WEBVTT

00:00:11.724 --> 00:00:14.324
好的，这一定会很有意思！

00:00:14.359 --> 00:00:15.359
（笑声）

00:00:15.443 --> 00:00:16.864
我很荣幸能站在这里

00:00:17.515 --> 00:00:19.203
我很高兴你们来听我演讲

00:00:19.227 --> 00:00:21.060
否则就尴尬了

00:00:21.960 --> 00:00:24.065
我们能齐聚在“这里”，

00:00:24.803 --> 00:00:27.656
我说的“这里”，
不是仅指现在“这里"

00:00:29.624 --> 00:00:30.774
也不是指“这里” (这个小镇)

00:00:32.528 --> 00:00:33.680
而是"这里"

00:00:33.704 --> 00:00:34.854
我是指我们的地球

00:00:35.827 --> 00:00:39.770
我说的“我们”，
不是仅指“我们坐在这里的人"

00:00:41.294 --> 00:00:42.764
而是指“生命”。

00:00:42.788 --> 00:00:44.237
"地球上的一切生命"

00:00:44.261 --> 00:00:49.041
(笑声)

00:00:49.080 --> 00:00:51.071
从复杂的生命体到简单的单细胞生物

00:00:51.095 --> 00:00:53.419
从霉菌到蘑菇

00:00:53.443 --> 00:00:54.821
到“会飞的熊”

00:00:54.845 --> 00:00:56.211
(笑声)

00:00:58.536 --> 00:01:00.045
有趣的是

00:01:00.069 --> 00:01:03.100
地球是我们所知的唯一一颗存在生命的星球

00:01:03.124 --> 00:01:05.001
共有约870万个物种

00:01:05.459 --> 00:01:06.714
我们在宇宙中努力寻找

00:01:06.738 --> 00:01:08.835
利用一切技术手段

00:01:08.859 --> 00:01:10.786
但我们仍然无法找到其他存在生命的星球

00:01:10.810 --> 00:01:13.086
地球是目前我们知道的唯一一个有生命的星球

00:01:14.118 --> 00:01:15.392
地球真的是特别吗？

00:01:16.391 --> 00:01:18.845
这个问题我也在努力寻找答案

00:01:18.869 --> 00:01:20.123
孩提时我就开始了思考

00:01:20.147 --> 00:01:22.179
我认为你们中有80%的人

00:01:22.203 --> 00:01:25.211
也想过这个问题 也想知道答案

00:01:25.679 --> 00:01:27.846
想了解，是不是还有其他星球

00:01:27.870 --> 00:01:30.148
无论是在太阳系之内还是之外

00:01:30.172 --> 00:01:31.630
上面存在着生命

00:01:31.654 --> 00:01:34.851
首先呢 我们要了解生命存在的条件

00:01:35.375 --> 00:01:38.938
所有地球上的870万个物种

00:01:38.962 --> 00:01:41.160
他们的生存必须具备三个条件

00:01:42.532 --> 00:01:45.384
第一 所有地球上的生命都需要能量

00:01:45.408 --> 00:01:48.893
复杂生命 比如说人类 从太阳那里获取能量

00:01:49.817 --> 00:01:51.918
但深处地底的生物也可以获取能量

00:01:51.942 --> 00:01:53.664
从化学反应中获取能量

00:01:53.688 --> 00:01:55.839
有许许多多不同形式的能量资源

00:01:55.863 --> 00:01:57.106
所有的星球上都能获得

00:01:57.800 --> 00:01:58.956
第二

00:01:58.980 --> 00:02:01.685
所有生命都需要食物或营养

00:02:02.141 --> 00:02:06.615
这个看起来有点难 特别是你想吃一个多汁的番茄的时候

00:02:06.639 --> 00:02:08.354
（笑声）

00:02:08.378 --> 00:02:11.445
然而 地球上的所有生命都可以

00:02:11.469 --> 00:02:13.499
从六个化学元素中获取营养

00:02:13.523 --> 00:02:16.527
这些化学元素在太阳系的

00:02:16.551 --> 00:02:17.887
任何一个行星上都能找到

00:02:18.937 --> 00:02:22.164
那么第三 中间这个 也就是生命存在的标杆性条件

00:02:22.188 --> 00:02:24.142
也是最难满足的条件

00:02:24.166 --> 00:02:26.058
不是麋鹿 是水

00:02:26.082 --> 00:02:28.863
（笑声）

00:02:29.685 --> 00:02:31.479
当然麋鹿也不错

00:02:31.503 --> 00:02:32.661
（笑声）

00:02:32.685 --> 00:02:38.227
我说的不是冰冻水 不是气态水 而是液态水

00:02:38.448 --> 00:02:40.901
液态水是所有生命生存的必要条件

00:02:41.380 --> 00:02:44.716
太阳系内许多天体上都不存在液态水

00:02:44.740 --> 00:02:46.376
所以上面没有生命存在

00:02:46.400 --> 00:02:49.393
其他太阳系内的天体可能存在丰富的液态水

00:02:49.417 --> 00:02:50.752
甚至比地球上的水还多

00:02:50.776 --> 00:02:53.226
但这些液态水被冰壳覆盖

00:02:53.250 --> 00:02:55.511
因此很难接近 很难获取

00:02:55.535 --> 00:02:58.254
甚至很难探寻里面是不是有任何生命

00:03:00.675 --> 00:03:02.720
所以我可研究的天体

00:03:04.085 --> 00:03:06.029
就剩下不多了

00:03:06.094 --> 00:03:08.523
让我们把问题变得简单点

00:03:08.547 --> 00:03:11.888
我们仅考虑表面存在液态水的行星

00:03:11.912 --> 00:03:14.868
太阳系我们仅需考虑三个行星

00:03:14.892 --> 00:03:17.474
它们表面有液态水

00:03:17.498 --> 00:03:22.324
按照离太阳的远近 它们分别是金星、地球和火星。

00:03:22.865 --> 00:03:26.237
要想有一个能保存液态水的大气层

00:03:26.261 --> 00:03:28.639
那对大气层的要求非常高

00:03:28.663 --> 00:03:32.075
大气不能太多 否则大气层会太厚 温度会太高

00:03:32.099 --> 00:03:35.004
就像金星一样 太热

00:03:35.028 --> 00:03:36.765
不能可能存在液态水

00:03:36.789 --> 00:03:40.742
但是大气太少的话 大气层会太薄 温度会太冷

00:03:40.766 --> 00:03:42.790
就像火星一样 太冷

00:03:43.465 --> 00:03:45.940
所以说 金星太热 火星太冷

00:03:45.964 --> 00:03:47.128
而地球温度刚刚好

00:03:47.152 --> 00:03:50.627
我身后的图片会向你们展示

00:03:50.651 --> 00:03:53.248
在我们的太阳系 生命能存在于哪里

00:03:53.896 --> 00:03:55.496
这是一个“金凤花姑娘 (刚刚好)”的问题

00:03:55.520 --> 00:03:58.010
很简单 孩子们也能理解

00:04:00.052 --> 00:04:01.232
然而

00:04:02.050 --> 00:04:04.978
我想提醒你们两件事情

00:04:05.002 --> 00:04:07.956
"金凤花姑娘"故事里 有些问题我们可能不太会想到

00:04:07.980 --> 00:04:10.076
但我觉得跟今天讲的很有关联

00:04:10.656 --> 00:04:11.806
第一

00:04:12.911 --> 00:04:15.703
如果金凤花姑娘走进屋子时

00:04:16.433 --> 00:04:18.440
熊妈妈碗里的粥太凉了

00:04:19.242 --> 00:04:21.385
那能说这碗粥一直是很凉的么？

00:04:22.425 --> 00:04:25.693
会不会某个时间这碗粥的温度刚刚好？

00:04:26.250 --> 00:04:29.931
当金凤花姑娘走进屋子的时候答案就揭晓了

00:04:29.955 --> 00:04:31.287
这是我们从故事里得到的

00:04:31.714 --> 00:04:33.444
行星也是如此

00:04:33.468 --> 00:04:35.494
行星不是一成不变的 它们会改变

00:04:35.518 --> 00:04:37.260
它们变化着 发展着

00:04:37.284 --> 00:04:39.326
大气层也是这样

00:04:40.550 --> 00:04:42.252
让我举个例子

00:04:43.176 --> 00:04:45.178
这是我最喜欢的一张火星照片

00:04:45.203 --> 00:04:48.334
不是分辨率最高的图片 不是最有吸引力的图片

00:04:48.358 --> 00:04:49.861
不是最近拍摄的图片

00:04:49.885 --> 00:04:53.379
但这张照片上 我们可以看到火星表面的河床

00:04:54.520 --> 00:04:57.104
流动着的液态水会形成河床

00:04:59.115 --> 00:05:04.001
几百年 几千年 几万年 才能形成河床

00:05:04.025 --> 00:05:05.643
现在这不可能发生在火星上

00:05:05.667 --> 00:05:08.148
如今火星的大气层太薄 温度太低

00:05:08.172 --> 00:05:10.313
以至于水不能以液态的形式存在

00:05:10.337 --> 00:05:14.685
这张照片说明了火星的大气层改变了

00:05:14.709 --> 00:05:16.741
而且是巨大的改变

00:05:17.314 --> 00:05:22.123
它从我们定义为"可居住"的状态 变成现在的样子

00:05:22.147 --> 00:05:25.737
因为很久之前 生命所需的三个条件火星都能满足

00:05:27.149 --> 00:05:29.217
火星上的能让水维持液态的

00:05:29.241 --> 00:05:32.061
大气层去哪儿了？

00:05:32.085 --> 00:05:35.432
有种观点认为大气层逃逸到太空里了

00:05:35.456 --> 00:05:38.123
大气颗粒有足够的能量

00:05:38.147 --> 00:05:39.800
来摆脱行星的引力

00:05:39.824 --> 00:05:42.513
逃逸到太空中 再也不回来

00:05:43.037 --> 00:05:45.725
这种情况在所有拥有大气层的天体上都会发生

00:05:45.749 --> 00:05:46.921
彗星的尾巴

00:05:46.945 --> 00:05:50.202
非常明显的提示了大气逃逸现象

00:05:50.226 --> 00:05:53.635
金星上的大气也随着时间逃逸掉了

00:05:53.659 --> 00:05:55.319
火星和地球也会是这样

00:05:55.343 --> 00:05:58.311
这只是一个程度和规模的问题

00:05:58.692 --> 00:06:01.368
所以我们要弄明白随着时间大气能逃逸多少

00:06:01.392 --> 00:06:03.508
这样我们就可以解释行星变化的原因

00:06:05.032 --> 00:06:07.643
大气是如何获取能量逃逸的？

00:06:07.667 --> 00:06:09.798
大气颗粒是如何获取能量逃逸的？

00:06:09.822 --> 00:06:13.007
研究表明 简单来说 有两种方式

00:06:13.031 --> 00:06:14.182
第一个 太阳光

00:06:14.206 --> 00:06:17.618
太阳辐射出来的光可以被大气颗粒吸收

00:06:17.642 --> 00:06:19.356
加热这些粒子

00:06:19.380 --> 00:06:21.488
是的 我在跳舞 但是大气颗粒呢

00:06:21.512 --> 00:06:22.983
（笑声）

00:06:23.793 --> 00:06:25.705
天呐 婚礼上我都不会这么做的

00:06:25.729 --> 00:06:27.221
(笑声）

00:06:27.245 --> 00:06:30.248
大气颗粒仅仅通过太阳光加热

00:06:30.272 --> 00:06:32.772
即可获取足够的能量来摆脱行星引力

00:06:32.796 --> 00:06:35.958
第二个可从中获取能量的是 太阳风

00:06:36.482 --> 00:06:41.508
太阳风是从太阳表面射出的粒子流

00:06:41.532 --> 00:06:43.936
高速吹过整个太阳系

00:06:43.960 --> 00:06:45.745
每秒400千米

00:06:45.769 --> 00:06:48.363
太阳风暴的时候速度更快

00:06:48.387 --> 00:06:51.109
太阳风疾速穿梭在星际空间

00:06:51.133 --> 00:06:53.579
吹向行星和它的大气层

00:06:53.603 --> 00:06:55.228
它们可以提供能量

00:06:55.252 --> 00:06:57.380
使大气颗粒逃逸

00:06:57.782 --> 00:06:59.751
这一块我非常感兴趣

00:06:59.775 --> 00:07:01.488
因为它跟适居性有关联

00:07:03.278 --> 00:07:06.410
我说过 金凤花姑娘的故事里面有两点

00:07:06.434 --> 00:07:09.418
是我想让你们留意 也想提醒你们的地方

00:07:09.442 --> 00:07:11.681
第二个更微妙

00:07:12.405 --> 00:07:15.193
如果熊爸爸碗里的粥太热

00:07:16.780 --> 00:07:20.014
熊妈妈碗里的粥太凉

00:07:21.657 --> 00:07:24.768
那按照趋势来看

00:07:25.681 --> 00:07:27.477
熊宝宝碗里的粥是不是应该比熊妈妈的更凉？

00:07:28.795 --> 00:07:31.107
这是一个通用的逻辑推理

00:07:31.131 --> 00:07:34.201
但是仔细想想 可能并没有这么简单

00:07:35.113 --> 00:07:39.141
当然 行星与太阳之间的距离决定了行星本身的温度

00:07:39.165 --> 00:07:41.431
温度大大影响了宜居性

00:07:41.455 --> 00:07:44.385
但是我们应该再好好想想

00:07:44.409 --> 00:07:46.025
或许是那三个碗本身

00:07:46.049 --> 00:07:49.105
决定了粥的温度

00:07:49.129 --> 00:07:50.429
决定了什么是"刚刚好"

00:07:51.365 --> 00:07:54.230
我可以列举出金星、地球、火星

00:07:54.254 --> 00:07:55.405
它们很多不同的差异

00:07:55.429 --> 00:07:56.998
影响了它们的宜居性。

00:07:57.077 --> 00:07:59.391
但我想用一两分钟来讲讲

00:07:59.415 --> 00:08:00.712
磁场

00:08:01.315 --> 00:08:03.847
地球有磁场 火星、金星没有

00:08:04.425 --> 00:08:07.548
磁场产生于行星内部深处

00:08:07.572 --> 00:08:11.289
通过地球内部导电液体的流动

00:08:11.313 --> 00:08:14.218
产生了围绕地球的巨大磁场。

00:08:14.242 --> 00:08:16.638
如果你有指南针 你可以知道哪里是北

00:08:16.662 --> 00:08:18.156
然而火星、金星并没有磁场

00:08:18.180 --> 00:08:20.094
如果你在火星、金星上拿着指南针

00:08:20.118 --> 00:08:21.514
恭喜你 你会迷路的

00:08:21.538 --> 00:08:23.441
（笑声）

00:08:23.465 --> 00:08:25.505
磁场有否会影响星球的宜居性吗？

00:08:26.775 --> 00:08:28.077
会怎么影响呢？

00:08:29.724 --> 00:08:32.328
许多科学家认为 行星上的磁场

00:08:32.352 --> 00:08:34.746
为行星的大气层提供了一层保护盾

00:08:34.770 --> 00:08:38.126
使得围绕行星的太阳风粒子偏转

00:08:38.150 --> 00:08:39.965
算是一种力场型效应

00:08:39.989 --> 00:08:42.688
与这些粒子的电荷有关

00:08:43.062 --> 00:08:46.689
我喜欢把它想象为沙拉吧的防喷嚏护罩

00:08:46.713 --> 00:08:48.992
（笑声）

00:08:49.662 --> 00:08:53.043
没错 我的同事看了这个演讲后会意识到

00:08:53.067 --> 00:08:55.611
这是我们团队历史上的第一次

00:08:55.635 --> 00:08:57.914
把太阳风比作鼻涕

00:08:57.938 --> 00:08:59.588
（笑声）

00:09:02.377 --> 00:09:05.853
所以说 结果就是 地球已经被保护了

00:09:05.877 --> 00:09:07.045
数十亿年

00:09:07.069 --> 00:09:08.920
因为我们有磁场

00:09:08.944 --> 00:09:11.123
地球的大气层没办法逃逸

00:09:11.147 --> 00:09:13.254
然而火星 却没被保护

00:09:13.278 --> 00:09:15.120
因为火星没有磁场

00:09:15.144 --> 00:09:17.096
在数十亿年中

00:09:17.120 --> 00:09:19.300
或许有很多大气脱离了

00:09:19.324 --> 00:09:21.917
导致火星从一个宜居的行星转变成

00:09:21.941 --> 00:09:23.607
现在这个样子

00:09:24.459 --> 00:09:27.448
其他的科学家认为 行星的磁场

00:09:27.472 --> 00:09:29.635
更像是船上的风帆

00:09:30.658 --> 00:09:35.695
使得行星与更多来自太阳风的能量相互作用

00:09:35.719 --> 00:09:38.991
比与自己能量的相互作用要多

00:09:39.015 --> 00:09:41.506
这面帆可以从太阳风中收集能量

00:09:41.530 --> 00:09:44.196
磁场可以从太阳风中获得能量

00:09:44.220 --> 00:09:47.464
使得甚至更多的大气逃逸现象发生

00:09:47.488 --> 00:09:49.742
这个理论还有待证实

00:09:49.766 --> 00:09:51.651
但是产生的效果和运作原理

00:09:51.675 --> 00:09:52.826
似乎是显而易见的

00:09:52.850 --> 00:09:54.001
因为我们知道

00:09:54.025 --> 00:09:57.100
太阳风中的能量可以蓄积在大气层中

00:09:57.124 --> 00:09:58.275
就在地球的大气层中

00:09:58.299 --> 00:10:00.704
这些能量可以沿着磁场的磁感线

00:10:00.728 --> 00:10:02.076
一直到达极地区域

00:10:02.100 --> 00:10:04.236
产生了难以置信的美丽的极光

00:10:04.260 --> 00:10:06.916
极光的宏伟壮观 会让你永世难忘

00:10:06.940 --> 00:10:08.946
我们知道 太阳风的能量进来了

00:10:08.970 --> 00:10:12.003
我们正试着测定有多少大气粒子逃逸了

00:10:12.027 --> 00:10:15.065
磁场是否是通过任何方式影响着大气逃逸

00:10:16.422 --> 00:10:18.802
我给你们在座的各位提了一个问题

00:10:18.826 --> 00:10:20.372
但我还没有解决的办法

00:10:20.396 --> 00:10:21.672
我们还没有解决方案

00:10:22.402 --> 00:10:24.759
但我们正在解决的路上 我们都做了什么呢？

00:10:24.783 --> 00:10:27.081
我们已经向这三个行星发射了航天器

00:10:27.105 --> 00:10:28.581
他们中的一些已经进入轨道了

00:10:28.605 --> 00:10:31.677
包括MAVEN航天器 现在正在绕着火星运行

00:10:31.701 --> 00:10:35.233
我参与了这个项目

00:10:35.257 --> 00:10:37.066
这是在科罗拉多大学的事儿了

00:10:37.090 --> 00:10:39.372
这个航天器是用来探测大气逃逸的

00:10:39.722 --> 00:10:42.196
对金星和地球我们也采用了相似的探测方法

00:10:42.653 --> 00:10:44.318
一但我们完成了所有的探测

00:10:44.342 --> 00:10:47.217
我们会将数据整合 接着我们就能明白

00:10:47.241 --> 00:10:50.658
这三个行星是如何与它们的宇宙环境相互作用的

00:10:50.682 --> 00:10:51.844
如何与周围环境相互作用的

00:10:51.868 --> 00:10:55.390
我们就可以确定磁场对宜居性的

00:10:55.414 --> 00:10:56.572
重要与否

00:10:57.596 --> 00:10:59.861
一旦我们有了答案 你为何还要关心它呢

00:10:59.885 --> 00:11:01.185
我是说 我相当关心

00:11:02.828 --> 00:11:04.834
经济上也关心 但是相当关心这个答案

00:11:04.858 --> 00:11:06.700
(笑声)

00:11:07.463 --> 00:11:09.381
首先 这个问题的答案

00:11:09.405 --> 00:11:11.508
会告诉我们这三个行星

00:11:11.532 --> 00:11:12.692
金星 地球 和火星

00:11:12.716 --> 00:11:15.627
不仅仅包括它们是如何与环境相互作用的

00:11:15.651 --> 00:11:17.578
还包括数十亿年前他们的情况

00:11:17.602 --> 00:11:19.664
很久之前 它们宜居与否

00:11:19.688 --> 00:11:21.332
答案会告诉我们有关围绕着我们的

00:11:21.356 --> 00:11:23.351
大气层的情况 以及相关的种种

00:11:23.827 --> 00:11:26.011
但除此之外 我们从这些行星中得到的信息

00:11:26.035 --> 00:11:28.056
也可以适用到其他有大气层的天体上

00:11:29.185 --> 00:11:32.098
包括其他我们正在观测的 围绕其他恒星的行星

00:11:32.122 --> 00:11:33.877
比如 开普勒空间站

00:11:33.901 --> 00:11:37.109
建造和控制中心就在博尔德这里

00:11:37.133 --> 00:11:40.418
一直在观测星空中一张邮票大小的区域

00:11:40.442 --> 00:11:41.689
已经好几年了

00:11:41.713 --> 00:11:43.941
它已经发现了数以千计的行星

00:11:43.965 --> 00:11:46.878
就在一张邮票那么大小的区域里

00:11:46.902 --> 00:11:50.991
这块区域 和天空中其他区域 没什么不同

00:11:51.515 --> 00:11:53.325
在20年的岁月里

00:11:53.349 --> 00:11:57.386
我们从对太阳系外的行星一无所知

00:11:57.410 --> 00:11:59.163
到如今发现这么多行星

00:11:59.187 --> 00:12:02.326
反而不知道应该从哪一个开始研究

00:12:03.969 --> 00:12:05.429
任何一个"杠杆"都会帮助到我们

00:12:07.239 --> 00:12:10.823
实际上，基于开普勒的观察结果

00:12:10.847 --> 00:12:12.976
以及其他相似的观察结果

00:12:13.000 --> 00:12:14.169
我们现在有理由相信

00:12:14.193 --> 00:12:18.892
在我们银河系的2000亿颗恒星中

00:12:19.486 --> 00:12:24.090
平均每一个恒星至少有一个行星

00:12:25.519 --> 00:12:27.022
除此之外

00:12:27.046 --> 00:12:32.747
有估计显示 在这400亿到1000亿的行星中

00:12:32.771 --> 00:12:36.103
一定有一些是宜居的行星

00:12:37.039 --> 00:12:38.451
就只是在我们的银河系里

00:12:40.490 --> 00:12:42.527
我们在观测着这些行星

00:12:42.551 --> 00:12:45.035
但我们还不知道哪一些是宜居的

00:12:45.059 --> 00:12:48.665
就好像你被困在这个红点里

00:12:48.689 --> 00:12:49.860
（笑声）

00:12:49.884 --> 00:12:51.116
在这个讲台上

00:12:52.078 --> 00:12:55.640
你知道外面有其他的世界

00:12:56.942 --> 00:12:59.718
你迫不及待地想知道更多

00:13:01.074 --> 00:13:05.008
想询问和找到是否有那么一两个外面的世界

00:13:05.032 --> 00:13:06.642
是跟你的一样的

00:13:08.144 --> 00:13:10.703
你还做不到 你还到不了那里

00:13:10.727 --> 00:13:14.720
所以你要使用一些你周围发展起来的技术手段

00:13:14.744 --> 00:13:16.039
来探索金星 地球 火星

00:13:16.063 --> 00:13:18.876
以此为基础 拓展到其他地方

00:13:18.900 --> 00:13:23.596
从这些数据中做出一些合理的推断

00:13:23.620 --> 00:13:26.738
然后将能够决定最佳的宜居行星候选

00:13:26.762 --> 00:13:29.161
以及哪些是不宜居的

00:13:30.639 --> 00:13:33.354
最后 至少现在看来

00:13:33.378 --> 00:13:36.165
地球 就是困住我们的红点

00:13:36.876 --> 00:13:40.212
这是唯一一个我们知道能够居住的行星

00:13:40.236 --> 00:13:43.427
尽管很快 我们就能知道更多了

00:13:43.451 --> 00:13:46.187
但至少现在 这就是唯一的宜居的行星

00:13:46.211 --> 00:13:47.513
这就是我们的红点

00:13:48.476 --> 00:13:49.896
我真的很高兴我们都在这儿

00:13:51.007 --> 00:13:52.182
谢谢

00:13:52.206 --> 00:13:55.437
（鼓掌）