2年前 (2015-05-28)  科技 |   抢沙发  11 
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有人/译)太阳系以外已经发现了数千颗行星,其中一些很可能具备生命存在的条件。如果存在外星生命,科学家尽管还不能十分确定他们的长像,但是他们或许能弄清楚这些外星“人”可能有多重:他们中的大部分生物将会很大——差不多有700磅重(约300千克)。

巴塞罗那大学的费格斯•辛普森(Fergus Simpson)在论文预印本网站arXiv上贴出论文,简述了他的统计学结果。他的研究基于贝叶斯定理和贝叶斯统计,这种技术可以用来估算概率,其结果可以随着已知的信息状况而不断修正。

尽管辛普森的数学实验可以促使科学家们和其他人思考外星生命的可能性,但是,一些研究人员说,他统计工作中的一些假设可能不成立。

数学模型认为,外星人可能会有狗熊那么大SETI的艾伦望远镜阵(Allen Telescope Array,ATA),该设备用来用来搜寻我们的银河系中,潜在的智慧生命发出的无线电信号。图片来源:SETI Institute

估算外星人体型

辛普森首先推算一个假定的外星文明中最可能包括的个体的数量,他将这一数字确定为5000万或者更少。他猜想在银河系中有许多文明,外星人个体更可能来自于人口密集的文明而不是相反。他在论文中写道,整个行星的居民分布模式服从钟形分布,但并不是真正的钟型曲线——这意味着大多数文明的居民数都在平均值附近,只有少数文明会有非常低或者非常高的人口数

不妨考虑一下地球上的人口情况作为类比。如果你从地球人挑出一个人,这个人来自中国的可能性(五分之一)要比来自新西兰的可能性(一千六百分之一)更大。不过,有许多像新西兰这样大小的国家,而像中国这样大小的国家却没那么多。因此如果你随便选一个国家,你更可能选中像西班牙或者莫桑比克这样大小的国家,而不是俄国、中国或者美国这样大小的国家。

同样的想法也适用于外星人。根据辛普森的推算,假设地球是人口数较高的一类星球,那么一个宜居的外星球上(一般)会有约5000万居民。

利用类似的参数,辛普森认为有外星生命生活的外星球的体积可能比地球小——至少大部分是这样。在他的模型中,他认为地球直径的约50%是个下限,因为如果再小,行星就很难保有大气和水。直径是地球的53%的火星就是个例子。

辛普森继续推论,随便选一个外星人,那么他更可能来自体积较大的星球上,因为这些星球可供较多人口生存。但是某个外星物种更可能来自小星球,因为小星球的数量要多于大星球。辛普森写道,95%的情况下,行星直径会至多约为地球直径的1.4倍。

文章最后,辛普森着重分析了外星生命的体型。地球动物在体型和个体数量之间有一个众所周知的关系——体型较小的物种,其数量往往更多。举个例子,如果一个外星人在地球上搜寻生命,那么找到蚊子的可能性远远超过找到蓝鲸的可能性。

而且,生物体型和种群数量之间的关系也可以绘制一条概率曲线。根据这条曲线,外星人的平均重量应该是692磅(314千克)——相当于一头熊或麋鹿。所以,这个模型得出的结果显示,大约一半的外星生物会超过这个重量,而另一半会低于这个重量。

数学模型认为,外星人可能会有狗熊那么大也就是说,根据辛普森的计算,你不太可能遇到洛基这种体型的外星人。图片来源:blastr.com

这听起来似乎是自相矛盾——比地球更小的行星上生活着更大的生物。但其实不然:记住,较小星球上的人口数,平均来说比地球上生活的70亿人类要少。

统计中的问题

不过,一些科学家表示,上述数学推测中有一些严重的问题。法国艾克斯-马赛大学的生物和进化理论教授米切尔•科普(Michael Kopp)表示,他不能确信这些统计参数,因为他并不清楚人类是否是智能生物的典型代表。的确,地球人类也可能处于文明世界的中间值——换句话说,在这个宏大的宇宙中,在人口方面地球可能更类似于加拿大这样的国家,而不是印度或中国。“这个推测认为的大多数文明的人口少于5000万,是基于文明大小的分布会与物种体型的分布相对应这一假设的……但是,并没有什么理由认为事实就是如此。

他认为,“外星智能生命的体型可能会更大”这个论断倒是问题会小一些,因为陆地物种的体型分布都是相似的,而且体型大小和种群数量之间的关系似乎也相当一致。不过,他又说,智慧生物的体型分布未必遵循辛普森建立的数学模型

SETI机构的研究人员西斯•肖斯塔克(Seth Shostak)指出辛普森的推算很可能有些问题,特别是关于外星人的体型。他说:“任何大型生物都更可能生活在水里”。 尽管鲸鱼很可能相当聪明,但是在搜寻外星智慧生物时,你会用到的是射电望远镜或激光——这是在星际间进行搜寻的最简单的方法。肖斯塔克指出:“你可没法在水下制造射电望远镜。”

还有个问题就是,智慧生物会如何发展。人类和其他动物变得更聪明的一大原因就是为了寻找食物。“一种够大的动物就不会愁找不到吃的。”肖斯塔克说,而这不利于大脑的发展,也不利于智慧的发展。

尽管如此,肖斯塔克依然认为这篇论文会促使科学家思考智能生命的可能性。“这值得鼓励。”(编辑:球藻怪)

文章题图:电影《银河系漫游指南》

编译来源

LiveScience,Aliens Will Be Bear-Size, According to Math

 

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