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『』林潮：发现地外生命的迹象或许为时不远( 二 )


系外行星的发现激发了两个研究领域的发展 。一是寻找系外行星 ， 天文学家到目前已经发现了4000~6000颗系外行星 ， 而且还在不断地发现新的系外行星 ， 我们的视野在不断地扩大 。这些系外行星和我们的地球有相同点 ， 也有不同点 ， 因此对理论提出了很大的挑战 。
这是不是会使理论家有失落感呢？我觉得恰恰相反 ， 作为理论家 ， 我感到兴奋和刺激 。这些发现带给我们很多新的信息 ， 使我们对太阳系的起源和演化有了新的认识 。
二是观测初始行星是怎么样形成的 。初始行星发出的光在红外波段 ， 地球表面很难观测到 。但我们通过卫星和智利的毫米波阵列等观测设备 ， 最近10年已经可以看到原始行星盘正在形成新的行星的过程 。现在我们只能看到这些行星的表面 ， 还看不到内部 ， 但是我们在一步步前进 。
如果把行星的演化同人的一生类比 ， 那我们以前只能观察一个人在小学、中学的成长阶段 ， 而现在我们有机会去产科医院 ， 观察一个人的出生阶段 ， 了解这个人的遗传信息 。
目前 ， 我们可以从三个方面得到行星相关的信息：第一个是“产科医院” ， 就是在行星的初始阶段；第二个是看行星形成和演化的结果 ， 就是在年龄类似太阳的恒星周围的行星；第三个就是再回到我们的太阳系 ， 探索一些细节 ， 这就像是对一个具体的人进行心理学研究 。
这三个方面加在一起 ， 使我们正处于一个行星研究的划时代的阶段 。在这个阶段 ， 有一些理论被推翻 ， 有很多理论被建立 。一个比较新的概念是 ， 行星在形成过程中会迁移 。打个比方 ， 我们在清华大学看到的学生 ， 他们都是来自不同的地方 ， 如果说清华大学的学生都是出生在清华大学校园里 ， 那是非常不可思议的 。但是因为迁移的时间坐标非常长 ， 所以我们不可能看到整个迁移的过程 ， 我们只能看到迁移的结果 。
《赛先生》：在我们把视野投向系外行星的时候 ， 如何继续对太阳系内的天体进行研究？
林潮：我们在太阳系内可以拿到样本 ， 对系外的观测是宏观资料 ， 二者联系到一起很重要 。我认为太阳系并非独一无二 ， 关键是看太阳系与其他系统之间究竟是大同小异还是小同大异 。各种测量之间的联系越紧密 ， 科学发展得越快 。
太阳系内的探索还有很多值得做 。这有点像福尔摩斯的侦探小说 ， 细节的线索非常重要 。随着太阳系内的天体的样品从不同的地点被采回 ， 我们对太阳系早期的形成以及行星内部结构、演化和大气层等会有更多的认识 ， 从而更好地了解地球 。
『』林潮：发现地外生命的迹象或许为时不远
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理论与观测
《赛先生》：从第一颗系外行星被发现以来 ， 二十多年的时间里观测技术和手段有了很大的进步 。同样在这段时间里 ， 也有很多理论被推翻 。您认为 ， 是理论引领观测的方向 ， 还是观测推动理论的进步？
林潮：我觉得这是一个科学的方法论问题 。科学家与哲学家有不同 ， 哲学家是理论家 ， 科学家里也有理论家 ， 但是这些理论家更能够接受“理论需要更新” 。
认识是怎么来的？不是凭空而来 ， 也不是一夜之间就获得了突破 ， 所有巨大的突破都是站在巨人的肩膀上得到的 。所谓站在巨人肩膀上 ， 就是把各种信息通过联想组织起来 。联想是很重要的 ， 一般情况下 ， 联想也是很难的——有点像盲人摸象 ， 线索很多 ， 但是能把线索连成一个系统是很困难的 。
做理论需要的原理并不多 ， 有几个比较重要的原理 ， 比如动力学的原理 ， 比如辐射的传导 ， 这些我们并没有改变很多 ， 改变很多的是边界条件 。基础科学就是建立起来几个理论作为地基 ， 但是建筑出什么样的房子 ， 是由边界条件决定的 。
宇宙的边界条件太多了 ， 我们不太清楚这些边界条件 。比如说 ， 用相对论研究黑洞周围的情况 ， 可以做一些事情 ， 也有一些未知数 ， 但是周围的时空是如何被强引力场所改变 ， 很多事情我们往往还没有意识到 。


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