三汤对话（续）

汤双

老汤：你们读没读过《山海经》？这部先秦时期的著作十分奇特，里面记录了许多山川、河流、奇花异木，更有各种千奇百怪的飞禽走兽，甚至还有鬼、神。今天看来，书中大部分内容应该算是想象虚构，但也不乏一些似有非有的东西，有些还是确有其物。要说这些记载完全是杜撰出来的，似乎也不大通，因为里面的描写实在太过具体了，想象力也有点超乎寻常的丰富。很难想象什么人会花费如此大的精力写出这么一部书，其目的只是为了糊弄人。所以《山海经》就成了一个很难解开的谜。

我：很多年前我倒是看过《山海经》，印象里似乎全是些无稽之谈。后来还曾听说有人认为它里面的某些记载也许和外星人有关。不过我觉得四川三星堆的那些个眼睛突出来的铜面具倒更像是源于外星人。

小汤：好几年前三星堆文物在纽约大都会博物馆展出过，我也觉得有些面具看上去像外星人，起码不像普通的地球人。在欧洲、南美洲等地的一些岩洞里，有些古老的壁画也十分奇特，尤其在意大利发现的一幅一万多年前的洞穴绘画更是让人费解。在印度最近又发现一幅万年前的壁画，上面画的也是疑似外星人的图像。不过所有这些都没有完全脱离“人”形，因此多半还是来自人的想象。其实外星人是什么样我们谁都不知道，甚至究竟是否可能存在外星人也完全是一个未知数。

老汤：远古巫文化里的“降神”也许也可以理解为有神从天而降，这些神会不会是来自外太空的外星人？我认为可能性恐怕也很低。古人把想象中的具有超人力的神说成是来自天上，这大概是由于当时的人认为登天是最难的，而并非是他们真的遇见过从天而降的外星人。另外，从更广泛的意义上讲，生命的形态也并非必须限定于我们存在的这一种。也许某种“东西”就“生活”于我们无法认知的形态之中，在一般情况下，信息是无法在不同形态的“东西”间相互传递的，因而也就不可能交流。当然也不能完全排除在极偶然的机会下发生某种跨接（crossover）的可能性，没准这就是鬼、神之说的由来。这些说法基本上属于不可知的范畴，所以对于它们，我想只好像孔子说的那样“存而不论”了。

小汤：你刚刚说的已经超出了科学所能涵盖的范围。科学上感兴趣的，是和我们具有同样或相近生命形态的地球外生物。近年来，随着大量的太阳系外行星的被发现，人们对是否存在地球外生命这类问题的关注程度也越来越高，应运而生的天体生物学就是对地球外生命进行综合研究的一个新学科。当然，人们最感兴趣的，还是地球外的高智商生物—外星人。我们已经可以确定，在太阳系里，除地球之外的其他行星上是没有高智商生物的。所以寻找外星人的希望只能寄托于外太空。第一步是要找到外太空存在生命的迹象。

我：要想研究外太空生命，首先需要能够观测到外太空的行星（简称为系外行星），因为只有行星才有可能具备产生生命的条件。倒退几十年，观测系外行星几乎是一件不可能的事。这主要有两个原因，一是因为行星本身不会发光。我们能看到太阳系中的一些行星，靠的是它们对阳光的反射。恒星比围绕它运行的行星不知要亮多少倍，因而从远处无法“看见”行星;二是太阳系外的恒星离地球非常遥远，从地球到任何其他恒星的距离都大大超过恒星/行星系统中行星与恒星之间的距离，再加上恒星比行星又大得多，所以很难将行星分辨出来。第一次发现系外行星，是在一九九五年。到目前为止，几乎所有系外行星的发现都是靠间接的方法。一种办法是仔细观察恒星表面亮度的变化。如果有行星围着某颗恒星转，而且其轨道正好处于地球和该恒星之间，当它运行到地球和恒星之间时，恒星发出的光就会被遮住一点点，从而导致亮度的微小变化。不过这种方法受到很多因素的制约，找到行星的机会很有限。最终使这方面的研究向前跃进了一大步的，是发现可以利用多普勒效应来探测系外行星。

小汤：爷爷大概不知道多普勒效应是什么。你说的多普勒效应与中学物理课里讲的声音的多普勒效应该差不多是一回事吧？声音的多普勒效应随处可见，比如有一列鸣着汽笛的火车由远而近从面前驶过，当火车朝向你开来时，汽笛声听起来比较尖利;而当火车远离时，汽笛声听起来则比较低沉。这种现象是由于相对运动会使被听到的声波的频率发生变化。

我：基本上是同一个原理。只不过天文观测中的多普勒效应是基于光波而非声波。对一个观测者来说，相对运动中的物体所发出的光的频率也会发生变化。所以当一颗恒星朝向或背离地球运动时，我们观测到的恒星的光谱是会有微小变化的。如果有行星围绕某恒星运动，恒星受行星的“牵引”会发生一定的位移，从地球上的观测者看来，该恒星就会具有朝向或背离地球的相对运动，这就会导致它的光谱的一点微小变化。通过对这种微小变化的分析，天文学家可以推算出“牵引”恒星的行星的一些性质，比如该行星的质量、与恒星的距离。再利用计算机模拟对所有能掌握的数据进行综合处理，我们就可以对该行星的情况有个大致的了解。

小汤：大概是一年多前吧，我在英国统计学会和美国统计协会共同编的杂志Significance上读过一篇文章，从统计学的角度对近年来发现的系外行星进行了一下分类和汇总。文章写成的时候，观测到的系外行星有将近一千颗（注：这个数字增加很快，早已远远超过一千了），其中绝大部分都比地球大很多，只有两颗和地球差不多大。这些数据表面上似乎显示宇宙中大个儿的行星比小个儿的要多得多，其实完全不是那么回事，这只不过是由于大个儿的行星更容易被发现。用统计学对数据进行解释时必须非常小心，如果不对数据的来龙去脉做认真的分析，有时候会得出大错特错的结论。

我：真正奇怪的是，这些观测到的系外行星中有相当一部分离恒星非常近，而且又大又热。这与我们太阳系的情况几乎正好相反，也与通常的行星形成理论背道而驰。到目前为止，天文学家们还不能就此给出一个令人信服的解释。

老汤：我倒觉得这并不奇怪。宇宙之大，本应包罗万象，存在各式各样的恒星—行星系统不足为奇。如果所有的系统都类似于太阳系，或者都能用同一个理论来解释，那反倒是件怪事了。

我：不管怎么说，人们最感兴趣的系外行星还是类似于地球的、可能存在生命的行星—也就是所谓的可居住行星，这与行星的大小、年龄、密度、成分、大气压力和环绕恒星运动的轨道等等因素密切相关。地球相似指数就是用来衡量一颗行星与地球相似程度的量：0是与地球完全不同，1是与地球完全一样。火星的地球相似指数是0.64。排在前十名的已观测到的系外行星的地球相似指数则处于0.5到0.84之间。以现有的数据为基础，天文学家推算出仅在银河系里就可能有多于一百亿颗类似于地球的行星（注：这里是指与地球大小相似的行星，而非可支持生命的行星）！

小汤：在外太空找到能支持生物生存的行星与找到外太空生物是两码事。即使有合适的环境，出现生物的概率仍然极其微小，更不要说高智商动物或者外星人了。其实我们连地球上的生物是怎样产生的也没有定论。很多年前科学家们就试图用人工的方法来合成生命的基石—氨基酸。因为要想知道生物从何而来，就必须知道DNA和蛋白质是如何产生的，而氨基酸正是构成DNA和蛋白质的基本单元。有一个与此有关的著名故事就发生在我读过书的芝加哥大学。一九五二年，当时还是研究生的斯坦利·米勒和他的老师、诺贝尔化学奖得主哈罗德·尤里一起做了一项模拟早期地球环境的实验，他们以当时地球大气中可能存在的一些物质为原料，成功地合成了氨基酸。不过在很长一段时间里，米勒—尤里实验并没有引起科学界足够的重视。原因是人们认为他们采用的人造闪电的条件只有在实验室里才能实现，自然界里是不可能有的。而且地球早期的大气里二氧化碳和氮气的含量极高，氨基酸即便产生也不能存留下去。所以尽管米勒—尤里实验合成了氨基酸，也不能说明产生生命的氨基酸就是这么来的。戏剧性的事情发生在五十多年之后。曾经是米勒的学生和合作者的杰弗里·巴达在整理米勒遗物的时候，发现一个雪茄盒，里面竟是一些米勒当年合成的氨基酸样本。令人出乎意料的是，在用现代化的仪器对样本进行分析时，发现里面有多达二十二种氨基酸，远远超出米勒所曾公布的种类。这一下重新燃起科学界对米勒—尤里实验的兴趣。人们惊讶地发现米勒还“秘密”进行过一项类似的实验，模拟的是火山口的环境。在火山爆发的时候，经常会伴随着强烈且频繁的闪电及产生大量的水蒸气，高强度的闪电是合成氨基酸的条件，而水蒸气则使氨基酸在高二氧化碳和高氮的环境中仍能存在下去的。突然间，人们认识到火山口也许就是生命的发源地！这当然还需要得到观测上的进一步证实。不过即使将来真的在火山爆发时发现有氨基酸形成，也只能说在自然界中具备可以形成生命的必要条件。这仅仅是解开生命起源之谜的第一步，从氨基酸到蛋白质和DNA才是更关键的一步。可惜用人工的方法从氨基酸合成蛋白质或DNA的实验到目前为止均告失败。另外，由于外太空生物的生命的形态并不一定是像我们这样的碳基生物，所以不管我们在“创造”生命方面的实验最终成功与否，都既不能证实也不能否定外太空生物的存在。

老汤：说到生命的形态，我倒想起一个问题，就是人类在宇宙中的地位是否是独一无二的。从古到今，这一个问题一直争论了几千年。无论从科学的角度还是从哲学的角度，这都是个难有定论的问题。在古代，人们普遍认为地球是宇宙的中心，人类当然是独一无二的。在哥白尼推翻了地心说之后，多数人逐渐倾向于接受哥白尼原则：在宇宙间，地球并不处于中心的优越地位，人类也不具有一个特殊观测者的身份。这似乎已成定论。然而从上个世纪中叶开始又有人不断提出各种“人择原理”来挑战哥白尼原则。这类理论大体的想法是，宇宙之所以是现在这样的宇宙，与它所能支持并产生的观察者的存在密切相关。换句话说，如果宇宙的特质稍有不同，我们这种观察者就根本不会存在;我们既然能在这里观察宇宙，等于已经事先决定了此宇宙只能是现在这样的宇宙。这就意味着，人类作为这个宇宙中存在着的观察者，至少在这个特定的宇宙中是具有特殊地位的。我觉得这一套推理似乎并非全无道理，可能值得认真地探讨和研究。如果这种理论能站得住脚，那么在我们这个宇宙中所能存在的生命形态与地球上的生物就应该不会相差太大吧。另外值得一提的是，“人择原理”似乎与中国传统哲学里一个最重要的概念“天人合一”有些相通之处。《易经》里就认为“天”和“人”具有一种相即不离的内在关系，研究“天道”（其中包括自然规律）不能离开“人道”，研究“人道”也不能离开“天道”。

我：人择原理也得到一些物理学家和生物学家的认同，并且被用来说明、解释某些理论—比如多重宇宙、平行宇宙之类的理论。不过那些相关的理论大都属于玄之又玄的东西。至于我们感兴趣的外星人问题，综合目前所能掌握的各种理论和观测数据，在宇宙中的某处、某时存在某种与人类相似的高智商生物的可能性似乎还是不低的。然而考虑到各种限制因素，比如生物在一颗行星上能存在的时间极限—般大概不能超过恒星可以释放足够能量的时间段、其他恒星与地球间距离之遥远、受技术限制高智商生物究竟能“走”多快及多远等等，从这些限制看来，我们能遇到外星人的机会恐怕是微乎其微了。

附注：这篇对话写成之时，老汤已经去世了。所以他未能有机会见到最后的全文。我仅希望能以此文作为小汤和我对老汤最深切的怀念。