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演化 宇宙

第 6 單元：宇宙 2 生命與自覺意識. 202 10460. 演化 宇宙. 人. 物理系 侯維恕. 本著作除另有註明外，採取 創用 CC 「姓名標示－非商業性－相同方式分享」台灣 2.5 版 授權釋出. 本作品由 Princeton University Press 同意課程：演化、宇宙、人使用，本資料庫亦無再授權他人使用之權利，您如需利用本作品，請另行向權利人取得授權。. 開場：創世可以有所不同嗎？ 第一段：從大爆炸到生命圈 行星與恆星 生命與自覺意識 原子、星星、銀河 銀河之上 銀河系之前 黑洞與時光機 第二段：起初與末了

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Presentation Transcript

  1. 第6單元：宇宙2 生命與自覺意識 202 10460 演化 宇宙 人 物理系 侯維恕 本著作除另有註明外，採取創用CC「姓名標示－非商業性－相同方式分享」台灣2.5版授權釋出

  2. 本作品由Princeton University Press 同意課程：演化、宇宙、人使用，本資料庫亦無再授權他人使用之權利，您如需利用本作品，請另行向權利人取得授權。 • 開場：創世可以有所不同嗎？ • 第一段：從大爆炸到生命圈 • 行星與恆星 • 生命與自覺意識 • 原子、星星、銀河 • 銀河之上 • 銀河系之前 • 黑洞與時光機 • 第二段：起初與末了 • 減速抑加速？ • 很久以後： • 事情的起頭 ― 頭一毫秒 • 第三段：基要與臆測 • 穹蒼與微觀世界 • 多重宇宙與人本論證 Our Cosmic Habitat Paperback, 224 pages Princeton University Press (2003) 已獲作者同意爲授課做中文翻譯 已獲作者同意爲授課做中文翻譯 自己組織起來去買

  3. Anybody out there? I.從大爆炸到生命圈 2. 生命與自覺意識 • 生命的或然性 Pale Blue Dot；火星；Cassini任務與泰坦 • 布如諾的夢想：外星智慧 • 異類「生命」？ • 星際對話 • 人類的向外遨遊？ 太陽系内

  4. 生命的或然性 地球號太空船 有其他地球嗎？ 月世界 NASA

  5. Pale Blue Dot Olaf Stapledon, “Star Maker” 我意識到我立身在一顆 小小的圓石頭與金屬上， 外披水與空氣的薄紗， 迴旋在陽光與黑暗中。 而在這小顆粒的表面， 一群群的人類，代復一代， 在勞苦與盲目中過活， 有著間歇的喜樂及斷續 的清醒。而他們所有的 歷史：民族的流浪、帝國 的興衰、百家的哲學、 傲人的科學、社會的革命、 對大同日增的渴望， 只不過是眾星生命裡 一天中的一閃而已。 天上宮闕：觀「龍珠躍玉兔」 NASA http://en.wikipedia.org/wiki/File:Pale_Blue_Dot.png 阿波羅計畫所攝 NASA 1990年航海家1號(Voyager1) 自60億公里外所攝之地球。

  6. 太陽光線之鏡頭反光 Pale Blue Dot Olaf Stapledon, “Star Maker” 我意識到我立身在一顆 小小的圓石頭與金屬上， 外披水與空氣的薄紗， 迴旋在陽光與黑暗中。 而在這小顆粒的表面， 一群群的人類，代復一代， 在勞苦與盲目中過活， 有著間歇的喜樂及斷續 的清醒。而他們所有的 歷史：民族的流浪、帝國 的興衰、百家的哲學、 傲人的科學、社會的革命、 對大同日增的渴望， 只不過是眾星生命裡 一天中的一閃而已。 「地」有陰晴圓缺 台大物理系 侯維恕 ▶ 藍色深淺隨洋/陸比而變 ▶ 亮度隨季節變換 NASA 另一個蘊藏著生命的世界 存在的可能性有多少？ 1990年航海家1號(Voyager1) 自60億公里外所攝之地球。 光是能看到其他地球，就可 推斷它一天的長短、氣候、 甚至粗略的地形 從十光年外看呢? ▶ 光譜  推斷大氣成分 ▶ 若存在臭氧  存在氧氣, 大概有生命圈(Biosphere) … 需要「地球型行星搜尋者」

  7. Olympus Mons Ascraeus Mons Pavonis Mons Arsia Mons http://www.nasa.gov/centers/goddard/images/content/182965main_TharsisMontes_lgweb.jpg 火星 http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mars_Valles_Marineris-Edit-MichaLR.jpg 高27km Valles Marineris 水手峽谷 NASA ▶ 大概有過河 ▶ 或許20億年前有過大洋 ▶ 目前除了南北極冠  無水 ▶ 許多探測器飛越、著陸 無生物證據 NASA 鑽 飛 攜 回 樣 本 未來 NASA NASA NASA

  8. 自己跑來的樣本: 1984年南極洲1號隕石 1.93 kg發現於Allan Hills NASA 電子顯微鏡：nanobacteria？ ▶ 大約1600萬年前因隕石撞擊離開火星 ▶ 大約13000年前墜落地球 “Today, rock 84001 speaks to us across all those billions of years and millions of miles. It speaks of the possibility of life.” 柯林頓總統, 1996年8月7日 還有爭議 NASA

  9. 10/15/1997發射, 2004年到位 自土星背面,離地球~1.4光時 2006年,Cassini探測船所攝 “Pale Blue Dot”在哪裡? (~ New World Mission的方法) 在此：以土星遮陽 NASA NASA Huygens探測器 alan taylor 泰坦 NASA NASA

  10. 藉助金星、地球與木星之重力，「甩」向土星 Huygens降落泰坦想像圖 Huygens 泰坦 NASA NASA NASA 看來無生命徵兆 泰坦(Titan)上有「海」 ：甲烷海 硬如堅石的冰凍甲烷 2005年1月傳回表面照片 What is this? NASA NASA

  11. 泰坦有甲烷海，但目前為止仍無生命跡象 … 只要我們仍只是知道自己的生命圈， 我們就不能排除地球上的生命是 一連串極為不尋常的事件所衍生 假若生命在我們自己的太陽系內 發生過兩次，就不可能純屬僥倖 伽利略發現的四顆木星衛星 Io Europa Ganymede NASA/JPL NASA/ESA計畫送出兩個探測船， 在~2020研究木星,最終分別環繞 Ganymede(左下)及Europa(右上) Callisto NASA/JPL/DLR

  12. 布如諾的夢想：外星智慧

  13. 「有無數的星座、太陽及行星；我們只看得到眾太陽，因為它們放光；「有無數的星座、太陽及行星；我們只看得到眾太陽，因為它們放光； 行星因為又小又暗，所以是看不見的。還有無數的地球，各自繞著 自己的太陽；和我們自己的球體比，並沒有好與壞的差別。」 《關於無限宇宙與諸世界》,1584, Giordano Bruno，道明會的修士 「任何理性的頭腦不可能會假定在那可能 比我們更壯麗的天體上，不會有與人類 的地球類似、甚至更高等的受造生命。」 Sputnikcccp 羅馬Campo di Fiori的Giordano Bruno銅像， 1600年2月17日他在此被宗教審判送上火刑架

  14. 兩大生物問題 ▶ 生命是怎麼開始的？ ▶ 即使簡單生命存在，要發展成 「自覺意識」，機會有多大？ 複雜生命門檻很高 (?) 我們仍無法判斷地球之外的 「自覺意識」(intelligence) 存在的可能性有多少。 地球的例子 簡單生命似乎很快便出現了，但 ~ 30億年才有最基本的多細胞生物登場 地球冷卻後約一億年 智慧? 自覺意識? iank14 N.B.如果恐龍沒有滅絕，導致人類出現的哺乳類演化恐怕在還沒有開始前就擰熄了(?)

  15. 兩大生物問題 ▶ 生命是怎麼開始的？ ▶ 即使簡單生命存在，要發展成 「自覺意識」，機會有多大？ 我們仍無法判斷地球之外的 「自覺意識」(intelligence) 存在的可能性有多少。 Amazon.com。本作品轉載自http://www.amazon.com/Rare-Earth-Complex-Uncommon-Universe/dp/0387952896，瀏覽日期2012/07/10。 依據著作權法第46、52、65條合理使用。 Brownlee & Ward: “Rare Earth Hypothesis” vs S. Conway Morris: “Evolutionary Convergence” 「… 儘管生命是如此的豐富多樣，它卻是十分受約束的， 以至於我們在地球上所看到的，絕不是什麼窮鄉僻壤或者 區域性動物園，更不是個怪物展覽會…如此強的侷限 戳記，傳達出的不只是我們在地球上所見的可預測性， 也可引伸到地球之外。」 本作品由貓頭鷹出版社同意課程：演化、宇宙、人使用，本資料庫亦無再授權他人使用之權利，您如需利用本作品，請另行向權利人取得授權。

  16. e.g. ▶氣球般的生物，漂浮在濃密的大氣中 ▶在重力強的大行星上，昆蟲般大小 異類「生命」？ 外星人的體魄將直接反映提供他們居所的行星家園

  17. 首次發現的太陽系外行星：伴隨中子星(波霎pulsar)首次發現的太陽系外行星：伴隨中子星(波霎pulsar) extrasolar planet或exoplanet Aleksander Wolszczan - 1990發現波霎PSR B1257+12 (週期6.219 ms) - 1992從週期異常(都卜勒)推論 兩顆~地球質量之行星 - 1994推論第三顆<<地球質量行星 Arecibo305米電波望遠鏡 (康乃爾操作，位於波多黎哥) 波霎(中子星)是什麼？ NASA

  18. Chandra x光太空望遠鏡 《宋會要》：「至和元年五月晨出東方，守天關， 晝見如太白，芒角四出，色赤白，凡見二十三日。」 《宋史·天文志》：「宋至和元年五月己丑，客星 出天關東南可數寸，歲餘稍末。」 NASA Filip Lolić 蟹狀星雲 Mysid 每秒33次的「燈塔」 中子星 NASA NASA NASA ~ 1.5太陽質量塞在 10公里半徑； 超新星爆炸餘燼 請看http://www.youtube.com/watch?v=0J8srN24pSQ Crab Nebula用哈伯(可見光) 與Chandra(x光)太空望遠鏡 的合成照 範圍：11光年 距離：6500光年 位置：金牛座 一顆「超大原子核」

  19. 首次發現的太陽系外行星：伴隨中子星(波霎) extrasolar planet或exoplanet Aleksander Wolszczan - 1990發現波霎PSR B1257+12 (週期6.219 ms) - 1992從週期異常(都卜勒)推論 兩顆~地球質量之行星 - 1994推論第三顆<<地球質量行星 Arecibo305米電波望遠鏡 (康乃爾操作，位於波多黎哥) 以波霎週期為鐘，類似都卜勒效應 比較可能是原伴隨行星 波霎(中子星)是什麼？ NASA

  20. Aleksander Wolszczan - 1990發現波霎PSR B1257+12 (週期6.219 ms) - 1992從週期異常(都卜勒)推論 兩顆~地球質量之行星 - 1994推論第三顆<<地球質量行星 以波霎週期為鐘，類似都卜勒效應 首次發現的太陽系外行星：伴隨中子星(波霎) extrasolar planet或exoplanet 中 途 約45億歲 NASA 紅巨星 白矮星 原伴隨行星上的生命能在超新星爆炸倖存嗎？ 50億年後地球上的生命能倖存嗎？ 台大物理系 侯維恕 不可能！ 而且導致超新星的星球太短命… 外太空的「人為訊號」可能發自 超級聰明但不見得有意識的電腦 NASA

  21. 自覺意識 異類「生命」？ 他說：[I]t is most unusual to find animals with technical skills inhabiting planets, which are in the nature of extreme outposts of life... Living on the surface of a solid body, you are exposed to a strong gravitational force. This greatly limits the size to which your animals can grow and hence limits the scope of your neurological activity. It forces you to possess muscular structures to promote movements, and ... to carry protective armour ... [Y]our very largest animals have been mostly bone and muscle with very little brain... By and large, one only expects intelligent life to exist in a diffuse gaseous medium... The second unfavourable factor is your extreme lack of basic chemical foods. For the building of chemical foods on a large scale starlight is necessary. Your planet, however, absorbs only a very minute fraction of the light from the Sun. At the moment, I myself am building basic chemicals at about 10,000,000,000 times the rate at which building is occurring on the whole ... surface of your planet. 中子星上可有生物嗎？ 「活的」星際氣雲 生命基礎：核力，不是一般化學  極小、極快；幾年就可演化 頭足類用全身思考 一團龐大的星際氣雲，偶然闖進了太陽系，並把太陽與地球隔開，引起地球上空前的大災難。一群科學家奮力建立一個研究基地，終於發現那團氣雲原是一具有高超智慧的極特殊生命形式。一名科學家以無線電波致力與這黑雲建立通訊。最後，氣雲終於離開了，地球也從浩劫中復蘇。雖然那氣雲極想幫助地球上的人類，並企圖傳授它所擁有的大量知識，但由於智力差太遠，心靈太不同，實在難以溝通。而那位企圖與黑雲建立通訊的科學家，終於心力交瘁，瘋狂而死。 自覺的海豚 Cayusa SUBnormali Team

  22. 星際對話 Fermi’s Question: “Where are they?” 但我們還是得找！ 宇宙(e.g.銀河)可見的大小及年齡 應容許許多高度發展的外星文明。 但這個假說似乎與觀測證據的缺乏相矛盾。 1. 假設不成立? 2. 觀測不完整? 3. 方法不正確?

  23. http://setiathome.ssl.berkeley.edu/ @ Mountain View, California SETI: Search for ExtraTerrestrial Intelligence Anyone can download/run 目前已500萬人參與 Allen Telescope Array Jcolbyk Colby Gutierrez-Kraybill 跑 SETI@home BOINC 軟體的銀幕 “Grid Computing”

  24. 恐怖活動、 人為疏失、 環境災難 彗星撞地球 地球還有50億年… 費米問題的相反  人類可以以地球為種子， 播散到全銀河系 但 “Judging from the past, we may safely infer that not one living species will transmit its unaltered likeness to a distant futurity.” Charles Darwin 瓶 頸 台大物理系 侯維恕

  25. 人類的向外遨遊？ JULY 20, 1969 建立可獨立生活的太空社群 買保險 ― 避免滅絕 必須要降低成本、變成冒險家園地 NASA

  26. “I believe that this nation should commit itself to achieving the goal, before this decade is out, of landing a man on the Moon and returning him safely to the Earth.”5/25/1961John F. Kennedy “超強競賽” NASA 曾經構想 國際太空站 ― 未獲好評 NASA NASA Arthur C. Clarke, 1968 (Stanley Kubrick導演) 必須要降低成本、變成冒險家園地

  27. 3/25/2009 NASA 人類的向外遨遊？ 建立可獨立生活的太空社群 保險 ― 避免滅絕 任務 ― 綠化銀河 我們還有50億年！ 必須要降低成本、變成冒險家園地

  28. 版 權 聲 明 頁

  29. Cosmos 2

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