7月23日，整個(gè)地球都被震動了，因?yàn)镹ASA又有大發(fā)現(xiàn)，這次他們說發(fā)現(xiàn)了一個(gè)與地球相似度達(dá)98%的行星。雖然所用的觀察方法依然是間接方法，而且從理論上說，搜索到與地球相似的行星也只是一個(gè)時(shí)間問題，但不論如何，發(fā)現(xiàn)迄今為止與我們的家園最類似的行星依然是一件重要的事，這證明地球并不是宇宙中的“孤兒”，與地球類似的行星在宇宙中是廣泛存在的，進(jìn)一步說，生命存在的條件在宇宙中也是廣泛存在的。盡管這些想法從概率論角度說是很正常的事情，但從科學(xué)方法角度而言，有實(shí)證才能說明理論的正確，其意義依然是很大的。
地球的另一個(gè)“兄弟”——開普勒452b
NASA發(fā)現(xiàn)的這顆開普勒452b行星距離地球1400光年，以我們還停留在化學(xué)火箭時(shí)代的技術(shù)能力，想要到達(dá)那里顯然是不現(xiàn)實(shí)的，似乎這個(gè)發(fā)現(xiàn)只是科學(xué)家們吸引人們注意力的小把戲而已。
當(dāng)然了，它也不是完全沒有現(xiàn)實(shí)作用。今天早上筆者在QQ群里看到一位開公司的科幻愛好者說，他發(fā)給員工一封電子郵件：“第二地球的發(fā)現(xiàn)和無智慧生物可能是費(fèi)米·哈特悖論的明證，大過濾極有可能存在，人類只有通過高度集中的快速且不懈的奮斗，才能找到走出地球逃離過濾的機(jī)會，拋棄浮躁的思維和享樂主義，努力工作研發(fā)才是文明意志延續(xù)的出路。所以，我決定這周六大家加班……”所以你瞧，至少第二地球也不是完全沒有現(xiàn)實(shí)意義不是？不過你可能要問：“那貨到底說什么？”
如果你看到這里還有興趣，那下面這些內(nèi)容是寫給你看的。
所謂“費(fèi)米·哈特悖論”，簡單來說，就是“照理這個(gè)宇宙中應(yīng)該到處都有生命，智慧生命的數(shù)量也不會少，形成文明并達(dá)到高度階段的也應(yīng)該很多，那么為什么我們看不到他們？”
看過《三體》的讀者們一定已經(jīng)想起了“黑暗森林”假說：宇宙是一個(gè)赤裸裸的叢林社會，總的資源是有限的，但文明對資源的需求是無限的，那么為了避免其他文明有朝一日威脅自己，無法互相交流的文明之間一旦觀察到別人存在的證據(jù)，就會把它們當(dāng)作對手消滅。根據(jù)這個(gè)“猜疑鏈”，還有人繪制了一張兩個(gè)文明之間關(guān)系的表格。
幸好，我們沒發(fā)現(xiàn)開普勒452b上有任何文明存在的證據(jù)，所以這張可怕的表格我們還可以暫且放在一邊。
“黑暗森林”假說是一個(gè)對“費(fèi)米悖論”略有點(diǎn)極端的解讀，不過它并非不可思議，霍金也曾在一檔科普節(jié)目中表達(dá)過類似的觀點(diǎn)，認(rèn)為冒然接觸其他文明是危險(xiǎn)的。最近幾天霍金與俄羅斯億萬富翁合作搞搜尋外星人行動，也主要是通過“聆聽”來搜索外星文明存在的標(biāo)志。
其實(shí)類似的行動NASA也早已展開，比如他們有一個(gè)通過分辨恒星的紅外信號來搜尋是否有“戴森球”存在的項(xiàng)目——所謂“戴森球”也是一個(gè)科幻概念，就是文明的造物將恒星完全圍繞起來的“球體”，早期人們設(shè)想認(rèn)為這可以最大限度利用恒星的能量，但最近大家認(rèn)為，如果這樣的造物真的存在，那更可能是為了最大限度擴(kuò)展可居住空間……
此外，NASA還有一個(gè)尋找“人為”干涉恒星運(yùn)行軌道的計(jì)劃，顯然這樣的文明如果存在，他們的技術(shù)能力將超出我們好多個(gè)層次。
不過，上述搜索計(jì)劃也一樣還沒有結(jié)果，這讓“費(fèi)米悖論”聽起來更加耐人尋味。
開普勒太空望遠(yuǎn)鏡
所以，“大過濾”理論也就應(yīng)運(yùn)而生，簡單來說，它認(rèn)為文明要走向宇宙，要經(jīng)過很多個(gè)階段，從形成可自我復(fù)制的分子到星際殖民擴(kuò)張，其中一定有一個(gè)階段是難以實(shí)現(xiàn)的。而在這個(gè)階段實(shí)現(xiàn)之前，文明可能因?yàn)楦鞣N原因毀滅，或者經(jīng)歷了很長的時(shí)間也無法走出關(guān)鍵一步……
……所以，你們要好好加班，人類說不定就因?yàn)槟愕陌l(fā)現(xiàn)突破這一步啦！……好吧，我承認(rèn)不是所有人都認(rèn)為這樣的說話方式是幽默。
那么，我們還是來說點(diǎn)嚴(yán)肅的吧，接下里的問題就是，既然已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，怎么去開普勒452b呢？
根據(jù)NASA公布的數(shù)據(jù)，開普勒452b距離地球1400光年。顯然，這個(gè)數(shù)字對于普通人來說實(shí)在是沒什么概念的距離，當(dāng)你連1光年有多遠(yuǎn)都沒概念的時(shí)候，1400光年和1400公里沒什么區(qū)別。
著名科幻作家劉慈欣曾經(jīng)形容過，“大家容易對它冷淡麻木。但我能感觸到它有多長，是很讓人驚恐、敬畏的東西?！眲⒋刃勒f，“你就想光一秒鐘可以繞地球7圈半，如果它在直線中走一年，你能體會到那種廣闊、遙遠(yuǎn)嗎？”
那么，我們能跨越1400光年的漫長時(shí)光，最終抵達(dá)開普勒452b嗎？
至少有一種可能性，讓我們能在有生之年抵達(dá)那里。愛因斯坦當(dāng)年曾說“如果我騎在一束光上，看旁邊的一束光，它看起來會是靜止的嗎？”經(jīng)過好多年研究，他發(fā)現(xiàn)，身邊那束光的速度依然以光速疾馳而去。換句話來說，真空光速不變，變的是時(shí)間和空間。簡單而言，速度越快，時(shí)間越慢——這就是“鐘慢效應(yīng)”，要在0.1C以上這個(gè)效應(yīng)才能被顯著觀測到。在《星際穿越》中我們就看到了“雙胞胎效應(yīng)”的形象演示，女兒已經(jīng)垂垂老矣，而父親還停留在壯年，多么神奇的一幕。
這樣一想，似乎坐上一艘亞光速飛船前往開普勒452b，在有生之年內(nèi)看到第二地球還是有可能的啊……
開普勒452b距離地球1400光年
然而即使我們忽略將飛船加速到亞光速需要多少能量的問題，相對論效應(yīng)也指出，慣性會毀了一切。這已經(jīng)在粒子加速器上得到了證明，現(xiàn)代最大的粒子加速器可以將廣島核彈爆炸放出的能量用來加速幾個(gè)質(zhì)子，它們最大可以被加速到光速的99.9999991%。在這么做的時(shí)候，那些質(zhì)子可能會因?yàn)橘|(zhì)量的增加而變成微型的黑洞。幸運(yùn)的是，在這種情況下，這些微型黑洞的“視界”范圍極小，不足以吞噬其他粒子，同時(shí)它會在形成的瞬間就以輻射能的形式“蒸發(fā)”掉，所以不必?fù)?dān)心加速器一開，地球就噗嗤一下被吸進(jìn)了黑洞里面去。
一個(gè)微觀粒子被加速到亞光速后都會出現(xiàn)黑洞這樣驚天動地的現(xiàn)象，我們可以想象一下如果是一個(gè)宏觀物體被加速到接近光速會是如何？反正我想至少可以肯定的是，在現(xiàn)代技術(shù)條件下，你別想從一個(gè)已經(jīng)被加速到亞光速的飛船上平安地走下來。不過霍金在他的《時(shí)間簡史》里說，如果我們能補(bǔ)完愛因斯坦大廈最后缺失的那一塊磚——大一統(tǒng)理論，或許就能找到消除慣性的方法，就可以解決這個(gè)問題了。嗯，在《星際穿越》里就實(shí)現(xiàn)了不是么？
既然亞光速都已經(jīng)如此復(fù)雜，那超光速就更是近乎于玄妙的問題了。不過，其實(shí)某種意義上說，“超光速”現(xiàn)象在整個(gè)宇宙中是廣泛存在的。例如，宇宙膨脹引起兩個(gè)銀河系之間互相遠(yuǎn)離的速度就超過了光速，這涉及空間扭曲現(xiàn)象。
既然觀察到了空間扭曲，有人就由此想到了一種超光速飛行的方法，即“阿庫別瑞引擎”，它主要是依靠“船”前后的空間被極度扭曲來實(shí)現(xiàn)“飛行”，“船”會被前后兩個(gè)空間“波”推拉著前進(jìn)。它是一個(gè)“繞過”廣義相對論實(shí)現(xiàn)超光速的方法，不過這種“推進(jìn)”方式并沒有克服慣性的部分，因此不會出現(xiàn)“鐘慢效應(yīng)”?！度w》中就是用這個(gè)概念來實(shí)現(xiàn)光速飛行。
這一設(shè)想是1991年美國《星際迷航》電影中為了解釋“超光速”飛行而做的一個(gè)設(shè)定。令人吃驚的是，1994年，一位物理學(xué)家成功建立了這個(gè)假想的數(shù)學(xué)模型，也就是說，理論上來說，這還真能實(shí)現(xiàn)?？苹煤涂茖W(xué)現(xiàn)實(shí)在這里奇妙地交織在一起了。
不過，讓科幻迷們失望的是，目前還沒有什么（哪怕是看起來）合理的方法能夠?qū)崿F(xiàn)這一切——日本動畫《飛躍巔峰》里是通過“幾十個(gè)超能力者和海豚來改寫飛船前后空間的物理定律”來實(shí)現(xiàn)“阿庫別瑞引擎”效果的，聽起來就有點(diǎn)詭異……
開普勒望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的一系列類地行星
還有一種超光速現(xiàn)象也是廣泛存在的——量子隧穿效應(yīng)，這就涉及到大家都熟悉的那個(gè)“虐貓壞人”薛定諤了，有一個(gè)以他的名字命名的方程，用來描述微觀粒子的規(guī)律。根據(jù)這個(gè)方程的描述，單個(gè)粒子是根據(jù)概率存在于一個(gè)范圍內(nèi)的，也就是所謂“概率云”。當(dāng)一個(gè)粒子射向一堵墻的時(shí)候，它有一定概率出現(xiàn)在墻的另一面。這個(gè)粒子會瞬間消失在原位，同時(shí)又突然出現(xiàn)在了墻的另一面。
也就是說，我們理論上確實(shí)可以穿過墻壁，當(dāng)然，這需要組成我們的粒子同時(shí)實(shí)現(xiàn)“穿越”，你覺得可能性有多少？不過量子隧穿效應(yīng)對于我們的生命有著重要的意義，可別以為它只是理論物理學(xué)家們自娛自樂的工具哦。有觀點(diǎn)認(rèn)為，化學(xué)反應(yīng)中的量子隧穿效應(yīng)是宇宙中眾多有機(jī)分子得以合成的基礎(chǔ)。隧穿效應(yīng)提供了由簡單的無機(jī)原料突破傳統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)的禁阻，合成很多復(fù)雜的有機(jī)化合物的可能性。這些有機(jī)分子很可能與生命起源有重要關(guān)聯(lián)。
所以你瞧，我們今天能夠存在，很可能就是由于某些不安分的粒子“穿越”的結(jié)果。至少我是挺享受這個(gè)結(jié)果的。
看了上面拉拉雜雜關(guān)于亞光速的玄妙現(xiàn)象，是不是感覺這些方法聽上去有些過于可怕了呢？或許你更傾向于“傳統(tǒng)”的辦法了。
那么，最現(xiàn)實(shí)的，也是霍金在科普作品里大力推薦過的，就是“世代飛船”了，造出一個(gè)超級巨大的飛船，讓人類可以在上面一邊生息繁衍一邊飛往最終的目的地。這聽起來可靠譜多了，雖然可能有幾千代人都看不到最后的目的地，甚至最后船員們都忘記了自己到底是為什么踏上這漫漫旅程。
劉慈欣的《流浪地球》里把整個(gè)地球改造成了一艘超巨大的世代飛船，人類坐著它飛往比鄰星——盡管在《三體》里我們知道比鄰星是一個(gè)變幻不定的三體星系，那兒可一點(diǎn)也算不上是理想的目的地。類似的設(shè)想在美國黃金年代的科幻小說作品里屢見不鮮了。近些年的日本動漫作品里也有像《最終流放》這樣把故事放在超巨大的世代飛船里的設(shè)定。
其實(shí)“世代飛船”相對而言技術(shù)上還真是比較簡單，只要解決了能源問題就什么都好辦——“只要”解決能源問題。
但如果能實(shí)現(xiàn)容納全人類的世代飛船，那我們何必還要居住在行星上？為什么不能來一場“說走就走的旅行”，從此成為宇宙間的“游吟詩人”呢？說不定走著走著就技術(shù)爆炸，成了《詩云》里的“李白”那樣擁有超級技術(shù)的文明了呢？多浪漫！
呃，醒醒吧，今天是周六，你還在加班哪！
