好的，这一定会很有意思！
（笑声）
我很荣幸能站在这里
我很高兴你们来听我演讲
否则就尴尬了
我们能齐聚在“这里”，
我说的“这里”，
不是仅指现在“这里"
也不是指“这里” (这个小镇)
而是"这里"
我是指我们的地球
我说的“我们”，
不是仅指“我们坐在这里的人"
而是指“生命”。
"地球上的一切生命"
(笑声)
从复杂的生命体到简单的单细胞生物
从霉菌到蘑菇
到“会飞的熊”
(笑声)
有趣的是
地球是我们所知的唯一一颗存在生命的星球
共有约870万个物种
我们在宇宙中努力寻找
利用一切技术手段
但我们仍然无法找到其他存在生命的星球
地球是目前我们知道的唯一一个有生命的星球
地球真的是特别吗？
这个问题我也在努力寻找答案
孩提时我就开始了思考
我认为你们中有80%的人
也想过这个问题 也想知道答案
想了解，是不是还有其他星球
无论是在太阳系之内还是之外
上面存在着生命
首先呢 我们要了解生命存在的条件
所有地球上的870万个物种
他们的生存必须具备三个条件
第一 所有地球上的生命都需要能量
复杂生命 比如说人类 从太阳那里获取能量
但深处地底的生物也可以获取能量
从化学反应中获取能量
有许许多多不同形式的能量资源
所有的星球上都能获得
第二
所有生命都需要食物或营养
这个看起来有点难 特别是你想吃一个多汁的番茄的时候
（笑声）
然而 地球上的所有生命都可以
从六个化学元素中获取营养
这些化学元素在太阳系的
任何一个行星上都能找到
那么第三 中间这个 也就是生命存在的标杆性条件
也是最难满足的条件
不是麋鹿 是水
（笑声）
当然麋鹿也不错
（笑声）
我说的不是冰冻水 不是气态水 而是液态水
液态水是所有生命生存的必要条件
太阳系内许多天体上都不存在液态水
所以上面没有生命存在
其他太阳系内的天体可能存在丰富的液态水
甚至比地球上的水还多
但这些液态水被冰壳覆盖
因此很难接近 很难获取
甚至很难探寻里面是不是有任何生命
所以我可研究的天体
就剩下不多了
让我们把问题变得简单点
我们仅考虑表面存在液态水的行星
太阳系我们仅需考虑三个行星
它们表面有液态水
按照离太阳的远近 它们分别是金星、地球和火星。
要想有一个能保存液态水的大气层
那对大气层的要求非常高
大气不能太多 否则大气层会太厚 温度会太高
就像金星一样 太热
不能可能存在液态水
但是大气太少的话 大气层会太薄 温度会太冷
就像火星一样 太冷
所以说 金星太热 火星太冷
而地球温度刚刚好
我身后的图片会向你们展示
在我们的太阳系 生命能存在于哪里
这是一个“金凤花姑娘 (刚刚好)”的问题
很简单 孩子们也能理解
然而
我想提醒你们两件事情
"金凤花姑娘"故事里 有些问题我们可能不太会想到
但我觉得跟今天讲的很有关联
第一
如果金凤花姑娘走进屋子时
熊妈妈碗里的粥太凉了
那能说这碗粥一直是很凉的么？
会不会某个时间这碗粥的温度刚刚好？
当金凤花姑娘走进屋子的时候答案就揭晓了
这是我们从故事里得到的
行星也是如此
行星不是一成不变的 它们会改变
它们变化着 发展着
大气层也是这样
让我举个例子
这是我最喜欢的一张火星照片
不是分辨率最高的图片 不是最有吸引力的图片
不是最近拍摄的图片
但这张照片上 我们可以看到火星表面的河床
流动着的液态水会形成河床
几百年 几千年 几万年 才能形成河床
现在这不可能发生在火星上
如今火星的大气层太薄 温度太低
以至于水不能以液态的形式存在
这张照片说明了火星的大气层改变了
而且是巨大的改变
它从我们定义为"可居住"的状态 变成现在的样子
因为很久之前 生命所需的三个条件火星都能满足
火星上的能让水维持液态的
大气层去哪儿了？
有种观点认为大气层逃逸到太空里了
大气颗粒有足够的能量
来摆脱行星的引力
逃逸到太空中 再也不回来
这种情况在所有拥有大气层的天体上都会发生
彗星的尾巴
非常明显的提示了大气逃逸现象
金星上的大气也随着时间逃逸掉了
火星和地球也会是这样
这只是一个程度和规模的问题
所以我们要弄明白随着时间大气能逃逸多少
这样我们就可以解释行星变化的原因
大气是如何获取能量逃逸的？
大气颗粒是如何获取能量逃逸的？
研究表明 简单来说 有两种方式
第一个 太阳光
太阳辐射出来的光可以被大气颗粒吸收
加热这些粒子
是的 我在跳舞 但是大气颗粒呢
（笑声）
天呐 婚礼上我都不会这么做的
(笑声）
大气颗粒仅仅通过太阳光加热
即可获取足够的能量来摆脱行星引力
第二个可从中获取能量的是 太阳风
太阳风是从太阳表面射出的粒子流
高速吹过整个太阳系
每秒400千米
太阳风暴的时候速度更快
太阳风疾速穿梭在星际空间
吹向行星和它的大气层
它们可以提供能量
使大气颗粒逃逸
这一块我非常感兴趣
因为它跟适居性有关联
我说过 金凤花姑娘的故事里面有两点
是我想让你们留意 也想提醒你们的地方
第二个更微妙
如果熊爸爸碗里的粥太热
熊妈妈碗里的粥太凉
那按照趋势来看
熊宝宝碗里的粥是不是应该比熊妈妈的更凉？
这是一个通用的逻辑推理
但是仔细想想 可能并没有这么简单
当然 行星与太阳之间的距离决定了行星本身的温度
温度大大影响了宜居性
但是我们应该再好好想想
或许是那三个碗本身
决定了粥的温度
决定了什么是"刚刚好"
我可以列举出金星、地球、火星
它们很多不同的差异
影响了它们的宜居性。
但我想用一两分钟来讲讲
磁场
地球有磁场 火星、金星没有
磁场产生于行星内部深处
通过地球内部导电液体的流动
产生了围绕地球的巨大磁场。
如果你有指南针 你可以知道哪里是北
然而火星、金星并没有磁场
如果你在火星、金星上拿着指南针
恭喜你 你会迷路的
（笑声）
磁场有否会影响星球的宜居性吗？
会怎么影响呢？
许多科学家认为 行星上的磁场
为行星的大气层提供了一层保护盾
使得围绕行星的太阳风粒子偏转
算是一种力场型效应
与这些粒子的电荷有关
我喜欢把它想象为沙拉吧的防喷嚏护罩
（笑声）
没错 我的同事看了这个演讲后会意识到
这是我们团队历史上的第一次
把太阳风比作鼻涕
（笑声）
所以说 结果就是 地球已经被保护了
数十亿年
因为我们有磁场
地球的大气层没办法逃逸
然而火星 却没被保护
因为火星没有磁场
在数十亿年中
或许有很多大气脱离了
导致火星从一个宜居的行星转变成
现在这个样子
其他的科学家认为 行星的磁场
更像是船上的风帆
使得行星与更多来自太阳风的能量相互作用
比与自己能量的相互作用要多
这面帆可以从太阳风中收集能量
磁场可以从太阳风中获得能量
使得甚至更多的大气逃逸现象发生
这个理论还有待证实
但是产生的效果和运作原理
似乎是显而易见的
因为我们知道
太阳风中的能量可以蓄积在大气层中
就在地球的大气层中
这些能量可以沿着磁场的磁感线
一直到达极地区域
产生了难以置信的美丽的极光
极光的宏伟壮观 会让你永世难忘
我们知道 太阳风的能量进来了
我们正试着测定有多少大气粒子逃逸了
磁场是否是通过任何方式影响着大气逃逸
我给你们在座的各位提了一个问题
但我还没有解决的办法
我们还没有解决方案
但我们正在解决的路上 我们都做了什么呢？
我们已经向这三个行星发射了航天器
他们中的一些已经进入轨道了
包括MAVEN航天器 现在正在绕着火星运行
我参与了这个项目
这是在科罗拉多大学的事儿了
这个航天器是用来探测大气逃逸的
对金星和地球我们也采用了相似的探测方法
一但我们完成了所有的探测
我们会将数据整合 接着我们就能明白
这三个行星是如何与它们的宇宙环境相互作用的
如何与周围环境相互作用的
我们就可以确定磁场对宜居性的
重要与否
一旦我们有了答案 你为何还要关心它呢
我是说 我相当关心
经济上也关心 但是相当关心这个答案
(笑声)
首先 这个问题的答案
会告诉我们这三个行星
金星 地球 和火星
不仅仅包括它们是如何与环境相互作用的
还包括数十亿年前他们的情况
很久之前 它们宜居与否
答案会告诉我们有关围绕着我们的
大气层的情况 以及相关的种种
但除此之外 我们从这些行星中得到的信息
也可以适用到其他有大气层的天体上
包括其他我们正在观测的 围绕其他恒星的行星
比如 开普勒空间站
建造和控制中心就在博尔德这里
一直在观测星空中一张邮票大小的区域
已经好几年了
它已经发现了数以千计的行星
就在一张邮票那么大小的区域里
这块区域 和天空中其他区域 没什么不同
在20年的岁月里
我们从对太阳系外的行星一无所知
到如今发现这么多行星
反而不知道应该从哪一个开始研究
任何一个"杠杆"都会帮助到我们
实际上，基于开普勒的观察结果
以及其他相似的观察结果
我们现在有理由相信
在我们银河系的2000亿颗恒星中
平均每一个恒星至少有一个行星
除此之外
有估计显示 在这400亿到1000亿的行星中
一定有一些是宜居的行星
就只是在我们的银河系里
我们在观测着这些行星
但我们还不知道哪一些是宜居的
就好像你被困在这个红点里
（笑声）
在这个讲台上
你知道外面有其他的世界
你迫不及待地想知道更多
想询问和找到是否有那么一两个外面的世界
是跟你的一样的
你还做不到 你还到不了那里
所以你要使用一些你周围发展起来的技术手段
来探索金星 地球 火星
以此为基础 拓展到其他地方
从这些数据中做出一些合理的推断
然后将能够决定最佳的宜居行星候选
以及哪些是不宜居的
最后 至少现在看来
地球 就是困住我们的红点
这是唯一一个我们知道能够居住的行星
尽管很快 我们就能知道更多了
但至少现在 这就是唯一的宜居的行星
这就是我们的红点
我真的很高兴我们都在这儿
谢谢
（鼓掌）