K2-18b行星存在生命？北师大张同杰：剑桥的发现存在不确定性，会继续用FAST探测

然而，事实真是如此吗？带着这样的疑问，搜狐科技走进了北京师范大学物理与天文学院，对话了张同杰教授。

“地外文明一旦被发现，其他科学都会黯然失色”

推开张同杰办公室的门，最“抢眼”的便是墙上浩瀚的银河系星图，当搜狐科技谈及这一话题时，他直言，“如果结果被确认，确实是里程碑式的意义，毕竟是我们第一次在地球之外探索到了生命可能存在的证据。”

不过，他认为，目前的结果还有待考证，存在不确定性，“现在的结论不够严谨，有些夸张了。”

这项发现被“爆”出来之后，国际上不少科学家持怀疑态度，因为非生物过程也可以产生这些化学物质，并且这种物质也不是第一次在地球以外的地方被发现了，比如科学家们在彗星上以及星际介质中也的确发现了这种物质，而我们通常也不会认为这些地方是宜居的。

“目前的结果给出的结果是3个sigma的置信度，还没到天体物理领域的黄金标准5个sigma的置信度。或许进一步观测会发现有地方出错了，比如数据处理的方式出了问题，最后发现的光谱并不一定来自二甲基硫醚或者二甲基二硫醚，而可能是其他的物质。”

“就像2021年Nature上的一篇文章称发现了金星大气中存在磷化氢，当时也有许多科学家质疑，最后也被发现是错的。退一步讲，即使最后证实了是二甲基硫醚或者二甲基二硫醚的光谱，还要排除所有非生物途径产生的可能性，到那时候才能给出靠谱的结论。”张同杰如是说。

谈及与以往发现相比具有哪些特殊之处，张同杰对搜狐科技坦言这是没有可比性的。

“就比如爱因斯坦早就在广义相对论中预言宇宙存在引力波， 由LIGO在2015年9月14日首次观测到。但地外生命探索过于特殊，毕竟我们目前仅知生命存在于地球，所以国内外科学家都在搜索生物标志物。”

二甲基硫醚和二甲基二硫醚在地球上主要由海洋里的藻类等微生物产生，而剑桥大学团队给出的结果认为这两种物质在K2-18b上的浓度比地球上高很多。

“那也有可能是行星的特殊环境造成的，可能在一些特殊的环境下，非生物的途径也能高效合成这两种物质，只是目前我们没有这样的认知。探索地外生命也是以地球的认知为基础的，毕竟我们没有统一标准，但也许地球上的认知未必适合外太空。”张同杰说道。

在张同杰看来，引力波的发现是对科学的一种验证，的确能够巨大地改变我们对宇宙物理规律的认知，但并没有引起“颠覆性”的改变，而如果地外生命被发现并确定了，将会改变人们对自己在宇宙中独特唯一性地位的认知，也会引发有关国际空间法、空间伦理等一系列深入的哲学思考，也会影响未来人类文明发展的方向。

“用FAST主页上写的那句话来说：‘地外文明搜寻（SETI）的学科风险是不言而喻的，但它一旦成功，将使人类所有的科学成就黯然失色。’”张同杰对搜狐科技补充道。

“没有观测到才是正常的”

地外生命的探索并没有想象中的简单，分好几个步骤、好几个级别。

“有机分子是最初级的，然后是氨基酸，再之后是单细胞或者有生物标志物的低级生物，最后一步才是智慧生命或者高级生命或者地外文明，目前日本的探测器在小行星取样中已经发现了氨基酸。此次如果确定，可能是处在发现低级生命的阶段，人类搜寻地外生命的步伐又前进了一步。”张同杰对搜狐科技科普道。

早在20世纪60年代，美国就已经开始地外生命探索的相关研究，自由的学术氛围和包容的环境让科学家们更有兴趣、更愿意投入时间和精力去研究，比如“突破聆听（Breakthrough Lisen）”计划在10年内就投入1亿美元用于探索地外文明。

张同杰最初的主业是研究天体物理宇宙学的理论和观测，在2013年他才开始关注和规划有关地外高级智慧生命探索的研究，因此地外文明信号射电搜寻是他近10年来开拓的一个新的天文研究方向。

“在这方面中国比别的国家落后一些的，目前有关地外低级生命的探索没有人在做或者刚开始在做，而高级智慧生命的探索也只有我们团队在做，从0到1的创新性还是不够。”张同杰无奈地表示。

好在去年国家发布了国家空间科学中长期发展规划（2024-2050年），其中“地外生命探寻”项目是最引人注目的17个优先发展方向之一。有了官方政策，这也可以让张同杰的研究工作更好地开展。而且虽然我国起步晚，但借助 FAST 等设备，在研究水平上可以与其他国家齐头并进，提出的一些国际领先的观测和诊断策略。

能否观测到地外生命有着巨大的不确定性，在他看来，没有观测到才是正常的，这本就是小概率事件，日常的观测数据也是有价值的，数据的处理过程也可以作为成果，“至少可以告诉其他科学家，我在这个星球上探索过了，下次你可以换一个搜寻方式和观测目标。”

此外，张同杰还提到了詹姆斯・韦布空间望远镜的技术优势。它的主反射镜是由镀金铍镜制成的，口径很大，可以达到6.5米，分辨率高、范围广，在近红外波段工作。虽然许多科学家认为它已经达到极限，但剑桥团队称还是会继续用韦布空间望远镜去探索，收集更多的数据。

“我觉得虽然已经达到了它的极限，但目前数据置信度不高，而且相关化合物的光谱与甲烷也有重合，继续收集数据来证实这些不确定性也是可以的，况且根据联合国地外生命探测公约，还需要不同的团队来证实才行。”张同杰如是说。

“对地外生命的科学结果我们当然要有慎之又慎的态度，这一点国外尤其是美国比我们做的超前、成熟和专业。2021年美国NASA科学家在《自然》发表文章呼吁，应该要达成一项富有成效的方式，来宣布发现外星生命，因为地外生命确实有可能很快被发现。”

未来会用FAST继续探测

张同杰解释道：“我们做宇宙学的，是必须相信宇宙学原理的。宇宙是平权的，宇宙中任何地方都大致相同，没有特殊的地方，包括我们所在的地球。这也是平庸原理的观点，也叫平庸原理（mediocrity principle），即我们人类或者地球在宇宙中没有任何的特殊性。如果基于这个原理，地球不应该是唯一有生命的地方。”

“第二个根据是德雷克公式，用这个公式来估算银河系内存在生命的数量。目前观测表明在银河系中已经确认了5800多颗系外行星，其中很多位于宜居带，就像K2-18b行星就位于宜居带上。这么多的系外行星，总会出现生命的，我们坚信这一点，国际和国内上一些知名的天文学家也坚信这一点。”

有没有可能那些外星人也在观测我们？

张同杰表示是这样的，国外地外生命搜寻专家不仅在研究哪些星球上的外星人能够看到我们，甚至创立SETI后探测中心（SETI Post-Detection Hub），研究检测到地外生命信号后的社会和社会后果，涉及人类广泛的文化追求，包括艺术、语言、教育、科学、人类学、社会学、心理学、法律、政治和制度问题、与媒体的互动、公众外联和风险沟通。还在考虑如何与外星人和谐共处，如何制定宇宙国际空间法等等。

张同杰早在2013年就与FAST的相关专家讨论过地外生命探索的事情，在2014年去美国伯克利交流时，又机缘巧合认识了从90年代就开始做地外文明探测研究的“合作者”，美国加州大学伯克利分校地外智慧生命搜寻（SETI）研究中心的Dan Werthimer教授。他也意识到在中国天眼FAST开展这个研究方向很重要，于是他们“一拍即合”开始推动中国在SETI领域的研究。

“当然光喜欢也不行，还要考虑可行性，我会问自己：是否可以做？我有没有条件做？即实施的可行性。而且在FAST的其他四大研究目标中已经涌现出了许多特别优秀的研究者和重大成果了，我想做到国内和国际前沿，那恐怕只能另辟蹊径，还要抓住时机。”张同杰讲述道。

2015年，张同杰宇宙学团队就曾经抓住“天河二号”超算刚刚建成用户很少的时机，启用了“天河二号”全系统中的1万4千个结点，共计运算50多个小时，成功地运行了含有中微子和暗物质的3万亿粒子数的世界最大宇宙学数值模拟。研究成果在Nature Astronomy发表，入选2017年度中国天文十大科技进展。

张同杰团队目前在读的8位博士生中有4位在进行SETI方向的研究，去年第一位SETI博士已经毕业继续从事SETI研究。他们只有一个目标，那就是要找到地外智慧生命文明的射电信号。3 月份Dan Werthimer教授受邀访问国台时顺访北师大，曾经赞赏北师大SETI团队竟然5位SETI专业博士，规模之大在国际上也是少有的。

张同杰表示，团队未来会继续利用FAST进行地外智慧生命信号的全方位深度射电搜寻，同时也将参与国际上SKA射电阵对地外智慧生命探测的项目，也考虑与民间资本的合作。