金星“生命記號(hào)”或是一場(chǎng)烏龍?一場(chǎng)科學(xué)家之戰(zhàn)正愈演愈烈
來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)
發(fā)布時(shí)間:2021-01-21
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地外生命,是人類探索宇宙的終極話題。但凡出現(xiàn)任何有關(guān)外星生物的蛛絲馬跡,都能讓我們興奮不已。

去年9月,一項(xiàng)“金星疑似生命跡象磷化氫”的發(fā)現(xiàn)刊登在國(guó)際頂級(jí)期刊《自然·天文學(xué)》上。一石激起千層浪,地球的這位鄰居“曝光度”大增。但很快,不少質(zhì)疑的聲音響起。

圖片來(lái)源:Nature Astronomy

近期,幾篇反駁的論文陸續(xù)刊登在《天文學(xué)與天體物理學(xué)報(bào)》等期刊上。要知道,凡是公開(kāi)發(fā)表的正規(guī)論文,都是通過(guò)同行評(píng)議的結(jié)果。換言之,原論文及反駁論文的觀點(diǎn)皆有支持者。

原文:金星磷化氫“超標(biāo)”原論文講了一件什么事?

簡(jiǎn)單概括下來(lái),就是科學(xué)家將兩臺(tái)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后發(fā)現(xiàn)金星云層中含有相對(duì)較高含量的磷化氫,而磷化氫可能與生命活動(dòng)有關(guān)。

值得一提的是,數(shù)據(jù)處理的方式很重要。與其說(shuō)天文學(xué)家們能“看”到什么,倒不如說(shuō)他們能在望遠(yuǎn)鏡和探測(cè)器獲得的觀測(cè)數(shù)據(jù)中“挖掘”到什么。

當(dāng)然,原論文也列舉了多種非生命活動(dòng)能產(chǎn)生磷化氫的情況,如光化學(xué)反應(yīng),閃電甚至流星雨等,但將目前人們所能想到的非生命活動(dòng)產(chǎn)生的磷化氫總量加起來(lái),再與觀測(cè)到的磷化氫相比,結(jié)果令人興奮——觀測(cè)到的磷化氫更多!

原論文較為謹(jǐn)慎,認(rèn)為多出來(lái)的這部分磷化氫產(chǎn)生途徑可能有兩種,一是金星生命活動(dòng)的跡象,二是由其他未知的非生命過(guò)程產(chǎn)生。也就是說(shuō),這只給出了金星生命跡象的可能性,而非必然性。

然而,生機(jī)勃勃的地球已經(jīng)在浩渺無(wú)垠的宇宙中孤單了太久。消息一出,便如炸雷一般,引起了學(xué)界乃至普通人的強(qiáng)勢(shì)圍觀。

資料圖:歐洲南方天文臺(tái)發(fā)布的一張金星的藝術(shù)效果圖,小圖中展示了磷化氫分子。

反駁:數(shù)據(jù)失真和“另起爐灶”冷水,來(lái)得很快。

2020年9月14日,原論文刊發(fā)。約2周后,就有學(xué)者向《天文學(xué)與天體物理學(xué)》投稿反駁,6周后刊發(fā)。隨后,兩篇其他研究人員的反駁論文陸續(xù)刊發(fā)在《皇家天文學(xué)會(huì)月報(bào)》和《天文學(xué)與天體物理學(xué)》上。

這些學(xué)者是從哪些角度反駁的呢?

“大體上有兩種,一種是對(duì)原論文所使用的原數(shù)據(jù)再處理后,結(jié)果并沒(méi)有顯示磷化氫顯著存在。第二種是使用其他觀測(cè)設(shè)備的紅外數(shù)據(jù),有兩篇論文結(jié)果皆發(fā)現(xiàn)金星上磷化氫的上限比原論文低,其中一篇論文顯示低了近兩個(gè)數(shù)量級(jí)?!?中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心空間天氣學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員劉勇查閱相關(guān)論文后告訴科技日?qǐng)?bào)記者。

劉勇進(jìn)一步解釋,望遠(yuǎn)鏡、探測(cè)器等觀測(cè)設(shè)備是天文學(xué)研究的“眼睛”,但它們獲得的大量數(shù)據(jù)并非全部真實(shí)有效,因?yàn)橛钪嬷杏泻芏辔粗录?,誰(shuí)也不知道一個(gè)光子在被人類“眼睛”捕獲之前經(jīng)歷過(guò)什么??蒲腥藛T要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行二次處理,去掉“噪聲”,抽絲剝繭找出想要研究的對(duì)象信號(hào)。

“數(shù)據(jù)處理的方式對(duì)于研究的科學(xué)性、真實(shí)性至關(guān)重要。稍有不當(dāng),就可能令數(shù)據(jù)失真,甚至發(fā)生一些‘美妙的誤會(huì)’?!眲⒂抡f(shuō),原論文認(rèn)為所用數(shù)據(jù)的高階次冪可能為噪聲,便將之“過(guò)濾”掉了,而反駁者則不認(rèn)同這種數(shù)據(jù)處理方式,認(rèn)為這樣會(huì)人為地增強(qiáng)磷化氫信號(hào)。反駁者使用與之不同的處理方式對(duì)同一批數(shù)據(jù)處理后,未顯著探測(cè)到磷化氫。

第二種反駁的論文有兩篇,他們“另起爐灶”,使用了夏威夷毛納基亞天文臺(tái)等其他數(shù)據(jù)庫(kù)中的紅外數(shù)據(jù)(原論文中使用的是267GHz數(shù)據(jù),為毫米波),估算出金星上磷化氫的上限,一篇論文顯示磷化氫上限是原論文的四分之一,另一篇論文顯示上限比原論文低了近兩個(gè)數(shù)量級(jí)。

此前有報(bào)道稱,原論文刊發(fā)后不久,原研究團(tuán)隊(duì)曾對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了重新分析,承認(rèn)部分陽(yáng)性結(jié)果可能是由二氧化硫而非磷化氫造成的。不過(guò),該團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持認(rèn)為,在排除掉原有的錯(cuò)誤處理后,金星云層中的磷化氫證據(jù)依然存在。

日本破曉號(hào)探測(cè)器拍攝的金星硫酸云層(偽色)。圖片來(lái)源:AKATSUKI PROJECT TEAM/ISAS/JAXA

目前,孰對(duì)孰錯(cuò)尚未蓋棺定論。

“反轉(zhuǎn)”或助科學(xué)更近真實(shí)自古以來(lái),很少人能抑制住對(duì)地外生命的好奇。這場(chǎng)以論文為槍炮、以研究成果為陣地的科學(xué)家之戰(zhàn)或?qū)㈦S著更多學(xué)者的加入愈演愈烈。

劉勇更傾向于反駁者的觀點(diǎn)。原因有三,一則金星環(huán)境惡劣,不適合生物生存;二則數(shù)據(jù)處理不當(dāng)確實(shí)有可能產(chǎn)生一些意想不到的結(jié)果;三則新的發(fā)現(xiàn)往往能夠得到一些旁證,原論文的結(jié)論尚未出現(xiàn)其他佐證,反駁者卻持有至少兩方面的論據(jù)。

但劉勇也在采訪中再三強(qiáng)調(diào)只是“傾向于”,因?yàn)榻鹦请m是地球近鄰,卻從未有人類真正踏足過(guò),受限于金星惡劣的環(huán)境,能夠開(kāi)展的科學(xué)探測(cè)十分有限。真相距離我們還很遙遠(yuǎn)。而在真相揭開(kāi)之前,任何探索的角度、犀利的爭(zhēng)論都很有意義。

一位行星科學(xué)家雖因工作繁忙婉拒了科技日?qǐng)?bào)記者的采訪,但她也同樣坦言:專家之間的爭(zhēng)議很自然。

“無(wú)質(zhì)疑,不科學(xué),可證偽性正是科學(xué)最鮮明的特征。經(jīng)受住了質(zhì)疑的科學(xué)知識(shí),無(wú)疑更加接近于真理。而那些被證偽了的理論和發(fā)現(xiàn),就像綠葉一樣,化作了春泥養(yǎng)護(hù)著科學(xué)之花,并幫助人類在探索之路上走得更加堅(jiān)實(shí)?!北本┨煳酿^副研究員李鑒說(shuō)。

“懷疑和寬容是科學(xué)精神的重要內(nèi)涵?!眲⒂乱脖硎?,學(xué)者也許有時(shí)候會(huì)走彎路甚至犯錯(cuò),但科學(xué)會(huì)在不斷糾錯(cuò)中進(jìn)步。這次就是一個(gè)很好的例子顯示科學(xué)如何糾正自己的錯(cuò)誤。“這也是我喜歡科學(xué)、崇尚科學(xué)之所在。”

科學(xué)議題歡迎君子之爭(zhēng)。這場(chǎng)爭(zhēng)論的背后,是科學(xué)家們提倡實(shí)事求是、主張自由探索的精神,是科學(xué)家們不停追求真理、不斷接近真實(shí)的腳步。

◎ 科技日?qǐng)?bào)實(shí)習(xí)記者 于紫月


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