作者:江庆龄 来源:中国科学报 发布时间:2025/11/18 10:12:12
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因爱好户外运动选择天体物理,诺奖得主:地球外存在生命

 

“生命是最初就被写入宇宙基因之中的某一个地方,并在某一个时间点上出现的现象。”

11月17日,诺贝尔物理学奖得主、瑞士苏黎世联邦理工学院物理学教授迪迪埃·奎洛兹现身“浦江科学大师讲坛”,与现场观众分享了“系外行星革命及其对宇宙生命的影响”这一议题。

“我认为地球以外存在生命,因为宇宙中有如此多的行星,那里一定有生命。但在银河系中,我们是稀有的,可能是唯一意识到宇宙存在的智慧生命。”奎洛兹强调,“探索系外行星的目的绝不是为了离开地球家园,而是为了在地球上更好地和平生活。”

迪迪埃·奎洛兹。图片由复旦大学提供

一次意外发现,引发认知革命

1995年,在瑞士日内瓦大学攻读博士学位期间,奎洛兹尝试使用“视向速度法”测量恒星速度的变化。

非常意外地,奎洛兹在飞马座51这颗恒星光谱中,捕捉到一种极其微弱又规律性的“摇摆”信号。一般而言,这种特殊信号源于围绕恒星运行的行星的引力。

但奎洛兹的第一反应是“仪器出故障了”,因为此前从未有人通过此方法发现过行星。直到反复调试仪器、核对数据后,神秘的“摇摆”信号都未消失,奎洛兹才给他的导师,日内瓦大学教授米歇尔·马约尔发传真,告知他“我可能找到了一颗行星”。

后经过反复验证,这对师生最终发现了人类历史上第一颗太阳系外绕恒星运行的行星“飞马座51b”。这项发现引发了天文学领域的革命,并推动了系外行星研究这一领域的诞生,从根本上改变了人类对自身在宇宙中地位的认知。

奎洛兹解释,在飞马座51b被确认之前,天文学界虽然推测存在系外行星,但始终缺乏直接观测证据。在很长一段时间里,人类既看不清“近邻”,也数不清有多少“邻居”,太阳系被视为宇宙中孤独而特殊的存在。

“这是一个认知的巨大转变。”奎洛兹感叹。自飞马座51b发现以来,天文学家陆续发现了数千颗系外行星。这些行星有着多样的质量、体积、密度和轨道结构,行星的类别被不断扩充。而随着观测数据的累积,人类第一次能够在统计意义上描述宇宙中的行星分布,推动行星形成、迁移理论的持续发展。

而这场革命最深远的影响,是将我们引向对生命更深层次的追问——人类在宇宙中是否孤独?

宇宙中存在其他生命

地球是唯一的吗?为什么生命能在地球上出现?

“观测系外行星会给我们带来宇宙中是否存在宜居带和生命的证据。”奎洛兹表示,随着观测技术发展和数据积累,天文学家正在试图从更广的样本中探索“生命可能需要的条件”。

奎洛兹也是其中一员。近年来,奎洛兹将研究方向转向类地行星的探测与宇宙生命的探索。事实上,在他主持的英国剑桥大学宇宙生命中心,生命探索已从抽象假设转化为一系列可执行的研究路径,包括行星适居性研究、大气光谱测定、化学反应分析等。

“外星人驾驶宇宙飞船造访地球,也许只是电影情节。真正值得关注的,是那些可能已经消失,但仍留有痕迹的生命形式。”奎洛兹解释,“正如我们的祖先是细菌,我们也可能在火星上找到外星生命存在过的证据——或许只是细菌的痕迹。”

那么,还需要多久才能找到证据?奎洛兹坦言:“科学的魅力就在于未知。我们可能明天就能找到证据,也可能需要再等待五十年,但有一点是肯定的,它一定存在。”

好奇心是前进的最大动力

和很多人一样,奎洛兹曾在人生的十字路口迷茫过。

高中毕业后,对于选什么专业,奎洛兹一度陷入“选择恐惧症”。后来,因为中学时物理和数学都学得不错,他决定呆在“舒适圈”,学习物理学专业。后来研究天体物理学,则因为他是个户外运动爱好者。“做粒子物理学就要一直待在实验室里,见不到阳光。做天文研究则可以经常爬山。”奎洛兹笑道。

听起来有些随性的选择,最终成就了奎洛兹的今天。而激励他前行的最大动力,则是对科学的好奇心。“人生在前方,而非在过往”,那些未被开拓的“无人之境”,吸引着他不断前行。

现如今,奎洛兹仍在科学之路上前行。尽管至今没有发现地外生命的直接证据,但他是一位坚定的“乐观探索者”。

“没有证据,不代表不存在。”他以康威生命游戏为例进行解释,“我们可以轻松预测出许多种演变结果,但总体而言,我们无法在一开始就判定一个模式的命运。如果先入为主地认为地球生命是进化塑造的独特产物,就很容易掉入‘奇点陷阱’。”

奎洛兹同时认为,生命演化出能够进行技术活动、具有宇宙意识的物种,概率非常低。“从这个角度来说,人类能够拥有技术文明、思考宇宙的奥秘,是非常幸运的。这是一份礼物,我们应该珍惜它。”他说,也正是人类的好奇心与持续探索,才让这些关于生命的终极追问不断向前推进。

 
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