“為什么至今還沒有發(fā)現(xiàn)和地球、金星相似的系外行星？因?yàn)槟壳斑€沒有能力探測(cè)這類行星，但這并不意味著它們不存在。我相信類地行星絕對(duì)不止地球一顆。”11月17日，第13期浦江科學(xué)大師講壇在復(fù)旦大學(xué)相輝堂舉行，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主迪迪埃·奎洛茲作了題為《系外行星革命及其對(duì)宇宙生命的影響》的主旨報(bào)告，并接受了媒體專訪。

30年前，科學(xué)界普遍默認(rèn)行星系統(tǒng)只有太陽系這一個(gè)實(shí)例。盡管部分天文學(xué)家推測(cè)宇宙中可能存在其他類似系統(tǒng)，但因未發(fā)現(xiàn)確鑿的系外行星證據(jù)，行星系統(tǒng)的定義始終未跳出太陽系的范疇。

1995年，年僅29歲的奎洛茲在攻讀博士學(xué)位期間，與導(dǎo)師米歇爾?馬約爾一起發(fā)現(xiàn)了首顆繞太陽系外恒星運(yùn)行的行星——飛馬座51b。這顆質(zhì)量與木星相當(dāng)、軌道周期僅 4.23 天的行星，徹底顛覆了當(dāng)時(shí)人類對(duì)行星的傳統(tǒng)認(rèn)知，直接開啟了系外行星研究的全新領(lǐng)域。這項(xiàng)開創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)也為師徒兩人贏得了2019年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的一半。

現(xiàn)場(chǎng)，奎洛茲展示了一幅行星圍繞恒星運(yùn)行的模擬圖。“運(yùn)行軌道上的整個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡可以被探測(cè)到，這就是為何我們?cè)?0年前找到了第一顆系外行星，因?yàn)樗淖兞撕阈堑乃俣取！?/p>

除了單個(gè)系外行星的研究，行星系統(tǒng)的對(duì)比研究也同樣重要。“TRAPPIST-1行星系統(tǒng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于太陽系，溫度也要低2倍，但將其放大25倍后可以直觀地觀察到，它在核心結(jié)構(gòu)、行星排布上與太陽系存在顯著相似之處，因此有人稱之為宜居帶。”奎洛茲說。

“這是多么有意思的轉(zhuǎn)變，30年前我們還探測(cè)不到任何一顆系外行星，30年后有一位科學(xué)家站在你們面前說，不僅有其他行星，上面還可能有生命，這不是令人嘆為觀止的事情嗎？”奎洛茲感嘆地說，人類在宇宙中是否孤獨(dú)存在？是否有一個(gè)和我們不一樣的行星，但同樣存在生命？“這些問題到目前為止還沒有答案，但我們正在朝這個(gè)方向逼近答案。”

據(jù)介紹，位于智利塞拉阿瑪佐內(nèi)斯山的歐洲南方天文臺(tái)極大望遠(yuǎn)鏡，計(jì)劃2027年9月啟動(dòng)科學(xué)觀測(cè)，有望在系外行星研究和宇宙生命探索領(lǐng)域取得更多重大發(fā)現(xiàn)。

奎洛茲經(jīng)常被問到，還需多久才能找到另一個(gè)適合人類居住的星球。“科學(xué)的魅力正在于此，我們無法預(yù)知答案究竟是在明天出現(xiàn)，還是需要等待50年，但有一點(diǎn)可以肯定：答案終將到來，因?yàn)槿祟惓錆M好奇心，也極具智慧。”

不過，在他看來，那種“必須找到星球供人類遷移”的想法非常荒謬。“我們并非為離開地球而生，地球是我們的家園，我們必須學(xué)會(huì)作為一個(gè)全球共同體共存。沒有比地球更適合人類居住的星球了，這是我最珍視的家園。”

人類是否有可能見到地外生命？他對(duì)此抱有希望：“過去30年，人類發(fā)現(xiàn)的系外行星從0顆增加到了6000 顆，難以想象未來會(huì)發(fā)生什么。畢竟人類從上世紀(jì)60年代才開始系統(tǒng)性的太空探索，至今不過短短幾十年。再過幾十年，月球基地甚至火星基地或許都已建成，很多事情都會(huì)截然不同。”

奎洛茲認(rèn)為，人工智能的發(fā)展未來可能會(huì)推動(dòng)宇宙機(jī)器人探測(cè)任務(wù)的開展，無需將人類送入太空，只需發(fā)射搭載人工智能技術(shù)的機(jī)器人，甚至可以暢想，未來由人工智能機(jī)器人在月球建立基地。

29歲就發(fā)現(xiàn)了首顆系外行星，奎洛茲將此歸功于自己的好奇心。“我的好奇心至今未變，正是這種熱情一直驅(qū)動(dòng)著我，這也成為我的生活方式。”

至于為何選擇天體物理，他坦言高中時(shí)還不知道自己想做什么，物理對(duì)他而言比較容易，他只想繼續(xù)學(xué)習(xí)但不想做選擇，于是讀了物理。對(duì)于選擇感到恐懼的他，甚至同時(shí)學(xué)了粒子物理和天體物理。“至于后來從事天體物理研究，那是出于我的人生哲學(xué)，我喜歡爬山，而天文臺(tái)很多都建在山上。”

作為一名天體物理學(xué)家，奎洛茲平時(shí)喜歡看科幻電影，但并不會(huì)糾結(jié)其中的對(duì)錯(cuò)。“一部成功的科幻電影，是能呈現(xiàn)一個(gè)你從未想象過的未來，當(dāng)你看完會(huì)驚嘆‘我從未這樣想過’，它就是一部有趣的好作品。”

獲得2019年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的消息傳來時(shí)，奎洛茲總被人問“你會(huì)用獎(jiǎng)金做什么”，他當(dāng)時(shí)在劍橋大學(xué)工作，平時(shí)騎自行車出行，碰巧他的自行車壞了，于是他就回答“我現(xiàn)在最需要的是一輛新自行車”。“沒想到這句話被廣泛傳播，不過我確實(shí)用獎(jiǎng)金買了一輛很棒的自行車。我的學(xué)生們還送了我一個(gè)特別的自行車鈴鐺，上面刻著‘2019年諾貝爾獎(jiǎng)’。”奎洛茲笑著說。

獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)不到一個(gè)月，奎洛茲受邀出席了在上海舉行的世界頂尖科學(xué)家論壇，那是他第一次來到上海。“上海的建筑變化太大了，城市發(fā)展迅猛。我對(duì)中國(guó)感到由衷的贊嘆，因?yàn)檫@里充滿活力，人們都積極進(jìn)取，這也是我每年都來中國(guó)的原因。每次來訪，我都感到震撼，也很樂意與中國(guó)科學(xué)界互動(dòng)，為未來的合作尋找可能的途徑。”

迪迪埃·奎洛茲簡(jiǎn)介：

英國(guó)劍橋大學(xué)自然哲學(xué)杰克遜講席教授，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院物理學(xué)教授，英國(guó)劍橋大學(xué)三一學(xué)院院士，英國(guó)皇家學(xué)會(huì)院士，2017年沃爾夫物理學(xué)獎(jiǎng)、2019年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主。他參與并主導(dǎo)的多項(xiàng)計(jì)劃促成了數(shù)百顆行星的發(fā)現(xiàn)。

原標(biāo)題：《發(fā)現(xiàn)首顆系外行星的諾獎(jiǎng)得主：類地行星絕對(duì)不止地球一顆》

題圖復(fù)旦大學(xué)

作者：解放日?qǐng)?bào) 黃海華