星空遮蔽的秘密
作者 [加拿大]孔欣伟
发表于 2024年8月

编者按:

科幻小说中对于星空的想象从不止步。5月刊余华天的《文明产房》中,行星上的智慧文明成为待售商品奇货可居;本期灰狐的《像素星空》中,游戏NPC对真实星空的向往引导其步步探索;而孔欣伟之前的《一切万有的终极答案》中,主人公为追求真理不惜孤身前往深空。人类对于神秘星空的了解依然太少,且看这篇《星空遮蔽的秘密》中,又有怎样的真相将被揭示……

树枝想去撕裂天空,

却只戳了几个微小的窟窿,

它透出天外的光亮,

人们把它叫作月亮和星星。

——顾城

一切都自星空开始,我的秘密亦是如此。一切都被死亡终结,在我抵达没有任何星光的暗处前,我想把这个关于星空的秘密传递给您,以及所有愿意相信的人。

古希腊的哲人泰勒斯只顾仰望星空,忘记照看脚下的路,掉到了路边的井中。我猜想他会说:“幸好这里也能看到星空。”康德告诉我们,一个人对星空的思考愈是深沉持久,星空在他心中唤起的惊奇与敬畏就愈发日新月异,不断增长;黑格尔则说过:“一个民族有一群仰望星空的人,他们才有希望。”

人类对星空寄托了自身近乎无限的梦想,但我们是否确实知道星空的样子?所有受过现代教育的人都会这样说,夜空里那些或明或暗的星辰,大多都是距离地球异常遥远的恒星。每一颗星辰其实都是一颗璀璨夺目的太阳,很多都比太阳更加庞大、更加耀眼,只是因为距离太远,它们才在墨蓝色的夜空中变成了一个又一个闪烁的光点。

古人却曾经有其他的想法。魏晋之际有个人叫杨泉,写了一本叫作《物理论》的书,里面有这样一段话:“汉,水之精也,气发而升,精华上浮,宛转随流,名之曰天河,一曰贠涵。众星出焉。”这段翻译成白话文意思大概是:“汉,是水的精华,它的气蒸腾升起,精华向上飘浮,宛转流动,被称为天河,也叫作贠涵。所有的星星都是从这里出来的。”我生在中国,身体中流淌着汉民族的血液,知道自己民族的名称在古代是星辰之缘起,这个巧合让星空对我来说多了一份特殊的意义。

夜空中璀璨的银河,在古希腊神话里是众神之后赫拉喷射出的乳汁,因此银河在古希腊被称为“乳之环”,在英语里则是“乳之路”。在古老神话中,星辰在每日傍晚被创造,到清晨就被毁灭,如此周而复始,循环不息。到后来,古希腊人才有了天球的概念,星辰被当作镶嵌于天球之上的永恒天体,不再暮生朝死。

如果我们沿着时间的洪流向上追溯,爱斯基摩人的创世神话里有这样一段描述:“他们来到空中的一个圆洞,它闪耀着像一团火焰。神鸦说,这是一颗星星。”把星辰认为是夜幕上的孔洞,应该是原始人类就拥有的想象,只是那时还没有文字,留下的资料异常匮乏,我们只能依照常理去猜测。卡尔·萨根就写过这样一个故事:“夜空是一大块扔到天上去的黑色兽皮。兽皮上有很多洞孔。透过洞孔,我们才看到了天上的篝火。”他认为并不是我们看到星星的地方才有篝火,而是篝火布满整个天空,只是被兽皮挡住了,在有洞的地方,我们才看得见。

我不厌其烦地叙述这些古老的早就被抛弃的星空模型,是想说人类对星空的理解一直在变化,现代天文学的模型也只是一个符合目前观测数据的科学猜想,当我们有了新的发现,它也很可能被证实是错误的。群星距离我们如此遥远,它们组成的星空如此神秘,阅读这篇文章的读者需要做好心理准备,去接受一个令人难以接受的事实。

整件事开始于空间望远镜拍摄的星空图片库。那时我刚成为亚利桑那大学天文系的教授。亚利桑那大学天文系是世界上最好的天文系,而我则是亚利桑那大学天文系有史以来最年轻的终身教授。当时的我踌躇满志,立志要把人工智能的最新成果运用到天文学的研究上。

分析整理天文望远镜的海量星空图片并从中得出有用的推论,一直是天文学研究中非常重要的工作。随着电脑技术的迅猛发展,相关的软件可以帮助研究者省下大量的时间,但是这样的软件只能起到辅助的作用,无法代替受过天文学学科系统训练的研究人员。我的研究方向就是使用基于转换器的生成式预训练模型,设法训练出一个可以独立分析整理星空图片的人工智能。

我们训练出的人工智能叫作AstroGPT,它基于GPT-77-512M模型。经过额外的天文学训练之后,它既具有广泛的基础技能,也获得了天文学的专业知识,已经可以接手很多日常性的重复工作。正因为AstroGPT的初步成功,我获得了亚利桑那大学的终身教职。但我的心里一直有个更加宏大的梦想——我希望AstroGPT可以独立研究出一个天文学上的革命性成果。

私下里,我给AstroGPT的每个版本起了简单的中文绰号,老大、老二、老三…­…­以此类推。当时已经迭代到了老八。老八不仅会干活,也能陪我聊天,做我的助手。有一天我把最新收到的星空图片输入给老八之后,闲着无事,就问了一句:“老八,你觉得这些星空图片是不是特别美,简直就是艺术家的创作。”

老八的回答总是一本正经:“这些图片由人类艺术家创作的可能性极低,和AI共同创作的可能性也不大,因为没有发现人为修改过的痕迹。”

我开玩笑地继续问道:“老八,那这些星空图片是AI独立创作的可能性有多大呢?”

我当然知道这是不可能的,这些图片都是空间望远镜拍摄的真实星空,不过逗逗老八看它如何反应也挺有意思。老八这次回答得很慢,似乎是在认真计算概率。我饶有兴致地看着屏幕上闪烁的光点,有些好奇老八在计算什么。可惜我永远无法懂老八,我想这个世界上也没人能懂。我们可以理解GPT的原理,但无法具体且细微地理解任何一个大规模GPT模型,就好像我们可以理解大脑的构造,但永远无法真正理解任何一个具体的人。

老八经过漫长的思索,给出了一个完全出乎我意料的答案:“这些星空图片有93%的可能性是由电脑模拟生成的。首先,我的AI鉴别功能给出了72%的可能性。当然,我知道这些图片是望远镜拍摄的真实星空,72%也不是很高,没有很强的说服力。于是我利用了您最近为我提供的引力波探测器数据,发现我得到的电磁波星空图像和引力波数据之间有着难以解释的差别,这种差别增加了21%的可能性。如果能有更高精度的引力波数据,这个百分比还可能进一步提高。”

我对老八的AI鉴别功能没有丝毫信心,它经常给出错误的答案。但是老八提到了引力波数据,这触及了我最近很感兴趣的一个问题。通过引力波和电磁波得到的星空图像会有差异,这是很自然的现象,因为宇宙中存在着像黑洞这样质量巨大但不发出电磁辐射的天体。因此,通过引力波得到的星空图像,理论上只会在电磁波星空图像之上添加天体,而不会减少天体。以往的引力波探测器非常粗糙,会遗漏很多恒星,最新的爱丁顿引力波探测器已经解决了这个问题,不再会遗漏大质量的恒星。可是我们依然发现某些通过电磁波可以观测到的质量巨大的恒星,在爱丁顿引力波探测器中却毫无影踪。

然而,这又能说明什么呢?那确确实实是星空的照片,它不仅仅是某个空间望远镜看到的星空,也是其他千千万万望远镜看到的星空,而且是每一个人在晴朗的夜晚抬起头都会看到的那个星空,它如何可能是电脑模拟生成的图像?

我问了老八这个问题,这次它回答得非常迅速:“目前的资料并不足以支持我做出任何确定的解答。最大的可能是太阳系处在一个戴森球之中,戴森球的外膜发射出模拟的星空图像,但它发射的仅仅是电磁波,并没有相应的引力波,而我们接收到的引力波则来自戴森球之外。”

戴森球是弗里曼·戴森提出的包围恒星的庞大球形结构,它能够捕获一颗恒星绝大部分的能量输出。我立刻提出了异议:“我们可以用视差法计算出恒星与地球的距离,恒星与地球的距离都在四光年以上,而且远近差距极大,不可能都来自一个戴森球的外膜。”

“当科技足够发达,就完全可以在戴森球外膜上模拟出来任意一个空间点发出的电磁波,只要计算出它抵达外膜时的分布就可以了。一个能建造戴森球的星际文明应该拥有这样的技术。”

我大致想了一下,老八是对的。如果有那样一个包裹着太阳系的外膜,而且外膜上的任意一点都可以模拟任意形态的电磁波,确实可以伪造出我们目前观测到的所有电磁辐射。

这就是“戴森球星空假说”的第一次出现。如果太阳系确实处于一个戴森球之中,我们所有关于天文学的认知都是基于虚拟生成的星空,这会让我到目前为止的大部分成就都变成笑话。然而,作为科学工作者,我应该尊重事实,不能因为个人因素影响对真相的探寻。

验证戴森球星空假说的努力一开始集中在引力波探测上,但是引力波探测不可避免地有着很大的误差,这样的证据远远不足以让人们完全相信我们看到的星空只是戴森球外膜上发出的电磁辐射。

老八帮我找到了更加有力的证据。我们都知道柯伊伯带中有些天体的运行轨道有着非常微小的异常。早在2012年,罗德尼·葛姆斯教授就发现这些异常很难通过已知天体进行解释。葛姆斯教授因此猜测太阳系存在着一颗未知的第九行星。第九行星的假设没有获得天文学界的广泛支持,柯伊柏带天体的轨道异常到目前为止依然是一个尚未被解决的天文难题。

如果太阳系的戴森球外膜是在柯伊柏带附近,那么即使外膜的质量不大,依然会影响到柯伊柏带天体的轨道。假设戴森球外膜是一个椭球,它的质量是均匀分布于椭球上,那么只有四个自由变量:外膜的质量和椭球的形状。老八帮我计算出,仅仅调整这四个自由变量就可以解释所有柯伊柏带天体的轨道异常。因此,我们证明了在柯伊柏带之外大概十多个天文单位的地方,确实存在着一个椭球形的薄膜状天体,包裹着太阳系。我在这里没有继续使用戴森球外膜这样的描述字眼,因为在亲眼观测到之前,我们无法知道这个椭球形的薄膜状天体的用途,把它称为戴森球外膜未免有些武断。因此,我们决定把它命名为“柯伊柏外膜”。

我们对外公布了支持柯伊柏外膜存在的证据之后,天文学界陷入了兴奋与疑惑交织的状态。有一部分天文学家依然不愿承认柯伊柏外膜的存在,认为需要修正的是基础物理学,而非引入神秘的柯伊柏外膜。他们和理论物理学家一道,开始研究如何对广义相对论做出修正,设法解释柯伊柏带天体的轨道异常以及引力波探测的问题。

其他天文学家则对柯伊柏外膜的起源、用途以及对太阳系的影响更感兴趣,并做出了众多的猜测和假设。有人认为柯伊柏外膜对太阳系起到了一种保护作用,极大地减少了地球被陨石撞击的可能性。大部分科学家和老八的想法类似,认为柯伊柏外膜是一种先进的能量收集装置,用于收集和转化太阳的辐射能,也就是说它是戴森球的外膜。

无论何种解释,科学界都需要更直接的证据来确认柯伊柏外膜是否存在。在这之前,人类已经发射了很多无人深空探测器,其中有些已经穿过了柯伊柏外膜,依然在向地球发送无线电信号。但是无人深空探测器可以被劫持或摧毁,它们发出的无线电波可以被模拟生成。因此,探索柯伊柏外膜的真相只能依靠载人航天器,我们需要宇航员物理返回来最终确认,不能仅仅依靠无线电信号。

全球的政府首脑和各国的科学界代表在联合国框架下召开了一次紧急会议,讨论了探索柯伊柏外膜的重要性。最终,大会一致通过了“星空计划”,并成立了一个联合国委员会来监督整个项目。星空计划把世界各国提供的庞大资源统筹规划,用以建造两艘载人宇航飞船。“星空一号”基于现有的成熟航天技术,由NASA主导,争取尽快发射,尽早抵达;“星空二号”则侧重于开发更先进的航天技术,由CNSA主导,设法提高飞船速度,也许可以后发先至。

那是将近五十年前,当时最先进的宇宙飞船往返柯伊柏外膜也需要二十四年,因此规定候选人的年龄不得超过三十岁。“星空一号”上需要一位天文学家,我作为柯伊柏外膜的发现者,又具有年龄上的优势,无比幸运地被选中。和我一起入选的还有宇航员简·温尼珀女士,她只有二十六岁,言谈举止却异常成熟稳重。如果不看她的外貌而只是和她交谈的话,肯定会以为她是一个四十多岁、阅历丰富、内核稳定的女性。我想她之所以能入选,这份早熟的稳重性格肯定起到了很大的作用。

任务周期虽然漫长,但也相对简单,唯一的任务就是在抵达柯伊柏外膜时观测与记录。我和简只需要旅行一圈,飞船的控制与航道调整都由人工智能控制,除非万不得已才需要手动操作。

一路上,我和简将被禁锢在飞船中,生活会非常枯燥,每天都是锻炼、进食、娱乐、读书、研究、交流这样的固定项目。我和简之间需要真诚且具有深度的精神交流,这样才能保持彼此的心理健康。同时我们之间不能产生男女之情,因为激情的副作用太大,长远来看不是好事。因此,异性知己是长程航天任务中最好的关系。

我和简的入选也考虑到了这方面的因素。有些人的身体之间会产生正面的化学反应,导致某些激素的分泌,让身体变得更加感性,在一起就会倾向于身体的交流;有些身体之间却有着负面的化学反应,会压抑这些激素的分泌,让身体变得更加理性,在一起时便会更喜欢精神的交流。我和简的身体就是能够压抑彼此性欲的类型,这样我们都宁愿选择人工智能的辅助来满足自己的身体,在旅途中可以省却很多可能的麻烦。在精神上,我和简恰好处于一种能够相互理解又可以相互补足的状态。这也是我们被选中的理由之一。按老九的话说,两个无法相互理解的人只会产生无尽的摩擦与矛盾,因为他们无法理解对方的思路;两个过度相似的人又容易丧失交流的欲望,因为不用交流就会知道对方的想法和自己非常类似,不会给自己带来任何特别的刺激。只有相互理解又可以相互补足的两个人,才能维系长时间的深度交流。

老九是我给“星空一号”主电脑起的名字,它非常先进,具有多种功能。我把它当成老八的后继者,因为它通过深度学习,获得了老八所有的知识与能力。老九是一个可以轻易通过图灵测试的主电脑,也通过电磁波与地球保持交流,不仅负责飞船的一切操作,还会为我和简提供社交与娱乐,帮助我们保持良好的心理状态。

本文刊登于《科幻世界》2024年6期
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