WEBVTT

00:00:01.333 --> 00:00:04.786
我相信，除了我以外，
在座還有其他人

00:00:04.810 --> 00:00:09.522
曾經在某個時點
抬頭看向天上的星星，

00:00:09.546 --> 00:00:12.180
心想：「只有我們嗎？

00:00:12.204 --> 00:00:16.179
或者還有其他像地球一樣
有生命的行星存在？」

00:00:17.014 --> 00:00:20.521
我想，可能只有我一個人

00:00:20.545 --> 00:00:24.334
對那個問題著迷到足以
把它變成我的職涯。

00:00:24.482 --> 00:00:26.111
但，換個話題。

NOTE Paragraph

00:00:26.506 --> 00:00:29.532
我們是怎麼來到這個問題的？

00:00:29.641 --> 00:00:32.008
我認為，第一件要做的事，

00:00:32.032 --> 00:00:37.450
就是轉個方向，
從天空看向我們的地球。

00:00:38.173 --> 00:00:42.304
想想地球是多麼幸運

00:00:42.404 --> 00:00:44.626
才能成為這個有生命的行星。

00:00:44.650 --> 00:00:46.895
一定有些運氣的成份在。

00:00:46.919 --> 00:00:49.427
如果地球的位置離太陽近一點

00:00:49.451 --> 00:00:51.458
或遠一點，

00:00:51.482 --> 00:00:55.927
地球上所有的水就會蒸發或結冰。

00:00:56.022 --> 00:01:00.083
行星並不一定有水。

00:01:00.107 --> 00:01:03.496
如果地球是個乾燥的行星，

00:01:03.749 --> 00:01:06.083
地球上就不會有多少生命。

00:01:06.107 --> 00:01:09.664
就算有了現今所有的這些水，

00:01:09.688 --> 00:01:11.934
如果那些水沒有配合

00:01:11.958 --> 00:01:15.069
對的化學物質讓生命能夠形成，

00:01:15.093 --> 00:01:18.012
地球也不過是個濕的死行星。

00:01:18.323 --> 00:01:20.577
有許多地方都可能出錯，

00:01:20.601 --> 00:01:23.522
它們通通沒出錯的機率有多高？

00:01:23.546 --> 00:01:25.983
有多高的機率，地球在形成時，

00:01:26.007 --> 00:01:28.657
也至少有促成生命起源

00:01:28.681 --> 00:01:31.281
所必要的基本要素？

NOTE Paragraph

00:01:32.515 --> 00:01:34.721
咱們一起來探討一下。

00:01:35.190 --> 00:01:37.237
若要產生一個有生命的行星，

00:01:37.261 --> 00:01:40.691
首先需要的

00:01:40.691 --> 00:01:42.317
就是一個行星。

00:01:42.317 --> 00:01:43.383
（笑聲）

NOTE Paragraph

00:01:43.532 --> 00:01:45.656
但並非任何行星都可以。

00:01:45.680 --> 00:01:49.458
你可能會需要一個特殊
且像地球的行星。

00:01:49.482 --> 00:01:53.110
要是個多岩的星球，
才能同時有海洋又有陸地，

00:01:53.130 --> 00:01:57.362
且它不能離它的恆星太遠或太近，

00:01:57.386 --> 00:01:59.838
溫度要剛剛好。

00:01:59.862 --> 00:02:03.157
液態水要能存在於這個溫度下。

NOTE Paragraph

00:02:03.181 --> 00:02:06.473
在我們的銀河系中，
有多少個這樣的行星？

00:02:06.800 --> 00:02:10.268
過去幾十年間最偉大的發現之一，

00:02:10.292 --> 00:02:12.940
就是行星非常常見。

00:02:13.212 --> 00:02:16.212
幾乎每個恆星都有行星繞行，

00:02:16.236 --> 00:02:17.649
有的還有很多個。

00:02:17.673 --> 00:02:20.337
在這些行星中，

00:02:20.586 --> 00:02:24.426
大約有幾個百分比和地球夠相近，

00:02:24.450 --> 00:02:28.006
我們可以將它們視為
可能有生命的行星。

00:02:28.030 --> 00:02:31.665
所以，要找到對的行星
並沒有那麼困難，

00:02:31.689 --> 00:02:35.927
畢竟在我們的銀河系
就有大約一千億個恆星。

00:02:35.951 --> 00:02:40.188
這樣算起來約有十億個行星
可能會有生命存在。

NOTE Paragraph

00:02:40.427 --> 00:02:44.783
但是僅僅是溫度
和整體構成條件對了還不夠，

00:02:44.871 --> 00:02:47.138
還需要有對的化學物質。

00:02:47.553 --> 00:02:51.768
所以，要製造出有生命的行星，
第二項重要的要素是——

00:02:51.792 --> 00:02:53.962
我想，這點十分直覺——

00:02:54.744 --> 00:02:56.192
要有水。

00:02:56.355 --> 00:03:01.498
畢竟，我們把可能
有生命的行星定義為

00:03:01.522 --> 00:03:04.378
要有對的溫度來讓水維持在液態。

00:03:04.838 --> 00:03:08.409
在地球上，生命的基礎就是水。

00:03:08.711 --> 00:03:10.301
但更廣泛來說，

00:03:10.301 --> 00:03:14.283
水是適合化學反應的地方，

00:03:14.307 --> 00:03:16.307
它是種非常特別的液體。

00:03:16.331 --> 00:03:19.614
這是我們的第二項基本要素。

NOTE Paragraph

00:03:20.276 --> 00:03:22.208
至於第三項要素，我認為

00:03:22.232 --> 00:03:24.847
可能會比較讓人驚訝一些。

00:03:24.871 --> 00:03:27.656
在行星上會需要有一些有機物質，

00:03:27.680 --> 00:03:30.019
畢竟我們在談的是有機生命。

00:03:30.188 --> 00:03:32.936
但，似乎位在化學網絡

00:03:32.956 --> 00:03:35.705
中心位置的有機分子，

00:03:35.729 --> 00:03:40.327
且能夠產生出生物分子的
有機分子就是氰化氫。

00:03:40.481 --> 00:03:43.814
如果你知道這種分子
是什麼樣的分子，

00:03:43.838 --> 00:03:47.219
你就會知道離它遠一點會比較好。

00:03:47.776 --> 00:03:50.947
但結果發現，
對於先進的生命形式，

00:03:50.967 --> 00:03:53.799
比如各位，非常非常不好的東西，

00:03:53.823 --> 00:03:57.307
竟然對於啟動化學作用
非常非常有幫助，

00:03:57.331 --> 00:04:01.029
且是能夠造成生命起源的
那一種化學作用。

NOTE Paragraph

00:04:01.180 --> 00:04:03.983
現在，必要的三項要素都有了，

00:04:04.007 --> 00:04:06.007
氣候溫和的行星、

00:04:06.031 --> 00:04:08.579
水，以及氰化氫。

00:04:08.603 --> 00:04:11.402
這三項要素同時
存在的機會有多大？

00:04:11.422 --> 00:04:13.990
天上有多少氣候溫暖的行星

00:04:14.069 --> 00:04:16.536
同時有水和氰化氫？

00:04:17.030 --> 00:04:18.688
理想的情況，

00:04:18.712 --> 00:04:21.395
我們現在就會把望遠鏡

00:04:21.781 --> 00:04:24.581
轉向其中一個氣候溫暖的行星，

00:04:24.712 --> 00:04:26.275
自己做確認。

00:04:26.299 --> 00:04:30.212
看「這些行星有水和氰化氫嗎」？

00:04:30.529 --> 00:04:32.023
不幸的是，

00:04:32.043 --> 00:04:36.201
我們的望遠鏡不夠大，無法辦到。

00:04:36.687 --> 00:04:40.569
我們可以偵測到一些行星
在大氣中有分子存在。

00:04:40.593 --> 00:04:44.654
但這些都是大型行星，
通常都非常接近它們的恆星，

00:04:44.704 --> 00:04:48.980
並不像是我們剛才
談到的「對的行星」，

00:04:49.004 --> 00:04:51.376
對的行星要比較小、比較遠。

NOTE Paragraph

00:04:51.530 --> 00:04:53.704
所以我們得想出其他辦法。

00:04:53.728 --> 00:04:58.662
我們想出來並採取的另一種方法，

00:04:58.686 --> 00:05:01.305
並不是在行星已經存在時

00:05:01.329 --> 00:05:03.407
去找這些分子，

00:05:03.543 --> 00:05:07.283
而是去形成新行星的材料
當中尋找這些分子。

00:05:07.307 --> 00:05:11.752
行星形成的地方，是新恆星周圍
由塵埃與氣體組成的星盤。

00:05:11.776 --> 00:05:15.895
這些星盤的材料來自星際介質。

00:05:15.919 --> 00:05:20.117
結果發現，當你仰望星空
詢問生命相關問題時，

00:05:20.137 --> 00:05:22.391
看到星球之間的空間，

00:05:22.415 --> 00:05:24.590
並不是看起來的那麼空，

00:05:24.614 --> 00:05:26.574
其實滿是氣體和塵埃，

00:05:26.598 --> 00:05:28.844
它們會聚集成星雲，

00:05:28.868 --> 00:05:32.430
接著崩塌形成星盤、恆星、行星。

NOTE Paragraph

00:05:32.967 --> 00:05:36.438
當我們看見這些星雲時，

00:05:36.458 --> 00:05:38.627
一定會看到水。

00:05:38.991 --> 00:05:42.874
我想，我們傾向於認為水很特別，

00:05:42.874 --> 00:05:44.366
僅僅我們才有。

00:05:44.852 --> 00:05:48.661
水是宇宙中最充足的分子之一，

00:05:48.685 --> 00:05:50.410
也存在於這些星雲中，

00:05:50.434 --> 00:05:53.078
這些會形成恆星和行星的星雲。

00:05:53.661 --> 00:05:54.815
不僅如此——

00:05:54.839 --> 00:05:56.815
水也是一種很結實的分子：

00:05:56.839 --> 00:05:59.159
要摧毀水其實並不容易。

00:05:59.260 --> 00:06:02.339
所以，在星際介質中的許多水

00:06:02.363 --> 00:06:05.870
在星雲崩塌成為星盤、

00:06:05.890 --> 00:06:10.156
行星的過程中能夠存留下來。

00:06:10.967 --> 00:06:13.046
所以，水沒問題。

00:06:13.070 --> 00:06:15.927
第二項要素也不會成為問題。

00:06:15.951 --> 00:06:20.173
行星在形成時多半都能取得水。

NOTE Paragraph

00:06:21.125 --> 00:06:23.185
那氰化氫呢？

00:06:23.876 --> 00:06:27.120
我們在這些星際雲之中也會看到

00:06:27.140 --> 00:06:30.138
氰化氫及其他類似的有機分子。

00:06:30.625 --> 00:06:33.453
但，在這裡我們比較無法肯定

00:06:33.473 --> 00:06:37.942
在星雲變成星盤的過程中
分子能留存下來。

00:06:37.966 --> 00:06:40.633
它們比較脆弱，比較容易損壞。

00:06:40.657 --> 00:06:44.322
如果我們要確定在新行星形成的

00:06:44.336 --> 00:06:47.034
鄰近區域有氰化氫存在，

00:06:47.246 --> 00:06:49.540
我們就得確保星盤本身就有氰化氫，

00:06:49.564 --> 00:06:51.794
在這些形成行星的星盤中。

NOTE Paragraph

00:06:51.818 --> 00:06:53.894
大約十年前，

00:06:54.284 --> 00:06:57.166
我開始一項計畫，目的就是

00:06:57.541 --> 00:07:02.722
在這些形成行星的星盤中
尋找氰化氫和其他分子。

00:07:02.746 --> 00:07:05.983
這是我們的發現。

00:07:06.007 --> 00:07:08.928
好消息是，在這六張影像中，

00:07:08.952 --> 00:07:11.737
那些亮點代表

00:07:11.757 --> 00:07:15.069
由氰化氫放出的光，

00:07:15.093 --> 00:07:18.577
這些光從數百光年外形成行星的星盤

00:07:18.601 --> 00:07:20.625
一路來到我們的望遠鏡，

00:07:20.649 --> 00:07:21.926
進入偵測器，

00:07:21.950 --> 00:07:24.684
讓我們能以這種方式看見它們。

00:07:25.228 --> 00:07:26.878
非常好的消息是，

00:07:26.898 --> 00:07:30.601
這些星盤當中的確有氰化氫。

00:07:30.625 --> 00:07:34.208
那就是比較難捉摸的
最後一項要素。

NOTE Paragraph

00:07:35.159 --> 00:07:37.721
壞消息是，

00:07:37.741 --> 00:07:40.717
我們不知道它們
位在星盤中的何處。

00:07:40.810 --> 00:07:42.207
若看看這些……

00:07:42.231 --> 00:07:44.530
沒有人說它們是漂亮的影像，

00:07:44.554 --> 00:07:47.316
就連我們剛入手時也一樣。

00:07:47.340 --> 00:07:50.760
各位可以看見像素非常大，

00:07:50.784 --> 00:07:53.911
且像素其實比星雲本身還大。

00:07:53.935 --> 00:07:56.389
所以這裡的每個像素代表的範圍

00:07:56.409 --> 00:07:58.895
實際上都比我們的太陽系還大。

00:07:59.345 --> 00:08:01.276
那就表示，

00:08:01.300 --> 00:08:05.188
我們不知道氰化氫
是來自星雲中的何處。

00:08:05.768 --> 00:08:06.998
那是個問題，

00:08:07.022 --> 00:08:08.705
因為這些氣候溫暖的行星

00:08:08.705 --> 00:08:11.577
並不是任何地方的
氰化氫都可以取用，

00:08:11.577 --> 00:08:13.504
它們只能取用

00:08:13.524 --> 00:08:16.547
距離它們形成處夠近的氰化氫。

NOTE Paragraph

00:08:16.892 --> 00:08:22.034
讓我用個比喻來協助
大家清楚了解這一點，

00:08:22.058 --> 00:08:25.436
這個比喻就是生長在美國的柏樹。

00:08:25.661 --> 00:08:27.371
比如，做個假設，

00:08:27.395 --> 00:08:29.166
你剛從歐洲回來，

00:08:29.190 --> 00:08:31.934
你在歐洲看到了
美麗的義大利柏樹，

00:08:31.958 --> 00:08:33.981
你想要知道，

00:08:34.395 --> 00:08:37.014
把它們進口到美國是否行得通。

00:08:37.038 --> 00:08:38.672
它們能在這裡生長嗎？

00:08:38.696 --> 00:08:40.760
於是你去找柏樹專家談，

00:08:40.784 --> 00:08:43.392
他們告訴你，在美國的確

00:08:43.412 --> 00:08:46.410
有一塊不太熱、不太冷的地帶

00:08:46.434 --> 00:08:47.974
可以種植它們。

00:08:47.998 --> 00:08:51.896
如果你有一張像這樣
高解析度的地圖或影像，

00:08:51.920 --> 00:08:54.745
很容易就可以看出這個柏樹帶

00:08:54.769 --> 00:08:58.229
和許多肥沃土地的綠色像素重疊。

00:08:58.753 --> 00:09:01.720
就算我開始把這張地圖變差，

00:09:01.744 --> 00:09:04.053
讓解析度越來越低，

00:09:04.077 --> 00:09:05.409
仍然可以判斷

00:09:05.433 --> 00:09:09.027
有一些肥沃的土地
和這條柏樹帶重疊。

00:09:09.466 --> 00:09:14.497
但，如果整個美國

00:09:14.521 --> 00:09:17.727
都被放進單一個像素中呢？

00:09:17.751 --> 00:09:19.576
如果解析度就是那麼低，

00:09:19.792 --> 00:09:21.085
你要怎麼辦？

00:09:21.109 --> 00:09:26.231
現在你要如何辨視出
在美國的哪些地方能種柏樹？

00:09:26.538 --> 00:09:28.466
答案是，辦不到。

00:09:28.490 --> 00:09:30.878
肯定在某處會有肥沃的土地，

00:09:30.902 --> 00:09:33.575
要不然這個像素就不會帶有綠色，

00:09:33.680 --> 00:09:35.649
但就是沒辦法辨視出

00:09:35.673 --> 00:09:38.541
那綠色的區域是否在對的地方。

NOTE Paragraph

00:09:38.895 --> 00:09:41.923
同樣的問題也發生在我們

00:09:41.937 --> 00:09:44.879
使用單一像素星盤影像

00:09:44.903 --> 00:09:46.498
來找氰化氫時。

00:09:46.522 --> 00:09:48.696
所以我們需要類似的東西，

00:09:48.720 --> 00:09:51.791
至少要有我剛才給各位
看的那些低解析度地圖，

00:09:51.815 --> 00:09:55.804
才能分辨出氰化氫是否位在

00:09:55.824 --> 00:09:59.669
行星在形成時能夠取得的位置。

NOTE Paragraph

00:10:00.236 --> 00:10:03.439
幾年前，救星出現了，

00:10:03.463 --> 00:10:07.447
救星就是一種很了不起
且很美麗的新望遠鏡叫做 ALMA，

00:10:07.471 --> 00:10:10.328
阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列，

00:10:10.352 --> 00:10:11.716
位在智利北部。

00:10:11.900 --> 00:10:15.663
ALMA 在許多方面都很棒，

00:10:15.687 --> 00:10:18.171
但我要強調的部分，

00:10:18.195 --> 00:10:22.116
各位可以在圖上看到，
它被稱為「一個」望遠鏡，

00:10:22.140 --> 00:10:25.475
但各位可以在影像中看到，
它其實有許多碟形天線。

00:10:25.499 --> 00:10:30.126
這個望遠鏡包含
六十六個個別的天線，

00:10:30.150 --> 00:10:31.990
一起配合運作。

00:10:32.483 --> 00:10:36.297
那就表示，這個望遠鏡的大小

00:10:36.317 --> 00:10:39.207
取決於能將這些天線擺放到

00:10:39.227 --> 00:10:41.278
距離彼此多遠的距離。

00:10:41.302 --> 00:10:44.405
就 ALMA 來說，
這個距離是幾英里。

00:10:44.429 --> 00:10:48.052
所以你有一台超過
一英里大的望遠鏡。

00:10:48.267 --> 00:10:50.000
有這麼大的望遠鏡，

00:10:50.020 --> 00:10:52.665
你就可以將非常小的東西放大，

00:10:52.689 --> 00:10:57.561
也可以針對這些形成行星的星盤
來製作氰化氫的地圖。

NOTE Paragraph

00:10:57.585 --> 00:11:00.319
幾年前 ALMA 上線時，

00:11:00.434 --> 00:11:04.648
我最先提議的用途之一
就是用來製作這種地圖。

00:11:05.086 --> 00:11:09.022
在星盤中的氰化氫地圖
看起來會是什麼樣子？

00:11:09.046 --> 00:11:11.370
氰化氫有在對的位置嗎？

00:11:11.584 --> 00:11:13.695
答案是，有的。

00:11:13.719 --> 00:11:15.253
就是這張地圖。

00:11:15.583 --> 00:11:19.694
各位可以看見，在整個星盤
各處都有氰化氫釋放出的光。

00:11:19.718 --> 00:11:21.568
首先，它幾乎到處都有，

00:11:21.592 --> 00:11:23.155
這是非常好的消息。

00:11:23.179 --> 00:11:26.364
但還有許多額外釋放出來的亮光，

00:11:26.388 --> 00:11:29.770
從接近恆星的地方，
朝向星盤的中心。

00:11:29.965 --> 00:11:32.488
我們就是希望在這裡看到它。

00:11:33.149 --> 00:11:35.670
這裡很接近行星形成的位置。

00:11:35.815 --> 00:11:39.601
並不是只有一個星盤
可以看到這種現象——

00:11:39.625 --> 00:11:41.982
這裡還有三個例子。

00:11:42.006 --> 00:11:44.089
可以看到它們都呈現
一樣的狀況——

00:11:44.113 --> 00:11:46.577
許多氰化氫所釋放的光，

00:11:46.601 --> 00:11:49.068
從接近恆星中心的位置釋放出來。

NOTE Paragraph

00:11:49.228 --> 00:11:51.910
老實說，不見得都能看到這種現象。

00:11:51.934 --> 00:11:54.466
在一些星盤中會看到相反的現象，

00:11:54.490 --> 00:11:57.712
在中心的部分有一個洞
沒有光線釋放。

00:11:57.736 --> 00:12:00.276
這和我們想看見的畫面
完全相反，對吧？

00:12:00.300 --> 00:12:02.458
我們不可能研究在這些星盤中

00:12:02.482 --> 00:12:06.490
行星形成的位置附近
有沒有氰化氫存在。

00:12:06.514 --> 00:12:10.113
但在大部分的情況下，
我們不只偵測氰化氫，

00:12:10.149 --> 00:12:12.736
而是在對的地方偵測氰化氫。

NOTE Paragraph

00:12:13.038 --> 00:12:14.770
這是什麼意思？

00:12:15.101 --> 00:12:17.547
在一開始時我有說過，

00:12:17.571 --> 00:12:20.958
有許多氣候溫暖的行星存在，

00:12:20.982 --> 00:12:22.887
也許有十億個，

00:12:22.911 --> 00:12:25.433
如果這些行星有對的要素，

00:12:25.457 --> 00:12:27.981
上面都有可能會有生命發展。

00:12:28.005 --> 00:12:29.875
我也說明了

00:12:29.922 --> 00:12:32.866
大部分時候，對的要素都在——

00:12:32.886 --> 00:12:35.281
有水、有氰化氫，

00:12:35.305 --> 00:12:39.374
也有隨著氰化物而來的
其他有機分子。

00:12:39.879 --> 00:12:42.551
這就表示，在我們的銀河系中，

00:12:42.571 --> 00:12:47.379
有相當多行星具備形成生命
所必要的最基本要素。

NOTE Paragraph

00:12:48.133 --> 00:12:51.402
如果只要有這些基本要素

00:12:51.432 --> 00:12:53.837
就可以發展出生命，

00:12:54.038 --> 00:12:57.108
那在宇宙中應該會有
許多有生命的行星。

00:12:57.400 --> 00:12:59.610
但當然這是個很大的「如果」。

00:12:59.610 --> 00:13:02.313
我認為接下來數十年，

00:13:02.337 --> 00:13:04.821
天文學和化學所面對的挑戰

00:13:04.845 --> 00:13:07.585
就是要找出有多大的可能性，

00:13:07.609 --> 00:13:10.363
我們能夠從認為
一個行星可能有生命存在，

00:13:10.387 --> 00:13:12.791
變成確定那裡真的有生命存在。

NOTE Paragraph

00:13:12.815 --> 00:13:13.966
謝謝。

NOTE Paragraph

00:13:13.990 --> 00:13:18.825
（掌聲）