外星生命就在浩瀚的宇宙裡,但現有理論可能會遮蔽我們的眼睛
2020-12-08 前瞻網外星生命就在浩瀚的宇宙裡，但現有理論可能會遮蔽我們的眼睛
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如果我們發現了外星生命存在的證據的話，我們會意識到那就是證據嗎?其他星球上的生命形式可能與我們平時看到的生命形式非常不同，我們甚至可能認不出它產生的任何生物特徵。
近年來，我們關於生物特徵的含義，以及哪些行星可能適合居住的理論都發生了變化，而且可以預見這些理論會在未來發生進一步的轉變。但是我們目前能做到最好的就是用我們現有的最好理論來解釋現有的數據，而不是用一些我們還沒有想到的未來想法。
對於那些參與尋找外星生命的人來說，這就是個大問題了。正如美國國家航空航天局顧問委員會的斯科特·高迪(Scott Gaudi)所說：「現在我已經在這一個系外行星領域工作了20多年了，有一件事我非常確定，那就是學會期待意外的發生。」
但是，我們真的有可能「期待意外發生」嗎?從發現青黴素到發現宇宙大爆炸遺留下來的宇宙微波背景輻射，很多突破其實都是偶然之間發生的。這些通常也反映了研究人員的幸運程度，但當談到外星生命的時候，科學家們又有沒有那麼幸運呢?在看到外星生命證據的時候科學家們有沒有那麼幸運可以識別出來?
許多研究結果似乎都在告訴我們，期待意外是非常困難的。
認知心理學家丹尼爾·西蒙斯(Daniel Simons)在非注意盲視(inattentional blindness)方面頗有建樹，他表示說：「我們經常會漏掉那些我們沒有預料到的東西。」他的實驗早已經表明，即使一隻黑猩猩在人們眼皮底下大力地拍打胸口，人們也可以注意不到這隻黑猩猩。類似的實驗也表明，我們也會察覺不到撲克牌發生的改變，比如紅心撲克牌的紅心變成黑色。在前一種情況下，如果我們的注意力足夠集中的話，我們就會漏掉大猩猩。在後一種情況，則因為我們有很強的預期感覺，導致我們注意不到異常。
這在科學史上也有很多相關的例子。哲學家們把這種現象稱為「觀察與實驗預設理論」(theory-ladenness of observation)。我們所注意到的東西，有時很大程度上取決於我們的理論、概念、背景信念和預設的期望。這種現象比我們想像的要更常見，我們認為非常重要的東西可能也會存在有這樣的偏見。
例如，當科學家首次發現南極洲上空大氣臭氧含量較低的證據時，他們最初認為是數據出現了錯誤。由於先前沒有理論依據認為南極洲上空會出現臭氧層空洞，科學家們也就提前排除了這種可能性，好在他們再檢查了一遍，結果才發現了臭氧層空洞的存在。
NASA的TESS任務在一小塊天空中捕獲了20多萬顆恆星。(圖片來源：美國國家航空航天局)
那在尋找外星生命的過程中會不會發生類似的事情呢?研究系外行星的科學家們有大量可觀測的目標，無一不吸引著他們的注意力。在過去的10年裡，科學家們已經發現了3650多顆行星，也就是大約每天發現一顆以上。隨著NASA的TESS系外行星獵人等任務，這種趨勢將會繼續下去。
每一顆新的系外行星都具有很高的物理和化學複雜性。不難想像，科學家們可能不會對一個標記為「缺乏意義」的目標行星進行反覆檢查，但通過更仔細的分析或採用非標準的理論方法的話，科學家們可能就會認識到這個目標背後隱含重大意義。
然而，我們不應該誇大觀察與實驗預設理論。在繆勒-萊爾錯覺中，兩條原本等長的線條因兩端箭頭的朝向不同而看起來箭頭朝內的線條比箭頭朝外的線條要短些。然而，即使我們確信這兩條線的長度相同，我們的知覺也不受影響，但這種錯覺仍然存在。同樣，一個敏銳的科學家可能會從她的數據中注意到一些她的理論預測不到的東西，而即使只有一個科學家發現了重要的東西，很快這個領域的每個科學家都會知道。
歷史也表明，科學家是能夠注意到令人驚訝的現象的，那些有偏見的科學家也不例外，即使他們的寵物理論並不符合現象。在19世紀，物理學家大衛·布魯斯特就錯誤地認為光是由沿直線運動的粒子組成的，但這並沒有影響他對許多與光有關的現象進行觀察，比如在壓力下物體的雙折射現象。有時候，觀察並不是非得牽涉到理論，至少不是以一種嚴重影響科學發現的方式。
我們需要保持開放的心態
當然了，科學家不能只通過觀察來進行研究，科學觀察需要以某種方式加以指導。但與此同時，如果我們要「期待意外」的話，我們就不能讓理論嚴重影響我們所觀察到的事物，以及那些我們認為重要的事物。我們需要保持開放的心態，鼓勵人們像布魯斯特和過去的學者那樣對這些現象進行探索。
不受理論束縛地研究宇宙不僅是一項正當的科學事業，而且還是一項至關重要的事業。將探索性科學輕蔑地描述為「釣魚探險」(fishing expeditions)的傾向可能會損害科學進步。此前從未被探索的地區需要我們去進行探索，而我們並不知道我們會發現什麼。
在尋找外星生命的過程中，科學家們必須持完全開放的態度。這意味著對非主流思想和技術存在有一定的鼓勵。過去科學(包括最近科學)的例子表明，非主流思想有時會受到強烈的阻礙，如果NASA等太空機構真的相信在尋找外星生命的過程中我們應該「期待意外」，那它們必須從這些案例中吸取教訓。
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