不确定的天堂:克里斯蒂安·惠更斯的外星生命观

2020-10-23 04:31:02

在17世纪,随着对宇宙及其内容的认识的增加,对其他行星上生命的猜测也随之增加。休·奥尔德西-威廉姆斯(Hugh Aldersey-Williams)探索的一个这样的来源是荷兰天文学家、数学家和发明家克里斯蒂安·惠更斯(Christian Huygen),他早期在概率方面的工作为他对外星生命可能是什么样子的非常现代的评估铺平了道路。

当这个世界的情况看起来很黯淡时,也许很自然地会把一个人的注意力转向其他世界的情况。这就是荷兰天文学家克里斯蒂安·惠更斯在17世纪80年代末所做的事情。他曾在巴黎担任路易十四(Louis XIV)政府科学家的重要职位,后来被开除,发现自己在省会城市海牙的家中与世隔绝,经常患有抑郁症和发烧,还错过了他的兄弟康斯坦丁(Constantijn)的陪伴,康斯坦丁当时正在英国担任荷兰国王威廉三世(William III)的秘书。

就在那时,惠更斯开始撰写“宇宙理论”(Cosmotheoros),这是一本书长的关于其他行星上存在生命可能性的推测,也是第一部基于最近的科学知识而不是哲学猜测或宗教论点的此类作品。惠更斯担心遭到“那些无知或热心太大的人”的谴责,于是指示他的兄弟在他死后才出版这部作品,他在1698年出版了这部作品。Cosmotheoros最初是用拉丁文写的,很快就被翻译成荷兰语和其他语言。同年,一本生动活泼的英文译本以大胆的标题出现,名为“发现的天国”(The Skestial World Discover‘d)。

当然,哲学家们一直在思考地球以外生命的存在。亚里士多德排除了这一可能性,他认为地球是独一无二的,其他天体是纯粹的几何实体。但是原子学家,其中包括德莫克里特和伊壁鸠鲁,接受了多个世界的概念,在某种程度上是基于各种粒子物质之间存在着空间的类比。中世纪的思想家们注意到了这场辩论,但只能增加他们自己对这样或那样的观点对教会教义的影响的担忧,这对推动这一点毫无帮助。

随着伽利略在1610年发现了木星的四颗卫星,太阳系中的天体比自古以来已知的天体还要多,这一发现为这场讨论增添了一个意想不到的新维度。当惠更斯在1655年发现另一颗行星土星的第一颗卫星时,争论的天平似乎又改变了。

惠更斯在17世纪50年代因发现土星的第一颗卫星(后来被命名为土卫六)和行星的光环(后来被视为光环)而成名,并作为第一个精确摆钟的创造者而成名。他还发明了许多其他装置,包括一种原始的幻灯片投影仪-“神灯”,并对数学,特别是几何和概率领域做出了重要贡献,并引入了数学公式,作为表示物理问题中速度和质量等量之间关系的一种手段。所有这些成就使他成为介于伽利略和牛顿之间的最伟大的科学家。

基督徒惠更斯对物质世界的迷恋是早熟的。小时候,他制造小机器,喜欢解数学难题,以至于人们开始称他为“荷兰的阿基米德”。他拒绝了父亲和兄弟追求的朝臣和外交官的生活,很快就在物理、数学和天文学方面出类拔萃。在他在土星和时钟方面取得突破后,他对移动物体的实验使他得出结论,所有的运动都只是相对的(这一点后来赢得了爱因斯坦的钦佩)。在17世纪70年代,他设计了一个基于波的光理论,这个理论基本上是正确的,但被忽视了近150年,直到它被实验证实。

与一些杰出的同时代人不同,他对自己选择的问题保持着系统的关注,并认识到它们的实践和理论方面的共同重要性,当这些方面被证明是相互加强的时,就像他在改进钟摆时所做的那样,他感到高兴。尽管像17世纪的任何一位自然哲学家一样,他研究了一系列对现代专家来说似乎宽泛得无可救药的问题,但他并没有像牛顿那样偏离正题,转向炼金术、神秘主义或宗教。

惠更斯是一位真正的国际主义者。他试图调整他改进后的摆钟,目的是与苏格兰发明家合作,能够在海上计算经度。他与爱尔兰人罗伯特·博伊尔交换了关于用来研究真空特性的气泵的想法。他发现自己与英国人罗伯特·胡克(Robert Hooke)就发明平衡发条来调节便携式手表的计时问题陷入了一场丑陋的争执。他将望远镜设计和行星观测与波兰的约翰尼斯·赫维利乌斯(Johannes Hevelius)和意大利的乔瓦尼·多梅尼科·卡西尼(Giovanni Domenico Cassini)等人进行了比较。他辅导年轻的德国哲学家戈特弗里德·莱布尼茨(GottfredLeibniz)数学(在这位学生超越大师并发明微积分之前)。

1663年,惠更斯成为第一个被选入皇家学会的外国人。更重要的是,根据一位传记作者的说法,大约在同一时间,他在建立法国科学院方面发挥了重要作用,使他成为“欧洲科学界公认的领导者”。

惠更斯在1656年发现了土星的光环,这需要用他自己设计的望远镜耐心地观察这颗行星数年(为此,克里斯蒂安和他的兄弟康斯坦丁甚至自己磨碎了镜头)。在这段时间里,这颗行星的外观形状发生了变化,导致了对其形状的许多解释。正是惠更斯强大的光学,加上他对物理上最有可能是什么的数学见多识广的感觉,引导他做出了正确的解释。

他对行星上生命的第一次推测可以追溯到这个时候。在他的关于土星的论文中,他写到了关于光环的内容,他冷漠地补充了一句关于“围绕着它们的光环对居住在它的人肯定会产生的影响”的好奇。从后来写给他兄弟的回忆信中可以看出,克里斯蒂安和康斯坦丁在一起看望远镜的时候自由地讨论了这些事情,尽管他的思想又过了40年才付印出来。

到那时,卡西尼号除了发现惠更斯的泰坦和伽利略于1610年在木星轨道上探测到的四颗“美第奇星”外,还发现了土星的四颗卫星。太阳系开始看起来与古希腊人,甚至是前一两代天文学家(如伽利略或约翰尼斯·开普勒)所理解的太阳系截然不同。

尽管原子学家预计太阳系内部以及太阳系之外都有多个世界,但他们在这些世界是什么样子的问题上意见不一。他们承认,有些可能居住着各种各样的生物,而另一些可能没有任何生命和水。例如,毕达哥拉斯认为月球上居住着比地球上更大的动物和更美丽的植物,而其他人则坚称月球是贫瘠的。

中世纪的学者觉得有责任在上帝创造的背景下考虑这些问题。1318年至139年,奥卡姆的威廉在牛津大学发表演讲,表示他相信“上帝可以使另一个世界比这个世界更好,并在物种上与这个世界截然不同”。但是他的想法引起了极大的反对,以至于他没有被授予学位。一个世纪后,库萨的尼古拉斯更进一步地假设,其他地方至少有一些物种会优于人类,但尽管如此,这些物种的起源都要归功于“上帝,他是所有恒星区域的中心和周边”。6个。

两个伟大的发现,它们的影响都是如此之大,以至于花了一个多世纪才被理解,这给16世纪的这些猜测带来了新的刺激。第一种是哥白尼的太阳系日心说,它把地球降格到与其他行星同等的地位。第二个是欧洲对美洲的发现,这拓宽了人们对新大陆上可能发现的物种多样性的看法。这些概念上的剧变引发了新一波流行的关于其他世界生活的想象力文学浪潮,这些文学既不依赖于学术正统观点,也不依赖于最新的天文观测。

望远镜的出现给这些猜想带来了更清晰的焦点。月球不是一个纯粹的球体,而是像地球一样以山脉为标志的发现,这一发现鼓舞了牧师约翰·威尔金斯(John Wilkins),例如,他推断在“月球上的世界”(Discovery Of A World In The Moone)(1638年)中也会有居民在那里居住。

开普勒也认为,根据类似的天文观测,所有类型的天体-行星、卫星,甚至太阳-都可能有居民。他比以前的作者走得更远,他利用他对物理定律的知识(假定是普遍运作的)来考虑这些生命可能采取的形式。他写道,在月球上,由于白天的长度和极端的温度,他们“到目前为止会比我们的身体大得多,脾气也硬得多”。

在原型科幻中篇小说“睡眠”(标题的意思是“梦”)中,主人公被妖怪绑架并带到月球上,开普勒对月球居民的性质进行了放大,根据他们是生活在黑暗面还是光照面将他们分为两组。后者自然而然地将地球视为他们的月球,开普勒给出了一个有科学根据的印象,即从卫星上看地球会是什么样子。然而,“睡眠”并不是很好的读物,因为它主要是比较两个天体的轨道周期和其他天文变量。

惠更斯行动的主要推动力可能是作家伯纳德·勒·博维尔·德·丰特内尔(Bernard Le Bovier De Fontenelle)于1686年出版的另一部作品。他的大获成功的“蒙德斯苏拉复数”采取了幼稚的侯爵和睿智的哲学家之间的对话形式。它用朴素的法语写成,可能会吸引那些没有任何科学知识的人,特别是女性读者,它提供了当前天文学理论的入门读物,以及我们太阳系以外的月球、行星和恒星上生活的有趣景象。

虽然不像丰特内尔的作品那样构思巧妙,但在文学方面,“宇宙论”是它的对手,同时,根据科学作家菲利普·鲍尔的说法,它也是“首次尝试在不损害”圣经“的情况下,对其他世界的生命进行严谨的科学论证”。惠更斯意图的严肃性从他认为这部作品只是一本从未实现的“行星之书”中的一卷这一事实中可见一斑。他用拉丁文写作,以吸引受过教育的读者。(它很快被翻译成口语的事实表明,它触及的目标受众远远超过了这一目标受众。)。

惠更斯的部分目的是驳斥德国耶稣会学者阿塔纳修斯·基尔彻(Athan Asius Kircher),他在1656年发表了自己的关于太空旅行的神秘对话--Itinerarium exstaticum,惠更斯读了这本书后发现,他省略了他认为关于其他星球的所有可能的东西,而包括了“一群闲置的不合理的东西”。9惠更斯有更多的时间给其他作家。他引用了库萨的尼古拉斯、第谷·布拉赫、乔丹诺·布鲁诺和约翰尼斯·开普勒的例子,尽管他觉得他们对外星生命可能采取的形式冒险的细节太少。

惠更斯通过概率推理进行论证。他开始说:“一个按照哥白尼的观点,认为我们的地球是一颗行星的人,像其他行星一样,带着太阳绕着地球转一圈,给它以启发。他有时不能不认为,其他行星都有自己的服装和家具,或许还有它们的居民,这并非不可能。”10这里的关键词是“并非不可能”,这让人回想起年轻时对统计可能性的研究。因为,正如他警告他的读者的那样:“我不能假装断言任何事情都是绝对真实的(因为这是怎么可能的),只能提出一个可能的猜测,每个人都可以自由地检验这个猜测的真相。”

例如,他认为月球上不太可能有大气,所以他排除了开普勒和威尔金斯想象的那种生命。但他很高兴地支持在我们太阳系内的行星和其他恒星周围的太阳系中存在生命的想法。他在有生之年发现光速是有限的,这激励他走得更远,并暗示可能有太远的恒星,它们的光还没有到达我们这里。

他对每一颗行星可能的性质的想法都是通过望远镜可以了解到的。他认为,如果一颗行星能够被证明与地球相似,那么它就会极大地增加其他行星也与地球相似的可能性-这一逻辑仍然指导着寻找地外智能(SETI)。通过利用他所掌握的证据证明一颗行星与另一颗行星的不同之处--在大小、离太阳的距离、天数和外观上--他能够丰富他展现在读者面前的外星生命景象。

惠更斯关于植物和动物的想法是基于对当时已知的地球上存在的东西的合理预测,最近被探险家的船只带回欧洲的外来物种的消息扩大了。他惊叹于物种的丰富性和适合性“如此精确地适应”了地球上的生活,他认为,如果我们要拒绝其他星球的这种丰富性,那么“我们应该让它们在美丽和尊严上低于地球;这是非常不合理的。”

这种生活可能采取什么形式?根据新的信息,即美洲物种是不同的,但与旧大陆的物种足够相似,惠更斯推定与陆地物种大致相似。但他确实考虑到了其他星球上可能盛行的不同物理条件。例如,大气可能会更厚,这将适合更多种类的飞行生物。引力也可能不同,尽管他没有提供对每一颗行星的相对引力的估计,而且无论如何,他拒绝接受行星大小与其动植物规模之间存在简单关联的概念。他写道:“我们可能会有一场关于青蛙和老鼠大小的俾格米人比赛,拥有整个星球,”14他写道,尽管他认为这不太可能。

然而,对于惠更斯来说,“调查的主要和最有趣的地方是。。。把一些观众放在这些新的发现中,欣赏我们种植的这些生物,并欣赏它们的美丽和多样性“。值得注意的是,他认为这些聪明的观察者可能不是人类,而是其他类型的“具有理性的生物”。的确,有些行星可能能够容纳几种“理性生物拥有不同程度的理性和理性”。16个。

理性和道德的本质将与地球上的一样。这些生物将是社会性的,它们会有房子来躲避天气的侵袭。不过,惠更斯为自己的外表而苦苦挣扎。他想表明他们可能不是人形,但是,他说,他们肯定有手,有脚,而且站得笔直。但也许它们会有外骨骼,比如龙虾。毕竟,“这是一种非常荒谬的观点,认为普通人中有这样一种观点,认为理性的灵魂不可能以我们以外的任何形式居住”。这样的猜想与开普勒在他的“睡梦”中的猜想相呼应,但是惠更斯对可能的物理限制的专家知识更合理地指导了他的猜想。

惠更斯随后将注意力转向智能和技术。他的行星生物肯定会有科学,特别是天文学,因为据说这项研究是由于对日食的恐惧而产生的,日食也会发生在其他星球上。毫无疑问,他们会拥有我们的一些发明,“然而,他们应该拥有所有的发明,这是不可信的”。尤其是,惠更斯不能相信他们会拥有望远镜,因为他认为他自己用过的望远镜是如此之好,以至于其他智力无法与之匹敌。取而代之的是,他将这些行星上的居民归类为具有远超自然视力的人。

1600年,佐丹诺·布鲁诺(Giordano Bruno)因许多异端邪说而被罗马宗教裁判所烧死在坎波德“菲奥里(Campo de”Fiori)的火刑柱上,包括他对多种潜在有人居住世界的坚持。一个世纪后,惠更斯安然无恙地摆脱了这样的命运。然而,他试图阻止来自教会的任何批评,他提出的语义点是,圣经中提到的天地必须适用于整个宇宙,而不是仅适用于地球。他拒绝给予人类在创造中的特殊地位。与一些竞争对手的作品不同,特别是那些有着乌托邦或讽刺议程的作品,宇宙论并没有提出人类在生物中要么高人一等,要么低人一等的等级制度。

宇宙论在18世纪享有很长一段时间的流行,惠更斯关于行星和其他太阳系生命的想法对伊曼纽尔·康德来说变得重要,他在1755年的“宇宙自然历史和天堂理论”中写道。1781年威廉·赫歇尔(William Herschel)发现天王星时,人们的兴趣进一步高涨,但从那以后,天文学家开始回避这个话题,随后的观点对这部最具投机性的惠更斯作品就不那么友好了。

然而,最近,科学史学家们重新评价了宇宙论,他们承认,正是惠更斯对不确定性的拥抱让他从一开始就有了探索这一主题的许可证。这绝不是惠更斯时代所有人共有的倾向。许多思想家,如英国牧师约瑟夫·格兰维尔(Joseph Glanvill),认为接受不确定的东西是可以打开无神论世界的楔子的细端。苏格兰诗人威廉·德拉蒙德(“在柏树林中”)在这方面明确指出哥白尼学说和外星生命的概念,认为“科学已经变成了观点,不是错误,而是把想象力留在一千个迷宫里”。19个。

然而,现在可以看出,惠更斯给后世科学家最大的礼物可能是他愿意在不确定的情况下工作。在阐述了概率的数学基础之后,没有人比他更适合把它的格言扩展到思考科学问题。这样做并不是向非理性投降,而是打开创造性思维的新大门。正如惠更斯在“宇宙论”中所写的那样:“以概率达到目标是一种荣耀,而寻找本身就是对痛苦的回报。”但是有很多程度的可能性,有些比另一些更接近真理,这取决于我们的主要判断。“。

这是一种轻微的释义。梅森在给他父亲的一封信中称他为“沃斯特·阿基米德”,“你的阿基米德”,他的父亲很喜欢这个词,这句话在这个必然是泛化的版本中流行起来。默森的信是在克里斯蒂安·惠更斯主编的“基督教惠更斯全书”中写的。荷兰Maatscappij der Wetenschappen(海牙:Martinus Nijhoff,1888-1950),1:83-6。

C·D·安德烈斯,惠更斯,“原则背后的人”,译文。萨莉·米耶瓦(剑桥:剑桥大学出版社,2005),第十三页。

引用自史蒂文·J·迪克的“多元世界:从德莫克里特到康德的外星生命辩论的起源”(坎布里。

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