太阳系边缘藏着什么:Batygin 谈第九行星假说

原标题There's Something at the Edge of the Solar System

加州理工学院的行星天体物理学家 Konstantin Batygin 在与 Lex Fridman 的对话中说,一颗假想中、质量约为五个地球的世界牵引着遥远的柯伊伯带(Kuiper Belt),而一张照片就能结束这场争论。

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2021年7月19日
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Konstantin Batygin 梳理了太阳系的结构、促使人们提出第九行星(Planet Nine)假说的天体聚集现象,以及这一天体可以解释的五个相互独立的谜题。他认为,木星可能清除掉了上一代短周期行星;三体混沌意味着模拟整个太阳系的完整历史并不是正确的目标;把奥陌陌('Oumuamua)解释为氢冰之所以有价值,是因为它可以被证明是错的。对话随后转到音乐、移民经历,以及为什么能脱离你独立存在的作品,比完美的简历更值得花精力。

  1. 1一旦薇拉·鲁宾天文台(Vera Rubin Observatory)开始常规扫描夜空,远处柯伊伯带天体的普查数量可能一下子增加 100 倍。如果第九行星反射的阳光来自比地球远几百倍的地方,第一次探测到它,就会结束这场争论。
  2. 2在 Mike Brown 和 Batygin 偏好的天图分析中,引出第九行星假说的轨道聚集,误报概率约为 0.4%。而聚集只是同一个天体能解释的五个独立谜题之一。
  3. 3疫情期间,Batygin 和 Brown 问自己:要怎样才能证明自己是错的?之前的模拟把太阳系当成孤立系统,这一缺失在事后看来非常明显。第九行星能把内奥尔特云(Oort Cloud)的冰拉向内侧,形成一条双向流动的河,从而让最佳拟合轨道略有变化。
  4. 4引力分不清一个五倍地球质量的行星、一只五倍地球质量的刺猬,或者一个原初黑洞。计算只能给出轨道和质量,给不出成分,所以 Batygin 仍然希望它是行星,也就是银河系里最常见的那一类天体,就在我们家的后院。
  5. 5借用 Max Tegmark 的做法:先花一小部分精力,让简历看起来过得去,然后把其余精力投入到能脱离你独立存在的工作里,比如代码、一首歌、一篇论文。成绩单没法自己走遍世界。
  6. 6音乐不是放在科学旁边的爱好。如果 Batygin 停止弹奏,他在其他所有领域的创造力都会下降。吉他是基础设施,而不是休息。
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01

第九行星是这一代人对太阳系边缘的无知

Konstantin Batygin 在对话开头告诉 Lex Fridman,第九行星是一个假想中、位于海王星之外的天体:质量约为五个地球,绕太阳一圈约需 10000 年,轨道略有倾斜,也略有偏心。至今没有任何望远镜拍到它,证据完全来自引力。Batygin 是加州理工学院的行星天体物理学家,他在开场就把这个“幽灵”换算成具体的数字,然后把它放进一个远比教科书插图里那八颗行星大得多的太阳系中。

他把太阳系分成两半来讲。内太阳系的水星、金星、地球和火星,轨道半径分别约为地球的 40%、70%、100% 和 160%,在一阶近似下,它们是“长得特别大的小行星”。木星质量是 316 个地球,土星是 90 个,轨道半径约为地球的十倍;天王星和海王星则分别位于约 20 和 30 个天文单位处。很长一段时间里,人们认为有质量的太阳系到海王星就结束了。过去三十年,海王星之外又发现了第二片更冰冷的碎片带,也就是柯伊伯带。冥王星也属于这里,它只是其中较大的一员,并不是第九颗行星。

冥王星的降级,是一堂持续了四十年的课:未知在不断缩小。1930 年发现它时,天文学家正在寻找海王星之外质量约为七个地球的天体,所以最初就把这个发现当作那颗天体。但望远镜分辨不出它的圆面,质量估计很快被下调。此后的四十年里,它的质量不断被下修,最后发现比地球轻约 500 倍。Batygin 指出,它的表面积几乎正好等于俄罗斯。俄罗斯面积很大,却算不上行星。二十世纪初,冥王星代表的是人类对太阳系边缘的无知。Batygin 也认同,第九行星正是这种无知在当代的版本。

第一条指纹是轨道聚集。周期超过大约 4000 年的那些柯伊伯带天体,轨道指向大致相同的方向,整体倾斜约 20 度。被海王星反复扰动的不稳定天体已经被散射掉了,剩下的是海王星不去干扰的稳定天体,它们显示出这种图案。在这次对话的五年前,Batygin 和 Brown 把这种聚集读作一种引力上的单向信号:远处有一颗行星在牵引着这些轨道。有一种统计方法只用了某次巡天的天区覆盖范围,得不出可靠的结论。他们偏好的方法,是把历史上所有发现记录合成一张天图:如果某个天区、某个亮度上发现了天体,就说明有人朝那里看过,并且能看见那么亮或更亮的东西。按这种方法算,这种聚集的误报概率约为 0.4%。

02

找到一颗冰球要花三个晚上,然后是一整年;薇拉·鲁宾可能会讲完这个故事

从原理上讲,找到一颗柯伊伯带天体并不复杂,难的是执行。观测者会对准一个天区拍下长时间曝光的底片,隔一晚再对同一区域补拍,再过一晚第三次拍摄。背景恒星几乎纹丝不动,而太阳系内的冰质天体会慢慢挪位,这种现象与开车时路边树木比远处云朵掠过得更快属于同一种视差。这些天体如同巨大的冰柱,只能靠反射阳光才被人看到。光要走大约四十倍日地距离的往返路程,耗时约一小时量级,这正是它们显得那么暗淡的缘由。第三晚的作用是确认是否存在加速度:距离较近的小行星在前两晚可能只挪动了一丁点,直到第三晚才明显地离开原位。

Batygin 开始和 Brown 一起观测之后,才真正意识到三个晚上能告诉你的其实很少。第一年里,你只能确定天体在天空中的位置,以及它离我们有多远。三天里它的移动,几乎全部来自地球自身的运动,这里的车是地球,那棵树才是天体。轨道需要六个参数来描述,所以得一年后再来拍三晚,实际上还需要更多的观测点才能把它钉住。发现的天体会获得一个“车牌”式的编号:前四位数字是它首次出现在数据里的年份,后面的编码表示它在天空中的位置。第九行星的故事里有一颗关键天体叫 VP113,因为它被发现时乔·拜登正担任副总统,所以得了个外号 Biden。目前编目在册的柯伊伯带天体约 4000 个,这个数字可能增长到数百万。

薇拉·鲁宾天文台当时仍在建设中,又因为疫情有所拖延,设计目标是每天自动扫描夜空。Batygin 说,这项巡天的效率很高,可能把他最关心的远柯伊伯带天体数量提高 100 倍。它也很可能直接拍到第九行星。只要首次探测到某个天体在反射阳光,并且它离太阳比地球远几百倍,这个故事就到此为止,接下来才是研究它。

03

奥尔特云(Oort Cloud)是一个无碰撞的球壳,延伸到距离下一颗恒星的半途

如果把海王星的轨道当作 1,柯伊伯带主体大约位于 1.3 到 1.5 之间。再往外是散射盘:这里的天体轨道拉得很长、很扁,近日点贴着海王星,半长轴最大可达约 1000 个天文单位。继续往外,到 10000 至 100000 天文单位,就是奥尔特云,它是一层边界清晰、近似球形的冰质球壳,外缘由太阳引力还能占上风的距离决定。这个外缘大约落在太阳到最近恒星的一半路程上。所有长周期彗星都来自那里。位于约 30000 天文单位外的天体会感受到银河系的潮汐作用,轨道慢慢拉长,直到近日点附近的冰开始升华,我们才看到了彗星。Batygin 猜测,在太阳系整个年龄里,奥尔特云中的碰撞次数可能真的为零。天体本身的半径,与它们之间的间距相比,小到可以忽略。

星际闯入者也会来做客。太阳系天体沿椭圆轨道运行,而它们走的是双曲线:进来打个招呼,然后离开。第一个是奥陌陌,第二个是彗星 Borisov,它是由一位名叫 Borisov 的天文学家发现的。它们的存在并不奇怪:海王星不断把柯伊伯带天体抛进星际空间,其他行星系统大概也以类似方式漏出冰质物质。不过,Batygin 认为,这些孤独的天体上存在原始生命的可能性基本为零。星际空间是一个充满辐射的敌对环境。甚至不用走那么远,离开地球磁场,你就已经有麻烦了。他说,胚种论(Panspermia)并非完全不可能,但需要调整很多参数,而我们至今仍不知道生命是如何开始的,所以深空中的生存就成了次要问题。

有外星人吗?他认为这是个无聊的问题,因为答案当然是有。几乎每颗恒星周围都有行星,生命只在地球上偶然出现,在统计上几乎不可能。真正困难的问题在前面:我们甚至没有一个生命的定义,能判断一块石头从昨天到今天挪动过位置,它算不算活着。他认为智慧生命完全可能存在,毕竟地球上已经有了:海豚、猪、人类。不过,类地的温带结构并不是行星形成的常见结果,大概只是百分之一级别的效应。数量大仍能帮上忙:哪怕是在银河系的 10^12 颗恒星里,抽中千万分之一的概率,这一局也是赢的。

04

木星先内后外的舞步,很可能把最早的一批短周期行星抛进了太阳

地球在一个特定方面并不常见:它从来没有获得厚厚的氢氦大气。恒星形成时,周围会有一个气体和尘埃盘。巨行星以及许多系外行星,都会从这个盘里捕获大量氢和氦。地球大约用了一亿年才形成,那时气体盘早已消散,所以错过了这班车。正是这种“迟到”,让我们能看见星空:如果大气厚到不透明,底部就会变成温室。金星离太阳只稍近一点,却因为厚重的大气,地表温度高达数百摄氏度。Batygin 说,科幻作品里那种降落在其他恒星周围随机一颗类地行星上的画面,完全不成立。

系外行星搜索得到的最稳定结论之一是:大多数恒星周围都有几个地球质量的行星,绕行周期从几天到几周不等。而太阳系的这一区域却空得惊人。太阳并不是一颗特殊的恒星,因此很自然的假设是,这里同样发生过相同的形成过程,之后有什么东西抹去了内侧的紧凑系统。Batygin 的计算表明,这样一批天体无法在木星早期的游走中存活。巨行星会迁移:它们在气体盘上撕开一道缺口,并通过引力与气体盘相互作用,改变自己的轨道。木星加上土星让问题变得复杂,需要同时演化气体盘、木星、土星以及它们之间的耦合,但最常见的结果很简单:木星形成后轨道向内收缩;土星形成后追上木星;然后两者一起向外移动。这一切都发生在原始盘存在的最后一百万年之内。

如果这些计算是对的,那么先向内、再向外的这一过程,会把内侧几个地球质量的行星推向太阳。剩下的是一个质量被大幅削弱的残余盘,只有几个地球质量,薄得几乎要成为一个环,天文学上称之为环带。之后大约一亿年里,这些残骸通过碰撞慢慢长成了地球、月球以及其他类地行星。我们今天看到的太阳系,就是那场剧烈动荡的余波。类木星—类土星的系统本身也很少见:只有大约 10% 的类太阳恒星周围有这样的结构,而银河系里数量众多的 M 型矮星,只有极少数拥有巨行星。他说,为什么巨行星这么少,仍是一个重大的未解问题。

05

三体引力会让精确的轨道变成混沌,所以完整历史的模拟是错误的目标

两个天体绕着一颗恒星运动,可以写在纸上,不需要模拟。三个相互作用的引力天体,解却是混沌的。无论你跑多少次模拟,超过一定时间后,结果都会失去意义。Batygin 说,从可解析到不可预测的这一跳,应该立刻告诉你:试图从零开始造出整个太阳系、还指望得到具有预测能力的结果,是徒劳的。问题不在于方程缺失。引力、磁流体力学(麦克斯韦方程加纳维-斯托克斯方程)、以及计算不透明度所需的量子力学,这些都已经具备。把同一段演化过程运行两次,只要初始条件有一个无穷小的改变,得到的太阳系就会不同。行星系统之所以如此多样,正是这个原因:一个给定质量的盘围绕一颗给定的恒星,并不意味着会长成我们的结构,只会给出一系列结果,其中某个比例的结果看起来像太阳系。

他曾经对薛定谔方程从哪里来完全没有直觉。教授的建议是别想太多,先去算氢原子的能级。多年以后,他在准备一堂关于自引力盘中波动的课时,把一个盘想象成无数个同心环,彼此通过引力相互作用,这是一个十八世纪后期的哈密顿问题。取连续极限之后,支配方程就变成了薛定谔方程。他很谨慎地补充:这并不能统一量子力学和引力。这个方程只描述波,所谓量子的成分其实来自人们的解读。他的看法是,波动这种现象一直通向最底层。天体物理盘无处不在:从大小和洛杉矶相当的土豆形柯伊伯带天体周围的环,到土星、太阳星云、黑洞吸积盘,再到星系,之所以到处都是,是因为天体都会旋转。在从几个轨道周期到整个盘的寿命之间的时间尺度上,薛定谔方程成了一个计算工具,它能覆盖那些一周的流体模拟也够不着的时间尺度。

06

第一批星子的形成方式,就像环法自行车手躲在彼此的尾流里

从氢氦气体到第一批固体,中间是怎么过渡的?Batygin 借用了沙漠的比喻。风滚草之所以会滚,是风推着它们走,仔细观察,有时还能看到一整家子:前面一个大的,后面几个小的躲在它的尾流里,像鸭子过马路。环法自行车赛的车手也是出于同样的原因贴得很近,相互间距只有十厘米左右,目的是集体减少空气阻力,而不是因为他们是好朋友。原行星盘里厘米级的固体颗粒,也正是这样做的。它们会自发聚成团,前面的颗粒挡住气流,后面的颗粒躲在尾流里,从而把尘埃与气体之间的气动作用降到最低。这种流线不稳定性(streaming instability)在能量上是有利的,因此团块会越长越大,直到自身引力压过内部支撑而塌缩。这些塌缩是行星的第一批积木,也是大型小行星的来历。从定性上看,这与恒星形成遵循同一个剧本:冷却的气云收缩,直到引力压过热压力。

人们确实会对此做模拟,这也是行星形成理论中最活跃的方向之一。把它画成单一不稳定性的示意图,掩盖了一个动力学内容十分丰富的过程,但定性的顺序与恒星诞生相同:一团氢氦气云悬浮在太空中,逐渐冷却,到某个时刻,引力压过热压力,气云在自身重量下坍缩,于是得到一个小小的“婴儿太阳系”。被问到对木星清空空间的过程做完整、高分辨率的重现是否重要时,Batygin 说,思路很重要,方法更重要:每个数值实验都应当针对演化的某一个具体方面来检验,而不是把算力全部倾注在一次巨大的运行中。

我们有一天能模拟出太阳系的完整历史吗?“能,而且那没有用。”模拟本质上是一种压缩,因此必然丢失细节;如果你把每一个细节都模拟出来,那造出来的就是一个真实的宇宙,而不再是模型。即使抛开信息论不谈,一段极其完整的历史,也与直接观测真实的宇宙没有区别。他真正追求的理论理解,来自把复杂性压缩成一个可以量化的机制。炫酷的可视化并不会带来额外的理解。天气是最日常的证明:大气的方程我们早已清楚,但两周的预报仍然没有意义,因为典型天气系统可预测的时间范围只有几天。混沌不需要注入任何随机性,它自己就会生长出来。正确的做法是提出具体的问题,把答案压缩成理论,然后再推广到其他恒星和星系。

07

五个各自独立、各为一个标准差的谜题,让第九行星模型很有吸引力

在经历了一段关于形成与模拟的漫长岔路之后,Fridman 把话题拉了回来。第九行星依然没有被看见。如果它不存在,聚集的长周期轨道就会散开,变成一种彼此对称的分布。相反,它的引力把这些轨道约束在一种与自身轨道大致反向的排列状态中,并以大约十亿年的时间尺度振荡。这只是最容易想象的一幅图景。另一条证据是,柯伊伯带中有些天体的轨道倾角高达 90 度,几乎垂直于行星所在的平面。行星形成模拟在没有某种外部引力作用的情况下,从未产生过这样的天体;而第九行星能通过另一种引力效应轻易地造出它们。Batygin 数了一下,类似的独立线索大约有五条。单独来看,每一条大概只是 1 个标准差的结果,不值得为此欢呼。这个模型的吸引力在于,一个假说同时解释了许多谜题。

外太阳系也是太阳系童年的一座博物馆。一些很小的陨石曾经被熔化并发生了分异:铁沉到了内部。问题在于,这些陨石太小,单靠吸积过程产生的热量根本不足以熔化自身。答案藏在同位素里:早期的太阳星云曾被铝-26 污染,这是一种短寿命放射性同位素,衰变时会释放大量热量。太阳本身造不出足够的铝-26,超新星却可以。所以太阳系并不是孤立形成的,它诞生在一个由数千颗其他恒星组成的巨大星团里,其中一些恒星正在爆炸,留下了我们今天仍能读取的同位素痕迹。这一事实自然会引出胚种论。Batygin 并不喜欢这个问题:它只是把生命的起源挪到了别处,并没有解决它。他的同事、加州理工的 Joe Kirschvink 几乎百分之百相信,生命起源于火星,并搭乘火星陨石来到了地球。Batygin 说,生命起源的研究很迷人,但它不是物理学。

确凿的证据不需要探测器。一旦能从地球上拍到第九行星,问题就解决了:那是一个在反射阳光的天体,并且已知它离太阳的距离是地球的几百倍。原则上可能不止一个这样的天体,但目前没有证据表明存在一群这样的天体。奥尔特云本身可能包含五到七个地球质量的物质。历史上的类比是海王星。天王星在 1781 年被发现,但它的运动不肯按预测的轨道走。十九世纪中叶,Urbain Le Verrier 算出了一颗更远的行星应该在哪里,然后人们真的找到了它。第九行星在这一点上有所不同:Batygin 和 Brown 可以较好地预测它的轨道和质量,却无法说出它此刻位于轨道的哪个位置,因为相关的柯伊伯带天体连一圈 4000 年的运行都还没走完。Fridman 开玩笑说,探索其实就是把等待练得很好。Batygin 认为,光会等待还不够,还需要另一项技能:“你不能只是擅长等待,你还得知道怎么放松(chill)。”

08

第九行星把沉睡的内奥尔特云变成了一条双向的冰流

最近,Batygin 和 Brown 合作的一篇论文探讨了第九行星对内奥尔特云天体会产生什么影响。标准模拟把海王星外的太阳系看作完全由内部供给的:海王星把柯伊伯带向外散射,第九行星让轨道排列整齐,然后把系统演化到太阳系的年龄。疫情期间,他们做了一件平时经常做的事:问自己如何证伪这个模型,以及模拟到底缺了什么。事后看来,缺失的那一环就是“孤立”这个假设。太阳系是在包含数千颗恒星的星团中形成的,而在那个阶段,它们位于大约几千天文单位处,甚至可能更近,形成了一批近似球形分布的冰质碎片。

没有第九行星,这批天体就会处于沉睡状态:它们缓慢绕行,什么有趣的事都不会发生。有了第九行星,它就能用引力抓住其中一部分,再把它们重新注入遥远的太阳系。数值实验表明,这个过程不仅能够发生,而且大致沿着海王星散射出去的天体所走的路径。于是图景变成了一条双向的河:一部分冰向外流,一部分冰向内流。如果观测样本不完全来自太阳系内部被抛出去的天体,还混杂着从更远处被捞回来的天体,那么第九行星的最佳拟合轨道会变得稍微更偏心。一个会修正自己的假说,就是仍然活着的假说。按照这种说法,第九行星是沉睡的冰库与天文学家开始能直接观测的天体之间的一座自然桥梁。

09

引力分不清行星和刺猬,所以原初黑洞仍有可能

有物理学家提出一种可能:第九行星也许是原初黑洞,未必是行星。普通黑洞来自质量超过约 1.4 倍太阳质量的恒星耗尽核燃料之后的坍缩。原初黑洞则是在大爆炸之后直接凝聚出来的,质量跨越很大的范围,从小行星一直到五到十个地球质量。小的那些会在宇宙的时间尺度上蒸发掉,但五个地球质量足够大,能够保留下来。Batygin 的计算无法排除这种可能,因为它们只能给出轨道和质量。一个五倍地球质量的杯子、一只五倍地球质量的刺猬,或者一个黑洞,都能满足条件。黑洞的引力与行星的引力没有区别。如果太阳明天变成黑洞,天会黑下来,但地球仍会继续绕着它转。他说,黑洞会吞噬一切,这是科幻式的想象。质量就是质量。

在这段对话里,最希望它是黑洞的人,是 Ed Witten。他提出过一支探测器舰队:靠辐射压加速,朝各个方向发射,再通过测量轨迹偏折来推断引力场。Batygin 认为这个想法很酷,但在与 JPL 的工程师交流之后,他觉得它比看上去难得多。在那样的精度下,混沌的太阳耀斑会造成无法预测的辐射压梯度,而且你也不知道每一颗小行星的位置。这并不是不可能,只是绝不简单。他更希望它是一颗行星。如果按复杂度的对数尺度排列,行星介于恒星与昆虫之间。昆虫比恒星复杂得多,而在他的说法里,恒星只是“有人在摆弄弹簧”。黑洞更简单,几乎就是宏观尺度上的粒子。银河系很擅长制造几个地球质量的世界,这是最常见的系外行星类型,而太阳系里没有对应的天体:它从一个地球质量直接跳到了结构尚不清楚的天王星和海王星。如果第九行星是行星,那么前往那里,就是观察这一主流类型的最近窗口。新视野号在冥王星上的发现是一个警示:不要因为一颗遥远的冰球看起来无聊,就认为它不值得研究。在约 40 开尔文时,水冰像金属一样坚硬,而一氧化碳冰却会流动,形成了人们想象不到的冰川。

更广泛的硬件层面也在改变。NASA 的旗舰任务仍然有漫长的研发周期;而立方星只需几百万美元和几年时间,一名博士生有可能在五六年内完成设计、发射并发表论文。这还没有完全实现,但已经出现在这十年的地平线上。SpaceX 和商业航天接手了一个过去由政府主导、带有冷战色彩的产业。成本下降对人类而言是一种推动,而星链就是那张账单。Batygin 在莫哈维沙漠露营时,看到一串卫星出现又消失。他并不认同把火星当作避难所。“火星很烂。”想体验那种生活,在同一片沙漠里露营就能预先感受一下。他承认探索本身的吸引力,也承认阿波罗计划那种非线性的回报,并且很高兴有人想去。但他不打算长期搬去那里。他认为,首要的工程问题,就是别放弃地球。

10

没有透明的天空,就可能没有微积分,也可能没有此后的四百年

如果地球有一层不透明的大气,我们看不见星星,人类社会还会以同样的方式发展吗?Batygin 说,如果还能发展,也会截然不同。不透明的大气底部会很热,我们会是完全不同的生物。早期人类的探索依赖星星来导航,而直到二十世纪,几乎每一次重大的科学进展里都能看到天文学的身影。牛顿发展微积分,部分原因就是为了解释开普勒定律。把夜空从一位乘着战车的火神,换成一套机械的运行规律,这种转变放弃了一种非世俗的自然观。他认为,正是它把人类带上了此后四百年的轨道。没有天文学,人类会是一个很不一样的物种。

他把这一点从望远镜延伸到更广的领域。有人会问,为什么要资助古生物学,或者研究企鹅的交配模式。人们严重低估了“无用知识”的用处,这个说法借自高等研究院创办人的一本小书。麦克斯韦在十九世纪写下那些方程时,并不是为了发明麦克风,让两个人能像现在这样对话。桌上的电子设备,至今仍运行在他的方程之上。如果你是一个纯粹务实、不关心人类处境的人,这笔账依然划算:那些“无用”的东西创造的资本,远远多于有用的东西。失败是探索的一部分,不代表这件事毫无价值。他引用鲍林那一代科学家的说法:要有好点子,最好的办法就是有很多点子。科学界没有科学警察。与其一辈子只做渐进式的推进,不如多提有趣的设想,哪怕有时出错。

11

把奥陌陌解释为氢冰,有价值,是因为它可以被证明是错的

奥陌陌会不会是某个遥远文明留下的太空垃圾?Batygin 回答说,不能马上说不。原则上,夜空中的任何东西都可能是垃圾,而在太阳系仍留在诞生星团里时,无论是自然形成的还是别的来源的碎片,都很容易被捕获。不过,看看事实:它形状细长,还有额外的加速度。他的朋友 Daryl Seligman 和 Greg Laughlin 提出了一个最大胆的非外星人解释:它是一块氢冰。星际之间漂浮着由氢和氦组成的巨大分子云,它们最终会变成恒星的育婴室;他们的计算表明,在没有恒星形成的云中,也能凝结出氢冰山。升华会让它像一块肥皂那样逐渐变薄,从而解释它的细长形状;逸出的氢气会形成喷流,解释那股额外的推力;而氢气是看不见的,也就解释了为什么没有观测到彗发。Batygin 喜欢这个解释,一方面因为它提出了一类新的天体物理对象,另一方面因为它可以被证伪。薇拉·鲁宾天文台投入使用之后,应该会发现更多星际访客。如果它们都没有氢冰的特征,这个假说就会被否定。而“外星飞船”这种解释,从根本上就很难被否定。

弗里德曼认为,一个成功的文明产生的垃圾,会比它的“女王”多出几个数量级,因此搜寻地外文明应该去找垃圾。Batygin 从能量角度对此表示怀疑。人类已经发射了数千颗卫星,但几乎没有几颗会离开太阳系:旅行者 1 号和 2 号,也许还有先驱者号,而埃隆·马斯克的特斯拉跑车就不在其列。星际旅行的代价很难克服。我们还倾向于寻找自己这个十年正在做的事。五十年来,无线电泄漏已大幅减少,但计算却没有减少。去年,电网的几个百分点被用于比特币挖矿,AI 生态的能耗也正在成为实实在在的瓶颈。他认为,“太空垃圾式”的地外文明搜寻,仍然浸透着 1950 年代的科幻想象,那时的人以为到 2020 年大家都会飞去月球。他本人也从未见过外星文明。试图想象领先一两个数量级的未来,几乎就是一种限制:去问 1870 年的人想要什么,他们想要的是跑得更快的马车。

他仍然承认,“奇思妙想”这顶帽子有它的吸引力。一些儒勒·凡尔纳的小说对未来的预测相当精彩,而科幻不只是预测未来,它还会播下种子,创造未来。Batygin 跑步时很容易被科幻吸引,包括那些不太可能成真的。数值实验已经占了他工作的约 70%:他会写“很烂的代码”来搭建模拟,把计算机当作能产生洞见的工具,这些洞见是解析数学给不了的。这种转变,是 Stanisław Ulam 曾经指出的:计算机不再只是人类的算术工具。去火星,或是向第九行星发送探测器,也会比想象中困难。但我们还是会去做。Fridman 说,他会是最早去那里的几千人之一,死在那里也没关系。Batygin 则不这么想。他认为死亡本身非常无聊,而且他不想独自一人死去。北新墨西哥州是他去过的最美的地方之一,他说,如果能和家人一起回归自然,那里就很好。

12

音乐不是科学的休息,它是让科学得以进行的东西

被问到史上最伟大的歌曲时,Batygin 先拿 Blink-182 的《What's My Age Again》开了个玩笑,然后才认真起来。论写歌,披头士已经很接近了;《In My Life》是一位 24 岁的作者写的,是他所知道的最具内省色彩的音乐之一。作为 Pink Floyd 的歌迷,他把《月之暗面》(The Dark Side of the Moon)放在人类创作的顶峰附近,《Time》是一首好歌,《The Wall》能把人带到另一个地方。在他看来,“伟大”要经得起独特性的检验:Blink-182、Sum 41,以及上千支没那么出名的流行朋克乐队,制作风格都闪闪发亮,彼此很像;Pink Floyd 则不像任何人。如果这支乐队消失,世界会怀念它。如今不少音乐像 H&M 的衣服:不算差,穿三次就扔。到 2021 年我们还在谈 Pink Floyd,这本身就说明问题。

他不会说自己是出色的音乐人,但音乐对他做的每一件事都至关重要。如果他停下来不弹,比如在旅行的时候,生活中其他部分的创造力会明显下降。他并不把弹音乐当作与做科学分开的另一件事。它属于同一个创造过程,他说,正是它让科学得以进行:没有它,科学只会更糟。灵感其实很少见,大多数时候大家只是在做必须完成的事。当灵感降临时,如果手上的事情可以先放一放,就先放一放。在那段窗口期去回邮件,是一种怠慢。他保留着社交媒体账号,但大多数时候不上,因为他不喜欢把心理上的精力消耗在上面。他大部分日子都会弹吉他,有时候哄孩子睡觉,还会即兴唱些关于猫的歌。演出前,乐队会认真排练。排练不为赚钱,图的是把一件事做好所带来的满足感。

Batygin 出生在俄罗斯,1994 年搬到日本,1999 年底才到美国,当时快满十四岁。他上的是日本普通的公立小学,是班里唯一的非日本人。播客中有一段是他用俄语讲述的,他向 Fridman 回忆 1991 至 1992 年第一次接触资本主义的经历:先是百事可乐出现,然后是可口可乐。小时候他很困惑,一家公司竟然偷了另一家的产品。(百事可乐比可口可乐更早进入苏联,那笔交易一度还涉及苏联潜艇。)麦当劳也是一件大事:去那里要排六个小时的队,屋里挤满了人,巨无霸(Big Mac)的芝麻面包在他看来像是一种料理艺术,他至今还想不明白芝麻是怎么放上去的。20 世纪 90 年代初的日子很艰难,他的父母处在经济状况的底层。此后遇到的麻烦,感觉都没有那么大。他所说的“移民优势”,是指你已经经历过一次彻底的环境更替,而且是那种屈辱的、被孤立、被嘲笑的经历,所以下一次,也就是在美国上初中,就容易得多。他不会用任何东西去交换这段经历。

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在简历上花一点力气,把其余精力放在能脱离你独立存在的工作上

他不是职业规划导师,也没有把所有事情都想明白。他看到的是一种持续存在的成功模板假象:高中生把自己全部投入到拿全 A 和把简历堆满上,好让它看起来很亮眼。在他看来,这不是优化人生的好办法。应该做那些能让生活持续充满热情和兴趣的事。拿满分的学生令人印象深刻,但也有点无聊。Fridman 提出他在麻省理工学院的 Max Tegmark 身上看到的一种分配方式:拿出一小部分精力,让简历看起来过得去,然后把大部分时间投入到你真正在乎的事情中,让类似第九行星那样的“副作用”慢慢反哺简历。Batygin 同意基本线很重要,但他还想说得更远。成绩不是一件看得见摸得着的产品。你没法拿着你的 A,让它过自己的生活。代码可以。音乐也可以,只要有人听。能够脱离你独立存在的事情,有着特别强的吸引力,而且,在他看来,比多一个勾选项更能打动别人。

他怀疑学术界现在的那套关卡,也就是本科、博士、一到三次博士后,是不是这一职业唯一可能的形态。法拉第不懂代数,他靠画磁场的图来描述,法拉第定律完全来自直觉。Batygin 本科导师的导师的导师,也没有博士学位。互联网让人比以往任何时候都更容易展示工作本身,不管有没有证书。Batygin 和 Fridman 都认为,在那些可以把代码、视频或论文放到世界上、让它们脱离你独立运转的领域,成绩单和证书的分量会更小。

被问到生命的意义时,他先给出了“42”这个答案,然后才给出认真的回答:人类在根本上是随机的,同时又顽固地对扩展对世界的理解感兴趣,并且愿意制造能帮助这种理解的工具。即使是那些自称反科学的人,也仍然会问事情是怎么运作的。他很幸运,好奇心恰好成了他的工作。随着经济结构的变化,创造性工作所占的比重越来越大,还不是主流,但如果拿它和重复同一动作的工厂相比,这股潮流已经清晰可见。他说,生活正在变得更有趣。他迫不及待地想 chill:等柯伊伯带天体绕完一圈,等第九行星的一张照片,同时保有吉他、计算,还有身边的人。他在临走时还补充说,自信是成为摇滚明星必不可少的。

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