“人類在宇宙中是否獨存?”這一疑問,長久以來激發著人類對宇宙的探索熱情。近日,在復旦大學舉辦的浦江科學大師講壇上,英國皇家學會院士、2019年諾貝爾物理學獎得主迪迪埃·奎洛茲,以《系外行星革命及其對宇宙生命的影響》為題,分享了他的研究成果與見解。
奎洛茲的科研生涯始于一個顛覆性的發現。1995年,還是博士生的他與導師米歇爾·馬約爾共同探測到了“飛馬座51b”——一顆軌道周期僅4.2天的巨行星,其與母恒星的距離遠小于水星與太陽。這一發現打破了行星必須在寒冷“雪線”外形成的傳統理論,證明了行星形成后可能發生“遷移”,從而催生了系外行星研究的新領域,也為他們贏得了諾貝爾物理學獎的殊榮。
過去三十年間,天文學家已確認了超過6000顆系外行星的存在。奎洛茲指出,接下來的關鍵步驟是判斷這些行星上是否存在生命。為此,科學家們將目光投向了行星的大氣層,希望從中尋找到“生物信號”——那些由生命活動產生、在自然界中難以單獨存在的化學物質。
“凌星光譜法”成為探測這些信號的重要手段。當行星從恒星前方掠過時,部分星光會穿透其大氣層。通過分析這束光在不同波長上的變化,科學家能夠推斷出大氣中包含的化學成分。目前,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡已投入此類觀測任務,而未來在智利建造的“極大望遠鏡”等新一代設備,將進一步提升觀測能力,甚至直接分析那些遙遠行星的光譜。
奎洛茲對科幻作品充滿熱情,斯坦利·庫布里克的《2001太空漫游》是他心中的經典。他認為,科幻的魅力在于探索未來的可能性,而非判斷對錯。在談到地外生命時,奎洛茲認為,最有可能的發現地點首先在太陽系內部,如火星或土衛二,因為這些地方的樣本可以帶回地球進行分析,這一目標或許在未來五十年內就能實現。“宇宙中行星數量龐大,我們不可能是唯一存在生命的星球。”他強調,“至于外星飛船訪問地球,那更多是電影中的情節。”
在談及個人經歷時,奎洛茲展現了他對生活的熱愛與幽默感。得知自己獲得諾貝爾獎時,他首先想到的是“可以買一輛新自行車了”,因為當時他主要靠自行車在劍橋大學出行,而舊車恰好壞了。他坦言,自己從小就對科學充滿好奇,但在選擇專業時也曾猶豫不決。高中時,他在數學和物理上表現出色,卻仍不確定未來的方向。最終,他選擇了物理,因為他認為這是學習宇宙法則、培養理性思維的方式,而非僅僅為了謀生。
大學畢業后,奎洛茲在粒子物理與天體物理之間徘徊。由于天文臺多位于山區,符合他熱愛大自然和徒步的偏好,而粒子物理則主要在實驗室進行,最終他選擇了天體物理,并受導師影響進入了系外行星研究領域。“我選擇物理,是因為無法做出選擇;而最終選擇天體物理,是因為它符合我的生活哲學。”奎洛茲這樣總結自己的選擇。











