硅谷聲音

克裡斯·麥凱:尋找「第二個創世記」

克裡斯·麥凱是NASA埃姆斯研究中心的行星科學家,也是NASA的天體生物學家,他側重於研究太陽系的進化和生命的起源,也是人類探索火星任務的重要參與者,他曾多次在地球上類似火星環境的地方進行研究,如南極干谷、西伯利亞、阿塔卡馬沙漠等,曾是美國「鳳凰號」火星探測器項目的聯合研究員,參與了2008年「鳳凰號」的火星登陸任務和2011年美國「好奇號」火星探測器項目。克裡斯也是人類未來探索月球和火星的NASA項目的科學家。

2016年4月初,我們在NASA埃姆斯研究中心採訪了克裡斯,除了牆上那張人類登陸月球的照片之外,克裡斯的辦公室和其他辦公室幾乎毫無差別。他是那種將所有熱情都投入工作的科學家,只為滿足一個簡單的好奇心——「宇宙中到底有沒有別的生命?」在浩瀚的太空背景下,人類顯得如此無知和渺小,人類的生命也顯得如此短暫,在克裡斯的講述裡,我們更能體會到那種強烈的求知慾和深深的無奈。

太空探索「很慢」

太空探索是一個進展非常緩慢的領域,我從事火星探索35年了,這期間我們共完成了5項任務,一次著陸,四次探測。35年,其他人可能已經做了成千上萬件事情,然而們天文學界只完成了5項任務。這對其他科技領域的人來說,是很難理解的,尤其在新技術更新速度快到不可思議的硅谷,這個領域更顯得完全不同。以我正在做的土星探測為例,就算任務現在開始,也要20年後才有可能傳回一些數據。按照物理定律,我們不可能在十年內到達土星,建一艘宇宙飛船就需要十年,而且,地球到土星太遠了,把太陽到地球的距離視為一個太空單位的話,地球到土星的距離就是十個太空單位,去土星的難度係數估計是去火星的20倍。

太空領域實質性的探索不是每一年都有的,而是每二十年。這種情況暫時也不會因為科技的進步而改變,因為我們還受限於去太空的運輸工具。強調這個是因為,和其他科技領域相比,我希望公眾對太空領域的期望能降低一些。

「第二個創世記」

我對太空探索有兩個興趣點,都是關於生命的。我的第一個興趣是想知道,在其他星球上,過去或現在是否存在生命。這需要尋找生命存在的證據,最有趣的結果是,我們發現了一種和我們不一樣的生命體。一個星期前,我在聖塔克拉利塔一個會議上發表演講,一個學生舉手問道,難道樹不就是一種和我們不一樣的生命體嗎?確實,在很多人眼裡,樹和人是截然不同的,但實際上,你能從樹、人體乃至細菌裡找到一樣的DNA,三者的相似程度非常之高。在地球上,所有的生命本質都是一樣的。這種情況有點像一個英文圖書館裡的書,不管是什麼書,它們都是用英文字母寫成的,如果你去找裡面的單詞,往往能找到一樣的,比如這本書裡有「that」,另一本書中裡也有「that」,你還能找到一樣的詞組,乃至一樣的句子、段落。地球上的生命也是如此,有機體間也存在共享一大段DNA的情況,所有的生命都只是因為「單詞的排序不同」而有差別。

當我想在宇宙中尋找不一樣的生命時,我想尋找的是「一本語言不是英文的書」,比如,「一本中文書」。這其實是一個很好的比喻,因為中文書和英文書都是用紙張和油墨做成的,很可能它們的內容都是關於旅行的,不同的是它們的信息組織方式。我在另一個星球上發現的生命可能也是如此,我們不是要去找多麼奇異或怪誕的東西,生命依然是基於碳和水的,而不是基於硅或等離子體的,它們依然有一樣的「紙張」和「油墨」,一樣需要陽光和水,但它們沒有和我們一樣的氨基酸,也沒有和我們一樣的DNA,它們會使用一套完全不同的分子與信息儲存庫。或許會有點像蘋果的第一台個人電腦Mac(麥金塔電腦)跟當時的桌面電腦的區別一樣,它們都是用金屬和硅為材料做成的,都運行程序,但裡面信息的呈現方式是不同的。我將這種不一樣的生命稱為「第二個創世記」(A second Genesis),「創世記」是基督教《聖經》中第一卷書的名字,這個詞能給很多美國人帶來強烈的情感衝擊,我就是故意要用這個詞讓人們震驚。

我的第二個興趣是希望未來能將生命帶出地球,散播到別的星球,散播到整個宇宙。這兩個興趣之間有著微妙的矛盾,因為,如果火星上發現了生命,發現了「第二個創世記」,我們很可能不想把地球生命再帶到那裡。某種意義上,這兩個想法或無法兩全其美。但沒有關係,我們可以「邊走邊看」,到時候再決定。

探索太空的意義

為什麼尋找和我們不一樣的生命這麼重要?這個問題我對政府和公眾都回答過很多次。一個是哲學意義上的答案,另一個是實用意義上的答案。我們先來說哲學,計算機科學領域有一個被稱為「0—1—無窮」的規則,因為編碼中需要的數字只有0、1和無窮,其他數字統統毫無意義,該定理在宇宙論中同樣適用。這一說法第一次是由艾薩克·阿西莫夫(Isaac Asimov)在一本名為《上帝他們自己》(Gods Themselves,關於不同宇宙間交流)的科幻小說中闡述的,他說,神或者沒有,或者有一個,或者有無數個,不可能有三個或十六個神。適用到宇宙論上,目前地球上只有一種生命形態,如果我們能找到兩種,那麼我們就可以推斷出宇宙中必定存在無窮盡的生命形態。

如果答案是「1」,意味著我們是宇宙中唯一的生命,這一點也非常重要;如果答案是「無窮」,意味著我們還有很多「鄰居」,我們必須學著跟他們和睦相處。這就是尋找「第二個創世記」的哲學意義,是我們認識宇宙的一個基本問題,這個問題會決定我們對人類自身乃至宇宙的認知,以及未來很多的選擇。

在實用意義上,如果我們能夠找到另一種生命形態,我們將有能力去研究比較生物化學(comparative biochemistry)。目前地球上的所有生命都有一種生物化學屬性,有一張「生命之樹」的圖表可以揭示地球上所有生命之間的關係,從動物、植物再到細菌、古生菌等。這張圖表是基於DNA序列做出來的,你能從表上發現,地球上所有生命的DNA之間的關係都是密切的,即所有地球生命在生物化學和基因層次上都是互相聯繫的,這是過去50年間的一個重要科學發現。

比較生物化學很有用是因為,目前的地球「生命之樹」圖表上有很多我們無法理解的地方,比如,有些細菌和古生菌在某些動物身上會治病,在另一些動物身上則不會,如果我們能找到另一棵「生命之樹」,一張能跟現在這張進行比較的樹狀圖,我們就能更容易從比較中理解,很多未解之謎將會解開。就算人們不關心哲學問題,不關心宇宙是否普遍存在著生命,人們也應該關心比較生物化學潛在的巨大實用價值,今後的一百年到兩百年裡,生物學、生物科技才是提升我們生活品質最重要的科學。我一直致力於太空探測,但最後從中獲得的知識很有可能被用來解決疾病問題,這就是科學的規律,你永遠無法預知獲益的會是誰。

誰將成為探索主力

在太空探索的早期時代,NASA一直在推進計算機、虛擬現實、機器人等科技發展,然而,如今引領和推進這些科技的已經是蘋果和谷歌等大企業,NASA已經無法再跟這些公司的科技實力抗衡,但我認為這是一件好事。我個人的觀點是,政府應該放手讓私有企業去探索太空,NASA之類的政府機構只要直接利用這些公司的科技成果就可以了。過去NASA建造火箭是無可替代的,現在我們可以直接從SpaceX或藍色起源購買就可以了。這並不等於NASA就會沒有作為,它應該專注於其獨一無二的貢獻,比如研發大公司們都不去研發的太空服,比如理解與地球上的事物規律截然不同的新事物。從長遠看,這會節省很多時間和成本,探索太空的科學家們將開著特斯拉、谷歌的車,用著蘋果的電腦,使用3D打印等技術。

私企在商業化太空探索上是十分強大和有益的,未來我們去月球,可能只要買一張星際旅行的票就夠了,私企會建設好火箭,搭建好月球旅館,做好整個行程規劃。這就好像過去幾十年發生在南極洲的事情一樣,之前南極只有各國的研究基地,直到有人開發了商業旅行後,現在南極的遊客比科學家還多。如果有人賣前往月球的宇宙飛船的船票,我願意賣了地球上的房子去買票,哪怕回來後餘生就住在帳篷裡。

「走進」太空的故事

太空探索是一條漫長的道路,我知道不少早在孩童時期就對太空感興趣的人,但我不是,我一直都是對物理學感興趣,還很喜歡修摩托車。大學的主修專業是物理學,如果你在我讀大學一年級時問我,我的夢想是什麼,我或許會告訴你,我想成為物理學家或一名摩托車技師。然而,一次偶然的事件改變了我一生的軌跡。

有一次,我在物理實驗室發現了一台陳舊的大型望遠鏡,因為喜歡修東西,我就把它拿出來修好了,然後,我通過這台望遠鏡看到了土星,眼前出現的景象深深把我迷住了,我馬上決定從物理學轉到天文學,成為一名天文學家。接著,我又看到了大星雲和獵戶星座,同樣驚奇萬分。發現這台望遠鏡後的很長一段時間,幾乎每晚我都會在戶外享受用望遠鏡看星星的過程。之後,我就開始學習天文,進行恆星天文學、天體物理學、銀河系等研究。這是一次自我蛻變的經歷,這一切全是因為從那台望遠鏡裡看了一眼。

在我大學的第一年,「海盜號」(Viking)登陸了火星,從此激發了我對火星的興趣。後來,在南極一個最接近火星環境的地方進行研究時,我站在那裡,四下望去沒有生命,沒有樹木,沒有鳥,沒有昆蟲,就好像身處另一個星球,這又激發了我對生命研究的熱情,生命問題像黑洞一樣吞噬了我,自從那時起,35年裡我便一直做著同一件事情,不管在南極做實驗還是研究火星,我一直在努力理解生命並樂於其中,從不厭倦。這些千絲萬縷的聯繫神奇地闖進我的生命中,讓我一直走到了今天。我的很多學生困惑於不知道自己想做什麼,我告訴他們,別擔心,人生的機會會自動為你打開大門,關注、觀察並體驗為你打開大門的領域,專注其中即可,並不需要什麼宏偉藍圖。

太空探索的未來

這個領域的未來很難預測,我只能看到接下來的兩步,首先是去月球,接著是去火星,我們將分別在那裡搭建基地。在火星上搭建的基地將會和在南極搭建的實驗基地規模相近,性質也相近,即能夠容納20~30人的一個科研基地,人們到那裡住上幾年進行研究,然後再回到地球,這就是未來100年我們將在火星上搭建的場所。

火星之後並沒有下一個清晰的目的地,我們也無從知曉。這就像在一條路上,我們只能看到最開始的兩站,只有到達這兩站之後,才能決定下一站去哪裡。目前我們人類的能力只能達到月球和火星,我也就專注於此。100年後,後繼者會評估出我們的位置,再計劃出太空旅行的下一步。這也將取決於我們是否在火星上發現了生命,有可能我們在火星上發現了「第二個創世記」,並對此產生濃厚興趣,開始研究「另一棵生命之樹」,以致我們的計劃都被改變,不再前行,研究火星成了一個千年課題;也有可能火星上沒有發現生命,於是我們繼續朝著更遠的地方探索。

目前,中國政府也在探索太空,但更多致力於天文學和物理學,中國科學家對於火星的探測沒有包含對火星生命的研究,或許是我的個人之見——但我認為真正有趣的空間問題不會存在於物理學,而是存在於生物學。我會一直建議探索者更深入研究太空生物學。比如,中國政府曾向月球發射了探測器,我覺得可以嘗試在月球種植植物,我有一張探測器到達月球後帶著一束玫瑰的照片,這只是一張概念圖,但設想我們開啟一項登月計劃時,帶上一個撒滿種子的小盒子和水,帶上相機,用相機拍下月球上植物生長的照片並傳回地球,簡直棒極了!如果用一句口號來表達,我會對所有探索者喊:「帶上一個生命吧!」

當然,如果我們發現了另一種生命形式,要不要將它帶回地球是很棘手的問題。因為我們不能冒險用另一種生命「污染」地球,它有可能是一種「不兼容」的細菌,但我們也不想用自己的生命「污染」它們。也許在實際接觸它們之前,我們會先對其進行長時間的虛擬調研。因為我們必須要避免破壞星球,同時又要瞭解和學習它的運作規律,做有益於它們的事情。

設想一下,假如外星人最終和其他文明有了智能的接觸,他們問我們,你們人類都做了什麼?難道你想告訴他們,「我們探索了另一個星球,發現了不一樣的生命形態,然後把它們給消滅了」?這聽起來放到人類的「簡歷」裡可不怎麼光彩呀。「我們探索附近的星球,發現了生命,並且幫助了它們的成長和發展」,這是不是才聽起來更棒一些。人類到底希望自己的「簡歷」上都寫些什麼,這才是我們必須小心謹慎的原因。

《人類2.0:在硅谷探索科技未來》