地球2.0？又一堂令人沮喪的算術課

江曉原

“發現另一個地球”是什么意思？

當媒體使用“發現了另一個地球”或“地球2.0”這樣的措辭時，在普通公眾心目中喚起的想象，通常是這樣的：天文學家在某處找到了一顆行星，那顆行星上的環境和地球相當類似，比如有大氣層，有液態水，有和地球上相似的四季和溫度，有距離遠近合適的恒星作為它的太陽……

但在想象這種前景之前，我們必須先搞清楚，“發現了另一個地球”到底是什么意思。是我們聽到這個說法時通常想象的意思嗎？

尋找類地行星的事情，其實一直有天文學家在做，也時不時要想辦法在媒體上說一說。這次是NASA（美國國家航空航天局）高調宣布的，它的“開普勒太空望遠鏡”發現了一顆類地行星，NASA把它命名為“開普勒452b”。按照最近公布的數據，“開普勒452b”年齡約60億歲，公轉周期385天，質量“可能是地球的5倍”，據說它的“與地球相似指數”高達0.98。

但是，千萬不能輕易相信這些看起來頭頭是道的數據，也不要因為它們是NASA公布的就頂禮膜拜，因為還有一個致命的數據不聲不響地夾在中間。我一聽說這次“發現了另一個地球”，首先就找這個數據：“開普勒452b”離地球多遠？目前的數據是——1 400光年。

先回顧一下冥王星的故事吧

1 400光年意味著什么？正巧最近冥王星也非常熱——盡管在物理上它是一顆“極度深寒”的星球，那我們就拿冥王星的故事當作標尺來用用吧。

1 400年，就是說以光速（每秒30萬千米）運行，需要1 400年。而冥王星作為太陽系較為邊遠的天體，它離太陽的距離，以光速運行大約需要5.5個小時。這里就需要上算術課了：1 400年 = 365×24×1 400 = 12 264 000小時，也就是說，“開普勒452b”離地球的距離，是冥王星離太陽距離的12 264 000÷5.5≈2 229 818倍，或者更粗略些說，“開普勒452b”離我們的距離是冥王星離我們距離的200多萬倍。

考慮到冥王星到太陽的距離是地球到太陽平均距離的大約40倍，在談論“開普勒452b”和我們的距離，或冥王星和我們的距離時，為了方便，我們其實已經可以忽略地球和太陽之間的平均距離（1個天文單位）。這樣我們就知道，如果說“開普勒452b”是地球在遠方的“大堂兄”或“大表哥”，則冥王星簡直就像和我們緊挨著的近鄰。

那么我們就來看一看，對于冥王星這個緊挨著的近鄰，我們究竟知道了多少。

通常我們關注某顆行星，特別重要的是它的這幾個參數：尺度、質量、公轉周期、與地球的距離。

冥王星是1930年被發現的，1980年出版的《中國大百科全書·天文卷》告訴我們，冥王星的尺度“至今仍未定準”，最初定為6 400千米，后來給出的下限是2 000千米，當時常采用2 700千米的說法。現在較新的數據是2 370千米，前后相差2.7倍。

冥王星的質量，在1971年以前被定為0.8地球質量，但到1978年被確定為0.002 4地球質量，前后相差約333倍。

只有冥王星的公轉周期，前后說法相當一致，約248年。但要注意，從冥王星被發現迄今，它只運行了公轉周期的三分之一，天文學家還沒有見證它繞著太陽走完一圈，所以修正的余地仍然存在。

我們對冥王星的探測已經超過85年，2015年7月14日，“新地平線號”探測器已經從冥王星身邊掠過，但我們對這顆“骯臟的冰球”所知仍然極為有限。想一想，對于比冥王星更遙遠200多萬倍的“開普勒452b”，天文學家能知道多少？他們有多大的依據可以斷定這是“另一個地球”？

另外，NASA又是用什么手段“發現”了“開普勒452b”的呢？聽起來也玄得很，他們的方法是“凌星法”。“凌星法”本來并不玄，比如當金星運行在地球和太陽之間時，有時會在日面上呈現一個微小的黑點，這就是所謂的“金星凌日”。但是對于一個比冥王星還要遙遠200多萬倍的恒星來說，是不可能有“日面”的——它無論在多大的望遠鏡中都只能呈現為一個光點，這種情況下有行星“凌日”能讓我們“看見”什么呢？據說這會導致望遠鏡中那顆恒星的亮度出現極為微弱的變化，NASA的科學家就是根據這一點“發現”了“另一個地球”的，這究竟能有幾分靠譜，你自己去估摸吧，反正能造成遙遠恒星在望遠鏡中呈現亮度微弱變化的原因還有好多種呢。

科學界這些鏡花水月的發現??！

30多年前，有一本《物理世界奇遇記》，在中國理科大學生中紅極一時，書中有一句虛構的臺詞：好萊塢這些粗制濫造的電影??！它是我們同學經常在開玩笑時要拿來用的?，F在，一句模仿的感嘆，經常在我腦海中盤旋：科學界這些鏡花水月的發現??！

近年一系列科學新聞，都有某些共同之處。從言猶在耳的“原初引力波”到此次的“另一個地球”，中間還穿插著小一些的新聞，諸如在火星上“可能有水”啦（注意，在無法判斷那上面到底有沒有水的情況下，科學家們總是說“可能有水”，而從不說“可能沒水”），冥王星上的“大平原”或“氮河”啦……科學家們經常急不可待地將一些捕風捉影的、只是猜測的“重大科學新聞”向媒體兜售，有時學術論文還沒有正式發表，就先向大眾媒體和科普雜志披露，甚至不惜過一段時間再向大眾媒體和科普雜志表示先前披露的重大新聞“是一個錯誤”（所謂的“原初引力波”就是這樣）。

那么“開普勒452b”到底有什么意義呢？老老實實看只能有兩個：一、也許在這樣的行星上會有和我們人類類似的高等智慧生物和高等文明；二、也許將來我們地球人類可以移居到這樣的行星上去。

我們從小在教科書上讀到的是：生命產生的基本條件是要有陽光、空氣和水。這個說法并沒有錯，但它只是從地球這個唯一樣本中“歸納”出來的。常識告訴我們，只靠一個樣本根本無法形成基本意義上的“歸納”，但這一點在我們談論生命、高等智慧、行星環境之類的問題時，卻經常被遺忘。比如，為什么不能想象一種無需呼吸空氣或無需陽光和水的生命形態？如果我們同意還可以有其他多種形態的生命或文明，那就將不得不同意，在千千萬萬個天體上都有可能存在生命，或存在高等文明。這樣，“發現另一個地球”的第一個意義就被消解了。第二個意義更加鏡花水月，只要想想“開普勒452b”離我們1 400光年就知道了，以人類現有的航天能力，飛往那里大約需要兩千萬年。

其實“發現另一個地球”還有第三個意義，那倒是相當現實的——NASA近年來一直受到削減經費的困擾，它迫切需要增加各方對它的關注。

編輯/張懷宇