偽科學?在尋找地外生命過程中縱橫50多年的德雷克公式
2020-11-23 前瞻網偽科學？在尋找地外生命過程中縱橫50多年的德雷克公式
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對於早熟的地外生命獵人來說，德雷克公式是他們隨時都準備好的工具，以用於估計銀河系中孤獨的人類到底有多孤獨(或者有多不孤獨)。1961年，天文學家弗蘭克·德雷克(Frank Drake)匆匆地推導出了這個方程式，以便參加即將召開的會議的與會者有話可談，這個公式將令人怯步的大問題「我們在宇宙中是孤獨的嗎?」拆分成一個個更易於解決的小問題
這個方程從一些簡單的概念開始，比如恆星形成的速率和繞恆星運轉行星的比例。但它很快就會進入一個棘手的領域，詢問一些特定問題的答案，比如那些能夠孕育生命的行星中，究竟有多少最終進化出了智能物種?在進化出智能物種的行星其中又有多少向宇宙中發出了友好的信號、並邀請我們地球人進行一次愉快的交談?
公式的最終結果應該是一個單獨的值(在最壞的情況下也應該是一個範圍的值)，這個值可以預測銀河系中智能物種的總數和準備好與地球人交談的物種的總數。如果這看起來有點太過大膽，那麼至少，德雷克公式也可以作為是一種用來激發對話的哲學工具，它可以構建一場就關於在銀河系中發現外星物種並與其交談這個終極問題的科學討論。
但德雷克公式在這兩方面都失敗了。
知道你的錯誤
德雷克公式很簡單，但只是看起來很簡單。弗蘭克最初的公式只有7種參數，其他研究人員對這個公式的進一步改進也並沒有顯著地改變這一數字。所以，你可能會天真地認為你只需要測量或猜測一些參數就可以了。
但現實並非如此簡單。估計和測量總是有不確定性的。這個概念對於科學探究來說絕對是至關重要的：「你所知道的」遠沒有你了解「你所知道的」程度重要。任何科學討論的真正內容都是對不確定性的深究以及這些不確定性如何被估計。要證明一個大膽的主張是正確的，你需要對其不確定性有非常嚴謹的了解。同理，要推翻這一主張，你不必直接攻擊它，你大可以簡單地質疑其語句的精確性。
但對於德雷克公式，我們完全不知道附加在任何參數上的不確定性。有多少可以孕育生命的行星最終形成了生命?零?100% ?在這兩者之間?是50%正負 5% ?或者50%正負25% ?還是50%+5%和50%-25% ?
而且這樣的未知不確定性只需一個就能拖垮整個公式。你可能會想在幾十年的時間裡進行一次又一次的仔細觀察，測量恆星的形成速率，在行星表面尋找液態水等等來逐漸解出德雷克公式。你可能會認為你在確定這個預測方面取得了很好的進展，但是只要一個參數仍然具有未知的不確定性，你就沒有取得任何進展。
這一單一的未知因素可以抵消傾注在等式其餘部分的所有辛勤汗水。在你知道公式的全部未知數之前，你什麼也不知道。
要用德雷克公式得到一個正確的估計，你不能只做猜測;你必須為每一個猜測提供範圍，這本質上會使你的工作翻倍。由於公式的大多數參數甚至都不是基於可測量的數量，所以你最好的選擇只能是舉手投降。
沒抓住要點
每隔幾個月，就會有一篇涉及德雷克公式某些變體的新論文聲稱對公式參數進行了一些「合理」估計，並給出一個公式答案。有時，有些論文聲稱銀河系充滿了成千上萬的智慧文明。有時候，研究卻表明我們是完全孤獨的。當德雷克和他的同事們第一次使用這個公式的時候，他們估計大約有10億到1億這樣的文明，但這個結果並沒什麼用。
德雷克公式只是一種細分我們的無知的方法，它把我們的無知塞進了一個數學絞肉機裡，然後攪拌出一條由猜想做成的香腸。公式結果並不比隨機抽取一個數字具有更大的預測能力。如果你沒有準確地估計你的不確定因素的話那你的這個答案就不可靠。如果你忽略了從恆星到感知生命過程中的一個參數那會怎樣?答案同樣會變得不可靠。如果你有太多的參數，然後又引入了一個無關緊要的參數會怎麼樣?答案一樣會變得不可靠。
德雷克公式做了大量的假設，在這些假設被證實之前，我們不能相信其計算結果。
讓我們談談
我們不能把德雷克公式當作物理公式;也就是說，我們不能像使用牛頓第二定律或廣義相對論方程或者麥克斯韋電磁方程那樣方便地使用德雷克公式。那行吧，或許德雷克公式的力量更多的是作為一種哲學手段，可以幫助指導我們的思維，幫助我們在一個深奧而根本的存在問題的混沌水域中航行。
但把德雷克公式引入這種哲學討論有什麼用呢?我們真的是在提升或者鍛鍊我們的思維嗎?用許多相比起來也不易解決的細小不可知事物來代替一個不易解決的龐大不可知事物(存在於宇宙中的智慧物種數量)有什麼好處呢?誠然，把大問題分解成小問題是科學上的常用策略，但這種方法只有在小問題都更容易單獨解決的情況下才能奏效。
這樣的話我們有可能會花更多的時間來討論公式的參數，而不是到外太空去探索生命。討論特定的值，比如具有孕育生命條件的行星最終孕育出智能生物的行星數量(這個數字100%是假設的)，不會更準確地告訴我們人類和另一個智能物種聊天的機會有多少，相反，我們最終只會為我們的觀點蒙上本質上就已經扭曲的公式。
今天，人們仍在繼續尋找地外的生命。計劃中的任務是採集外部世界的冰凍衛星的樣本，這些衛星中蘊藏著巨大的液態水海洋。系外行星獵人正在開發一種技術，用以梳理外星世界生物特徵的蛛絲馬跡。而德雷克公式在它的任何公式中，是否有幫助構建、推進或協助這些任務了呢?
儘管德雷克公式可能激發了早期關於搜尋外星智慧生命的科學討論，但除此之外，它並沒有多少價值。我們不能用它來加深我們對地外生命的理解，也不能用它來正確地指導我們的思維。公式參數中存在的巨大不確定性，還有這些不確定性未知的混合方式，以及在選擇這些參數時絕對缺乏的任何指導，都使該公式喪失了任何預測能力，而預測正正是科學的核心，是預測才使得一個想法變得有用，如果一個想法沒用的話，那為什麼還要留著這個想法呢?
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