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外星生命就在浩瀚的宇宙里,但现有理论可能会遮蔽我们的眼睛 2022-07-16 20:33:42

  如果我们发现了外星生命存在的证据的话,我们会意识到那就是证据吗?其他星球上的生命形式可能与我们平时看到的生命形式非常不同,我们甚至可能认不出它产生的任何生物特征。

  近年来,我们关于生物特征的含义,以及哪些行星可能适合居住的理论都发生了变化,而且可以预见这些理论会在未来发生进一步的转变。但是我们目前能做到最好的就是用我们现有的最好理论来解释现有的数据,而不是用一些我们还没有想到的未来想法。

  对于那些参与寻找外星生命的人来说,这就是个大问题了。正如美国国家航空航天局顾问委员会的斯科特·高迪(Scott Gaudi)所说:“现在我已经在这一个系外行星领域工作了20多年了,有一件事我非常确定,那就是学会期待意外的发生。”

  但是,我们真的有可能“期待意外发生”吗?从发现青霉素到发现宇宙大爆炸遗留下来的宇宙微波背景辐射,很多突破其实都是偶然之间发生的。这些通常也反映了研究人员的幸运程度,但当谈到外星生命的时候,科学家们又有没有那么幸运呢?在看到外星生命证据的时候科学家们有没有那么幸运可以识别出来?

  许多研究结果似乎都在告诉我们,期待意外是非常困难的。

  认知心理学家丹尼尔·西蒙斯(Daniel Simons)在非注意盲视(inattentional blindness)方面颇有建树,他表示说:“我们经常会漏掉那些我们没有预料到的东西。”他的实验早已经表明,即使一只黑猩猩在人们眼皮底下大力地拍打胸口,人们也可以注意不到这只黑猩猩。类似的实验也表明,我们也会察觉不到扑克牌发生的改变,比如红心扑克牌的红心变成黑色。在前一种情况下,如果我们的注意力足够集中的话,我们就会漏掉大猩猩。在后一种情况,则因为我们有很强的预期感觉,导致我们注意不到异常。

  这在科学史上也有很多相关的例子。哲学家们把这种现象称为“观察与实验预设理论”(theory-ladenness of observation)。我们所注意到的东西,有时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要更常见,我们认为非常重要的东西可能也会存在有这样的偏见。

  例如,当科学家首次发现南极洲上空大气臭氧含量较低的证据时,他们最初认为是数据出现了错误。由于先前没有理论依据认为南极洲上空会出现臭氧层空洞,科学家们也就提前排除了这种可能性,好在他们再检查了一遍,结果才发现了臭氧层空洞的存在。

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  NASA的TESS任务在一小块天空中捕获了20多万颗恒星。(图片来源:美国国家航空航天局)

  那在寻找外星生命的过程中会不会发生类似的事情呢?研究系外行星的科学家们有大量可观测的目标,无一不吸引着他们的注意力。在过去的10年里,科学家们已经发现了3650多颗行星,也就是大约每天发现一颗以上。随着NASA的TESS系外行星猎人等任务,这种趋势将会继续下去。

  每一颗新的系外行星都具有很高的物理和化学复杂性。不难想象,科学家们可能不会对一个标记为“缺乏意义”的目标行星进行反复检查,但通过更仔细的分析或采用非标准的理论方法的话,科学家们可能就会认识到这个目标背后隐含重大意义。

  然而,我们不应该夸大观察与实验预设理论。在缪勒-莱尔错觉中,两条原本等长的线条因两端箭头的朝向不同而看起来箭头朝内的线条比箭头朝外的线条要短些。然而,即使我们确信这两条线的长度相同,我们的知觉也不受影响,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预测不到的东西,而即使只有一个科学家发现了重要的东西,很快这个领域的每个科学家都会知道。

  历史也表明,科学家是能够注意到令人惊讶的现象的,那些有偏见的科学家也不例外,即使他们的宠物理论并不符合现象。在19世纪,物理学家大卫·布鲁斯特就错误地认为光是由沿直线运动的粒子组成的,但这并没有影响他对许多与光有关的现象进行观察,比如在压力下物体的双折射现象。有时候,观察并不是非得牵涉到理论,至少不是以一种严重影响科学发现的方式。

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