人類能否在地球之外找到新家園？宇宙中真的存在外星人嗎？一位諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主結(jié)合自身科研經(jīng)歷，對(duì)這些科幻小說中常見的問題給出了見解。

“從30年前我們尚未發(fā)現(xiàn)一顆系外行星，到如今探討某些行星上可能存在生命，這一轉(zhuǎn)變十分驚人?！弊蛉眨趶?fù)旦大學(xué)舉辦的浦江科學(xué)大師講壇上，英國皇家學(xué)會(huì)院士、2019年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主迪迪埃·奎洛茲教授作了題為《系外行星革命及其對(duì)宇宙生命的影響》的報(bào)告，并在報(bào)告后接受了本報(bào)記者的專訪。

迪迪?！た迤澖邮鼙緢?bào)記者專訪。 本報(bào)記者 李相如攝

尋找“外星人”正邁向現(xiàn)實(shí)

講座伊始，奎洛茲便提出“人類在宇宙中是孤獨(dú)的嗎？”他認(rèn)為，這一問題是推動(dòng)人類不斷探索宇宙的動(dòng)力之一。

1995年之前，人類對(duì)行星系統(tǒng)的認(rèn)知僅局限于太陽系。當(dāng)時(shí)的理論認(rèn)為，巨行星只能在遠(yuǎn)離恒星的寒冷“雪線”之外形成。1995年，奎洛茲在攻讀博士學(xué)位期間，與導(dǎo)師米歇爾·馬約爾共同發(fā)現(xiàn)了“飛馬座51b”。這顆巨行星的軌道周期僅4.2天，與母恒星的距離比水星與太陽的距離更近。該發(fā)現(xiàn)打破了原有的行星形成理論，證明行星形成后可“移動(dòng)”或“遷移”，直接催生了系外行星研究領(lǐng)域，也讓他們?cè)?019年榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

此后30年，天文學(xué)家已發(fā)現(xiàn)超過6000顆系外行星，下一步便是判斷這些行星是否存在生命。奎洛茲指出，關(guān)鍵在于分析行星的大氣層。天文學(xué)家期望在系外行星的大氣中尋找“生物信號(hào)”，即那些由生命活動(dòng)產(chǎn)生、在自然界中難以單獨(dú)存在的化學(xué)物質(zhì)。

為此，科學(xué)家將運(yùn)用“凌星光譜法”。簡(jiǎn)單來說，當(dāng)行星從恒星前方經(jīng)過時(shí)，部分星光會(huì)穿透其大氣層。通過分析這束光在不同波長(zhǎng)上的變化，科學(xué)家就能推斷出大氣中包含哪些化學(xué)物質(zhì)。目前，詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）已在執(zhí)行類似任務(wù)。未來在智利建造的“極大望遠(yuǎn)鏡”（ELT）等新一代設(shè)備，將有能力直接觀測(cè)那些“暗淡藍(lán)點(diǎn)”并分析其光譜。

尋找“外星人”從科幻走向現(xiàn)實(shí)科學(xué)，這讓奎洛茲十分著迷。他本人是科幻迷，斯坦利·庫布里克的電影《2001太空漫游》至今讓他回味無窮?！翱苹玫镊攘Σ辉谟谂袛鄬?duì)錯(cuò)，而在于探索未來的可能性?！笨迤澱劶暗赝馍鼤r(shí)表示，最有可能率先發(fā)現(xiàn)生命的地方是太陽系內(nèi)部，如火星或土衛(wèi)二，因?yàn)榭梢詭Щ貥颖具M(jìn)行分析，這或許在未來50年內(nèi)就能實(shí)現(xiàn)?！坝钪嬷杏斜姸嘈行?，我們不可能是唯一存在生命的星球。至于外星飛船訪問地球，那只是電影情節(jié)?！笨迤澱f道。

科學(xué)家也有選擇難題

尋找地外生命的終極意義在于審視人類自身。奎洛茲熱愛生活，得知自己獲得諾貝爾獎(jiǎng)時(shí)，他的第一反應(yīng)是“可以買一輛新自行車了”?！耙?yàn)樵趧虼髮W(xué)，我主要靠自行車出行，當(dāng)時(shí)我的車剛好壞了?！彼χf。

在回答高中生提問時(shí)，奎洛茲坦言，自己年輕時(shí)就充滿好奇心，對(duì)科學(xué)滿懷熱情。讀高中時(shí)，他在數(shù)學(xué)和物理方面都有一定天賦，但仍不確定未來的方向。他直言自己有“選擇困難癥”，后來選擇物理，是因?yàn)檎J(rèn)定“這是學(xué)習(xí)宇宙法則、培養(yǎng)理性思維的途徑，而非僅僅是一份工作”。

大學(xué)畢業(yè)后，在選擇粒子物理還是天體物理時(shí)，他也曾猶豫。由于天文臺(tái)多在山區(qū)，而粒子物理研究只能在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，熱愛大自然和徒步的他最終選擇了天體物理，并在導(dǎo)師的影響下進(jìn)入系外行星研究領(lǐng)域。“我選擇物理，是因?yàn)殡y以抉擇；而最終選擇天體物理，是因?yàn)樗鹾衔业纳钫軐W(xué)?！?/p>

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