“另一个地球”改变了什么？
阅读提示：在前沿科学技术领域，科学研究和科学幻想之间的界限正在越来越模糊。也许再过几代人，我们真的就会实现《星际迷航》那样的剧情，我们的某一代子孙将成为宇宙人类。
寻找人类“大表哥”
大表哥来啦！
7月24日凌晨，NASA兴奋地向全世界宣布，他们在距离地球1400光年的地方，发现了一颗与地球有98%相似度的行星。由于它的岁数比地球大15亿年，所以，它是地球的——开普勒-452b大表哥！
肩负寻找类地行星使命的开普勒，究竟能否解答“地球是否孤独”这个亘古命题，眼下还说不清楚。毕竟，在太空中的一眼，已是1400光年前的光景。看来我们只能寄望于下一代搜寻系外行星的望远镜，通过它们的探寻，发现“外星生命”的日子也许真的就指日可待了。
其实，人类从未放弃过对外太空的探寻。在家寻找外星人计划更是吸引了全球300万名志愿者参与其中。这样的探索行动终将让人们逐渐接近一个终极问题的答案：我们是谁？我们来自哪里？我们将去往何处？
这就不难解释为什么会有那么多人踊跃报名参加有去无回的火星之旅。之前非常反对人类主动接触外星人的英国著名物理学家史蒂芬·霍金转而和俄罗斯富豪共同发起一项旨在寻找外星智慧生物的新计划“突破倾听”。
霍金一前一后截然相反的态度再次说明人类为了满足自身的好奇心而不惜巨资，冒着失去一切的风险，去探寻那些可能的存在。（陈 冰）
“另一个地球”改变了什么？
撰稿｜孙正凡
2014年7月24日，美国航空航天局宣布“开普勒太空望远镜”发现一颗距离地球1400光年的类地行星“开普勒452b”，它与地球的相似指数达到了0.98。1400光年对于当前的航天技术来说是遥不可及的，那么为何人类仍花大价钱试图去寻找这些只能看不能摸的目标？
科学发现改变三观
开普勒太空望远镜这个名字是纪念伟大的天文学家约翰内斯·开普勒，他在17世纪初发现了行星运动三定律，从而证明并发展了哥白尼的“日心说”，确定了我们的地球仅仅是太阳系里的一颗普通的行星。几十年后，牛顿以行星运动三定律为基础，提出了万有引力定律，解释决定宇宙运行的基本规律。开普勒的影响不仅仅是在科学领域，也极大地改变了人类思考世界的方式。
在“日心说”被证明以前，在地心说系统里，人们一般认为地球（以及人类）有极其特殊的地位，甚至认为地球和日月五星就构成了整个宇宙，至于恒星，那不过是包裹在“宇宙”外围的一层球壳。这类想法后来被称之为“单世界”理论。实际上这个想法又与自古以来人类信奉的宗教和神话观念有关。在神话时代，这个世界是由神灵创造的（所以并不大），而且特意为人类而创造的。可以说所有的古代宗教和神话，在解释世界为何如此的回答中，都是以人类为中心，以大地为中心，不管多么厉害的神灵或妖魔鬼怪，都是围绕着人类的生活为中心。当然，这些时代的科学水平还很低下，不足以抵消这些神话，而神话本身也给人类提供了对“安全感”的需求。
科学革命时代以来，随着知识的增长和积累，随着人们逐渐掌握了关于世界运行的科学规律，科学就像一支照亮黑暗的蜡烛，使人类逐渐摆脱了过去对神灵和魔鬼的恐惧，迷信退隐，理性显现。哥白尼的“日心说”的提出，尤其是开普勒等天文学家的发展，使人们发现了地球在太阳系里的真实地位。17世纪已经有哲学家提出，我们太阳系在这个世界并不是唯一的，每颗恒星都是一个类似太阳系的世界，这就是“多世界理论”。也就是说，早在人类有能力去寻找系外行星之前，早就孕育了不断向外求索的动力。
1950年代开始的太空时代，带来的不仅仅是科学技术的飞跃和全新的宇宙观，也给美国带来了巨大的社会和经济利益。美国通过阿波罗载人登月工程和太空探索的巨大成就，树立了美国不可战胜的科技强国形象，而且通过美国航空航天局与社会企业的协作，推动了一大批科技创新，并且获得了丰厚的经济回报。
从“我”出发，理解宇宙
迄今为止，地球仍然是我们所认识到的唯一存在生命的星球，是我们在茫茫太空中生存繁衍的唯一基地。当我们寻找宇宙中可能供生命存在的系外行星时，也是以人类自身生存为标准的。
包括开普勒太空望远镜在内，搜寻系外行星的探索中，最令人感兴趣的还是处在“宜居带”内的类地行星。所谓宜居带，就按照我们地球的样板，离其所属恒星不太近也不太远，温度适中，允许液态水存在，从而适宜生命（与地球碳基生命类似）存在的区域。就太阳系来说，宜居带的范围基本上是从金星轨道到火星轨道。
当然对于恒星也有要求，它应该是一颗像我们太阳这样单独存在的恒星，质量也应该与太阳相差不太多。因为这样的恒星演化时间足够长（寿命以十亿、百亿年计），有足够的时间允许行星形成，更能满足生命从无到有，从简单到复杂的演化过程。类地行星更不用说，海洋是生命的摇篮，陆地是生命壮大并得以自由发展的舞台；具有类似特征的木卫二、土卫六也成为当前航天探索的热点对象。当然也有科幻作家，包括像霍金等科学家设想在气态行星中可能也存在某种形式的生命，但在没有生物学证据之前，这些还只是幻想。
1980年，行星天文学家卡尔·萨根在参与“伽利略号”项目时，实施了一次“从外太空系统观测地球”的实验。“伽利略号”是前往木星的探测器，为了借助引力弹弓效应加速，它会再次飞过地球。当时它离地面只有约1000千米，萨根等天文学家发出指令，调用了“伽利略号”上的仪器瞄准了地球。通过获取的光谱等资料分析，他们能够推断出大气、水、云、海洋、冰川，以及生命迹象。.jpg)
当然太阳系外行星的距离比这个只有区区1000千米的距离要远得多，以目前的观测技术，还拿不到像“观测地球”这样详细的资料。比如“开普勒太空望远镜”观测到的还只是行星经过母星之前造成的光变，无法获取行星光谱。下一代搜寻系外行星的望远镜，如美国航空航天局和欧洲航天局分别计划在2020年前后发射的“类地行星搜索者”和“达尔文探测器”，将能够尝试分析类地行星的大气光谱，观察是否存在氧气、水汽等能够支撑生命的物质。也许发现“外星生命”的日子已经不远了呢。
为万世而未雨绸缪
“生于忧患，死于安乐”，忧患意识是人类从弱小到强大，文明得以壮大的关键因素。人类起源于200万年之前的非洲草原，从采集、游牧进入定居生活才不过1万年时间。无论从史前时代与野兽搏斗，还是部落、国家之间的残酷竞争，使人类天生富有忧患意识。但从另一方面来说，人类的文明史并不长，有详细的历史记录的时间就更短了，也就是说，我们对于长时间的历史演变是缺乏经验的，在古人的想象中，也只有通晓天地造化的奇人才能够“前知一千，后知五百”，我们既往的经验都是基于几十年，至多几百上千年的历史。天文、地理、生物等科学研究告诉我们，人类、地球和宇宙都存在特征尺度为几十万年到上亿年的巨大变化。为了人类的集体福祉，必须有人提前考虑万世之利。
19世纪以来，天文学家对小行星、彗星的研究更表明，地球所处的环境不是绝对安全的。6500万年前统治地球的恐龙可能是由于一颗直径10千米的小行星撞击地球而绝灭，而这样的小行星在地球轨道附近所在多有。
在遥远的未来，作为地球光和热来源的太阳也会成为地球的威胁。近年来太阳物理学研究发现，在数十亿年间，太阳将变得比现在大10%，地球上的海洋将被炙热的太阳蒸发干，生命无法生存。当然我们利用某些手段推动地球向外迁移到新的“宜居带”位置，但这只是暂缓之计（且不论其成功率如何），当太阳最终死亡时，地球也仍将落入黑暗之中。
近年来哈勃太空望远镜已经发现在一些白矮星（这也是太阳的最终命运）周围发现了可能是类地行星的残骸，这让天文学家联想到了我们地球的未来。从现在起大约55亿年内，太阳将在烧尽它核内的氢燃料，开始燃烧外层的氢。在转变成红巨星的过程中，太阳内核将收缩，外层迅速膨胀。60亿年后，膨胀的红巨星太阳体积将扩大到现在的256倍，将吞噬地球轨道，把地球烧焦甚至使之灰飞烟灭。无论如何，地球生命（届时如果还有的话）将难逃劫难。
不过这项研究带来的好消息是，我们还有大约10亿年时间来为地球这次最终的世界末日做准备。拯救地球居民的一种方法是，离开地球前往其他恒星系。不过正如开普勒452b离我们足足有1400光年远，可以想见未来即使发现“宜居地球”，它的距离也是我们到达那里的巨大障碍，这就需要全新的航天科技才能带我们到达那里。幸好这一点科学家们也已经想到了。
2012年，美国航空航天局的科学家哈罗德·怀特宣布开始进行“曲率驱动”超光速飞行的实验。曲率驱动这个词由于经典的科幻电影《星际迷航》而变得流行，但长期以来只是科学家提出的一种数学模型，难以找到实现它的方法。哈罗德·怀特的想法是，先利用一束强激光来触发时空在微观尺度上的扭曲，实现极微小的时空扰动，为进一步的真正的“曲率驱动”实验铺路，他们已经在约翰逊空间飞行中心建立了一套被称作“怀特-朱迪曲率场干涉仪”的装置。这样的设想如果最终可以获得成功，那么未来的宇宙飞船理论上便可以实现在扭曲时空里以10倍光速飞行，而不会打破宇宙对“光速最大”极限的限制。
这些想法虽然看起来匪夷所思、遥不可及，但实际上，近几百年来，科学技术正呈现跳跃式变化的特征，新的科学技术既是在既往的科学技术基础之上产生的，又有许多难以置信的突发性创新。这些创新往往是连最顶尖的科学家也难以事先预料的。美国航空航天局推出的关于曲率驱动的研究，无独有偶，中国航天集团的工程师们也找到了科幻小说《三体》的作者刘慈欣，讨论未来可能的航天技术。在前沿科学技术领域，科学研究和科学幻想之间的界限正在越来越模糊。也许再过几代人，我们真的就会实现《星际迷航》那样的剧情，我们的某一代子孙将成为宇宙人类。
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