命的演化过程中则一定存在某种壁垒阻碍了其他星球上的文明能够达到地球文明的水平。

但是这样的一个过滤器可能存在于演化过程中的任何一个地方。简单生命体的形成中或许就存在着这样的一个过滤器,从而使得生命的出现如此罕见,因而像地球这样拥有生命的星球为数并不多。此外,即便对于最初等的智慧生命的出现,或许也存在一个更大的过滤器。因此,在很多星球上或许可以出现像蜥蜴这样的生物,但是不会有海豚和猩猩。假如情况确实如此,那么进一步演化出高级智慧生命的难度则会直接将所有这些星球剔除出去,因而它们未能进一步发展出技术文明。

然而具有讽刺意味的是,就在费米和他的同事们坐下来吃午餐的那个历史性时刻,我们又多了一个大滤器成员,而这可能会给我们人类文明的演化进程画上一道休止符。在提出费米悖论时,费米所在的实验室正在致力于研制一种新型杀伤性武器。在20世纪50年代,人类刚刚具备了通过全面的核战争终结人类文明的能力。

核战争促使人类意识到这种大滤器不仅仅存在于过去漫长的演化征程之中(在此期间,我们非常幸运地避免了被淘汰),而且在荆棘密布的未来征程中,它或许就像一条蟒蛇一样隐藏在某个地方。也许浩瀚的夜空确实静谧无声——对于宇宙的绝大部分空间,我们的星球还未曾触及,因为还没有一个发达的文明形态具备足够的智慧来处理自身生存所面临的压力。

假如有人问费米哪个才是最有可能出现的大滤器,他很可能会回答是核战争。今天,我们已经对人类文明及其所面临的挑战有了更宏观的认识,但是在20世纪50年代费米抛出他的质问时,地球上只有极少数的科学家群体意识到人为地引发气候变化的可能性。人类通过共同的日常实践活动就能无意地引起整个地球行为的改变,这个观点在当时还是非常激进的,而且几乎没有进行科学建构。不过,现在我们对此已经有了更好的认识。

目前地球已进入人类所统治的时代(越来越多的人称之为人类世)。在进入这个时代的通道里,一个潜在的更强有力的大滤器逐渐显现出来。像人类社会这样的文明实际上就是一个各部分相互依赖的复杂网络系统。假如在长达一年的时间里没有电,我们又能从哪里获得食物?假如热力管道关闭了,我们能用什么来给家里供暖?我们生活的方方面面都依赖这个系统的顺利运行。但是,只要地球上的气候发生任何重要变化,就有可能使得这个系统的运行陷入崩溃的危险之中。

以海湾洋流为例,它将佛罗里达海岸温暖的海水(以及温暖的空气)沿着海岸线送至北方的波士顿,然后再汇入大西洋。成千上万生活在地球上技术最发达的城市里的人都依赖这股海湾洋流所带来的温和气候而生活,而海湾洋流只不过是地球在最后一个冰期结束之后在一种特殊气候状态下所形成的一种特定的海水流动模式。它并不是这颗行星一成不变的恒定状态。假如气候发生显著的变化,那么这股海湾洋流和它所带来的温暖的气候都将成为过去[10]

因此,我们认为人类世或许比核战争更有资格成为一个大滤器。毕竟全力以赴地开展核竞赛是人类有意识的行为,它是某些人的决定。设想一下其他不如我们这么好战和好斗的文明,那里的居民或许连制造核武器的念头都不曾有过。然而,气候变化则有可能更具有普遍性。我们将会看到这或许是任何一颗星球上的任何一种发达文明形态的结束方式。长期显著的气候变化未必会导致一个已经建立起技术文明形态的物种灭绝,而仅凭更加恶劣的气候条件,这种技术文明的发展就会受到阻挠,并且无法在一颗气候业已改变的星球上继续。

围绕着大滤器所展开的各种讨论确实激活了费米悖论这一洞见的能量。科学研究领域能否取得进步往往取决于科学家们能否抓住正确的问题,假如问题设置得不好,他们就会陷入彼此之间喋喋不休、反反复复的争论之中。没有一个恰当的问题,我们就无法形成一条清晰的思路去搜集资料,以找到问题的答案。

一个正确的问题的提出恰如在漆黑的房间里投射了一道光,它让我们以一种全新的视角来看待这个世界,它是我们开始用一种新的方式来讲述这个世界的故事所迈出的第一步。一个好的问题会让我们重新认识什么才是重要的,它告诉我们应该寻往何方、去往何处以及如何努力达到目的。

而在有关外星文明的探讨中,费米在20世纪50年代所提出的那个问题就起到了这样的作用。再经由哈特和其他人的进一步发展后,费米悖论让我们开始思考在宇宙中我们人类是不是以及为什么是独一无二的。

但是要真正地理解费米悖论对人类未来的重要意义,我们还需要追溯几千年的人类历史。

世界的多样性

大约在2200年前,古希腊哲学家伊壁鸠鲁就曾说过:“存在着无数个跟我们一样或不一样的世界……不仅如此,我们还要相信在所有的世界里同样也生活着我们在这个世界里所看到的动物、植物以及其他东西。”这应该是所谓的外星文明乐观派最早的一段论述[11]

从道德伦理一直到痛苦的本质,伊壁鸠鲁的研究志趣广泛,不过他最享有盛誉的身份是原子论者。在他看来,世界是由数不清的细小微粒组成的,这些微粒又以数不清的方式排列组合在一起。构成原子论基石的一个基本观点就是原子论者认为宇宙是无穷无尽的,因而在宇宙中也必然存在着无数颗拥有居民的星球。

不过并非所有的古希腊哲学家都对宇宙的多产抱有和原子论者一样的信念。“存在着很多世界是不可能的。”[12]与伊壁鸠鲁同时代的亚里士多德就曾这样写道。亚里士多德是外星文明悲观论者。他认为地球是整个宇宙的中心。由于只能有一个中心,那么地球也就必定是独一无二的。亚里士多德还确信不存在其他世界,更确信不存在另外一个跟地球一样的世界。

一方持宇宙多样性的观点,另一方则持地球唯一性的观点,这两种观点之间的冲突在接下来的2000年时间里一直持续着,从古希腊经由中世纪到文艺复兴,直至20世纪初,外星文明的乐观主义观点逐渐被封存而淡出历史。

在世纪更迭中,哲学家、物理学家、神学家以及天文学家都在问同样一个问题:我们是不是宇宙的唯一?人类社会是不是第一个文明?每一代人都会带着所处时代的偏见、观念和工具抛出这个问题,也总是会引发一阵激烈的争论,有时这些争论还会置人于死地。在中世纪,天主教会认为对其他世界的探讨是一种异端邪说,但这依然阻挡不了哲学家乃至神学家竭力想要去弄明白为什么全能的上帝只创造了一个人类世界。在13世纪,托马斯·奎纳斯宣称上帝完全具有创造其他世界的能力,但他只是选择不这么做(显然这不是一个令人满意的答案)[13]

到了16世纪,新一代的思想家又重新翻出了这个有关其他世界的问题。在1543年首次出版的《天体运行论》中,哥白尼将地球从宇宙中心的宝座上赶了下来。他的天文学观点在那个时期是非常激进的,他认为我们的地球只不过是围绕着太阳旋转的行星中的一颗[14]。对于围绕其他恒星旋转的其他行星,哥白尼倒从未发表过任何看法,但是他的著作撼动了地球在宇宙中的权威地位,并开启了一扇大门,激励其他人公开探讨所谓的世界多样性命题。

教会在一段时间内对于人们对哥白尼天文学说的一些讨论采取了包容态度,但是16世纪后期,激进的多明我会(又译作“多米尼克派”)修道士乔尔丹诺·布鲁诺冲破了教会所能容忍的限度。布鲁诺不仅公开为哥白尼的天文学说摇旗呐喊,而且做了进一步的阐述,宣称宇宙中一定存在无数个世界,上面也居住着各种居民。这些言论最终招来了教廷对他的审查。1600年,教会以异端邪说分子为罪名将布鲁诺烧死。

到了科学革命时代,艾萨克·牛顿开始崭露锋芒。他统一了天体和地球上物体的运动定律。这一时期,天文学方面也是成就斐然,一些像天王星、海王星这样的新行星被发现。这些行星的运行轨迹也被我们所了解。无论是对于科学界还是对于越来越多的受到教育的大众来说,大家的关注点都转移到对其他星球上是否存在生命的讨论上了。法国著名作家伯纳德·德·丰特奈尔在1686年写了一部著作《关于宇宙多样性的对话》,该书使他成为文艺复兴时期最知名的畅销书作家。

这本书是围绕着一位哲学家与一名才思敏捷的年轻男爵之间的一系列深夜恳谈而展开的。德·丰特奈尔书中的观点是他那个时代的乐观主义宇宙观的代表,他想象着围绕太阳旋转的很多行星上都住有居民,甚至认为连月球上都居住着智慧生物。他的视野还超出了太阳系,他在书中写道:“恒星就像太阳,每一颗恒星都会给一个星球世界带来光明。”在诸多星球中,他非常确信必有生命繁衍[15]。在这本书早期版本的封面上画着我们的太阳系和很多恒星及其行星,它们像巢穴一样紧紧地环绕在浩瀚的宇宙中。这幅图景令人印象深刻,生动地代表了德·丰特奈尔的乐观主义观点。

太阳系被其他恒星和它们的行星围绕的图景,天王星和海王星缺位,当时它 们还未被发现,参见1686年德·丰特奈尔的《关于宇宙多样性的对话》

这种乐观主义观点在19世纪非常盛行。达尔文的进化论给有关行星及其生命的讨论带来了新的转机。像卡米尔·弗拉马里翁(那个时代法国的卡尔·萨根)这样的作家以小说的纯粹形式构想了生命在火星和金星上演化的故事[16],这大大激发了读者的想象力。将进化论引入宇宙多样性的讨论中,这给像弗拉马里翁这样的作家提供了一个机会去大胆地设想自然界是如何塑造其他行星上的居民的。由于演化是对一个给定行星上的特定条件所做出的回应,一个物种要发生转换必须符合这些条件。以此推理,弗拉马里翁认为火星上的生命一定与地球上的生命非常相似,因为这两颗行星拥有的自然条件相近[17](他认为如此)。

火星也由此成为后来乐观主义宇宙观的一种公开学说的焦点。在19世纪和20世纪之交,美国的百万富翁帕西瓦尔·罗威尔在亚利桑那(当时还没有成为一个州,而只是一处领地)的弗莱格斯塔弗建造了一个天文台来研究这颗红色行星上的“运河”[18]。罗威尔确信火星上有居民。他通过出版图书和发表演讲,在他生命的最后几年时间里致力于说服他人相信他的观点。他的努力并没有白费,大部分公众开始想当然地认为火星上拥有生命。

不过在19世纪后半期,无论是科学界还是非科学界,有关外星文明的悲观论调卷土重来。1853年,威廉·休厄尔(一位英国科学家兼哲学家,同时还是一位国教牧师)在他的《宇宙的多样性》一书中对乐观派进行了尖锐的批判。其他作家表达的只是单纯的幻想,而他则直面那个时代天文学的现状。休厄尔写道:“没有一颗行星被发现,也没有任何迹象表明存在着一颗围绕着恒星旋转的行星。”[19]休厄尔也强烈地反对用地球的历史去推演其他星球上生命的演化过程,“这种认为在由物质形态演化到有意识的生命形态的过程中存在着一种普遍的法则或规律的观点是极其危险且没有证据支持的”[20]

另一个持悲观观点的人是阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士,他和达尔文一起被认为是进化论的提出者。在1904年出版的《论宇宙中人类的地位》一书中,华莱士凭着他对生物学的深刻认识,对其他星球是否存在生命这一问题展开研究。以液态水的可得性作为判定标准,华莱士断定地球是太阳系中唯一适合居住的星球。他还进一步宣称在整个银河系中都鲜有像地球这样的能够孕育智慧生命的行星[21]

到20世纪初,对于外星上是否存在生命这一问题出现了一种更加坚定的悲观论调,所有那些有关外星文明的科学观点都被推翻了。这种新的悲观论调开始关注行星的产生,并建立了一个被称为“碰撞理论”的模型来描述行星的形成。在20世纪初,天文学家的理论研究认为,只有当两颗恒星在运行中彼此靠近到相当近的距离时,才会产生行星。当恒星彼此穿越进行近距离的接触时,引力就会将恒星上的一部分气体拉到太空中,这部分气体便会停留在太空中,汇聚成围绕其中一颗恒星旋转的轨道。随后,这些被带出的气体逐渐冷却凝聚,便成为一颗行星。当时天文学家中的领军人物詹姆斯·金斯很快就证明这种近距离的恒星接触极其罕见。因为金斯的原因,到20世纪中期,很多天文学家都相信宇宙中行星的数量并不多,而且它们在宇宙中彼此相隔的距离非常远[22]。这意味着宇宙中的生命也非常罕见。

因此,在1950年的这一天,当费米和他的同事坐下来享用午餐的时候,德·丰特奈尔和弗拉马里翁的那经不起推敲的乐观主义观点就逐渐丧失了市场。很多科学家认为行星的数量非常稀少。即便不是如此,来自阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士等人的生物学观点也会将行星上的生命归结为小概率事件。对于那些想要认真地在其他行星上寻找生命的人来说,更令人灰心的事情便是罗威尔对火星上运河的观察也沦为了科学家眼中的一个笑话[23]。到20世纪50年代初,宇宙中是否存在生命,特别是智慧生命依然是只有少数几个科学家才会去认真思考的谜题。

但是科学并不是凭空产生的,它是人类从事的一种实践活动,科学所建构起来的叙事和其他文化所建构的故事一起演变,共同建构着人类文化。不过,由于理性的滥用,这个我们自己能够讲述的宇宙生命故事将要发生改变。

火箭、炸弹和人造卫星

当费米在1950年提出他的那个著名问题时,美国正在为苏联已经成功地完成了核弹试验的新闻而倍感焦虑。在那个时代,美国的核弹试验已进行了数百次。到了1960年,全球的核弹储备量已经超过22000枚[24]。更重要的是,早期的核弹主要采用核裂变方式——像铀这样的重原子发生裂变。在广岛和长崎投放的核弹已经向人类展示了这些原子武器能够在瞬间几乎将整座城市夷为平地。而到1960年,美国和苏联所部署的核武器已经采用热核聚变的方式。这些核弹的工作原理是通过氢(一种最简单的元素)原子间的碰撞,产生一种质量更大的原子核,这些原子核又继续碰撞不断释放出能量,其反应类似于太阳这样的恒星释放能量的过程。新的氢弹拥有可怕的威力[25],一枚中型氢弹能够摧毁整个纽约大都会。最大的氢弹能够将地球大气层的一部分吹到外太空中去。

研制更有杀伤力的核武器是20世纪50年代美苏核竞赛的基调。但是在这10年间,核弹又激发出了另外一种形式的竞赛,让我们对遥远的外星生命重新展开了想象。

对于核武器制造者来说,假如他们将核弹投放到目的地的速度无法超过敌人,那么即便制造出更有威力的核弹也没有太大的意义。因此,在冷战思维的主导下,研究的目标就不可避免地从喷气式轰炸机技术转向火箭助推导弹技术。

在第二次世界大战的最后几年,德国的V-2导弹已经让英国人心惊胆战,同时它也向世人展示了远程火箭的威力。战后,美国和苏联将俘虏的德国导弹专家哄抢一空,这两个国家都主推一种能够穿越整个大陆的导弹——洲际弹道导弹。苏联后来的实践证明他们在这方面的发展更迅速。1957年8月21日,苏联的一枚R-7火箭飞行了6000千米后,在海拔16千米的高空爆炸[26]

两个月之后,当人们惊奇地发现天空中竟然悬挂着两个月亮的时候,这种火箭的威力才真正为人们所了解。1957年10月4日,另一枚R-7火箭将重达83.5千克的人造卫星送到地球大气层上空,并进入了卫星轨道。这是从地球上发射的第一颗人造卫星。这颗人造卫星运行在地球上空,以非常精确的频率发射无线电波,只要你使用相应的仪器就能接收到它的信号[27]。当时,全世界都在倾听这个电波。为此,苏联的政治家得意了一阵儿,而美国则陷入了恐慌。显然,人类长期以来的禁忌被打破了,人类的太空时代由此开启。

当时,要与在大气层中以超高音速飞行的火箭或者围绕地球运行的人造卫星进行通信只有一种方式,且这样的远程通信需要运用非常复杂的无线电技术。而20世纪50年代那些军事上的重点技术恰好为我们首次对外星智慧生物进行科学探索提供了条件。

直到20世纪50年代,用于天文观察的望远镜都是用玻璃镜头建造的。这意味着我们只能通过可见光(我们的视觉所能接收的光线)来研究天文现象,然而可见光不过是具有一定波长范围的电磁波而已。

在19世纪中期,物理学家发现电磁波有一个完整的频谱。这些电磁波的波长范围非常宽,从非常短的、原子般大小的X射线和γ射线一直到如房屋般大小的无线电波都有。天体通过电磁波的绝大部分波段向外释放能量。

在演化中,人类的视觉只能看见光谱中的可见光波段,而这个波段的太阳光几乎可以穿透大气层,这并不是一种巧合。不过,太阳也会发出X射线、紫外线和“无线电波”。

在第二次世界大战期间无线电技术迅猛发展的推动下,20世纪50年代的天文学家运用可见光波段之外的电磁波,打开了一个崭新的观测夜空的窗口。运用无线电波,研究者发现他们能够绘制出整个星系,或者捕捉到古老的恒星死亡时所发射出的回声,而凭借可见光是不可能做到这一点的。

被称为射电天文学的研究成果是在20世纪50年代取得的最激动人心的科研成果之一。假如你年轻、有天赋,而且富有科学探索精神,那么射电天文学便是最适合你的领域。20世纪50年代末,一位初露锋芒的天文学家弗兰克·德雷克便是这样确定了自己研究的领域,他开始在弗吉尼亚西部的荒野中搜寻外星文明所发出的信号。

聆听天空的声音

弗兰克·德雷克一直是一个极富想象力的人。这名后来对有关外星文明的大部分现代科学研究起到奠基作用的科学家于1930年出生在芝加哥南部地区,当时正逢大萧条刚刚开始。他的父亲,一个在市区工作的化学工程师,经常给他带回一些小器具。他后来用这些东西组建了一个地下“实验室”。年轻的德雷克大部分时间待在那个地下室里,鼓捣着发动机、无线电器件和化学仪器。唯一能将德雷克的注意力从他的那些无线电器件中挪开的是市里的科学与工业博物馆,他经常骑自行车去那里参观。在那里,他和他的朋友看到了全套的原子模型。我们的视觉所不能看到的真实世界正是由这些原子构成的。“有些展品实在太不可思议了,简直让人佩服得五体投地。”德雷克后来写道[28]

当德雷克到了8岁的时候,父亲告诉他宇宙中还存在着像地球这样的其他星球,他的脑海中立刻闪现出其他星球和生命的景象,从此这一念头就从未从他的脑海中消失。另外,奥兹系列故事也是少年德雷克的最爱。当他还是个孩子的时候,他就拥有这个系列中很多本与外星球有关的书。作者莱曼·弗兰克·鲍姆在完成了第一本书——《绿野仙踪》(原名《奥兹的奇特男巫》)之后陆续写了13本,其中大部分以奥兹玛公主——奥兹国的统治者——为主人公[29]

长大后的德雷克身材高挑,英俊潇洒,对科学有浓厚的兴趣。他进入了康奈尔大学,并获得了人才储备培训计划奖学金。在本科阶段开始时,德雷克对天文学并没有太大的热情,不过他很快就发现自己对该领域特别感兴趣。在天文学概论课程的整个学习过程中,父亲在他孩童时期所说的那句话(宇宙中还存在着其他适合居住的星球)一直萦绕在他的心头。但他还不敢把这个问题讲给他的教授听,害怕这显得有点傻气。德雷克在一个很偶然的机会里结识了当时世界上最著名天体物理学家之一的奥托·斯特鲁维,这才打消了这个顾虑。

斯特鲁维是一个身材魁梧、令人望而生畏的人,他是恒星研究领域的领军人物。1951年,他受邀为康奈尔大学的一个社团做报告,德雷克是听众之一。这次报告的主题主要集中在介绍当时已知的星际间的星云是如何形成恒星的。就在报告快要结束的时候,斯特鲁维将话题转向了宇宙中的生命。他宣称,有大量的证据表明在银河系中至少有一半的恒星拥有自己的行星体系,原来有关宇宙形成的坍缩论已经失去了市场。斯特鲁维提到那些星球上没有生命存在的原因还无法解释[30]。听到这里,弗兰克·德雷克的眼睛一亮,原来还有一些比他更年长、更有地位的人也在思考这个从他还是个男孩的时候起就萦绕在他心中的问题。

1958年,德雷克驾驶着一辆破旧的白色福特汽车,装载着所有的家当穿过弗吉尼亚西部郊外的丛林,此时斯特鲁维给他的启迪依然停留在他的脑海中。他正前往刚刚建立的国家射电天文观测站绿岸基地,他成了正在组建中的观测站的研究人员之一。

按照德雷克的话来讲,当时绿岸基地得到了大量基金的支持,让他们几乎可以不受任何限制地建造世界上最先进的观测站[31]。这个基地坐落在幽静翠绿的山谷之中,避开了无线电波(以及外界)的干扰,成为美国射电天文学研究的新场所。

德雷克到绿岸基地以后不久,直径达25米的无线电金属接收天线便安装完毕。绿岸基地的天文学家计划利用这架新式望远镜来开展所有的研究,从银河系的旋涡状结构到隐匿的银心[32]。德雷克将参加其中的大部分研究。不过在德雷克的心中,那颗想象中的适合居住的星球从未离去。很快,他就开始考虑利用这个庞大的无线电“耳朵”来寻找它们。

“假如外星人按照地球上最强的信号标准发射无线电信号,我能计算出这架直径为25米的望远镜能够检测到的最远距离是多少。”德雷克后来写道[33]。最后的计算结果是大概10光年,或者100万亿千米[34]。由于他认为只有像太阳这样的恒星才有机会孕育出像地球这样的行星,接下来他要做的就是先列出一张恒星清单。幸运的是,在10光年的范围内至少还有几颗类似太阳的恒星。这时,德雷克意识到他已经触摸到了启动一项真正的科学研究项目的开关。

在进行了初步运算之后,德雷克需要得到观测站其他同事的支持,接受这个貌似有点疯狂的寻找外星文明的想法。住在绿岸基地的科学家经常聚集在几千米之外的一个路边餐厅吃饭。为了能够使用望远镜去寻找来自外星球的智慧生命的信号,在某个冬日吃完午餐后,德雷克开始了他的游说工作。

“那时国家射电天文观测站的站长是罗伊德·伯克纳,他有点像科学界的赌客,全力支持这个项目。因此,就在最后一块肥嫩的法国牛排就着最后一滴可乐被咽下肚去的时候,奥兹玛项目诞生了。”

怀着对童年时期梦想的真挚热情,德雷克用翡翠城公主的名字来命名这个研究项目。在得到了观测站领导层的支持后,研究团队开始着手建造奥兹玛项目运行所需要的设备。到1960年春天,放大器、过滤器和其他无线电工程设备都已准备就绪[35]

1960年的4月到7月,德雷克每天工作6小时,将望远镜对准两颗目标恒星中的一颗。第一个观测目标是鲸鱼座T星,另外一个是波江座的天苑四[36]

他后来在回忆录中写道:“每天清晨,当我爬到望远镜中心去的时候,都要与严寒做一番斗争……不过,在那一刻,就在我们搜索的第一天,当我们刚将望远镜对准波江座天苑四的时候,望远镜突然接收到了一个强烈的脉冲信号,发出嘀嘀的声音。”[37]

这个嘀嘀声让人激动得心脏都快要跳出来了,可是后来大家发现这只是一个故障信号,并被证明是人为的。实际上,这几乎是唯一一次让德雷克认为他们探测到了另一个文明。虽然奥兹玛项目从未捕获到任何来自外星的信号,不过它确实获得了其他一些非常重要的信息:对外星世界的想象[38]。就在费米在小范围内提出他的疑问10年后,一些科学研究团队已经开始认真地对待有关外星文明的问题。

当德雷克在绿岸基地对他的研究细节进行推敲的时候,朱塞佩·科可尼和菲利普·莫里森这两位物理学家发表了研究论文《寻求星际交流》。这篇论文发表在1959年的《自然》杂志上,这是科学界最权威的杂志之一。这两位物理学家认为寻找来自遥远的外星文明的信号的最佳方式是采用射电天文技术。宇宙尘埃会阻挡可见光,因此在我们的眼中银河系看起来就像布满了斑点。但是无线电波能够不受阻挡地穿过银河系中的尘埃,因此,在无线电波的照射下,银河系变得透明了,能够让天文学家从星系的这一头“看见”那一头。这意味着与发射可见光信号的文明相比,发射无线电波的文明能够在更远的距离被看见[39]

德雷克也得出了同样的结论。科可尼和莫里森的论文的发表表明其他人的想法和他的不谋而合,但是这一进展让绿岸基地的新站长略感担心,此人不是别人,正是激发德雷克研究兴趣的奥托·斯特鲁维。直到那时,德雷克对自己的研究一直保持缄默。但斯特鲁维担心会被别人抢占先机,所以在短短的几个星期之后,他利用受邀在麻省理工学院演讲的机会,将奥兹玛项目公布于众[40]

德雷克很快就开始接待源源不断的来访者,获奖的记者、神学家和商界的领军人物都长途跋涉来到绿岸基地。奥兹玛项目与科可尼和莫里森的论文一起成为我们对外星文明展开科学研究的转折点。到了1960年,人类一方面在濒临自我毁灭的危机面前踟蹰不前,另一方面又将视野投向了广袤的太空,寻找一种新的可能性。这两种技术的发展正在重新塑造人类的政治和文化,让人们对浩瀚的苍穹充满了遐思,激励了人类开始真正对寻找外星文明进行科学探索。

奥兹玛项目最终能够让我们利用特定而恰当的科学工具对一个有关外星文明的特别之问开展实质性的研究。一旦这个至关重要的门槛被跨越过去,那么有关外星文明的话题将会第一次从纯粹的科幻王国中走出来。一年之后,一个来自华盛顿特区的决定性电话让年轻的弗兰克·德雷克更加清楚地意识到了这项研究的重要性。

绿岸会议

J.彼得·佩尔曼是美国国家科学院驻英国的一名办事员。1961年夏天,他打电话给德雷克,向他发出一个了不起的邀约。佩尔曼是空间科学学院董事会的成员之一,他想让德雷克主持一次讨论“星际通信”可能性的会议。德雷克在奥兹玛项目结束后的几年时间里都很紧张不安,担心他的哪个同事在背后嘲笑他。于是,他立即同意负责召集这次会议[41]

接下来就是商讨参会者的名单,德雷克很高兴地从佩尔曼那里得知不仅其他一些科学家也在从事外星文明研究,而且两个由政府发起成立的委员会已经着手研究这一问题。他们很快就一起拟定了一个包括10位科学家的名单,准备邀请他们出席这次会议。

在《自然》杂志上发表论文的科可尼和莫里森自然被排在邀请名单之首。德雷克推荐了达纳·阿奇利。他是一名无线电工程师,曾向奥兹玛项目捐赠了一个关键性的设备零件。惠普公司的“研发大咖”巴尼·奥利弗在奥兹玛项目期间曾经拜访过德雷克,他也在受邀名单之中。作为天文学的领军人物和绿岸基地的站长,奥托·斯特鲁维担任会议的主席,斯特鲁维又邀请他之前的学生黄授书加入会议小组。鉴于他们在化学领域的研究经历,他们又推荐了加州大学伯克利分校的科学家梅尔文·卡尔文,他发现了光合作用的化学反应过程,植物通过光合作用将太阳光转化为食物。当时还有风声说卡尔文将获得下一届诺贝尔化学奖提名。

拟定好名单以后,德雷克开玩笑道:“我们已经有了天体物理学家、天文学家、电子设备发明家和外星生物学家,现在我们只需要一个曾经和外星生物真正打过交道的人就可以了。”[42]佩尔曼操着一口纯正的牛津口音毫不迟疑地告诉德雷克,他正好有这样的一个人选——约翰·C.立利。他是一位生物学家,在海豚研究方面颇有名气。立利宣称他的研究显示海豚具有和人类一样的智商,他还相信海豚拥有一套非常复杂的语言系统,并且他还能够解读出来。德雷克同意立利也应该在受邀之列。

此外,还有一位佩尔曼和德雷克都想要邀请的科学家,他比受邀者名单中的其他人都年轻。和德雷克一样,他也是一位将要开辟天体生物学未来的人物。1961年夏天时,卡尔·萨根是一位刚刚进入加州大学伯克利分校担任助理研究员的博士。在伯克利分校,他曾经和卡尔文一起工作过,设计了研究生命形成机制的实验。尽管只有27岁,他却已经名声在外了[43]

会议定在1961年10月31日召开,邀请函已经发出。德雷克和佩尔曼很快就高兴地发现几乎所有人都接受了邀请,只有科可尼回绝了(此后他再也没有从事过天体生物学方面的研究)。不过随着会议的临近,还出现了一个小问题。会议小组已经得知卡尔文将要获得诺贝尔化学奖,这个消息将在绿岸会议召开的那三天时间里宣布。卡尔文倒是愿意在绿岸基地收到来自瑞典的通知,佩尔曼和德雷克知道有必要开瓶香槟庆祝一下。然而,当时要想找到这种冒着泡泡的东西是一个不小的难题。

“弄到香槟在一半是沙漠的西弗吉尼亚州绝非易事,”德雷克后来回忆道,“西弗吉尼亚州给每个县配置了一家销售酒精饮料的国营商店,离观测基地最近的一家在一个叫作卡斯的乡村小镇上,大概有16千米的距离。观测基地当时配有一名司机,他是西弗吉尼亚人,虽然有一个非常普通的法国人的姓氏,但取了一个非常不合时宜的名字——Bererage(意为‘饮料’)。我考虑过让他去买香槟,但是这听起来有点滑稽。后来,我还是自己在周末开车去了一趟卡斯。”[44]

德雷克买了一箱香槟,然后回到了绿岸基地。

完成了所有的邀请工作,并悄悄地备好了香槟,现在德雷克只剩下制定会议议程这件事了。“我坐了下来,思考着要想发现宇宙中的生命,我们需要知道些什么。”[45]

德雷克本来只想理出一个基本思路来组织讨论,但是他的这个思路后来所产生的影响则远远地超出了绿岸会议的范畴,尽管那时德雷克还不知道他的想法将为整个天体生物学的未来确立一条基本准则。

由于会议的目的是探讨与外星文明建立通信的可能性,德雷克明白首先要搞清楚的一个问题是到底有多少个外星文明可以进行沟通。把它翻译成一个简单而明确的问题就是:在银河系中到底有多少个能够发射无线电信号且被地球接收到的外星文明?

银河系中大概有4000亿颗恒星[46]。假如外星文明的数量(假设为N)非常少,那么搜寻外星文明成功的概率则会非常低,此外还有其他可能性,比如恒星数量太多而找不过来,或者宜居的星球太少而难以发现。假如N值很大(或许为数十亿),那么在一个外星文明冒出来之前,天文学家并不需要搜寻太多的恒星。

于是,德雷克想要找到一个能够估算出N值的方法。为此,他将该问题分成7个部分,每个部分都代表了一个在会议中可以让科学家进行详细讨论的子问题。最重要的是,在求解银河系外星文明数量N值的计算公式中,每个部分都代表其中一个因子。

下面就让我们逐一了解德雷克公式的这7个部分和他的外星文明之问。

1.恒星的出生率

根据我们在地球上的经验推断,生命是在行星上出现的。那么,生命能否在行星之外的其他地方(比如星云,天文学家弗雷德·霍伊尔在他的那本著名的科幻小说《乌云》中曾提及)[47]形成呢?我们很容易提出这样的问题。假如生命的形成机制确如我们所知的那样,那么满足生物演化的条件就包括固态的星球表面、液态水以及其他一些化学物质。我们一旦把焦点锁定在行星上,那么也就将搜寻的重点指向了恒星。如果我们想要知道银河系中到底有多少颗能够孕育出外星文明的行星,那么首先就要知道银河系中到底有多少颗行星。这又意味着我们还要先知道那里有多少颗恒星。因此,德雷克公式先从每年银河系所诞生的恒星数量开始,天文学家用符号N* 来代表它。

2.拥有行星的恒星的比例

一旦知道了每年形成的恒星的数量,我们接下来就可以了解在恒星周围形成行星的概率是多大。行星的产生到底是小概率事件还是普遍现象呢?我们只要稍微回顾一下历史就会发现这是一个非常古老的问题。不过,到20世纪中期,关于行星形成的问题再一次引发了天文学界的热烈讨论。

德雷克用比例来表达这个问题。他的这个问题就是,有多大比例的恒星周围能够拥有行星呢?他用符号fp来表示这个数值。

3.适居区(也称“金发少女区”)中行星的数量

每一颗恒星周围是否只能拥有一颗能够孕育生命的行星呢?显然仅仅这样提问是不够的。行星围绕着恒星旋转的轨道也是我们考虑有关生命、智慧和文明的产生这类问题时的一个关键因素。假如一颗行星距离恒星太近,那么它表面的温度就会太高,有生命体也会被烘干成原子形态。假如情况正好相反,即行星的轨道太大,它的表面则将处于永久性的冰冻状态,而且几乎处在一片黑暗之中。

在绿岸会议召开期间,奥托·斯特鲁维教过的学生黄授书刚刚完成对恒星与环绕在它周围的适居区轨道关系的研究。黄授书把这个区域界定为行星表面能够发现液态水的轨道带[48]。液态水被认为是生命孕育和繁衍过程中非常关键的一个因素。在黄授书所界定的适居区内圈轨道的边界,行星的温度正好低到能够让表面的水不沸腾;在外圈轨道的边界上,温度则高到足以不会让行星表面的水结冰。

德雷克和绿岸会议上的同人都想知道在适居区(指的是那些拥有行星的恒星周围)里有多少颗行星。换言之,那些表面既不太热又不太冷的行星又会有多少颗。于是,德雷克公式中的第三个可变因子就是恒星适居区中行星的平均比例,这个参数用符号np表示。

4.孕有生命的行星的比例

德雷克公式的前三项都只涉及单纯的物理和天文学问题,而第四项则将化学和生物学研究引入到讨论中来。假定一个恒星系统中的行星恰好处在能让其表面的水保持液态的轨道上,那么在这样的一颗行星上能够产生最简单的生命体的概率又是多少呢?德雷克用符号fl来表示这个因子。

值得注意的是,有关fl的讨论主要围绕着在由非生命物质进入自我复制状态这一过程中所发生的化学反应展开。从无机到有机的转变被认为是“自发”的。20世纪50年代早期,哈罗德·米勒在芝加哥大学所做的实验已经充分地证明,在一颗宜居的行星上生命自发形成并不是一件困难的事情[49]

5.能演化出智慧生命的行星的比例

第五个因子将我们从有关生命起源的生物化学领域转入生命演化的动态过程。在一颗已经诞生了有机生命的星球上,这些生命有机体能够继续演化为智慧生命的概率又是多少呢?德雷克用fi表示能够演化出智慧生命的行星的比例。

6.行星上能够发展出高技术文明的概率

第六个因子又将我们从生物演化理论转至社会学研究领域。假定一颗行星上已经演化出了拥有智慧的生命体,那么它能够发展出发达的技术文明的概率又是多大呢?这个因子用fc表示,这个符号代表行星上能够产生高技术文明的概率。

基于现实性的考虑,德雷克把“高技术文明”界定为能够发送无线电信号的文明[50]。所以,按照德雷克的观点,虽然罗马文明无疑是一种文明,但是它不能算作一种高技术文明。

7.高技术文明的平均寿命

德雷克公式中的最后一个因子给人的印象最为深刻:像我们人类社会这样的文明能够持续多久呢?在地球灰飞烟灭之前,我们还能期待人类文明存在几个世纪?摆在我们前方的还有几个千禧年?假如产生技术文明的概率足够大,我们就可以确定一个平均数,那么它们的平均寿命会是多少呢?

最后一个因子(用L表示)表示高技术文明的平均寿命在行星生命周期中所占的比例。德雷克要求参会的其他人在更深的层次上对外星文明进行社会学思考。当时有些讨论集中在对资源的过度消耗上,不过鉴于在1961年人类对于核战争的恐惧,德雷克把最后一个可变因子的讨论焦点放在了侵略性上[51]。是否大多数文明都像我们人类这样好战和侵略成性呢?在演化的过程中,他们会变得更加热爱和平吗?这些文明平均存活了多久而没有自我毁灭?

完整的德雷克公式

德雷克为绿岸会议议程选择了以上这7个问题,基本上每一个问题都会有海量的答案,每一个问题的背后又布满了谜团,令人着迷。每一个问题都是我们通向人类宇宙唯一性这一原初问题的答案的一个步骤或台阶。

在此,我们更加明确地指出,德雷克的首要问题是除了我们自身之外,银河系中还有多少能够发送无线电波的高技术文明?根据德雷克公式,就是N值会是多少呢?

把所有的子问题都罗列出来后,德雷克最终将它们整合成下面的公式。

德雷克公式的文字表述是:能够让我们接收到无线电信号的外星文明的数量(N)等于每年恒星形成的数量(N*)乘以其拥有行星的比例(fp)、行星适合产生生命的概率(np)、行星上实际孕育出生命的概率(fl)、能演化出智慧生命的行星的比例(fi)、智慧生命发展出高技术文明的概率(fc)和这些文明的平均寿命占行星生命周期的比例(L)。

从这里你就能明白为什么科学家这么喜欢公式了。相比于用文字或语言表达需要花费一番口舌才能表述出来的想法,用公式只需要短短的一行符号就可以表达得非常清晰。

1961年11月1日的早晨,绿岸会议的全体参会人员聚集在会议桌前。德雷克站着将这个新公式写在了黑板上,潦草的粉笔字看起来就像一行日本俳句,可就是这个公式为科学家们提供了进行外星文明研究的一个指南、一个框架和一条基本原则,而它所要表达的还远不止于此。

在谷歌学术的搜索引擎上搜索“德雷克公式”,就会显示出上千条的论文信息。在亚马逊网站上进行类似的搜索,显示的结果则是五花八门,从学术类图书到科幻小说、T恤,甚至还有一个镌刻着这个公式的铝合金戒指。自从德雷克公式公之于众之后,它就频繁地出现在科学会议、杂志文章和其他各类文献当中。

“我到今天都觉得非常不可思议,”德雷克后来写道,“这个公式出现在大部分天文学教材中的显眼位置,而且它还会被大大的提示框圈住。”德雷克略带幽默地补充道:“我总是很惊讶地发现,虽然它已经被人们当作了科学典范之一,但没有人对我本人进行深入的调查和研究。不过就像现在大家所看到的,我们可以用一个公式表达出一个伟大的想法……即便是初学者也能够被它吸引。”[52]

要想了解德雷克公式的重要性所在,你必须将它与其他公式区别开来,它并不是一条物理定律。爱因斯坦著名的相对论公式E = mc2 表达的是有关宇宙运动的基本定律,而这个公式阐释的是我们对自然界自身运行方式的一种理解。另外,德雷克公式表达的是我们对自然界的未知部分的描述。太空中到底存在多少外星文明?这个公式告诉我们,为了得到这个特定问题的答案,我们还需要知道些什么。

在德雷克之前,对外星文明的科学探讨还处在发散性阶段。在科学杂志、图书和热点文章上出现的都是一些零零碎碎的想法,既没有建立一个足以开展相关性研究的基本框架,也没有任何理论性和实践性的研究。通过把这个问题拆分为7个子问题,德雷克勾勒出了一条思考这个问题的有效路径,也提供给科学家一些能够开展研究的依据,让他们得以开展具体的研究。

对于公式中的每一项,人们都能够运用现有的手段和方法进行独立的研究。天文学家可以研究前3项,生物学家能够思考接下来的第四项和第五项,社会学家和人类学家则可以探讨最后的两项。当然,大部分工作还只是猜想,但至少这些猜想有了一个焦点并具备了一定的科学性基础。

看来只要假以时日和具备足够的耐心,我们就能在各个领域里取得相应的进展。对化学反应的研究使得生物化学已经进入生物基因层面。对地球上生命演化过程的研究揭示了导致智慧产生的认知模式是如何出现的。当然,或许有些参数项(如文明的平均寿命)永远都不会为人所知,但像拥有行星的恒星的比例这样的参数当时在绿岸会议上被认为是手到擒来的。此外,即便是离我们最近的恒星也有4.22光年之远,好在太阳系的行星们相对近一些。假如我们能够在火星或者太阳系的任何一个其他地方发现一丁点生命(最简单的生命形式)的迹象,这都会给研究第一个生物学方面的因子提供非常有建设性的信息。

德雷克公式给天体生物学带来的是一种重新思考这个领域的方式。在这个过程中,它改变了我们对生命、文明乃至我们自身的理解。

德雷克公式也使绿岸会议取得了圆满成功。从恒星的出生率开始,一直到高技术文明的平均寿命,9位参会人员分别对这几个不同的参数进行了颇有见识的估算。历史将证明他们的确是一群满怀乐观期待的人,他们给出的公式中所有概率估算的数值都非常接近1。不过,耐人寻味的是,对于德雷克公式的最后一项(高技术文明的平均寿命),大家都持悲观态度。

一个文明以自我毁灭的方式来结束自身演化进程的能力让与会者们非常纠结,在我们思考如何搜寻外星智慧生命的过程中,它很可能成为一个很大的瓶颈。正如德雷克后来所写的,绿岸会议的与会者们相信“文明的寿命既可能非常短(不超过1000年),也可能非常长(上亿年)”[53]

最后,与会者们都同意最后一个因子才是最重要的。现在银河系需要再次成为流行话题。我们的文明和其他文明之间存在着时间上的重叠,这意味着宇宙中有等待我们接收的信号。这也意味着其他文明需要维持几百万年的时间,而这个时间对于绿岸会议的与会者来说只不过是须臾之间。

就在会议即将结束的时候,德雷克和他的同事开启了一瓶早已准备好的香槟(诺贝尔奖委员会在会议第一天的半夜就给卡尔文打来了电话)。在大家高高地举起酒杯的时候,奥托·斯特鲁维说了一句祝酒词:“向L致敬,祝愿它将是一个非常大的数。”[54]

气候变化

1965年,就在斯特鲁维发表祝酒词3年多后,林登·约翰逊总统站在人类自身的角度更加明确地提及了有关文明寿命的命题。在一次出席国会的联席会议时,他说道:“这一代已经通过……在全球范围内改变了大气层的构成,燃烧石油让二氧化碳含量持续稳定上升。”[55]

针对著名气候科学家查尔斯·基林、罗杰·雷维尔及其他人所发布的有关二氧化碳危害的报告,约翰逊当着大伙的面做了简短的通报。约翰逊不仅意识到了这个问题,而且他非常重视这个问题,甚至不惜在国会上提及。很多否认气候变化的人宣称所谓全球变暖不过是近几年来兴起的一个骗局,约翰逊在演讲中所说的那句简短的话则让这种说法不攻自破。确实,科学地研究人类行为对地球所产生的影响这一做法可以追溯到一个多世纪之前。正如约翰逊在演讲中所表明的,在50年前,我们对此问题的认识已经足以引起政治及政策层面最高级别的关注。

不过,虽然这些在各自的领域中都是佼佼者的科学家最早注意到了由人类引发的气候变化,但这和整个人类文明形态的更替是两码事。某位总统的一次演讲并不能马上让人联想到这将会是一个有关人类自身及其在地球上地位的最有影响力的判定。这还有待时间和事件本身的演化去检验。就拿工业革命来说,世界上第一家工厂的创建并不能马上宣告工业革命的到来。只有当人们开始成群结队地从农村迁往城市,并在那里开始一种全新的日常生活时,我们才开始认为人类已经进入了工业时代;也只有到了这个时候,我们才为自己建构了一种全新的叙事版本,这种版本的文明形态让钢筋水泥、塑料和石油占据了我们这颗星球。

因此,我们也才刚刚跨进人类世的门槛。自约翰逊发表演讲至今,我们逐渐熟悉了冰川融化、热浪滚滚以及城市被洪水淹没这样的景象。气候已经发生变化,世界将会变成怎样?对于这些现象,我们才刚刚开始经历。1965年,当约翰逊在国会上发表演讲的时候,人们对于这种宏大叙事还是非常陌生的。

约翰逊那天演讲预定的主题是环境保护。这离生物学家瑞秋·卡尔森在《寂静的春天》中就杀虫剂对环境的影响发出警告才过去了几年时间,而让禁止在大气层中进行核弹试验的法案生效则用了更短的时间。在20世纪50年代,冷战让人们对毁灭性打击充满担忧,而到了20世纪60年代中期,一些人开始意识到在当下这个文明形态下,即便日常的实践活动都有可能给这颗星球造成影响。

不过,全球范围的可持续发展是人类想要告诉自己的一个全然不同的故事版本,它需要一个更深刻、更富有想象力的头脑来创造。就在约翰逊发表演讲的时候,有关未来气候危机的命题才刚刚被一些科学家添加上去。就站在行星的角度来认识地球而言,他们才踏出了第一步。这些研究者首次认识到,我们需要从整体上来认识地球,要把它看作一个独一无二的、各部分紧密联系的系统,就像一台巨大无比的机器。

富有讽刺意味的是,这种因新视角产生的迫切需求却是出自战争的目的,历史似乎往往如此。随着远程导弹和洲际导弹的出现,冷战分子忙着站在大气层的高度去想象地球。他们非常关心气候条件对战争的影响,这是他们鼓动政府投入资金开展气候研究的部分原因。在格陵兰的冰川之下,美国政府建造了一个核动力实验室,专门研究1000年以来气候类型的变化。装满设备的船只在大洋之间穿梭,研究驱动深海洋流的动力。最重要的是,正是同一个挑起核战争危机的洲际弹道导弹系统将科学考察卫星送入轨道。这些卫星将俯瞰大地,研究这颗星球。

还有一些不惜成本的行动在全球范围内得到了广泛的开展。这些行动有助于我们建构出一种关于这个文明形态及其对星球的影响力的全新认识。

1960年,刚刚成立的美国国家航空航天局成功地发射了第一颗气象卫星——“泰罗斯”。1962年时,“泰罗斯”开始不间断地将地球的气象信息传送回来[56]。在“泰罗斯”的注视下,突如其来的飓风肆虐人类的事件将大幅减少。这是人们第一次把地球当作一个悬挂在太空中的球状星体来看待。

在最早传送回来的影像中,我们看到了“泰罗斯”在大气层之上捕捉到的那条优美的弧线——地平线,那个画面激发了我们对人类共同体的想象。

气象卫星拍摄到的第一张地球图片,摄于1960年(美国国家航空航天局)

到了20世纪60年代中期,各种信息开始汇集到一起。“泰罗斯”传回的图像、约翰逊就二氧化碳所发表的演讲、费米在午餐时的洞见以及德雷克组织的绿岸会议,这些建构我们现代文明拼图的碎片开始慢慢地拼接在一起,每一个碎片都代表我们在当时所迈出的第一步。在浩瀚星空的映照下,我们开始重新审视人类的文明形态。费米和德雷克代表的是科学家的新认知,他们把人类文明形态放置到宇宙中,与那些恒星、行星以及各种可能的存在一起进行考察。同时,由于冷战危机而兴起的气象学研究则唤醒了其他领域的科学家,让他们认识到要在一个更宏大的星系背景下去讲述地球的故事。这个系统为太阳所维系,包括我们人类在内的生命是在这个背景下演化出来的。最后,约翰逊的演讲表明,人类文明给这颗星球所施加的影响正向文化和政治领域渗透。

一个人类故事的全新版本、一个崭新的人类神话正在产生,这个宏大叙事的框架已初见雏形。在这个框架下,人类及其文明不可避免地和整颗行星的演化机制捆绑在一起。当时很少有人能看到这个新的故事版本里涌动着的力量、危害以及希望。它还太年轻,一切都未成形。如果要进一步确立这种新的视野,则需要我们离开地球家园,投身到浩瀚的太空中去,成为宇宙中的旅行者、流浪者。届时太阳系中众多的行星姐妹会向我们述说它们的秘密。在人类的历史长河中,这恐怕是第一次。

相关图书

地球生命的历程(修订版)
地球生命的历程(修订版)
星海求知:天文学的奥秘
星海求知:天文学的奥秘
宇宙通识课 从爱因斯坦到霍金
宇宙通识课 从爱因斯坦到霍金
迎难而上:乔治·穆勒与NASA载人航天计划的管理
迎难而上:乔治·穆勒与NASA载人航天计划的管理
秋之星:写给中国人的星空指南(插图注释版)
秋之星:写给中国人的星空指南(插图注释版)
星汉灿烂:中国天文五千年
星汉灿烂:中国天文五千年

相关文章

相关课程