温斯顿·丘吉尔最著名的身份是战时领袖、二十世纪最有影响力的政治家之一、目光敏锐的历史学家和雄辩的演说家。他对科学技术也充满热情。
22岁时，当他在1896年随英国军队驻扎在印度时，他阅读了达尔文的《物种起源》和一本物理学入门书。在20世纪20年代和30年代，他为报纸和杂志撰写了关于进化和细胞等主题的科普文章。在1931年发表于《斯特兰德杂志》上题为《五十年后》的文章1中，他描述了核聚变能：“如果能说服一磅水中的氢原子结合形成氦，它们就足以驱动一台千马力的发动机运转整整一年。”他的写作很可能受到了与他的朋友和后来的顾问，物理学家弗雷德里克·林德曼的谈话的启发。
在第二次世界大战期间，丘吉尔支持雷达和英国核计划的发展。他定期会见伯纳德·洛弗尔等科学家，后者是射电天文学之父。关于使用统计数据对抗德国U型潜艇的一次交流捕捉到了他的态度。空军元帅阿瑟·“轰炸机”·哈里斯抱怨道：“我们是在用武器还是计算尺打这场战争？”丘吉尔回答说：“让我们试试计算尺。”2
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他是第一位聘请科学顾问的首相，在1940年代初聘请了林德曼。丘吉尔通过政府资助实验室、望远镜和技术开发，在英国创造了友好的科学环境，从而在战后催生了从分子遗传学到X射线晶体学的各个领域的发现和发明。
尽管如此，去年当我在密苏里州富尔顿的美国国家丘吉尔博物馆参观时，馆长蒂莫西·莱利将丘吉尔的一篇打字文章塞到我手中，这仍然是一个巨大的惊喜。在这篇11页的文章《宇宙中只有我们吗？》中，他以前瞻性的眼光思考了对外星生命的探索。
他于1939年为伦敦的《世界新闻报》星期日版撰写了初稿——当时欧洲正处于战争的边缘。1950年代后期，当他住在法国南部的出版商埃默里·里夫斯的别墅时，他对文章进行了轻微的修改。例如，他将标题从“太空中只有我们吗？”改为“宇宙中只有我们吗？”以反映科学理解和术语的变化。出版商的妻子温迪·里夫斯在1980年代将手稿 передала 给美国国家丘吉尔博物馆档案馆。
莱利于2016年5月成为博物馆馆长，他刚刚重新发现了它。据莱利所知，这篇文章一直保存在里夫斯的私人收藏中，从未发表过，也未接受过科学或学术审查。想象一下，我可能是第一个检查这篇文章的科学家的激动心情。
在这里，我概述丘吉尔的思考。在当今许多政治家回避科学的时候，我发现回忆起一位如此深刻地参与科学的领导人令人感动。
现代思维
丘吉尔的推理反映了天体生物学中的许多现代论点。本质上，他建立在“哥白尼原则”的框架之上——鉴于宇宙的浩瀚，很难相信地球上的人类代表着某种独特的事物。他首先定义了生命最重要的特征——在他看来，是“繁殖和倍增”的能力。在注意到一些病毒可以结晶，使其难以归类之后，他决定专注于“相对高度组织化的生命”，大概是多细胞生命。
他的第一个观点是“我们所知道的所有生物都需要水”。他指出，身体和细胞主要由水组成。其他液体不能排除，但“我们目前的知识不允许我们做出这样的假设”。液态水的存在仍然指导着我们对外星生命的搜索：在火星上，在土星和木星的卫星上，或在太阳系外行星（太阳系之外）上。水不仅是地球上生命出现的必要条件，而且在宇宙中也含量丰富。这种奇妙的通用溶剂——几乎每种物质都能溶解在其中——可以将磷酸盐等化学物质输送到细胞内外。
丘吉尔随后定义了今天所知的宜居带——围绕恒星的狭窄的“金发姑娘”区域，既不太冷也不太热，因此液态水可能存在于岩石行星的表面。他写道，生命只能在“零下几度到水的沸点之间”的区域生存。他解释了地球的温度是如何由它与太阳的距离决定的。丘吉尔还考虑了行星保持其大气层的能力，解释说气体越热，其分子运动速度越快，就越容易逸出。因此，需要更强的引力才能长期将气体捕获在行星上。
将所有这些要素结合在一起，他得出结论，火星和金星是太阳系中除地球以外仅有的可能存在生命的地方。他排除了外行星（太冷）；水星（向阳面太热，另一面太冷）；以及月球和小行星（它们的引力太弱，无法捕获大气层）。
丘吉尔开始撰写这篇文章不久之前，美国在1938年广播了广播剧《世界大战》（改编自H.G.威尔斯1898年的故事），在媒体上引发了“火星热”。自19世纪后期以来，关于红色星球上生命存在的猜测一直在进行。1877年，意大利天文学家乔瓦尼·斯基亚帕雷利描述说，他看到了火星上的线性标记（canali；被误译为运河），人们认为这些标记是由某种文明建造的。事实证明这些是光学错觉，但火星人的想法却根深蒂固。科幻故事层出不穷，最终达到了雷·布拉德伯里的《火星编年史》（Doubleday，1950年），该书在英国以《银蝗》（Rupert Hart-Davis，1951年）为名出版。
宇宙观
丘吉尔的文章接下来评估了其他恒星拥有行星的可能性。他推断说，“太阳只是我们星系中的一颗恒星，而我们的星系包含数千亿颗其他恒星”。丘吉尔假设行星是由气体形成的，当另一颗恒星靠近太阳时，气体从太阳上剥离下来——这是天体物理学家詹姆斯·金斯在1917年提出的模型，但此后已被排除。他推断，由于这种近距离接触很少见，“我们的太阳可能确实是特殊的，甚至可能是独一无二的”。
现在丘吉尔闪耀了。他以科学家健康的怀疑态度写道：“但这种推测取决于行星是以这种方式形成的假设。也许它们不是。我们知道有数百万颗双星，如果它们可以形成，为什么行星系统不行呢？”
事实上，当今的行星形成理论——岩石行星的核心是通过吸积许多小天体而形成的——与金斯的理论截然不同。丘吉尔写道：“我没有自负到认为我的太阳是唯一拥有行星家族的太阳。”
因此，他得出结论，很大一部分太阳系外行星“将具有合适的尺寸，以在其表面保持水，并可能保持某种类型的大气层”，并且一些行星将“与它们的母星保持适当的距离，以维持合适的温度”。
这比1990年代开始发现数千颗太阳系外行星早了几十年，也比天文学家弗兰克·德雷克在1961年提出关于宇宙中可交流文明稀有性的概率论证早了几年。从开普勒太空望远镜推断的数据表明，银河系可能包含超过十亿颗类地行星，它们位于与太阳或更小的恒星的宜居带中3。
考虑到涉及的巨大距离，丘吉尔得出结论，我们可能永远不会知道这些行星是否“居住着生物，甚至是植物”。
更大的图景
丘吉尔看到了太阳系探索的巨大机遇。他写道：“总有一天，甚至可能在不久的将来，有可能前往月球，甚至金星或火星。”相比之下，他指出，星际旅行和通信本质上是困难的。他指出，即使是到最近的恒星并返回，光也需要大约五年时间，并补充说，离银河系最近的大型螺旋星系（仙女座——他称之为“螺旋星云”之一）比最近的恒星远数十万倍以上。
这篇文章热情洋溢地结尾：“拥有数十万个星云，每个星云都包含数千亿个太阳，这意味着必定有无数个星云拥有行星，这些行星的环境不会使生命不可能存在。”在这里，丘吉尔表明他熟悉天文学家埃德温·哈勃在1920年代后期和1930年代早期的发现，后者发现银河系之外还有许多星系（根据最近的估计4，约为2万亿个）。
丘吉尔的语气变得悲观，反映了他的时代，他补充说：“就我个人而言，我对我们在这里的文明所取得的成功并没有留下如此深刻的印象，以至于我认为我们是这个浩瀚宇宙中唯一包含有生命的、有思想的生物的地方，或者我们是曾经在浩瀚的时空中出现的最高类型的精神和身体发展。”
将近80年后，困扰丘吉尔的问题仍然是科学研究最热门的课题之一。对火星地下生命迹象的搜索正在进行中。金星气候的模拟暗示它可能曾经适合居住5。天文学家认为，在几十年内，我们将发现太阳系外行星大气中现在或过去生命的生物特征，或者至少能够限制其稀有性6。
及时的发现
丘吉尔的文章证明了他如何看待科学技术的成果对于社会发展至关重要。当他在1958年帮助在英国剑桥大学建立丘吉尔学院时，他写道7：“只有在引领人类发现科学和工程的新世界中，我们才能保持我们的地位并继续谋生。”
然而，他也担心，如果不理解人文学科，科学家可能会在道德真空中运作。“世界需要科学家，但不需要一个科学家的世界，”他说8。为了使科学成为“人类的仆人而不是主人”，他认为必须制定借鉴人文价值观的适当政策。正如他在1949年对麻省理工学院毕业典礼的讲话中所说：“如果，凭借现代科学的所有资源，我们发现自己无法避免世界饥荒，我们都将受到责备。”
丘吉尔是一位科学爱好者和倡导者，但他也从人类价值观的角度思考重要的科学问题。尤其是在当今的政治格局下，民选领导人应该听取丘吉尔的榜样：任命常任科学顾问并充分利用他们。
本文经许可转载，并于2017年2月15日首次发表。