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外星文明与时空旅行(上)

(2007年06月23日 19:05:36)
来源:《飞碟探索》 2007年第1期

□作者: 江晓原

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
  关于外星球生命的问题,几个世纪以来经历过好几个阶段:糊里糊涂的推测,无拘无束的猜想,墨守成规的保守观念和毫无想象力的漠不关心,最后才算成熟。目前,已到采用严谨的科学技术方法来进行研究的实际阶段。这项工作在科学上已经受到尊重,其重要意义也为人们广泛了解。外星球生命的想法,已经到了该实际研究的时候了。
  ——卡尔·萨根
  
  德雷克公式及其估算值
  讨论外星高等文明是否可能存在,数量可能有多少,可以用到德雷克公式:
  银河系中的高等文明数=恒星总数×恒星拥有行星系统的概率×行星系统中产生生命的概率×生命中产生智慧生命的概率×智慧生命进入技术时代的概率×技术时代的平均持续时间÷银河系年龄
  这个公式是由射电天文学家弗兰克·德雷克与卡尔·萨根提出的。在1961年美国科学院空间科学委员会请德雷克主持的第一次搜寻地外生命的学术会议上,它被当作主题来讨论。在这个公式中,银河系年龄有一个大致确定的数值,恒星总数是一个巨大的数值,中间各项则非常小,相乘之后就更小,由于中间各项数值都是估计的,因此当时推算的结果是取值在1000~100000之间。
  但是,据说也有人所得估算之值在1~1000之间。若取值为1,就证明外星高等文明不存在——因为这个1已经被我们地球占了,所以我们是银河系中独一无二的。
  当然,这个证明远不是无懈可击的:
  首先,在逻辑上就有问题:我们从小学的课堂开始,就被告知宇宙是无限的。假如宇宙真是无限的,那么在无限的宇宙中就应该有无限个银河系,因此即使每个银河系中高等文明只有1个,全宇宙的高等文明也必有无限多个。要回避这个“无限”,除非将我们银河系中的高等文明数取值为0,但是既然已经有了我们地球,就无法取0了。
  其次,中间各项数值的估计随意性太大,很难有确切值。
  最大的问题是,公式中的“生命”仅限于地球上的生命模式,而事实上,谁能排除生命还有其他模式(比如说不需要阳光、空气和水)的可能性?
  而在科幻电影中,生命的不同模式早就司空见惯,比如影片《病毒》中的病毒,就是一种高智慧的外星生命,但是它们根本就没有形体。
  
  是伪科学,还是现代神话
  
  将对外星高等文明的讨论归入伪科学,虽然省力,但只是对于制止人们讨论这个问题有作用,对于增进人类的知识则毫无贡献。
  倒是另一种从哲学出发的思路,将地外文明视为“一个现代性的神话”,有一定的道理。比如认为地外文明是一个无法进行科学检验的问题,因为即使往返最近的恒星,也需要数百万年,而数百万年之后,谁知道地球文明会变成何种光景。姑且不论恒星际航行的技术目前还根本未被人类掌握,即使掌握了,往返时间如此之长,对人类也毫无意义。
  当然这种思考问题的思路,也不是完全无懈可击的。第一,即使人类还不能去,但外星文明如果掌握了更高的星际航行技术,它们可以来啊(所以如果能够来到地球的,一定是高等文明);第二,尽管目前人类能够进行的初级航天速度确实很慢(相对于遥远的恒星际空间而言),但是超光速航行、寻找虫洞(能够快速进行时空转换的特殊通道)、低温休眠等等方法,都已经出现在科学家的想象中,在科幻电影中则早已被使用了无数次,例是速度——起码要有光速的十分之一光景,通往最近恒星的宇宙航行才有现实意义,否则的话航程持续亿万年,谁能胜任?而要速度就要有惊人的能源,才能将宇宙飞船逐渐加速到足够的巡航速度。美、英科研机构在这方面有大量研究成果和方案,比如“猎户座工程”、“戴森火箭”(美国)、“戴达洛斯工程”
  (英国),设想利用核爆炸、核聚变等方式推进火箭,还有设想用反物质来推进火箭的方案。而所有这些方案,目前具体计算的结果,都是无法实施的。此外还有太阳能宇宙飞船、光帆飞船等方案,理论上即使可行,以现有的技术手段也难以实施。
  一些科学家则持另一种思路:如果外星文明已经可以到达地球,那它们的科学技术必然比我们发达很多,那它们为什么还总是躲着我们呢?为什么不堂而皇之地和我们交往呢?所以,所谓的UFO肯定不是外星文明的使者。
  这种想法有一定道理,但这种道理仍然只是地球人的道理。如果存在高度智慧的外星生物,它们完全可能有别的想法:也许它们认为和一个陌生文明(哪怕文明程度还很低)轻率交往是危险的;也许它们认为地球文明还太低级,根本不值得与之交往——打个比方说吧,我们人类中会有几个人想过要和一群蚂蚁交往或交流思想?如在《异形》系列、《太空杀人狂》等电影中,使用的办法就是低温休眠。在这类电影中,星际航行已经成为家常便饭。这些技术将来实现的可能性也不能绝对排除。这些都可能使得外星文明从“神话”变为具有科学意义的问题。假定飞船能够以接近光速的速度飞行,相对论的时间效应会产生怎样的结果?宇航员是长眠还是永生?这些问题都是富有挑战性的。
  
  星际航行和“戴森球”
  
  将UFO视为外星文明的使者,首先会引出这样一个问题:星际航行是不是可能?只有得出肯定的答案,UFO才有可能是外星文明的使者。
  对于恒星之间的星际航行,科学家已经设想了许多种技术方案。首要问题
  这就引导到第二个问题:高度发达的文明,是否会有愿望与低级文明交往?这需要先对文明的发达程度做一些推测。
  苏联天体物理学家N.s.卡达谢夫曾建议,可以根据宇宙中不同文明用于通讯的能量,来对它们分级。他将想象中的文明分为I、II、III三种类型:
  I型文明能够调集与地球整个输出功率(当时他的估计,地球的功率输出为1015瓦~1016瓦相当的能量用于通讯;
  II型文明能够将相当于一颗典型恒星的输出功率(1026瓦)用于通讯;
  III型文明用于通讯的功率达1036瓦,约等于整个星系的功率输出。
  据此,目前的地球文明大致定为0.7型——连I型都未达到。
  弗里曼·戴森早在1960年就提出一种理论,即所谓“戴森球”。他认为,地球这样的行星,本身蕴藏的能源是非常有限的,远远不足以支撑其文明发展到高级阶段;而一个恒星一行星系统中,绝大部分能源——来自恒星的辐射——都被浪费掉了,目前我们太阳系各行星只接收了太阳辐射能量的大约10-9。戴森认为,一个高度发达的文明,必然有能力将太阳用一个巨大的球状结构包围起来,使得太阳的大部分辐射能量被截获,只有这样才可以长期支持这个文明,使其发展到足够的高度。
  戴森所设想的这种球状结构,被称为“戴森球”。对于我们的太阳系而言,用地球上的物质来建造这样一个巨大的“戴森球”是远远不够的。对此,戴森的想象力也是天马行空的——他设想我们可以“拆掉”一个行星来建造我们的“戴森球”!这个不幸的行星,戴森选定为木星。不过,失去木星的太阳系是否还能维持目前的稳定状态,将成为新的问题。
  如果文明的高度,真的可以用卡达谢夫的三种类型,或是“戴森球”来标志,那么一个III型文明会不会有兴趣来和0.7型的地球文明交往的呢?
  外星飞船上的宇航员用望远镜(如果它们也用的话)观测我们的太阳,看到它依然明亮,就知道它的行星上的生物还未建成“戴森球”,也就知道这些生物还处在何等的“初级阶段”,似乎也就没有必要和我们交往了——就像你不想和蚂蚁交往一样。
  
  相对论与时空旅行
  
  关于外星文明的话题,总是直接和时空旅行联系在一起的。因为用人类目前所能拥有的航行速度,进行星际航行是不可能的,所以那些想象中的外星来客,通常总是被认为已经拥有时空旅行的能力。
  早在1895年,H.G.威尔斯就出版了科幻小说《时间机器》,想象利用“时间机器”在未来世界(公元802 701年)旅行的经历。这种“时间旅行”既可以前往未来,也可以回到过去。如果说,在相对论出现(1905)之前,所谓“时间旅行”纯粹只能存在于人们的幻想之中,那么相对论开始让这种幻想变得有点科学的味道了——相对论使得“时间机器”从纯粹的幻想开始变得稍有一点理论上的可能性。
  相对论表明,一个人如果高速运动着,时间对他来说就会变慢;如果他的运动速度趋近于光速,时间对他来说就会趋近于停滞——以光速运行就可以水生。那么再进一步,如果运动的速度超过光速(尽管相对论假定这是不可能的),会发生什么情况?推理表明,时间就会倒转,人就能够回到过去——这就有点像威尔斯的“时间机器”了。当然这只是从理论上来说是如此,因为事实上人类至今所能做到的最快的旅行,也是远远小于光速的,更别说超光速了。
  但是物理学家这种纯理论的、目前还没有任何实践可能的推理,对于科幻电影来说,已经足以构成重要的思想资源。
  利用这一思想资源的影片,可以分成两类:第一类是比较初级的,即简单地利用“时间机器”一会儿跑到未来,一会儿回到过去——根据《时间机器》拍摄的同名影片就是如此。第二类比较高级一些,就要在因果性问题上做文章。本来在我们的常识中,因果律是天经地义的:任何事情有因才会有果,原因只能发生在前,结果必然产生于后。但是一旦人可以回到过去,因果律就要受到严峻挑战——人如果能够回到过去。则他已知未来之果,假如他对这个结果不满意。他能不能去改变当日之因?换句话说,他可不可以重写历史?这第二类影片,较新的有近年的《未来战士》系列、《12猴子》等,较早的有20世纪80年代斯皮尔伯格的《回到未来》系列。
  这里所谓的“正常”,当然只是“原来那样”之意。但是,如果某些事件可以导致不同的历史,那么到底哪一种历史才是“原来”的呢?或者说,到底哪一种历史才是真实的呢?从影片故事内部的逻辑来看,这些不同的历史相互之间似乎是平行的——没有哪一种历史比别的历史更真实,或更正常,更有理由。所以在《回到未来》第三部的结尾,博士郑重告诉马蒂:“未来是不确定的。”
  在以时间旅行为思想资源的科幻影片中,《未来战士》系列突出了对因果律的困惑和挑战,而《回到未来》则在“让历史重新来过”上做文章。影片《超人》中也有类似的“干预历史”的情节(如让时间回到女友惨死之前)。其实影片《疾走罗拉》中的三种结局,也是让历史重演三次,直到令人满意为止。这和《超人》中的上述情节是类似的,只是没有采用时间旅行和科幻的形式而已。
  时间旅行的故事,确实可以引发我们一些深层的哲学思考。比如,我们生活在今天这个世界中,这个世界有着我们已知(至少我们自以为“已知”)的历史,但是我们能不能排除还存在另一些历史——或者说另一些世界——的可能性呢?在影片《回到未来》的故事语境中,“存在”又是怎么定义的呢?这些都是今天的人们还无法得到答案的问题,但是在深夜看完影片之后想想它们,还是挺让人惆怅的——惆怅有时还是一种很舒服的感觉呢。

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文章作者:江晓原
责任编辑:skylook

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