外星生命在广阔的宇宙中但是现有的理论可能会遮住我们的眼睛

2020-01-22 14:25 来源:科创网

原标题:外星生命存在于广阔的宇宙中,但是现有的理论可能会遮住我们的眼睛

如果我们找到外星生命存在的证据,我们会意识到它是证据吗?其他星球上的生命形式可能与我们通常看到的非常不同,我们甚至可能不认识它产生的任何生物特征。

近年来,我们关于生物特征的含义以及哪些行星适合居住的理论已经发生了变化,可以预见,这些理论在未来将会发生进一步的变化。然而,我们目前能做的最好的事情是使用我们必须解释现有数据的最佳理论,而不是使用一些我们尚未想到的未来想法。

对于那些参与寻找外星生命的人来说,这是一个大问题。正如美国国家航空航天局咨询委员会的斯科特·高迪(Scott Gaudi)所说,“现在我已经在系外行星领域工作了20多年。有一点我非常确定,那就是我学会了预料事故。”

但是我们真的有可能“期待一场事故”吗?从青霉素的发现到大爆炸遗留下来的宇宙微波背景辐射的发现,许多突破实际上都是偶然发生的。这些通常反映了研究人员的幸运程度,但是当涉及到外星生命时,科学家有这么幸运吗?科学家能如此幸运地发现外星生命的证据吗?

许多研究结果似乎告诉我们,很难预料会发生事故。

认知心理学家丹尼尔·西蒙斯(Daniel Simons)在注意力不集中失明方面取得了巨大成就,他说:“我们经常会错过我们没有预料到的事情。”他的实验表明,即使黑猩猩在人们的眼皮底下用力捶胸,人们也不会注意到黑猩猩。类似的实验还表明,我们不会注意到扑克牌的任何变化,比如红牌的红心变黑。在前一种情况下,如果我们的注意力足够集中,我们会想念大猩猩。在后一种情况下,我们没有注意到异常,因为我们有强烈的期望。

科学史上有许多相关的例子。哲学家称这种现象为“观察理论和实验预设”。我们注意到的有时在很大程度上取决于我们的理论、概念、背景信念和预设的期望。这种现象比我们想象的更普遍,我们认为非常重要的事情也可能有这样的偏见。

例如,当科学家首次发现南极洲上空大气中臭氧含量低的证据时,他们最初认为数据有错误。由于以前没有理论基础相信南极洲上空会有臭氧洞,科学家们也提前排除了这种可能性。幸运的是,他们又检查了一遍,发现了臭氧洞的存在。

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美国宇航局的苔丝任务在一小块天空中捕获了20多万颗星星。(图片来源:美国宇航局)

在寻找外星生命的过程中会发生类似的事情吗?研究系外行星的科学家有大量可观察的目标,所有这些都吸引了他们的注意力。在过去的十年里,科学家们已经发现了3650多颗行星,也就是说,每天不止一颗行星。随着美国宇航局TESS系外行星猎人和其他任务的进行,这一趋势将会继续。

每个新的太阳系外行星都有很高的物理和化学复杂性。不难想象,科学家可能不会反复检查标记为“无意义”的目标行星,但通过更仔细的分析或非标准的理论方法,科学家可能会意识到这个目标背后隐藏的意义。

然而,我们不应该夸大观察理论和实验预设。在穆勒-莱尔错觉中,由于箭头两端的方向不同,箭头向内的两条线看起来比箭头向外的线短。然而,即使我们确信两条线的长度相同,我们的感知也不会受到影响,但这种错觉仍然存在。同样,一个敏锐的科学家可能会从她的数据中注意到一些她的理论无法预测的东西,即使只有一个科学家发现了一些重要的东西,这个领域的每个科学家很快就会知道。

历史还表明,科学家能够注意到令人惊讶的现象,那些有偏见的科学家也不例外,即使他们的宠物理论不符合这一现象。19世纪,物理学家大卫·布鲁斯特(David Brewster)错误地认为光是由直线运动的粒子组成的,但这并不影响他对许多与光相关现象的观察,比如压力下物体的双折射。有时观察不一定涉及理论,至少不会严重影响科学发现。

我们需要保持开放的心态。

当然,科学家不能只通过观察来研究。科学观察需要某种方式的指导。但与此同时,如果我们想“预期事故”,我们不能让理论严重影响我们观察到的和我们认为重要的东西。我们需要保持开放的心态,鼓励人们像布鲁斯特和过去的学者一样探索这些现象。

不受理论束缚地研究宇宙不仅是一项合法的科学事业,也是一项至关重要的事业。贬低探索科学为“捕鱼探险”的倾向可能会破坏科学进步。以前从未探索过的领域需要我们去探索,我们不知道我们会找到什么。

在寻找外星生命的过程中,科学家必须完全开放。这意味着对非主流思想和技术有一些鼓励。过去科学(包括最近的科学)的例子表明,非主流思想有时会受到强烈阻碍。如果太空总署这样的太空机构真的认为我们应该在寻找外星生命时“期待惊喜”,他们必须从这些案例中吸取教训。

标签: 宇宙 理论 科学史

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