弗里曼·戴森：傳奇天才落幕

他把一生都奉獻給了那些最有趣的事：用一個“球”去鎖定外星人，用核彈驅(qū)動航天器，90多歲的時候還和好友霍金啟動了人類歷史上規(guī)模最大的外星生命探索計劃……96歲，繼霍金之后，這位重量級天才科學家———弗里曼·戴森，走了。但他平生的傳奇仍沒有講完。

作為一名理論物理學家和數(shù)學家，戴森與那個時代最優(yōu)秀的人為伍：愛因斯坦、玻爾、哈代、奧本海默、泡利、費曼……《自旋波》一文更是被奉為物理學史上的重量級論文。摯友楊振寧說他，“解決數(shù)學問題的絕妙能力在20世紀無人能及”，科學趣味純正得可怕。但這些并不是戴森生命的全部，正如他的訃告中所說，“（他）曾提出過許多革命性的科學見解……在眾多領域均有貢獻”，以至于“沒有他的才華，世界將暗淡些許”。

外星人在球里？

在成人世界中，有個“無聊”到難上臺面的問題，但基本上每個小孩子都會好奇：真的有外星人嗎？也許只有戴森，才會認真地用一篇頂級科技期刊論文的篇幅來回答：當然有！不過他們很厲害，我給你個法子，去找找看。

1959年，戴森在《科學》上發(fā)表了一篇題為《人工恒星紅外輻射源的搜尋》的論文，提出了著名的思維實驗———“戴森球”。戴森在論文里說，只要在宇宙中找到了一個大到能包住太陽的金屬球，那里就是外星人生活的地方。為此，他提出了一套完整的學術(shù)解釋：宇宙中的文明是不斷發(fā)展的，對能量的需求也必將不斷提升，對外星人來說，有朝一日肯定要采集他們所在星系恒星的所有能量才行，這時候他們會建造一個用“太陽能板”拼接起來的大球，把恒星裝進去，以便于把能量一絲不剩地全給吸走。

所以理論上，這個“戴森球”吸收恒星能量后會產(chǎn)生大量紅外輻射，可能在星際距離上被探測到，我們順藤摸瓜就能定位到外星文明。其實戴森在不少訪談和著作中透露，他從小就是個科幻迷。8歲左右時，戴森讀到儒勒·凡爾納的著作《赫克托·塞瓦達克》，內(nèi)容是關于一個星球的探險，這個故事給他留下深刻印象。而戴森球的這個“神來之筆”其實來自奧拉夫·斯塔普爾頓1937年的科幻小說《造星主》?！对煨侵鳌返淖髡呤怯軐W家威廉·奧拉夫·斯塔普爾頓，講述了靈魂在宇宙中各個星球上進行自由探險的奇幻故事。

“戴森球”這個概念一被拋出，它天然的科幻氣質(zhì)就被許多科幻作品吸納，比如，科幻系列電影《星際迷航》，以及拉里·尼文的“已知空間”系列《環(huán)形世界》《環(huán)形世界工程師》等作品。

讓人沒想到的是，這個瘋狂得不著邊際的想法在提出60多年以后，還真就出圈了。 2015年9月的一項研究將一顆神秘恒星推向風口浪尖。這顆恒星編號KIC 8462852，俗稱塔比星，距離地球約1480光年，光變曲線極其異常———在2011年3月5日至2013年4月17日期間，亮度出現(xiàn)多次無規(guī)律下降，其中包括兩次15%和22%的驟降。

塔比星的異常令人費解，遠不是凌日現(xiàn)象所能解釋的。美國賓夕法尼亞大學的天文學家杰森·萊特根據(jù)戴森老爺子挖出的腦洞，認為：它該不是被“戴森球”包起來了吧？在之后的跟進觀測中，塔比星的光變曲線繼續(xù)出現(xiàn)不明不白的異常。天文學家對此提出多種自然解釋。比如，行星碰撞產(chǎn)生大量殘骸、彗星群解體、恒星因吞噬行星而變得不穩(wěn)定……然而，沒有一種能夠與所有觀測數(shù)據(jù)完美相符。這也為戴森球的可能性保留了余地。不過，天文學家沒能在塔比星周圍偵測到戴森說的那種紅外輻射異常。這最起碼說明，天文學家開始采納了戴森的思路，利用紅外衛(wèi)星對宇宙中的恒星展開光譜觀測，試圖搜尋外星文明的跡象。不承想，戴森一生中最大膽的設想，還真的從科幻童話一步步走進了現(xiàn)實。

原子彈不是用來干仗的

20世紀50年代，和很多科學家一樣，戴森被原子彈“引誘”進了物理學的職業(yè)生涯。1958年，戴森開始計劃建造一支由核彈驅(qū)動的宇宙飛船艦隊，環(huán)繞太陽系航行，它被稱為“獵戶座計劃”。計劃的框架很簡單：制造迷你型原子彈，然后從飛船的尾端逐個引爆。每次迷你型核彈爆炸，都會產(chǎn)生一股能力沖擊波，推動星際飛船前進。原則上，如果連續(xù)釋放一系列迷你型核彈，火箭可能被加速到接近光速。

為了實現(xiàn)這個想法，戴森還拉了一位核物理學家泰德·泰勒入伙。這一任務主要的挑戰(zhàn)是如何精準控制一系列小爆炸，使星際飛船能安全地駕馭核爆炸的沖擊波而不在這個過程中被摧毀。他們設計出了這種航天器的初步模型：最大的模型直徑為1/4英里，重達800噸，由1080枚炸彈推動。理論上，它可以達到光速的10%，并在40年內(nèi)到達半人馬座阿爾法星。盡管這艘飛船體型巨大，但計算表明它應該是可行的。然而，由于建造獵戶座號太空艙的推動器必然要產(chǎn)生出一種新型便攜的核彈，在當時美蘇爭霸愈演愈烈的環(huán)境下，泰勒和戴森敢想但是不敢干，出于和平的考慮，最終放棄了這個計劃。

美國物理學家加來道雄后來采訪泰勒為何放棄“獵戶座計劃”，泰勒回答說，不想研究成果被恐怖分子利用。1963年，隨著《部分禁止核試驗條約》生效，小型原子彈的實驗變得更加困難，獵戶座號太空艙也迎來了它的最終命運：被作為一種好奇心收錄進了科學書籍。航天飛船雖然沒建成，但戴森稱這段時期是“科學生涯中最令人興奮，也是在很多意義上最快樂”的日子?？傻搅?969年，隨著阿波羅飛船成功登月，這種快樂也隨之消散。

1969年，阿波羅11號飛船將人類首次送上了月球，在戴森看來獵戶座核動力火箭才是火箭中的“蘭博基尼”，搭載阿波羅11號的土星5號火箭由化學燃料驅(qū)動，效率很低，是火箭中的“自行車”。戴森的朋友回憶道：“在弗里曼·戴森的眼里，這些都令人失望?！?/p>

因為核戰(zhàn)爭的陰云，人類放棄核動力火箭，盡管戴森有點失望，但即使到了90多歲，戴森依然沒有放棄探尋外星文明的夢想。2016年，斯蒂芬·霍金和弗里曼·戴森通過支持一個名為“突破攝星”的項目震驚了世界。該項目堪稱人類歷史上規(guī)模最大的外星智慧生命的搜索行動。而且這個項目比“獵戶座項目”更加環(huán)保，不用核能驅(qū)動，直接用“光”，而且是人類研發(fā)出的已知最強光———“激光束LFEX”。它的峰值功率可達2千萬億瓦，功率相當于全中國接收到的陽光功率總和，但這些能量被集中在了頭發(fā)絲粗細的空間中。光束照射在4米乘4米的極薄光帆上，能為質(zhì)量僅幾克的航天器施加數(shù)萬倍重力加速度，在這段距離內(nèi)加速到光速的20%，所需時間僅1分多鐘。整個過程消耗的能量，與發(fā)射一艘航天飛機所消耗的能量相當。

“突破攝星計劃”的構(gòu)想是開發(fā)納米飛船，將復雜的芯片放置在這樣的光帆上，人類要做的，僅僅是在地球發(fā)出這些激光束就能讓它們飛向太空。這些芯片不過拇指大小，重量不到1盎司，卻能包含數(shù)十億個晶體管。這項探索最有吸引力的是，可以利用現(xiàn)有技術(shù)來實現(xiàn)這一目標，而不必等上一兩百年。

人類的本質(zhì)就是飛翔

霍金說，可以在一代人的時間內(nèi)用100億美元開發(fā)納米飛船。用1000億瓦的激光能量作為驅(qū)動，它以1/5的光速在20年內(nèi)到達距離我們最近的恒星系統(tǒng)———半人馬座。相比之下，航天飛機運行在近地軌道上，每次發(fā)射任務都要花費近10億美元不說，根據(jù)人類現(xiàn)有的化學燃料火箭技術(shù)推算，要達鄰近的半人馬座星系大約要7萬年?，F(xiàn)今的計算機技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到可以把整個科學實驗室裝進芯片的階段。由于計算機芯片的成本已經(jīng)大幅下降，我們能將成千上萬的芯片送往太空，寄希望于其中的一些能夠在危險的旅途中幸存下來。

納米飛船可以快速地對行星進行成像分析，以確定它們的表面特征、溫度以及大氣組成，特別是尋找水或氧氣的存在。它還會在恒星系統(tǒng)中尋找射電輻射信號，因為這可能表明存在智能外星人?！巴黄茢z星”計劃在基本科學原理方面表現(xiàn)得非常完美、可行性非常高，以至于臉書CEO扎克伯格也加入了項目董事會。

如果這一計劃能夠按照預期進度實現(xiàn)，那么人類將用20年的時間完善所有技術(shù)并發(fā)射成功，用20年時間等待它們完成前往半人馬座的漫漫長途，再用4年時間等待它們將數(shù)據(jù)發(fā)回地球。但不少科學家表示，以當下的工程技術(shù)，幾乎很難實現(xiàn)。最悲傷的是，到現(xiàn)在，項目的主要發(fā)起科學家：霍金和戴森都已經(jīng)離我們而去了。

1899年，一個17歲的少年剛剛讀了赫伯特·喬治·威爾斯的《世界大戰(zhàn)》，然后靈光一現(xiàn)，以實現(xiàn)書中的載人火箭為畢生的事業(yè)。這個少年叫羅伯特·戈達德。1945年戈達德去世，1969年“阿波羅號”登月，用的正是他構(gòu)建起的所有化學火箭的基本構(gòu)架。

戴森和戈達德一樣，一生都在追求年少時代的夢想：探尋外星文明，但很遺憾，他們都沒能親眼見證夢想實現(xiàn)的那一刻。戴森曾說：“有些數(shù)學家是鳥，其他的則是青蛙。鳥翱翔在高高的天空，俯瞰延伸至遙遠地平線廣袤的數(shù)學遠景……”也許在數(shù)學領域，正如他自己評價，他是一只青蛙，但在人類探索茫茫星空的航路上，戴森或許是一只鳥?；艚鹫f：“什么是讓人類獨一無二的品質(zhì)？在我看來，超越極限是我們獨有的品質(zhì)。今天，我們邁出了駛向宇宙的又一大步，因為我們是人類，我們的本質(zhì)就是飛翔?！?/p>

據(jù)中信出版集團、今日頭條