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2014年5月24日,【静•沙龙】第二期在机械工业出版社华章公司会议中心第二会议室举办,主讲者为北京天文馆馆长朱进,主题为《天文学的科学与科幻》。朱进馆长1985年7月本科毕业于北京师范大学天文系,获学士学位。1991年7月博士毕业于南京大学天文系,获博士学位。1991年7月至2002年9月在中国科学院北京天文台(后更名为中国科学院国家天文台)工作,任助理研究员、副研究员、研究员。2002年9月起调任北京天文馆馆长。社会兼职有北京古观象台台长、北京UFO研究会副理事长等。(下图为朱进馆长在本期沙龙分享中)

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这次沙龙朱进馆长从天文学的角度谈科学与科普,来自英特尔中国公司的何万青博士则与大家分享了《心事浩茫连浩宇》的《三体》科幻感悟(参见下图)。

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星空是重要历史文化遗产

朱进馆长曾说:星空在联合国新千年发展计划中,把它作为宇宙给地球人类非常重要的历史文化遗产,但如今我们正在慢慢地失去它,在国际天文年的活动中,专门有一个夜天空保护的项目,希望我们的后代,能直接体验星空和宇宙。

在此次沙龙里,他与到场嘉宾一起遥思星宇,畅想宇宙。用中国青年报记者部李新玲副主任的话说:“朱进馆长、万青博士让我们一下午沉浸在苍茫宇宙,亿万星球,超脱于地球眼前事,身心广阔,纯粹愉悦。”科技日报刘亚东总编辑与九三学社中央委员邬玉良等嘉宾也特地到场与朱进馆长研讨交流。

朱进馆长的演讲到底给大家带来怎样的震撼,我这里做一个简要的回顾。

宇宙有一千亿光年,人类却刚刚走过一秒钟

朱进馆长说,天文学是用天文时间和空间的概念来看宇宙的,天文学考虑的时间范围是几百亿年,考虑的空间范围则是几百亿光年。从天文学的宇宙观来看,我们的宇宙现在138亿岁了,宇宙还在膨胀,而且膨胀的速度越来越快。宇宙的未来将会如何,人类仍在探索。

那么宇宙有多大呢?我们的宇宙空间范围大约是1000亿光年;与浩渺的宇宙相比,银河系才10万光年;太阳系加上外围的奥尔特星云只有两个光年这么大;而从我们所在的地球到月球,光只需要走1秒多一点。

地球在天文学家看来,就是一块1万多公里大的石头,我们60多亿人就生活在这块石头上。人类已经有几百万年的历史,但是直到现在,我们人类在宇宙中涉足最远的地方,就是月球。月球这块小石头离我们地球,也就是光走一秒的距离。人类在1000亿光年的宇宙中,迄今刚刚走过了一秒钟的距离。

而我们人类发射的探测器——旅行者一号,从1977年开始从地球起步向漫漫星河进发,走了40多年,也才走过100多个天文单位,相当于20多个小时的光速,还没有走完光的一天路径。太阳系加上外围的奥尔特星云一共10万个天文单位,所以说旅行者一号要走出太阳系可能需要成千上万年,我们人类走出太阳系可能性就更小了。

而太阳系内除了地球外,没什么太适于高等智慧生物的地方,因为环境恶劣,所以即使有外星人的话,也应该是在太阳系外,例如在银河系或其他星系中,就有可能。

仰望星空的巨型望远镜,搜寻宇宙中高级生命的信号

朱进馆长介绍,离太阳系最近的恒星位于半人马座,距离太阳有4光年。而位于仙女座的M31是人类肉眼能看到最远的星系,距离地球有250万光年。哈勃太空望远镜拍摄过一张最遥远星空场景,包含的星系最远达130亿光年。

从一些天文望远镜的观测结果,天文学家可以观察到宇宙最早的大爆炸痕迹,由于最远的图像要历时130多亿年才传过来,我们可以看到宇宙几亿岁时的模样。甚至可以推导出宇宙的最初几秒,空间超光速暴涨的过程。 我国正在贵州建设的巨型射电天文望远镜FAST,是一个直径500米左右的大锅,凭借贵州特有的喀斯特地貌建造,要依靠地球本身的转动定位星空的不同位置,捕捉和发现来自宇宙的无线电信号。

现在的天文望远镜已经可以用于系外行星观测,今后更先进的下一代巨型天文望远镜甚至还可能观测到系外行星的大小、行星光谱甚至其大气成分、是否有生命都可以进行观测——目的之一是在茫茫宇宙中寻找类地行星。因为类地行星可能会有水和海洋,更适宜高级生命的发展进化。

银河系中一共有1000亿个恒星,估计银河系中大致会有1万亿个行星,假设其中每一亿个行星中有一个存在高级生命,那么仅银河系中就应该有上万个外星人星球存在。美国绿岸射电望远镜阵列就是“监听”外星智慧生物发出的无线电信号,来搜寻地外智慧生命。我国贵州的FAST建成后将成为世界上最大口径的射电望远镜,更有条件监测来自外太空的不明无线电信号。

虽然《三体》等科幻小说,以及霍金警告人类不要与外星人接触,但朱进馆长说,事实上,自人类一百多年前开始用无线电以来,所有无线电信号已经在向太空发射。如果恰好一百光年内也有外星人也在监测太空,那他们现在应该已经能监测到一百多年前的信号,知道人类已经进入无线电时代。但是,刚才说过,太阳系内应该没有外星人存在。而地球40多亿年的发展历史中,出现人类发明的无线电信号只是100多年内的事,这些信号在恰好的时间内被文明高度发达的N光年外的外星人偶然监测到的概率就更小。

例如,科学家曾在波多黎各阿雷西沃山谷中建造了世界上最大的单面口径射电望远镜,也被称为阿雷西博天文台。虽然该天文台进行了很多观测任务,但最有名的要数向可能存在外星人的宇宙方向发射文明信号:在1974年,改造完成的阿雷西博天文台向M13球状星团发送二进制代码信息,其距离地球大约2.5万光年。但那里的外星人可能是在2.5万年后才能发现这些来自地球的无线电信号,而他们想回话给人类,也需要2.5万年才能收到。这一下5万年过去了。到时候人类是否还存在呢?

朱进馆长兼任北京UFO研究会副理事长,但他说这么多年来有很多不明飞行物的报告,但没有一例能跟外星人联系起来。从天文学和科学的角度,一个现象能用简单解释就不用复杂解释。那么在所有UFO报告中,所有可重复、可验证的案例,都可以用科学来解释。例如在新疆的一例报告,就是室内的闪光灯被当做UFO。如果用奥卡姆剃刀原则去审视,可以说UFO现象绝大多数都与外星人无关。

纯粹好奇,忘我投入,天文学最不关心地球上的现实生活

朱进馆长在天文台工作11年,到北京天文馆也有十几年了,在他看来,天文学与物理最为接近,与其他学科的思维特点很不一样。天文学研究的东西都定位于大气层以外,可以说天文学是最不关心地球上现实生活的学科。

朱进说:天文是一门最纯粹的基础研究,纯粹是好奇心出发。而越是好奇越有大的发现,例如上个世纪电的发现就给人类巨大的贡献。但最早研究电学的人,只是纯粹对闪电感兴趣。他们肯定想不到此后电磁学的发展给人类文明带来如此翻天覆地的变化。所以说基础研究是不应该过于功利的,而是基于好奇心。

天文学可以提供一种全身心沉浸于宇宙探索的体验,仰望星空,可以特别投入,特别忘我。中国的教育不应过于功利,孩子们应该对宇宙有好奇心,例如观察蚂蚁打架,研究宇宙的神奇等。

相对于天文学来说,科幻小说反而更关注人类的命运。例如阿西莫夫的《银河帝国》、《三体》中的黑暗森林法则等,对文明、国家的发展有一些启示。但这不属于天文学的范畴。

《三体》的黑暗森林法则与值得深思的宇宙社会学

提到著名的科幻小说《三体》,英特尔中国公司的何万青博士可以算半个专家,他为了这次沙龙,特别梳理了《三体》的宇宙社会学脉络与文明对决的思想体系与大家分享。去年他在微博上发出了一条有关《三体》的消息,说 IDF Beijing的展台上有在Xeon Phi平台上运行的N体模拟程序,N-body simulation问题是计算宇宙物理学和生物物理学的基础问题,由牛顿万有引力定律描述的三体其实具备了足够的复杂性。这样一条很深奥的技术贴居然得到热门转发,更让他感受到《三体》的魔力。

他在本次沙龙分享的《三体》感悟,不仅像个说书人一样将气势磅礴的宇宙文明兴亡故事做了高度浓缩——1个小时讲完刘慈欣的《地球往事三部曲》,而且对《三体》的宇宙哲学进行了深度剖析。(详见原文链接)

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为本次沙龙提供场地与服务支持的机械工业出版社华章公司朱劼编辑总结道:今天我们仰望星空,是为对自然有敬畏之心。只有死亡是永恒的,我们要活在当下。其他参与沙龙的嘉宾也围绕天文与科幻的主题做了精彩的分享与总结。

  • 刘亚东:这次《三体》的导游,开启对外星文明的思考之窗。
  • 邬玉良:天文能把我们提升到更高的高度,探讨宇宙社会学的意义。
  • 张晓东:黑暗法则是宇宙里的另类囚徒困境,从混沌的人类到善的宇宙,还是有希望在。
  • 其他:看星星的时候,心灵最美丽纯净,更相信世界的美好。

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王国臣参加沙龙后,则留下了如此感言:“仰望星空,用思维的速度穿越,探寻宇宙的边界,和隐藏在浩瀚宇宙的生命!感慨个人的渺小,领悟活在当下。希望下一代精神层面比我们更开阔。”

我们为什么仰望星空?是因为宇宙太伟大,人类太渺小。而我们想要探索宇宙,想要走得更远,看得更深,就需要更纯粹、更好奇、更忘我,在138亿年和1000亿光年的尺度上,在无尽的宇宙中,去遨游,去畅想!