曾國平

令人鼓舞的類地行星

難以想像的兩個討厭的地方。其一，在大熊星座，環(huán)繞恒星大熊47運行的一顆行星，離地球200萬億千米(34光年)，其質量至少是太陽系最大行星木星的25倍，像木星一樣，它可能主要由毒氣組成，有時卷起足以吞噬地球的大颶風；其二，處女星座環(huán)繞處女70的一顆行星(有些科學家認為它是一顆褐色的矮星)，同樣離地球約有200萬億千米，質量超過木星的6倍，氣候尤為惡劣。

它們是1995年12月由舊金山州立大學天文學家杰弗里·馬西和保羅·巴特勒發(fā)現的。兩個類似地球的行星似乎都不宜居住，但仍然是第一手具體有形的證據，說明地球及其各種生命形式在宇宙間可能不是獨一無二的。這兩顆行星都能保存液態(tài)水，生物學家們說，這是生命存在的先決條件。

兩顆新發(fā)現的類地行星不一定存在生命。盡管它們荒涼貧瘠，但它們的特定存在都是天文學上一種令人鼓舞的事情。也許最重要的是，環(huán)繞與太陽近似的恒星運行的一些行星的發(fā)現，意味著我們的星系，即擁有超過1000億顆恒星的銀河系，可能在某處忽然出現存在生命的其他類地天體。

如果這樣，那我們找到類地行星就為期不遠了。科學家們正在熱切地等候著“紅外觀察衛(wèi)星(ISO)”的探測結果，這是新近入軌繞地飛行的歐洲衛(wèi)星，能夠探測遙遠行星微弱的熱輻射。美國航空航天局發(fā)起了“起源工程”，目的是了解行星的起源。

泄 漏 天 機

在強光眩目的恒星背景里測知行星，就像在1000億瓦的聚光燈旁邊尋找100瓦的燈泡。而天文學家們通過行星對其母星軌道的細微影響來找行星要容易得多。正如太陽按自己軌道運行時也受到地球的牽引，其光波被壓縮，然后又舒展，導致其色彩由藍到紅的細微變化。這種變化，就是眾所周知的多普勒偏移，可用分光儀來測量。

在加州硅谷山頭的伯利克天文臺，馬西和巴特勒使用了世界上最靈敏的分光儀，到1994年4月，他們確信已處于發(fā)現新行星的有利位置。

1995年10月，消息傳來，瑞士日內瓦天文臺的米歇爾·梅厄和迪迪耶·凱洛茲探測到了環(huán)繞恒星飛馬51的一顆行星，位于離地球42光年的飛馬星座。

馬西和巴特勒用自己的望遠鏡證實了瑞士小組的發(fā)現，然后加快了工作速度，決心至少要成為找到環(huán)繞太陽類恒星的行星的第二個小組。他們向伯利克天文臺的同事們爭取到望遠鏡的使用時間，借到價值10萬美元的電子計算機設備，處理他們觀察的120顆恒星的潮涌般的數據。

兩個月后，他們分析了所觀測的半數的恒星，12月30日上午，巴特勒去辦公室驗核計算機的工作進程。“我一看見機器吐出來的數據，撒腿就跑?！彼f。這是環(huán)繞處女70的行星泄漏天機的信號曲。

淡藍色的圓點

找到任何行星都很高興的同時，華盛頓卡內基大學天體物理學家艾倫博士說：“最喚起激情和長期夢寐以求的，是找到一顆太陽系外的能維持生命的行星。”這恰恰是NASA長官丹尼爾·戈爾丁要求“起源工程”做的事情：確定太陽系外類似地球的行星的位置，拍攝到它們的照片。

天文學家們認為，找到這些距離遙遠而信號微弱的天體的最佳途徑，是利用帶有足球場大的反射鏡的太空望遠鏡，可這么龐大的望遠鏡超出了現行技術能力。變通的辦法是應用多個大范圍分散的較小繞地望遠鏡，再利用電子技術對它們的光線進行組合，模擬出一個大望遠鏡的觀測效果。

NASA計劃在2010年發(fā)射“行星尋找者”，一個安裝許多90厘米～180厘米反射鏡的展開后90多米的望遠鏡，環(huán)繞木星飛行，那里，太陽系的雜物開始稀少。該望遠鏡能讓科學家們從回射給地面控制員的圖像里鑒定出顯示類地星的淡藍色圓點。隨后他們就可分析這種行星上維持生命的大氣，如臭氧、氫和二氧化碳。

如果其他星系確有類地星體，NASA生物學家邁克爾·邁耶說，至少有的會處于“適于居住帶”。這種生物帶，取決于行星與其恒星的距離，那里的水必定是液態(tài)而非固態(tài)或氣態(tài)?！坝欣那樾问牵彼f，“如果我們太陽系具有代表性，那么，存在生物帶行星的概率達50％?！?/p>

關鍵是要有液態(tài)水，NASA生物化學家戴維·馬雷說，因為它是理想媒質，各種碳基有機物可以溶解其中，并以無數的方式反應作用。為什么是碳?“因為，”馬雷說，“它能組成難以計數的絡合物，它還是第四豐富的宇宙元素?！币恍┛茖W家確信，生命的基本結構單元能由太空降臨地球，那這種事情也可能在別的地方發(fā)生。

聆聽太空的耳朵

任何外星生命都會讓生物學家們驚喜不已，而對智慧生命的期望又激發(fā)了無數人的想像。

從20世紀60年代開始，世界各地就有一些天文學家獻身于搜尋地球外智慧生命(SETI)的工作，并受到鼓勵和贊助。他們的探索依據一直是這樣的一種假設：太陽系外存在一些行星，這些行星上可能存在生物，其智力足可發(fā)射穿越浩瀚太空的無線電信號。自從行星存在的猜想被證實后，對于生命之音的搜尋似乎也不再是幻想了。

如果遙遠的地球外智慧生物試圖接觸我們，首先收到信息的也許是波士頓西北50千米寧靜的鄉(xiāng)間，那里，一個直徑25米的碟形天線對著天空，聆聽著宇宙的低吟細語。它是SETI艱難嘗試中最大最有雄心的射電望遠鏡。隨著地球的轉動，這個地外檢測望遠鏡(BETA)每天掃過大截面的一圈宇宙區(qū)域，逐圈加大與地平線的夾角，增加一個定值的小角。收到的無線電電波被讀入一臺巨型計算機，分辨和揚棄宇宙無線電“異常聲音”。

一旦BETA探測到符合程序設計的非自然信號，射電望遠鏡就會放棄固定位置，自動轉移，對剛掃描過的太空重新探測一遍；如果異常信號又出現在同一方位，計算機就給監(jiān)控科學家們發(fā)出電子郵件。

BETA主任，哈佛物理學家保羅說：“宇宙間有否智慧生物?我的答案是肯定的。我們的星系有否智慧生物?可能性很大?！辈贿^，保羅是現實的，“問題是，我們是按我們估計的波長和我們探測得到的功率級來接受星際無線電波的?！彼裕姓J，“存在很大的偶然性?！彪m然天文學家們越來越覺得可以證明宇宙間存在適于生物的天體，但生物化學的一次次進步又使生命產生很大的神秘性。傳統(tǒng)上，生物學家們認為生命是一種偶然現象——一系列相互聯系的分子的概率極小的巧合，進化選擇是盲目的，種族發(fā)生的路徑僅僅是可能性王國里隨意漫步留下的痕跡。如果這是對的，那么，人們對于包括意識和智慧的更復雜的體系，就沒有天生的求解沖動了。

但是，持相反觀念的人們正在獲得力量。復雜性可能是組織過程的本能浮現，如果物質和能量具有內在的放大和系統(tǒng)有機化的傾向，那么，生命以及隨后的智慧進化的阻力會大為減小。

對于尋求實體存在之下更深層意義的人們，種種形式的地外生命的出現會提供可觀的幫助。它意味著，至少在我們意識和智慧類復雜體系的觀念上，我們是生活在越來越好的宇宙里。

尋找行星的天文學家們的聲勢正高，保羅·巴特勒說：“很快，我們會在太陽系外發(fā)現比太陽系內多得多的行星。”這樣，對于人類在宇宙中的位置，我們將更加接近解答由來已久的問題：我們孤獨嗎?