在我关于搜寻地外生命的文章中,我采访了 SETI 研究所(位于加利福尼亚州山景城)的资深天文学家 Seth Shostak,讨论了我们将何时找到外星人、为什么智慧生命将是人造而非生物,以及为什么手臂和腿比轮子更有意义。以下是他精彩的访谈记录。
Jennifer Abbasi:您认为我们多久能找到地外生命?
Seth Shostak:我曾说过我们将在 20 年内找到,因为这是一场三方赛跑。这三匹马都有大致相同的几率率先冲过终点线,并在二十年内完成。
首先,我们可能只是在太阳系内找到它。有说法称火星岩石会渗出甲烷气体。这很奇怪,因为如果你在火星上释放甲烷,300 到 400 年内太阳光就会将其分解。所以如果你今天发现甲烷,那就意味着有什么东西在产生它,至少是在过去几百年内。有些人对这些测量结果表示怀疑,另一些人则认为这可以用地质学来解释,与生命无关。但有很多理由认为,如果你能派一个机器人去火星钻探几百英尺,你可能会找到一个液态含水层。你也可能在那里找到生命。我们什么时候才能进行这项实验?在未来 20 年内,这就有可能发生。太阳系中还有其他地方可能存在液态水。要找到它需要进行一项大型任务,配备火箭和机器人去寻找。这取决于资金,所需时间是 10 年、20 年或 30 年。
第二种可能性是“陆地行星搜寻者”(Terrestrial Planet Finder,TPF)望远镜,它将搜寻和分析系外行星。它已经失去了资金,所以现在没有建造,但我想在未来 20 年内,它很可能会重新启动。
第三种方式是 SETI,即搜寻智慧生命。这项技术在未来 20 年内将允许我们观测一百万个恒星系统,这是一个很大的数字,我认为这个数字足以有一定的成功几率。
通过这三种不同的方法,我认为我们很可能在 20 年内知道地球之外是否存在生命。如果找不到,要么是我们没有花足够的钱,要么是我们比想象的更孤单。
JA:如果我们找到地外动物,您认为它们会是什么样子?
SS:没人真正知道,但事实是,如果你去当地的动物园,你会发现即使在地球上也有各种各样的形状和设计是可行的。动物园里的大多数东西都不像我们。我们是一种可行的设计。我们长得像黑猩猩的伙伴,所以它们是对同一基本设计的不同演绎。但鱼不像我们,长颈鹿也不像。它们有点像我们,但不太像。昆虫肯定不像我们,但它们也生活得很好。
生命会适应其环境。这是一个平均温度通常高于冰点、低于沸点的行星。这里有浓厚的大气层和重力,所有生命都适应了这些。如果你有另一个与地球相似的行星,一个地球的“表亲”,其中也存在这些因素,那么我想很多设计对你来说会很熟悉。鱼类看起来相当流线型,特别是那些必须捕食其他鱼类的鱼,例如梭子鱼,甚至是生活在海洋中的哺乳动物,如海豚。它们必须捕猎,所以它们看起来都像鱼雷。这是因为最终进化会发现,在水中让动物像鱼雷一样成形比像自行车那样成形能使它们更敏捷。
JA:它们能长多大?
SS:过去动物比现在大,但大不了多少。鲸鱼可能是曾经存在过的最大动物。动物体型能达到的上限是有限的,因为它们的强度随尺寸的平方增加,但体重随尺寸的立方增加。这意味着如果你把东西做得太大,它们将变得相当笨拙,无法灵巧移动。如果你做一个相当于 10 头大象大小的东西,那将行不通,因为它的骨骼不足以支撑它。它无法移动,只会垮掉。所以动物体型从来没有比今天大很多,这只是反映了一个基本的工程问题,在任何行星上都会如此。
JA:如果反过来呢?地外细菌会比我们的细菌小一百万倍吗?
SS:嗯,答案可能是否定的,因为如果你做得太小,微生物内部就没有足够的体积来进行生命所需的化学反应。里面没有足够的分子。所以,我认为在任何地方都会有限制。
JA:就陆地动物而言,我们通常有哪些共同的特征可能会出现在另一个行星上?例如,附肢或头部?
SS:头部是个好主意,我认为它会是一个共同的特征。很难想到没有头部的物种,尽管确实有一些。有一个头部是个好主意,因为它将一些感觉器官——眼睛、耳朵、触须或任何东西——放在了中央处理器,也就是大脑旁边。这是一个好主意,因为例如,要将信息从眼睛传输到大脑,你不想花费太多时间,否则你就无法足够快地做出反应,然后你就会被淘汰。所以你希望你的大脑靠近你的眼睛。将它们放在高处通常是个优势,因为你可以获得更好的视野,可以看到捕食者或猎物,取决于你的兴趣。所以所有这些都指向动物拥有一个头部,感觉器官就位于那里。
拥有附肢是我们生活在一个并非预先铺设好的星球上的结果。地球并非生来就布满铁路或道路;它只有崎岖的地形。所以,如果你有带轮子的动物,例如,它们在移动时会遇到困难。附肢在这方面要好得多。你可以到处奔跑,爬进植被。然后事实证明,它们也适合挥舞螺丝刀和焊锡枪。所以最终附肢对技术也很有用。
我们有两条手臂和两条腿,这是因为我们源自一种早期的四叶鱼。但如果我们是一种六叶鱼呢?那么你就可以弹奏钢琴二重奏,因为你将拥有四条手臂而不是两条。地球上大多数动物有六条腿,而不是四条。它们被称为昆虫。六条腿很好。也许如果你有 106 条腿,那就不太好了,因为它需要太多的脑力来协调。所以很多事情只是取决于进化的偶然性。
JA:植物呢?它们有可能存在于其他地方吗?
SS:地球上的植物成功地完成了一项非常巧妙的工作,那就是如何将它们在大气中发现的气体、偶尔落在地上的少量水以及阳光转化为食物。这是一项伟大的壮举,当然我们称之为光合作用。光合作用是转化环境为食物的绝佳方式。你会认为这最终会在任何行星上出现,因为这是一个如此有利的机会——如果你能做到,最终它就会发生。
JA:那么智慧生命会是什么样子?
SS:我们如何想象 ET 的样子重要吗,只要它们能制造我们能接收到的无线电发射器?
问题在于,我们倾向于将 ET 想象成看起来像我们。我认为这很大程度上归因于电影,它们总是将外星人描绘成非常像我们,是我们的变体,非常拟人化。好莱坞这样做不仅是因为他们对这一点很天真,我认为是因为他们知道观众需要能够解读外星人的意图。“哇,他看起来很饿。”或者“哦,他看起来很友好。”你知道如何解读类人生物的面孔。你可以解读动物园里黑猩猩的意图,但无法解读近距离观察的昆虫,因为它们看起来太不一样了。
实际上,至少有一位科学家,Simon Conway Morris,他认为我们是智慧生物的一个好设计,因此,如果存在智慧生命,它们看起来会有点像我们。我不相信这一点。我不知道为什么我们是最好的设计。这听起来太自以为是了。
从 SETI 的角度来看,重要的论点是我们大约在 100 年前发明了无线电。在无线电发明后不到一个世纪,我们就发明了计算机,如今计算机非常普遍,而且速度越来越快。根据摩尔定律,它们的处理速度每 18 个月翻一番。到 2020 年,大多数家用电脑将拥有相当于人类大脑的计算能力。这并不意味着它们是大脑,但这意味着在原始处理能力方面,它们可以像大脑一样快速处理比特。那么问题是,机器智能发展到我们这样需要多长时间?一台能够接管你的工作并为《大众科学》撰写文章的机器。我们谈论的是人工智能。也许这需要 10 年,也许 50 年、100 年或 200 年。有些人说我们永远无法做到。我不相信那些人。无论需要 20 年还是 200 年,关键在于你发明了无线电,然后,在几个世纪之内,你就发明了机器智能。
那里的大多数智能必须是人工智能。我们一直在寻找像我们一样的生物,生活在我们这样的星球上,而实际上那里的大多数智能都不是生物的。这就是我的论点。从技术发展到我们有希望找到你们,再到发展到基于机器的智能,这个时间尺度非常短。
JA:那么,您所说的这种人工智能的定义是什么?
SS:从 SETI 的角度来看,我们将能够接收到信号的东西视为智能。它能制造无线电发射器吗?它能制造大型激光器吗?如果能,我们可能就能找到它。当然,这并不能说明它们是否有艺术或音乐,它们是和平的还是不和平的,还是它们是小小的、柔软的、黏糊糊的灰色生物——在某个行星上数十亿地跑来跑去——还是它们是悬挂在太空或银河系特殊位置上的思考机器。
JA:您认为我们何时会找到智慧生命,或者它们会找到我们?
SS:找到我们实际上更难,因为它们怎么能找到我们呢?你可能可以接收到我们的电视、雷达、FM 广播信号,但你必须足够近,这样信号才能在比如 70 光年内传到你那里。70 光年内的恒星数量可能只有几万颗,但这不是一个很大的数字。我不知道它们会在我们播出信号更长时间之前找到我们。但对我们来说找到它们可能不是问题,因为毕竟,宇宙的存在时间是地球的三倍。有足够的时间让其他智能远远超越我们,所以它们可能已经发送信号很久了,字面上是数百万甚至数十亿年。可能有信号一直在我们的行星上游荡,只是我们还没有找到,因为我们还没有进行正确的实验。
JA:有什么方法可以估计我们多久能遇到一些东西吗?
SS:在我几年前发表的一篇论文中,我研究了我们的 SETI 实验速度的增长,并对我们星球上存在多少个正在广播的社会进行了一些合理的、或者我认为是合理的估计。我取了 10,000 到一百万的估计范围。10,000 是 SETI 的创始人 Frank Drake 通常说的,一百万是 Carl Sagan 说的,这两者都是猜测。但如果这些猜测包含了正确的数字,那么你可以将其与 SETI 未来的搜索速度结合起来。我估计需要大约二十多年才能探测到信号。在二十多年内,我们将能够观测一百万个恒星系统。截至今天,我们在无线电[波长]方面仔细观测了大约 1,000 个。这就是论证的基础。但数字的关键不在于二十多年,而在于说明这是一个实验,如果 SETI 有任何价值,它将在相对较短的时间内,即一代人的时间里奏效,而不是可能需要 1000 年。
在我们之前有 10,000 代人类,在你出生之前有 10,000 代智人。我认为你是第一代将了解到地球上发生的事情是奇迹,还是已经发生了很多次的事情。