諾獎(jiǎng)新得主馬約爾：我相信外星生命應(yīng)該會(huì)存在

問(wèn)及外星生命，瑞士天文物理學(xué)家米歇爾?馬約爾(Michel Mayor)罕見地給出了較為肯定的答案。“我相信外星生命應(yīng)該會(huì)存在。不一定是像你我這樣的生命，可能是簡(jiǎn)單的形式。細(xì)菌就算生命了。”

這或許是因?yàn)椋?4年前，當(dāng)許多人仍相信太陽(yáng)是宇宙中唯一擁有行星的恒星，馬約爾和他的博士生迪迪埃·奎洛茲(Didier Queloz)一起找到了“飛馬座51b”。 這是一顆巨大的氣態(tài)行星，雖然和地球差異懸殊，但足夠顛覆人類的宇宙觀，引發(fā)了一場(chǎng)天文學(xué)革命。

目前，科學(xué)家們僅在銀河系中就發(fā)現(xiàn)了超過(guò)4000顆(太陽(yáng))系外行星。在瓦解太陽(yáng)系的獨(dú)特性后，已經(jīng)是日內(nèi)瓦大學(xué)榮休教授的馬約爾似乎對(duì)瓦解地球的獨(dú)特性亦饒有興致。

米歇爾?馬約爾(Michel Mayor)接受澎湃新聞專訪

憑借發(fā)現(xiàn)人類歷史上首顆系外行星的成就，馬約爾和奎洛茲斬獲了今年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。成為新科諾獎(jiǎng)得主不到20天，他飛抵上海參加第二屆世界頂尖科學(xué)家論壇。論壇由上海市人民政府主辦、世界頂尖科學(xué)家協(xié)會(huì)發(fā)起，主題圍繞“科技，為了人類共同命運(yùn)”。

10月27日傍晚，在臨港滴水湖畔，風(fēng)塵仆仆的馬約爾接受了澎湃新聞(www.thepaper.cn)的專訪。

一代人，3000倍改進(jìn)

馬約爾裝扮輕松，深藍(lán)色細(xì)波點(diǎn)襯衫外披一件黑色西裝外套，外加淺卡其色休閑褲呼應(yīng)標(biāo)志性的花白絡(luò)腮胡，說(shuō)英語(yǔ)時(shí)帶著濃重的法語(yǔ)口音。

1942年1月，馬約爾出生在瑞士洛桑。他并非從小就認(rèn)定了物理，只是熱愛(ài)廣義上的科學(xué)。馬約爾相信，即便當(dāng)初選擇了地球物理或者火山學(xué)，他一樣會(huì)迸發(fā)出同樣的激情。

因此，24歲在洛桑大學(xué)完成理論粒子物理方向上的碩士研究后，馬約爾較為隨性地決定攻讀天文學(xué)博士。所幸的是，上世紀(jì)60年代正是歐洲天文學(xué)界的黃金時(shí)代，主流的實(shí)驗(yàn)室都在擴(kuò)張，因此，馬約爾很容易就在日內(nèi)瓦天文臺(tái)找到了職位。

他的博士論文涉及星系的旋臂結(jié)構(gòu)，但就在拿到博士學(xué)位的前夕，馬約爾又產(chǎn)生了一個(gè)隨性的靈感：恒星的運(yùn)行軌道是否會(huì)揭示出星系內(nèi)的天體構(gòu)成?

馬約爾在筆記本電腦上觀看諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)揭曉直播

要解答這個(gè)問(wèn)題，必須精確地測(cè)量恒星的徑向速度，即天體在地球觀察視線方向上的運(yùn)動(dòng)速度。當(dāng)恒星靠近或遠(yuǎn)離地球，它的光譜會(huì)發(fā)生藍(lán)移或紅移，就像救護(hù)車加速駛近時(shí)鳴笛聲調(diào)變高，加速遠(yuǎn)離時(shí)聲調(diào)又變低。

這種測(cè)量超過(guò)了他的能力范圍。幸運(yùn)的是，他在劍橋大學(xué)訪問(wèn)期間遇到了一位志同道合的同事，開發(fā)出一種新型的自動(dòng)多普勒光譜儀。隨后，法國(guó)南部的上普羅旺斯天文臺(tái)邀請(qǐng)他為更大型的望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)類似的儀器。

半路出家的馬約爾對(duì)多普勒譜儀的精度做出了顛覆性的改進(jìn)，對(duì)此，他深感驕傲。馬約爾研制的首臺(tái)設(shè)備測(cè)量徑向速度的精度約為300米/秒，在不斷改進(jìn)下，發(fā)現(xiàn)人馬座51b的ELODIE光譜儀精度達(dá)到了15米/秒。目前，馬約爾使用的光譜儀精度為1米/秒，而年輕的同事們已經(jīng)開發(fā)出10厘米/秒精度的新設(shè)備。

“僅僅用一代人的時(shí)間，光譜儀的精度就提升了幾千倍。我們深感驚訝，也深感榮幸。”

兩個(gè)人，1000倍“誤差”

顛覆性的精度改進(jìn)會(huì)帶來(lái)顛覆性的發(fā)現(xiàn)。有了ELODIE光譜儀，發(fā)現(xiàn)人馬座51b的蹤跡只是時(shí)間問(wèn)題。

這是因?yàn)椋行堑囊?huì)拉扯恒星，使得它的光譜產(chǎn)生有規(guī)律的“擺動(dòng)”。稍加計(jì)算，就可以推測(cè)出行星的周期、質(zhì)量和軌道形狀。

1994年，馬約爾和迪迪埃申請(qǐng)到了望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)時(shí)間，每隔兩個(gè)月可以觀測(cè)一周。他們鎖定了一大批需要追蹤的恒星目標(biāo)，每個(gè)周期觀測(cè)一個(gè)。

當(dāng)年年底，馬約爾前往夏威夷休假，迪迪埃留守上普羅旺斯。沒(méi)想到，他前腳剛走，迪迪埃就在約50光年外的人馬座51恒星上看到了 “擺動(dòng)”。28歲的年輕人并沒(méi)有感到驚喜，而是驚嚇。他覺(jué)得，一定是自己的計(jì)算出現(xiàn)了問(wèn)題。直到反復(fù)確認(rèn)了將近半年，迪迪埃才敢向?qū)焻R報(bào)自己疑似發(fā)現(xiàn)了人類歷史上第一顆系外行星。

馬約爾只回復(fù)了兩個(gè)單詞：“是的，可能吧。”

人馬座51的“擺動(dòng)”

時(shí)隔24年，他如此向澎湃新聞?dòng)浾咂饰霎?dāng)時(shí)的心情。“我們要牢記，在20世紀(jì)下半葉，曾有許多團(tuán)隊(duì)宣稱發(fā)現(xiàn)了系外行星，但最終都被證明是錯(cuò)誤的結(jié)果。因此，我作為教授，必須足夠謹(jǐn)慎，不要再貢獻(xiàn)一篇錯(cuò)誤的論文。畢竟，根據(jù)當(dāng)時(shí)的理論，像木星那樣的大型氣態(tài)行星一定會(huì)有超過(guò)10年的公轉(zhuǎn)周期，但我們發(fā)現(xiàn)的天體的公轉(zhuǎn)周期只有4天，差距將近1000倍。這個(gè)偏差太大了，我必須很謹(jǐn)慎。”

要知道，對(duì)于龐大的恒星來(lái)說(shuō)，行星引力的影響極其精微，必須要排除其他的可能性導(dǎo)致這樣的結(jié)果，例如正在活動(dòng)的恒星，或是受到磁場(chǎng)的影響。“我們看不到行星，多普勒譜法只是一種間接探測(cè)。”

最終，馬約爾決定在投遞論文前最后確認(rèn)一次。1995年7月，當(dāng)恒星飛馬座51再次出現(xiàn)在觀測(cè)視野里，他們進(jìn)行了重新測(cè)量。

“徑向速度變化的振幅和相位都完全一樣，直到此刻我們才確信了這是一顆行星。我們?nèi)匀徊恢罏槭裁此墓D(zhuǎn)周期這么短，這是個(gè)大難題，但我們發(fā)現(xiàn)的確實(shí)是行星無(wú)誤。”

馬約爾和迪迪埃兩家人在南法進(jìn)行了一些慶祝活動(dòng)，隨后就加班加點(diǎn)寫論文，趕在8月底投給了《自然》雜志。1995年10月6日，他們?cè)谝獯罄鹆_倫薩舉辦的一場(chǎng)學(xué)術(shù)會(huì)議上報(bào)告了這個(gè)發(fā)現(xiàn)。

“問(wèn)題是，《自然》雜志有保密規(guī)定，在論文發(fā)表前我們能和同行交流，但不能接受媒體采訪。”馬約爾回憶起了這個(gè)幸福的煩惱。“但很多記者已經(jīng)在我家里等著了，他們的提問(wèn)像颶風(fēng)一樣襲來(lái)，我只能緘口不言。”

11月底，馬約爾的論文正式發(fā)表。一場(chǎng)天文學(xué)革命開啟。

下一代，終極問(wèn)題

2007年，11位科學(xué)家宣布發(fā)現(xiàn)首顆位于宜居帶(即溫度條件可能存在液態(tài)水)的系外行星吉利斯581c，其中就有馬約爾。同年，他從日內(nèi)瓦大學(xué)榮休。

退休后的馬約爾還是閑不下來(lái)，目前，77歲的他仍在智利北部的阿塔卡瑪沙漠參與望遠(yuǎn)鏡建設(shè)，為下一代天文學(xué)家打磨利器。

在馬約爾看來(lái)，如今天文學(xué)最激動(dòng)人心的一個(gè)研究方向就是生物記號(hào)，即暗示行星上存在生命活動(dòng)的光譜特征。要分析行星的光譜，難點(diǎn)在于剔除掉它圍繞的恒星的光線，畢竟，行星反射出的光線相比起恒星本身微如螢火。

24年前，馬約爾和迪迪埃用新一代光譜儀捕捉到系外行星的魅影。在24年后的今天，地面上許多超大望遠(yuǎn)鏡即將張開巨眼，新一代太空探測(cè)衛(wèi)星也蓄勢(shì)待發(fā)。隨著兵器庫(kù)的更新，年輕人們或能解答那個(gè)終極問(wèn)題。

馬約爾和迪迪埃

“這是留給下一代人的重大挑戰(zhàn)。”他說(shuō)道。早在2000多年前，古希臘哲學(xué)家就提出存在無(wú)數(shù)個(gè)世界，其中也可能有生命的存在。“這些問(wèn)題在現(xiàn)代天文物理學(xué)界依然存在。我們這一代人享有的優(yōu)勢(shì)是，我們具備探索宇宙的技術(shù)。而我們的下一代將面臨的問(wèn)題是：可不可能探測(cè)到外星生命?這對(duì)年輕人來(lái)說(shuō)不是一個(gè)次要的問(wèn)題，而是非常重要的問(wèn)題。”

他重復(fù)了這個(gè)問(wèn)題：人類在宇宙中孤獨(dú)嗎?

當(dāng)澎湃新聞?dòng)盟麙伋龅倪@個(gè)問(wèn)題反問(wèn)，馬約爾先是一本正經(jīng)地強(qiáng)調(diào)了兩遍“科學(xué)”：“科學(xué)，從科學(xué)角度來(lái)講，我們只能通過(guò)觀測(cè)來(lái)判斷外星生命，沒(méi)有理論能預(yù)測(cè)出來(lái)。”

“不過(guò)你可以有個(gè)人的想法，”馬約爾略顯頑皮地轉(zhuǎn)折道，“我個(gè)人覺(jué)得系外行星上可能有生命。當(dāng)然這需要滿足很多條件，但系外行星的數(shù)量也很多。”

說(shuō)到這里，馬約爾的語(yǔ)氣更為確定：“我相信外星生命應(yīng)該會(huì)存在。不一定是像你和我這樣的生命，它可能是簡(jiǎn)單的形式。細(xì)菌就算生命了。”

這時(shí)候，他就像在24年前回復(fù)迪迪埃：是的，可能吧。