搜尋

關 於 本 書

‧強力推薦
‧內容簡介
‧作者簡介
‧目 錄

線 上 試 閱

摘自〈德瑞克方程式〉

作 者 作 品

20不惑:大學校長親授33堂生涯必修課
一次看懂社會科學
下課後的奇幻補習班
國文課沒教的事
學校沒教的邏輯課:發現八卦、婚姻、網拍背後的定理
從輪子到諾貝爾:學校沒教的創新發明
國文課沒教的事2 +國文課沒教的事
你沒聽過的邏輯課:探索魔術、博奕、運動賽事背後的法則
公民課該學的事:從自己出發,和社會好好相處
一次看懂社會科學 + 一次看懂自然科學

科學

【類別最新出版】
小蟲大哉問:自然生態的科學探察與人文思考
未來自然史:生物法則所揭示的人類命運
有點噁的科學:尷尬又失控的生理現象
衝破慣性:善用分子心理行為法,治好你的3分鐘熱度
被蒙蔽的視野:科學全球發展史的真貌


一次看懂自然科學(VE1004)

類別: 自然‧科普‧數理>科學
叢書系列:LEARN
作者:劉炯朗
出版社:時報文化
出版日期:2010年11月12日
定價:230 元
售價:182 元(約79折)
開本:25開/平裝/224頁
ISBN:9789571352909

 放 進 購 物 車

 轉 寄 給 朋 友

 發 表 書 評 

 我 要 評 等 

特 惠 推 薦

一次看懂社會科學 + 一次看懂自然科學
 

Share/Bookmark

線 上 試 閱

 

摘自〈德瑞克方程式〉



  摘自〈德瑞克方程式〉

摘自〈德瑞克方程式〉

「在太空外,有沒有外星人的存在?」應該是每個人都曾經有的疑惑。「外星人」只是個比較通俗的名詞,嚴格地說,是地球以外「有智慧能力的生命」(extra-terrestrial intelligence)。有關「外星人是否存在?」這個問題,有以下三個不同的回應:

第一個回應是,「不一定吧?假如他們真的存在,為什麼我們還沒有看到呢?」這個回應源自二十世紀鼎鼎有名的物理學家費米(Enrico Fermi)。一九五○年,當費米和同僚談到外星人存在與否這個問題時,費米的回應是「外星人在哪裡?」(Where is everyone?)表面上費米的回應可以解釋為「我不相信外星人存在」,但從客觀的科學觀點來解釋,費米的回應是「既然你說按照科學數據的分析估計,宇宙間應該有外星人存在,而且,照今天科學和技術上的成就來估計,我們可以想像得到外星人會有來到地球探訪的能力,那麼,如何解釋為什麼我們到現在還沒有看到一個外星人呢?」這個說法就叫做「費米的兩難論」(Fermi's Paradox),就是外星人根本不存在呢?還是真有外星人,只不過我們沒看到而已?

第二個回應是,「他們是可能存在的,讓我們想辦法去聯繫他們,跟他們交換訊息」。一九五九年,兩位天文物理學家科可尼(Giuseppe Cocconi)和莫里森(Philip Morrison),提出「外星人存在」的可能的想法,並且具體建議偵測外星人發出的訊號的作法。

第三個回應是,「宇宙這麼大,歷史這麼悠久,按照若干數據的分析估計,外星人、外星文明是應該存在的」。這個想法的基本論點可以用一個例子來說明,假如我們讓一大群、很大很大一群猴子在電腦上敲敲打打,總有隻猴子會敲出一套莎士比亞全集,還有一隻猴子會敲出一套唐詩三百首。宇宙的歷史大概是一百四十億年,光是銀河就有差不多一千億顆恆星,宇宙差不多有一千億座銀河,這些都是龐大得難以想像的數字。一九六一年,美國有位天文學家德瑞克(Frank Drake)提出一個方程式,用來估計在銀河裡外星文明的數字,這就是有名的「德瑞克方程式」(Drake Equation)。

接著,我將逐一討論這三個觀點。其實,當我們問:「外星人是否存在?」這個問題時,有人會反問:「管他們是否存在?我才不在乎。」這是消極的看法,我後面的討論裡會談到,「即使他們存在,我們要不要跟他們來往」的一些顧慮。讓我先從費米的兩難論談起。

要回答費米的兩難論,我們有兩個解套的可能:一是找出足夠理由論證,說明外星人是不可能存在的。其二則是相信外星人是存在的,一個可能是,或許他們留下痕跡,我們沒有看到,或許看到了,卻不願意承認這是外星人留下來的痕跡;另一個可能是,他們還沒有和我們聯絡上。讓我們一一來細看,為什麼外星人不可能存在?

一個解釋是,人類是宇宙中最原始的生命,得等人類逐漸演進後,別的星球上才會有外星人出現。但是,單在銀河系統裡,就有許多遠比太陽更老的恆星,這些恆星在一百萬年前已經存在,那麼他們技術和文明的發展,應該比我們早了一百萬年。

還有一個解釋是,地球可能是唯一或者非常少數的地方,有適當的環境讓生命孕育進化。太陽和地球間天體運行的關係,地球和月亮間的潮汐,水和其他化學元素的存在,都相當獨特,具有讓生命孕育進化的條件。

另外一個解釋是,智慧、語言、科學和技術的發展,不一定是生命孕育進化中的必然現象。因此,人類也許是唯一循著目前文明發展的軌跡走過來的有智慧能力的生物。不過,當我們稍後討論德瑞克方程式時,德瑞克會說這些理由並不充分。

費米的兩難論的另一個解套的可能,是外星人是存在的,只不過我們看不到他們的痕跡,或者是我們看到而不願意接受這是外星人留下來的。自古以來,人類都在天空看到來路不明的飛行物體,簡稱為UFO(Unidentified Flying Object)。《舊約聖經》以西結書的第一章裡,描寫以西結聽到上帝的話,看到一朵周圍有光輝的雲,其中有一台由四個輪子和四個動物支撐的車子。中國宋代科學家暨政治家沈括在他寫的《夢溪筆談》二十一卷裡,描寫在揚州地方,看到天上一個有半張床那麼大的外殼,打開後,裡面有一顆珠,「殼中白光如銀……爛然不可正視……其行如飛;浮於波中。」十五世紀哥倫布駕船橫越大西洋時,也看到遠處閃閃有光的一個物體。到了近代,世界各地常常有人說看到飛碟、來路不明的飛行物體。這些都可以解釋為外星人的交通工具,甚至有人看到外星人在天空上、在玉米田裡寫的大字,這些都是外星人存在的痕跡。另外一個說法是,人類就是外星人的後裔,那麼我們的老祖宗在什麼地方呢?還有一說是,外星人把我們全部監禁在地球,就像個動物園,不讓我們和他們有接觸。

費米兩難論的另一個解套可能是,外星人是存在的,只是,到目前為止,他們還沒有跟我們聯絡上而已。為什麼還沒聯絡上呢?是不是因為時空的距離,使得他們送出的訊號或者太空探索的工具還沒有抵達?這似乎不太可能,因為宇宙已經有一百四十億年的歷史。那麼,是他們不想和別人聯絡溝通嗎?太空中數以百萬的不同文明,總有些想對外聯絡溝通吧?還是因為他們想儘量低調、避免外來侵擾的危險呢?那麼為什麼這些侵擾不來傷害我們?是不是因為他們送出來的訊號我們聽不懂?這就把我們帶到接下來要談的下一段,一九五九年科可尼和莫里森提出的偵測外星人發出的無線電訊號的想法。

假如真的有外星文明存在,我們該如何證明他們的存在,進而跟他們聯絡溝通呢?一九五九年,科可尼和莫里森發表了一篇被稱為「經典中的經典」的論文。他們認為,在一個高度文明社會裡的外星人,一定會送出些訊號,透過這些訊號和其他文明社會接觸。這些訊號會是什麼樣子的呢?從傳送速度和傳送的集中性來考量,他們會選擇電磁波;若從電磁波在太空及地球表面的衰減來考量,他們會選擇電磁波頻率不低於每秒一百萬赫(megahertz)、不高於三百億赫。只是,在這麼大的一個範圍裡,他們會選哪個頻率呢?(未完)