弗里曼·戴森：传奇天才落幕

他把一生都奉献给了那些最有趣的事：用一个“球”去锁定外星人，用核弹驱动航天器，90多岁的时候还和好友霍金启动了人类历史上规模最大的外星生命探索计划……96岁，继霍金之后，这位重量级天才科学家———弗里曼·戴森，走了。但他平生的传奇仍没有讲完。

作为一名理论物理学家和数学家，戴森与那个时代最优秀的人为伍：爱因斯坦、玻尔、哈代、奥本海默、泡利、费曼……《自旋波》一文更是被奉为物理学史上的重量级论文。挚友杨振宁说他，“解决数学问题的绝妙能力在20世纪无人能及”，科学趣味纯正得可怕。但这些并不是戴森生命的全部，正如他的讣告中所说，“（他）曾提出过许多革命性的科学见解……在众多领域均有贡献”，以至于“没有他的才华，世界将暗淡些许”。

外星人在球里？

在成人世界中，有个“无聊”到难上台面的问题，但基本上每个小孩子都会好奇：真的有外星人吗？也许只有戴森，才会认真地用一篇顶级科技期刊论文的篇幅来回答：当然有！不过他们很厉害，我给你个法子，去找找看。

1959年，戴森在《科学》上发表了一篇题为《人工恒星红外辐射源的搜寻》的论文，提出了著名的思维实验———“戴森球”。戴森在论文里说，只要在宇宙中找到了一个大到能包住太阳的金属球，那里就是外星人生活的地方。为此，他提出了一套完整的学术解释：宇宙中的文明是不断发展的，对能量的需求也必将不断提升，对外星人来说，有朝一日肯定要采集他们所在星系恒星的所有能量才行，这时候他们会建造一个用“太阳能板”拼接起来的大球，把恒星装进去，以便于把能量一丝不剩地全给吸走。

所以理论上，这个“戴森球”吸收恒星能量后会产生大量红外辐射，可能在星际距离上被探测到，我们顺藤摸瓜就能定位到外星文明。其实戴森在不少访谈和著作中透露，他从小就是个科幻迷。8岁左右时，戴森读到儒勒·凡尔纳的著作《赫克托·塞瓦达克》，内容是关于一个星球的探险，这个故事给他留下深刻印象。而戴森球的这个“神来之笔”其实来自奥拉夫·斯塔普尔顿1937年的科幻小说《造星主》。《造星主》的作者是英国哲学家威廉·奥拉夫·斯塔普尔顿，讲述了灵魂在宇宙中各个星球上进行自由探险的奇幻故事。

“戴森球”这个概念一被抛出，它天然的科幻气质就被许多科幻作品吸纳，比如，科幻系列电影《星际迷航》，以及拉里·尼文的“已知空间”系列《环形世界》《环形世界工程师》等作品。

让人没想到的是，这个疯狂得不着边际的想法在提出60多年以后，还真就出圈了。 2015年9月的一項研究将一颗神秘恒星推向风口浪尖。这颗恒星编号KIC 8462852，俗称塔比星，距离地球约1480光年，光变曲线极其异常———在2011年3月5日至2013年4月17日期间，亮度出现多次无规律下降，其中包括两次15%和22%的骤降。

塔比星的异常令人费解，远不是凌日现象所能解释的。美国宾夕法尼亚大学的天文学家杰森·莱特根据戴森老爷子挖出的脑洞，认为：它该不是被“戴森球”包起来了吧？在之后的跟进观测中，塔比星的光变曲线继续出现不明不白的异常。天文学家对此提出多种自然解释。比如，行星碰撞产生大量残骸、彗星群解体、恒星因吞噬行星而变得不稳定……然而，没有一种能够与所有观测数据完美相符。这也为戴森球的可能性保留了余地。不过，天文学家没能在塔比星周围侦测到戴森说的那种红外辐射异常。这最起码说明，天文学家开始采纳了戴森的思路，利用红外卫星对宇宙中的恒星展开光谱观测，试图搜寻外星文明的迹象。不承想，戴森一生中最大胆的设想，还真的从科幻童话一步步走进了现实。

原子弹不是用来干仗的

20世纪50年代，和很多科学家一样，戴森被原子弹“引诱”进了物理学的职业生涯。1958年，戴森开始计划建造一支由核弹驱动的宇宙飞船舰队，环绕太阳系航行，它被称为“猎户座计划”。计划的框架很简单：制造迷你型原子弹，然后从飞船的尾端逐个引爆。每次迷你型核弹爆炸，都会产生一股能力冲击波，推动星际飞船前进。原则上，如果连续释放一系列迷你型核弹，火箭可能被加速到接近光速。

为了实现这个想法，戴森还拉了一位核物理学家泰德·泰勒入伙。这一任务主要的挑战是如何精准控制一系列小爆炸，使星际飞船能安全地驾驭核爆炸的冲击波而不在这个过程中被摧毁。他们设计出了这种航天器的初步模型：最大的模型直径为1/4英里，重达800吨，由1080枚炸弹推动。理论上，它可以达到光速的10%，并在40年内到达半人马座阿尔法星。尽管这艘飞船体型巨大，但计算表明它应该是可行的。然而，由于建造猎户座号太空舱的推动器必然要产生出一种新型便携的核弹，在当时美苏争霸愈演愈烈的环境下，泰勒和戴森敢想但是不敢干，出于和平的考虑，最终放弃了这个计划。

美国物理学家加来道雄后来采访泰勒为何放弃“猎户座计划”，泰勒回答说，不想研究成果被恐怖分子利用。1963年，随着《部分禁止核试验条约》生效，小型原子弹的实验变得更加困难，猎户座号太空舱也迎来了它的最终命运：被作为一种好奇心收录进了科学书籍。航天飞船虽然没建成，但戴森称这段时期是“科学生涯中最令人兴奋，也是在很多意义上最快乐”的日子。可到了1969年，随着阿波罗飞船成功登月，这种快乐也随之消散。

1969年，阿波罗11号飞船将人类首次送上了月球，在戴森看来猎户座核动力火箭才是火箭中的“兰博基尼”，搭载阿波罗11号的土星5号火箭由化学燃料驱动，效率很低，是火箭中的“自行车”。戴森的朋友回忆道：“在弗里曼·戴森的眼里，这些都令人失望。”

因为核战争的阴云，人类放弃核动力火箭，尽管戴森有点失望，但即使到了90多岁，戴森依然没有放弃探寻外星文明的梦想。2016年，斯蒂芬·霍金和弗里曼·戴森通过支持一个名为“突破摄星”的项目震惊了世界。该项目堪称人类历史上规模最大的外星智慧生命的搜索行动。而且这个项目比“猎户座项目”更加环保，不用核能驱动，直接用“光”，而且是人类研发出的已知最强光———“激光束LFEX”。它的峰值功率可达2千万亿瓦，功率相当于全中国接收到的阳光功率总和，但这些能量被集中在了头发丝粗细的空间中。光束照射在4米乘4米的极薄光帆上，能为质量仅几克的航天器施加数万倍重力加速度，在这段距离内加速到光速的20%，所需时间仅1分多钟。整个过程消耗的能量，与发射一艘航天飞机所消耗的能量相当。

“突破摄星计划”的构想是开发纳米飞船，将复杂的芯片放置在这样的光帆上，人类要做的，仅仅是在地球发出这些激光束就能让它们飞向太空。这些芯片不过拇指大小，重量不到1盎司，却能包含数十亿个晶体管。这项探索最有吸引力的是，可以利用现有技术来实现这一目标，而不必等上一两百年。

人类的本质就是飞翔

霍金说，可以在一代人的时间内用100亿美元开发纳米飞船。用1000亿瓦的激光能量作为驱动，它以1/5的光速在20年内到达距离我们最近的恒星系统———半人马座。相比之下，航天飞机运行在近地轨道上，每次发射任务都要花费近10亿美元不说，根据人类现有的化学燃料火箭技术推算，要达邻近的半人马座星系大约要7万年。现今的计算机技术已经发展到可以把整个科学实验室装进芯片的阶段。由于计算机芯片的成本已经大幅下降，我们能将成千上万的芯片送往太空，寄希望于其中的一些能够在危险的旅途中幸存下来。

纳米飞船可以快速地对行星进行成像分析，以确定它们的表面特征、温度以及大气组成，特别是寻找水或氧气的存在。它还会在恒星系统中寻找射电辐射信号，因为这可能表明存在智能外星人。“突破摄星”计划在基本科学原理方面表现得非常完美、可行性非常高，以至于脸书CEO扎克伯格也加入了项目董事会。

如果这一计划能够按照预期进度实现，那么人类将用20年的时间完善所有技术并发射成功，用20年时间等待它们完成前往半人马座的漫漫长途，再用4年时间等待它们将数据发回地球。但不少科学家表示，以当下的工程技术，几乎很难实现。最悲伤的是，到现在，项目的主要发起科学家：霍金和戴森都已经离我们而去了。

1899年，一个17岁的少年刚刚读了赫伯特·乔治·威尔斯的《世界大战》，然后灵光一现，以实现书中的载人火箭为毕生的事业。这个少年叫罗伯特·戈达德。1945年戈达德去世，1969年“阿波罗号”登月，用的正是他构建起的所有化学火箭的基本构架。

戴森和戈達德一样，一生都在追求年少时代的梦想：探寻外星文明，但很遗憾，他们都没能亲眼见证梦想实现的那一刻。戴森曾说：“有些数学家是鸟，其他的则是青蛙。鸟翱翔在高高的天空，俯瞰延伸至遥远地平线广袤的数学远景……”也许在数学领域，正如他自己评价，他是一只青蛙，但在人类探索茫茫星空的航路上，戴森或许是一只鸟。霍金说：“什么是让人类独一无二的品质？在我看来，超越极限是我们独有的品质。今天，我们迈出了驶向宇宙的又一大步，因为我们是人类，我们的本质就是飞翔。”

据中信出版集团、今日头条