不适宜居住的行星

称遥远的世界为类地行星是一种不好的做法;称其为适宜居住的行星也好不到哪里去

C. Scharf 2019

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映的是作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点


最近关于在一颗系外行星的大气层中探测到水蒸气的公告(再次)引发了许多问题,关于天文学家和行星科学家应该如何谈论他们的研究结果。这些结果是巨大的技术成就,但可以说仅仅是在识别宇宙中其他地方存在生命的目标上取得了渐进的进展。

一些研究人员坚持认为这样的结果直接关系到“宜居行星”,这非常令人担忧。首先,“宜居”这个词之所以渗入科学术语,主要是因为方便而不是实质。大多数天体生物学家和系外行星科学家使用“宜居”作为速记,指的是一个世界围绕恒星运行的位置和恒星辐射程度,以及在相当模糊定义的表面环境中是否存在液态水这一更复杂的问题。但我们也把“宜居”与行星的大小(气态巨行星很少被认为是宜居的,但一个拥有适度大气层的岩石世界可能被认为是宜居的)及其推测的组成(更多的岩石,更少的气体,而不是更多的气体和更少的岩石)混为一谈。

此外,“宜居”绝不意味着有人居住,甚至不意味着一个世界具有在任何时候都启动生命本身的合适条件,更不用说维持生命了。这有点像说一个池塘是“可游泳的”,而你真正指的是它有可以提供一点浮力的液体,不会溶解你(至少不会立即溶解),而且可能不是完全有毒的。一些努力,如地球相似性指数的开发,已经试图为这种情况增加更多的现实性。


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然而,对大多数不总是思考这些话题的人来说,说“宜居”——特别是对于非科学家——自然的反应是想象到充满生物甚至有知觉生物的环境。

所有这些都导致了媒体报道出现误导性的发现感。这非常不幸,因为它听起来好像科学已经解决了宇宙难题,而这难题 a) 可能离得到答案还很遥远,b) 可能永远无法得到百分之百令人信服的答案,以及 c) 涉及更多有趣的难题和复杂性。

这也造成了科学(和科学家)可能会被视为不可信的非常真实的风险,因为这项工作被过度炒作了。所有这些也可能削弱我们对在其他地方发现生命的真正意义的欣赏,如果那一天到来。更糟糕的是,这些先发制人的声音可能会渗透到权力部门和科学资助机构,即使是消息灵通的政治家和行政人员也可能会被他们所看到的或认为他们所看到的微妙地影响。

我不确定我们科学家能否解决所有这些问题——媒体就是媒体,无论我们多么希望它不是这样,而且人们自然会接受各种线索和偏见。但在研究领域本身,我们可能应该提出一些更好的术语和语言使用形式。

例如,我个人认为“宜居性”可以淘汰了。在探索过程的现阶段,我们真正关心的是生物概率——在特定环境中存在生命系统的可能性。这并不意味着我们可以在任何特定情况下为生物概率分配数值。或者说,所有潜在的生命和生态系统实例都可以或应该被平等对待(地下海洋卫星、自给自足的生物圈或我们尚未充分考虑的可能性呢?)。但是,通过将我们的思维转换到生物概率,我们至少可以开始分离出一些关键的潜在难题。

例如,一颗行星可能具有很高的生命起源事件概率,但其持续存在的概率很低。或者相反,生命开始的机会很小,但一旦开始,它就会像行星塑造催化剂一样肆虐。我们不知道任何世界(包括地球)这些问题的答案,但它们似乎非常重要。

当然,生物概率也可能被滥用。鉴于我们大多数人并非天生擅长概率和统计,因此将其用于头条新闻和媒体片段存在障碍。我没有看到主要报纸以“发现高生物概率行星”作为标题。但是大多数记者确实非常努力地把事情做好,因此科学越能展示道路,讨论引人入胜的细节,就越好。

实际上,通过引入一个新术语,我们可以将对话引向更丰富的方向。生物概率是什么意思?生命的起源与生命的持续可能有什么不同?表面上不同的行星环境在生物概率上可能仍然等效吗?

生物概率还突出了关于寻找生命的一些有趣的问题。例如,我们花大量时间思考如何表征新的世界;希望感知化学或其他生命引起的行星变化的所谓生物标记。然而,我们可能并不真正知道一个完全不适宜居住但又颇具吸引力的世界是什么样子。即使是我们太阳系中的火星和金星,也不能完全肯定地说现在或过去任何时候都没有生物存在。要么是因为古代气候条件可能更有利于我们所知的生命,要么是因为火星表面存在生命的极端可能性,甚至是在高空金星云中存在生命的可能性。

现在可能是时候放弃“宜居”这个朗朗上口、有时有用的术语,转而采用更适合当前正在进行的科学研究的术语了。真相就在那里,所以我们不要让人类语言的陷阱阻碍我们的努力。
 

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