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外星人長什麼模樣?-《2050科幻大成真》

時報出版_96
・2015/06/16 ・3512字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 525 ・七年級

source:Wiki
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蜜蜂有智能?

為了讓我們更了解怪異意識的可能樣子,可以想想地球上生物繁殖所採取的策略。生物繁殖有兩種基本策略,對於生物的演化和意識有深遠的影響。

哺乳動物採取第一種策略:產下少量的後代,然後小心的照顧每一個到長大。這是風險很大的策略,因為每個世代只能產有限的後代。也就是說,這個策略認為照料的過程能彌平意外災難,而需要長時間小心地珍惜與照顧每一個後代。

另一個策略比較古老,植物和大部分的動物採用這種策略,包括昆蟲、爬行動物以及地球上其他生命形式:產生大量的卵或是種子,讓它們自求多福。在沒有照料的情況下,大部分的後代不會活下來,只有少數強壯的個體能長大到產生下一代。這意味著親代對於子代投資的能量是零,生殖就靠平均法則(law of averages)讓種族繁衍。

這兩種策略讓生物在生活方式與智能發展上出現完全不同的方向。第一個策略中,每個個體都是受到珍惜的。在採用這種策略的生物中,愛、扶養、情感與依戀是額外的付出。只有雙親投資大量的寶貴能量在保護下一代時,這種生殖策略才能成功。第二種策略並不珍惜每個個體,強調整個種族或群體的續存,個體不算什麼。

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進一步發展下去,這兩種策略對於智能的演化有深遠的影響。例如當兩隻螞蟻相遇時,會彼此用化學氣味和姿勢交換有限的訊息,雖然兩隻螞蟻分享的資訊很少,但是運用這些資訊,螞蟻能打造出蟻丘中複雜的通道和房間。同樣的,雖然蜜蜂彼此之間以舞蹈溝通,卻能一起製造出複雜的蜂巢,並且告知遙遠花圃的位置。因此牠們的智能不會在個體上出現,但是出現在牠們整體的交互作用上,也出現在基因上。

我們可以思考基於第二種策略所建立的外星文明,例如類似蜜蜂的智慧種族。在牠們的社會中,每天出外採蜜的工蜂是被當成消耗品的。工蜂不能生育,活著的目的只是為蜂巢和蜂后服務,為此犧牲自己也在所不惜。哺乳動物個體之間建立的連結對牠們而言沒有任何意義。

理論上,這種狀況會影響他們的太空發展計畫。由於人類珍惜每個太空人的性命,因此有許多資源用於讓太空人活著返回地球。太空旅行中大部分的成本都花在讓太空人能重返大氣層,回到自己的家。

但是在智能蜜蜂所建造的文明中,每個工蜂價值沒有那麼高,因此他們的太空計畫花費會少得多。工蜂不需要回來,每次旅程都是單程的,這代表可以省下大筆金額。

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現在想像,如果我們所接觸到的外星人類似工蜂。一般來說,如果我們在森林中遇到蜜蜂,若是我們沒有攻擊蜂巢,蜜蜂通常不會理會我們,彷彿我們不存在。同樣的,外星工蜂很可能對於接觸人類或分享他們的知識一點興趣都沒有。他們會完成自己本來的任務,忽略人類。此外,人類珍惜的價值對他們而言幾乎沒有意義。

在一九七○年代,先鋒十號與先鋒十一號太空船上各放了一面圓盤雕飾,其中包括人類世界和社會的重要資訊。這些圓盤讚揚地球上的多樣性以及豐富的生命。當時的科學家認為,外星文明會喜歡人類,對人類好奇,有興趣和人類接觸。不過如果有個外星工蜂發現這個銅盤,很有可能認為它不具任何意義。

此外,每個外星工蜂不需要很有智能,他們只需要能聰明到能照顧蜂巢的利益就足夠了。所以,如果我們把訊息傳送到有智能蜜蜂的行星上,他們很可能完全沒有想要回信。

就算我們最後接觸到這個文明,也可能難以和他們溝通。例如,如果我們要和其他人溝通,會把概念轉化為語言,具有主詞/動詞的句型,然後形成敘述的內容,通常是個人發生的事。人類大部分的句子結構是「我做了這件事」或「他們做了那件事」。事實上,人類大部分的文章和對話都是使用敘事結構,通常牽涉到個人的經歷或冒險活動,我們自身或自身扮演的角色通常在這個故事中。這種假定我們個人的經歷在傳送資訊時,占有主要地位。

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不過,智能蜜蜂所建立的文明,可能對個人的敘述和故事毫無興趣。他們過著高度集體生活,他們的訊息可能和個人無涉。牽涉到事實,含有對蜂巢重要的資訊,才有助於提升他們的社會地位,關於個人小事和聊天閒話大概就不行。事實上,他們可能認為我們的敘事性語言令人反感,因為其中把個人的角色放在群體的需要之前。

工蜂對於時間的感覺也會和人類完全不同。由於工蜂是可以消耗掉的,他們的壽命可能不會很長,他們可能只會進行短期和明確的計畫。

人類的壽命比較長,也對於時間有不言而喻的感覺。我們能理性接受可以在一生中完成的計畫和工作,我們的下意識會訂出計畫步調、與其他人的關係,讓計畫能與我們有限的一生配合。換句話說,人類的一生會分成各個階段:單身、結婚、生子、退休。我們通常認為自已會在一段有限的時間中活著,之後死亡,我們通常都是無意識就想到這些。

但是如果想看有種生物能活五千年,甚至永生不死,他們的優先順序、目標和野心,會完全和人類不同。他們進行的計畫可能需要人一輩子的時間才能完成。就如同之前提到的,星際旅行通常被斥為科幻,是因為搭乘普通火箭前往最近恆星大約需要七千年。這個時間長到讓人類無法成行,但是對於外星生命來說,時間可能無關緊要,例如他們可能進行休眠,減緩代謝速度,甚至沒有壽命的限制。

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 他們長什麼模樣?

最先翻譯出來的外星訊息可能讓我們多少能了解他們的文化與生活方式,例如這些外星人很有可能是從掠食者演化而來的,因此有掠食者的特徵。(通常地球上的掠食者比獵物聰明。老虎、獅子、貓和狗能狡猾的追蹤、埋伏和躲藏,這都需要智能。這些掠食者的眼睛都位於臉部正前方,集中注意力時能產生立體視覺。獵物的眼睛通常位於頭部兩側,以偵測掠食者,看到了只能逃命。因此我們常用「老狐狸」和「呆頭鵝」這樣的詞。)外星生命可能不再有遙遠祖先的掠食者本能,但是依然還有某些掠食者的意識(例如:領域性、擴張性、必要時使用暴力。)

如果我們看看人類這個種族,會發現得到智能的過程需要有三個基本因素:

(一)拇指與其他手指相對,這讓我們能運用工具來利用與改造環境。

(二)如掠食者般兩眼能產生立體影像。

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(三)語言讓我們累積的知識、文化和智慧能傳到後代。

當把這三個要素和其他動物相比,會發現只有非常少數的動物能符合這些準則。例如狗和貓沒有抓握的能力,也沒有語言。章魚有複雜的觸手,但是視力不佳,而且沒有複雜的語言。

這三個準則有一些變化。外星人可能沒有與其他手指相對的拇指,但是可能有爪子和觸手(唯一的限制是這些肢體能創造工具,以利用自然資源。)外星人可能不是兩個眼睛,而是如昆蟲般有許多眼睛。他們或許還有感測聲音和可見光頻率範圍外的紫外線感測器官。比較有可能的是,他們具有如掠食者般能產生立體視覺的眼睛,因為掠食者通常比獵物聰明。還有,他們可能不用聲音語言,而以其他震動的形式來溝通。唯一的限制是他們要能交換資訊,以產生代代相傳的文化。

只要遵守這三條準則,其他任何事都有可能發生。

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接下來,外星人的意識會受到他們所處環境的影響。天文學家現在了解,宇宙中大部分適合生命居住的星球,可能不像是地球那樣,能沐浴在母星溫暖的陽光下,可能是個距離恆星非常遙遠的冰冷衛星,圍繞著類似木星那麼大的行星運轉。許多人相信,木星的衛星歐羅巴(Europa)在冰覆蓋的表面下有液態的海洋,這個海洋是因為潮汐力產生的熱而出現。這是因為歐羅巴在繞木星運轉時同時會翻滾,在不同的方向會受到木星巨大的重力擠壓,使得衛星內部有摩擦產生。這樣產生的熱造成了火山和熱泉,使得冰融化而形成海洋。

科學家估計,歐羅巴的海洋位於冰層深處,總體積可能超過地球海洋許多倍。由於天上超過一半的恆星具有木星大小的行星(數量是地球大小的行星的百倍以上),因此最多的生命可能居住在木星般巨大氣體行星的冰冷衛星上。所以,我們最早接觸到的外星文明,很有可能是來自水中。當然,他們也有可能會從海洋遷徙出來,遠離水,移居衛星表面的冰上。這有數個理由。首先,一直都住在冰下的物種,宇宙觀會受到相當大的限制。如果他們認為宇宙就只是冰下面的海洋,那麼就不會發展出天文學和太空計畫。第二,水會讓電器短路,如果一直待在水下,就不會發展出無線電和電視。如果文明要進展,就得擅長使用電器,但是電器無法放在海洋中。因此,這些外星人很有可能得學習離開海洋,在陸地上生活,這和人類一樣。

如果這種生命形式演化出能從事太空旅行的文明,具有抵達地球的能力,那會發生什麼事呢?他們依然會如我們現在一樣是有機體,或是已經進入「後生物」(post-biological)時代呢?

6e9fadc5defe44c78b4fbbff7ea4d739本文摘自泛科學2015六月選書《2050科幻大成真:超能力、心智控制、人造記憶、遺忘藥丸、奈米機器人,即將改變我們的世界》,時報出版。

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出版品包括文學、人文社科、商業、生活、科普、漫畫、趨勢、心理勵志等,活躍於書市中,累積出版品五千多種,獲得國內外專家讀者、各種獎項的肯定,打造出無數的暢銷傳奇及和重量級作者,在台灣引爆一波波的閱讀議題及風潮。

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和外星人的第五類接觸!《三體》中的微中子通訊是真的?
PanSci_96
・2024/04/08 ・6799字 ・閱讀時間約 14 分鐘

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不要回答!不要回答!不要回答!

Netflix 版「三體」終於上線了,你覺得與外星人接觸是安全的,還是冒險的?

其實啊,人類早就多次嘗試與外星文明接觸,三體中的「那個」技術,甚至也已經驗證成功了?到底誰能先與外星人取得聯繫?是中國還是美國?

接下來的討論可能會暴雷原版小說的設定,但應該不會暴雷 Netflix 版的劇情。

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如果你也有一點想跟外星人接觸,那就來看看人類到底已經跟外星人搭訕到什麼程度了吧!

我們與外星文明接觸過了嗎?

對於是否要與外星文明接觸,每個人都有不同想法。三體小說作者劉慈欣在小說中提出一種觀點,那就是人類太弱小,最好避免與外星文明接觸,以免招致不必要的風險。

但是回到現實世界,如果我們真的身處在三體的世界的話,那人類可真的是不停作死啊。早在 1974 年,科學家就利用阿雷西博天文台,向武仙座的 M13 球狀星團發射了一條著名的訊息,也就是「阿雷西博訊息」。這個目標距離地球不算遠,星星又多,被認為是潛在的外星文明所在。阿雷西博訊息中,則包含人類的 DNA 結構、太陽與九大行星、人類的姿態等資訊。每次想到總覺得是新開的炸雞排在發傳單攬客。

航海家金唱片。圖/wikimedia

除了無實體的電波訊息,人類還向太空中發送了實體的「信件」。1977 年,航海家探測器載著「航海家金唱片」進入太空。唱片中收錄了包含台語在內,55 種語言的問候語、大自然與鳥獸的聲音、115 張圖像、還用 14 顆銀河系內已知的脈衝星來標示出太陽系的位置。是一封向宇宙表達人類文明與友好意圖的信件。恩,如果接收到這個訊息的外星人不是很友善的話,那麼……。

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好吧,就算現在說應該要謹慎考慮接觸外星文明的風險,或許已經來不及了。對方是善還是惡,怎麼定義善或惡,會不會突然對我們發動攻擊,我們也只能聽天由命了。

反過來說,過了這麼久,我們收到外星文明的來信了嗎?

要確定有沒有外星文明,接收訊號當然跟發送訊號同等重要甚至更重要。1960 年,天文學家法蘭克.德雷克,就曾通過奧茲瑪計畫,使用直徑 26 公尺的電波望遠鏡,觀察可能有外星文明的天苑四和天倉五兩個恆星系統,標誌著「尋找外星智慧計畫」(the Search for Extraterrestrial Intelligence, SETI)的誕生。可惜,累積了超過 150 小時的訊息,都沒有搜尋到可辨識的訊號。

比較近的則是 1995 年的鳳凰計畫,要研究來自太陽附近一千個恆星所發出的一千兩百到三千百萬赫的無線電波。由於有經費支持,SETI 每年可以花五百萬美元,掃描一千多個恆星,但是目前還沒有任何發現。

中間有一個小插曲是,1967 年 10 月,英國劍橋大學的研究生喬絲琳.貝爾發現無線電望遠鏡收到了一個非常規律的脈衝訊號,訊號周期約為 1.34 秒,每次脈衝持續時間 0.04 秒。因為有可能是來自外星文明的訊號,因此訊號被開玩笑地取為 Little Green Man 1(LGM-1 號)。但後來他們又發現了多個類似的脈衝信號,最後證實這些脈衝是來自高速自轉的中子星,而非某個文明正在傳遞訊息。

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貴州天眼望遠鏡。圖/FAST

在中國也有探索外星生命的計畫,大家最關注的貴州天眼望遠鏡,直徑達五百公尺,是地球上最大的單一口徑電波望遠鏡。天眼望遠鏡在探索外星生命這件事,並不只是傳聞而已。2016 年 9 月天眼正式啟用後,也宣布加入 SETI 計畫。現在貴州天眼的六大任務之一,就包含探測星際通訊,希望能捕捉到來自其他星際文明的訊號。

而背負著地球最大單一口徑望遠鏡的名號,自然也引起不少關注。從 2016 年啟用到現在,就陸續出現不少檢測到可疑訊號的新聞。然而,這些訊號還需要經過檢驗,確定不是其他來自地面或地球附近的干擾源,或是我們過去難以發現的輻射源。可以確定的是,目前官方還未正式聲明找到外星文明訊號。

會不會是我們的通訊方法都選擇錯誤了?

即使電磁波用光速傳遞訊息,太陽系的直徑約 2 光年、銀河系直徑約 10 萬光年。或許我們的訊息還需要花很多時間才回得來,更別提那些被拋入太空的實體信件。航海家 1 號曾是世界上移動速度最快的人造物,現在仍以大約時速 6 萬公里的速度遠離地球,大約只有光速的一萬八千分之一倍。就算朝著最近的恆星——比鄰星飛去,最少也需要大約 7 萬 6 千年的時間才會到。

如果用電磁波傳遞訊息,又容易因為穿越星塵、行星、恆星等天體而被阻擋或吸收。不論是人類還是外星文明,都必須找到一個既快速,又不容易衰退的訊號,最好就是能以光速穿越任何障礙物的方式。

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在三體小說中,就給出了一個關鍵方法:微中子通訊。

微中子通訊是什麼?

微中子(Neutrino),中國通常翻譯為中微子,是一種基本粒子。也就是說它是物質的最基本組成單位,無法被進一步分割。這種粒子引起了廣泛關注,因為它與其他物質的交互作用極弱,並且以極高的速度運動。微中子能夠輕易穿過大部分物質,通過時幾乎不受阻礙,因此難以檢測。

在宇宙中,微中子的數量僅次於光子,是宇宙中第二多的粒子。有多多呢?地球上面向太陽的方向,每平方公分的面積,大約是你的手指指尖,每秒鐘都會被大約 650 億個來自太陽的微中子穿過,就是這麼多。但是因為微中子與物質的反應真的是太弱了,例如在純水中,它們平均需要向前走 250 光年,才會與水產生一次交互作用,以至於我們幾乎不會發現它們的存在。

藉由微中子撞擊氣泡室中氫原子裡的質子,進行微中子觀測,照片右方三條軌跡的匯集之處便是帶電粒子撞擊發生處。圖/wikimedia

但是對物理學家來說,更特別的是微中子展示出三種不同的「味」(flavor),也就是三種樣貌,電子微中子,渺子微中子和濤微中子,分別對應到不同的物理特性。 在粒子物理學裏,有個「標準模型」來描述強力、弱力及電磁力這三種基本力,以及所有基本粒子。在這個標準模型中,微中子是不具備質量的。 然而,當科學家發現微中子竟然有三種味,而且能透過微中子振盪,在三種「味」之間相互轉換,證明了微中子必須具有質量,推翻了標準模型中預測微中子是無質量的假設,表示標準模型還不完備。

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微中子在物理界是個非常有研究價值的對象,值得我們花上一整集來好好介紹,這邊就先點到為止。如果你對微中子或其他基本粒子很感興趣,歡迎在留言催促我們。

我們現在只要知道,微中子不僅推翻了標準模型。宇宙中含量第二多的粒子竟然有質量這件事情,更可能更新我們對宇宙的理解,以及增加對暗物質的了解。

但回到我們的問題,如果微中子幾乎不與其他粒子交互作用,我們要怎麼接收來自外星文明的微中子通訊呢?

要如何接收微中子?

Netflix 版《三體》預告片中,這個一閃而過,充滿金色圓球,帶有點宗教與科幻風格的大水缸,就是其中的關鍵。

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這個小說中沒有特別提到,但相信觀眾中也有人一眼就看出來。這就是位在日本岐阜縣飛驒市,地表 1,000 公尺之下,由廢棄礦坑改建而成的大型微中子探測器「神岡探測器」。

由廢棄砷礦坑改建而成,深達千米的神岡探測器。圖/Super-Kamiokande Construction

探測器的主要結構是一個高 41.4 米、直徑 39.3 米的巨大圓柱形的容器。容器的內壁上安裝有 11200 個光電倍增管,用於捕捉微小的訊號。水缸中則需灌滿 5 萬噸的超純水。捕捉微中子的方式是等待微中子穿過整座探測器時,微中子和水中的氫原子和氧原子發生交互作用,產生淡藍色的光芒。這與我們在核電系列中提到,核燃料池中會發出淡藍色光芒的原理一樣,是當粒子在水中超越介質光速時,產生類似音爆的「契忍可夫輻射」。

填水的神岡探測器。圖/Super-Kamiokande

也就是說,科學家準備一個超大的水缸來與微中子產生反應,並且用超過一萬個光電倍增管,來捕捉微小的契忍可夫輻射訊號。

但這樣的設計十分值得,前面提到的微中子可以在三種「味」中互相轉換,就是在這個水槽中被證實的。

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這座「神岡探測器」在建成後 40 幾年來,讓日本孕育出了 5 位的諾貝爾物理獎得主。

三體影集選在這邊拍攝,真的要說,選得好啊。

話說回來,有了微中子的捕捉方法之後,現實中還真的有人研究起了微中子通訊!

微中子通訊是怎麼做到的?

來自羅徹斯特大學與北卡羅來納州立大學的團隊,在 2012 年發表了一篇文章,說明它們已成功使用微中子,以接近光速的速度將訊息穿過 1 公里的距離,其中有 240 公尺是堅硬的岩石。訊息的內容是「Neutrino」,也就是微中子。

這套設備準備起來也不簡單,用來發射微中子的,是一部強大的粒子加速器 NuMI。質子在加速繞行一個周長 3.3 公里的軌道之後,與一個碳標靶相撞,發出高強度的微中子射束。

用磁場將微中子聚集成束的 NuMI。圖/Fermilab

用來接收微中子的則是邊長約 1.7 公尺,長 5 公尺的六角柱探測器 MINERvA,一樣身處於地底 100 公尺的洞穴中。

當然,這兩套設備的重點都是拿來研究微中子特性,而不是為了通訊設計的。團隊只是趁著主要任務之間的空檔,花了兩小時驗證通訊的可能性。

但微中子那麼難測量,要怎麼拿來通訊呢?團隊換了一個思維,目標只要能傳出0跟1就好,而這裡的0就是沒有發射微中子,而1則是發出微中子,而且是一大堆微中子。多到即使每百億個微中子只有一個會被 MINERvA 偵測到,只要靠著數量暴力,探測器就一定能接收到微中子。最後的實驗結果,平均一秒可以傳 0.1 個位元的訊息,錯誤率 1%。

MINERvA 實驗中的中微子偵測器示意圖。圖/wikimedia

看起來效率並不實用,卻是一個好的開始。

因為微中子「幾乎能穿透所有物體」的特性,即便我們還沒有其他外星文明可以通訊,或許還是有其他作用。例如潛水艇的通訊、或是與礦坑深處的通訊。進一步說,他幾乎可以在地球上的任一兩點建立點對點的直線通訊,完全不用擔心中間的阻礙。而對於現在最夯的太空競賽來說,月球背面的通訊問題,微中子也可以完美解決。

那麼,在微中子的研究上,各國的進度如何了呢?

除了前面提到的超級神岡,世界上還有幾個有趣的微中子探測器,例如位於加拿大的薩德伯里微中子觀測站(SNO),它有特殊的球體設計並且改為填充重水,專門用來觀測來自太陽的微中子。

薩德伯里中微子探測器。圖/wikimedia

而位於南極的冰立方微中子觀測站,則是將探測器直接埋在南極 1450 到 2450 公尺的冰層底下,將上方的冰層直接作為捕捉微中子的水。非常聰明的設計,這也讓冰立方成為地球上最大的微中子探測器。

除了已經在使用的這幾個探測器之外,美、中、日也即將打造更先進、更強大的探測器。

預計在美國打造的國際計畫——地下深處微中子實驗(Deep Underground Neutrino Experiment),預計成為世界上最大的低溫粒子偵測器。接收器位於南達科他州的地底一公里深處,用作研究的微中子訊號源則來自 1300 公里外的費米實驗室,百萬瓦等級的質子加速器,將產生有史以來最強的微中子束。這台地下深處微中子實驗(Deep Underground Neutrino Experiment)的縮寫非常有趣,就是 DUNE,沙丘。

中國呢,則預計在廣東的江門市,用 2 萬支 51 公分光電倍增管和 2 萬 5000 支 7.6 公分光電倍增管,在地底 700 公尺深處,打造巨大球形的微中子探測器-江門中微子實驗室,內部可以填充兩萬噸的純水。最新的消息是預計 2024 年就能啟用。

最後,經典的超級神岡探測器也不會就此原地踏步,日本預計打造更大的超巨型神岡探測器。容積將提升 5.2 倍、光電管從 11200 個變成 4 萬個,進一步研究微中子與反微中子之間的震盪。

超巨型神岡探測器設計圖。圖/Hyper-Kamiokande

結論

這些微中子探測器的研究目標必然是微中子本身的特性。但既然微中子通訊是有可能的,在任務之餘研究一下這個可能性,也不是說不行吧。

雖然我們現在還沒連繫上我們的好鄰居,但很難說明天就有哪個外星文明終於接收到我們對外宣傳的訊息,發出微中子通訊問候,甚至按圖索驥跑來地球。

至於那時我們應該怎麼辦呢?我們的網站上有幾篇文章,包括介紹黑暗森林法則,以及從《異星入境》看我們要如何與語言不通的外星文明溝通。有興趣的朋友,可以點擊資訊欄的連結觀看。在外星人降臨之前,也不妨參考我們的科學小物哦。

最後問問大家,你覺得我們應該主動聯繫外星文明嗎?

  1. 當然要,我相信探索一定是好的,我覺得引力波通訊更有機會!
  2. 先不要,我已經可以想像被外星文明奴役的未來了!
  3. 為了維繫美中之間的平衡,由台灣來率先接觸外星人,當仁不讓啊!

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蟻巢營養內循環,螞蟻的蛹不動也能貢獻社會
寒波_96
・2022/12/20 ・2477字 ・閱讀時間約 5 分鐘

人類對螞蟻可謂無比熟悉,許多人還不識字就認識螞蟻了;相關的科學研究也十分豐富,產出如威爾森(E. O. Wilson)這類科學大師。2022 年底問世的一篇論文,卻出乎意料地報告一條普遍存在,此前卻一直受到忽視的現象:

螞蟻的蛹會分泌液體,作為成蟲與幼蟲的營養液。

圖/drawception

螞蟻社會的內循環營養液

螞蟻是完全變態的昆蟲,有卵、幼蟲、蛹、成蟲 4 個階段。眾所皆知螞蟻是社會性昆蟲,整個蟻巢運轉精密,但是蛹有好幾天固定不動,除了佔空間以外,在蟻巢裡好像沒什麼存在感。

這項研究主要的對象是畢氏粗角蟻 (Ooceraea biroi) ,近年成為探索螞蟻奧秘的主力。照論文的寫法,一開始目的很單純,就是把蛹從蟻巢中移出,看看孤獨對螞蟻有什麼影響。

被移出巢穴的蛹,羽化成蟲的比例有 90% ;即使周圍沒有同儕,絕大部分的蛹似乎也能成功轉大蟲。然而過程沒這麼簡單。

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將螞蟻的蛹由巢中取出,搜集分泌液體的裝置。羽化前幾天,蛹會由白轉而黑化,羽化前 6 天開始分泌液體。圖/參考資料 1

蛹在成功羽化的前幾天會黑化,論文觀察到當蛹開始黑化不久,也就是羽化的 6 天之前,每天都會分泌出液體。留著液體會害蛹被自己淹死,人為將液體移除,蛹才能順利羽化。

如果是在原本的蟻巢中,蛹排放的液體還來不及把自己淹死,就會慘遭黴菌入侵感染而亡。所幸慘劇實際上不會發生,因為成年螞蟻會將液體去除。

將藍色染劑注入蛹,一天後觀察到成蟻的消化道都出現藍染,可見蛹產生的液體,都隨即轉移進入前輩同儕的肚子。分析蛹產生的液體,得知營養十分豐富。

把食用藍色染料注入蛹,便可觀察蛹分泌液體的轉移。圖/參考資料 1

完全變態的昆蟲,從幼蟲到成蟲的過程中經過蛹的階段,將幼年的身體砍掉重練。螞蟻蛹分泌的液體顯然來自蛹期分解的身體,可謂原汁原味的液化螞蟻。這些容易吸收的成分,在巢穴中直接轉移給同類,毫不浪費。

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這些幼體原汁原味形成的液體營養豐富,其他會化蛹的昆蟲也會產生類似的產物,為什麼不會把自己淹死,或是被黴菌感染?應該是由於那些昆蟲會將其回收利用,轉化為成年身體的建材。社會性生活的螞蟻卻是直接排放出去,變成其他個體的食物。

同時餵養更老與更小的同儕

成年螞蟻以外,蛹產生的液體也是寶寶的營養補充液。螞蟻幼蟲移動能力有限,成年螞蟻會將寶寶放到蛹的旁邊,方便它們液來伸口。沒有液體也能正常長大,不過有得吃的幼體,生長速度更快、存活率更高。

幼蟲破蛋出生的之後一天,蛹也開始分泌液體。圖/參考資料 1

近來在台灣出名的紅火蟻(Solenopsis invicta)雖然兇狠,卻也是畢氏粗角蟻的菜單美食之一。有個實驗是給予紅火蟻和蛹,讓成年蟻選擇,結果大部份都優先將寶寶放在蛹旁邊,可見它們認為蛹提供的善液,是更佳的育幼食品。

換句話說,螞蟻在幼年階段到成年之間的蛹,同時支持更老與更小的同儕。

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奧妙還不僅如此,和一般印象不同,畢氏粗角蟻沒有特定蟻后,也缺乏男生,所有成員皆為工蟻,再透過孤雌生殖進入生殖時期。

奇妙的是,蟻巢中處於不同階段的螞蟻,時程非常協調。當卵孵化出寶寶的一天後,蛹也開始分泌液體。也就是說寶寶從出生以後,馬上就能獲得營養補充液,概念實在很像哺乳動物的哺乳。

檢視螞蟻大家族 5 大群各自的代表,都觀察到蛹分泌類似的液體。圖/參考資料 1

畢氏粗角蟻只是一種螞蟻,論文還調查螞蟻分類上其他 4 大群的成員,發現各種螞蟻的蛹都會分泌液體,而且內容物極為相似。由此推敲,這是螞蟻大家族的普遍現象,可能在眾蟻尚未分家之前已經存在。

螞蟻巢穴的內部循環如此協調,充分反映出社會性昆蟲的優點,但是同為社會性昆蟲的蜜蜂沒有。這應該是螞蟻演化為社會性的重要一步,卻不是其他社會性昆蟲的特徵。

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想來也很奇妙。人們對螞蟻很熟,研究螞蟻、養螞蟻的人一大堆,可是這回報告的現象儘管普遍,卻只是首度被明確指出。我猜以前應該有人發現這件事,只是沒有深入鑽研。

等待探討的問題,無所不在,只要有心。

延伸閱讀

參考資料

  1. Snir, O., Alwaseem, H., Heissel, S., Sharma, A., Valdés-Rodríguez, S., Carroll, T. S., … & Kronauer, D. J. (2022). The pupal moulting fluid has evolved social functions in ants. Nature, 1-7.
  2. A fluid role in ant society as adults give larvae ‘milk’ from pupae
  3. Anatomy of a superorganism: Ant pupae secrete fluid as ‘milk’ to nurture young larvae
  4. Pupating ants make milk — and scientists only just noticed

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

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寒波_96
193 篇文章 ・ 1018 位粉絲
生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。

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用葉片來築巢的蜜蜂:「粗切葉蜂」築巢紀實
自然保育季刊_96
・2022/10/29 ・5420字 ・閱讀時間約 11 分鐘

  • 作者/羅美玲 Mei-Ling Lo|荒野保護協會桃園分會、臺灣蝴蝶保育學會、桃園鳥會推廣講師|m026802@yahoo.com.tw
  • 作者/葉文琪 Wen-Chi Yeh|行政院農業委員會林業試驗所森林保護組

粗切葉蜂是什麼

切葉蜂(leaf-cutting bees)是膜翅目(Hymenoptera)蜜蜂總科(Apoidea)切葉蜂科(Megachilidae)切葉蜂屬(Megachile)蜂類的俗稱,主要是因為很多切葉蜂的雌蜂會利用內緣特化的大顎切取特定植物的葉片做為築巢的材料,並採集花粉當作子代的儲糧。

根據雌蜂腹部形狀及大顎的構造可以將切葉蜂大致分為三個類群(Michener 2007)。第 1 類群雌蜂的腹部較扁平,從基部逐漸向末端縮窄,大顎第 2 或者第 2 和第 3 齒間縫具有切緣(cutting edge),主要利用植物葉片築巢;第 2 類群雌蜂的腹部圓厚,兩側平直,大顎齒間縫沒有切緣,主要利用樹脂築巢;第 3 類群雌蜂的腹部形狀類似第 2 類群,但大顎齒間縫具有切緣,並會混合葉片、泥土及樹脂築巢。

臺灣已確認紀錄的切葉蜂共有 20 種(Yasumatsu 1965),涵蓋了上述三個類群,但以第 1 類群種類較多。本文的觀察紀錄對象粗切葉蜂(Megachile sculpturalis)則屬於第 2 類群。

觀察地點位於桃園市郊區的虎頭山,是一處以次生林樹種為主的淺山森林,海拔 200 多公尺。虎頭山每年 7~8 月是各種蜂類活躍的季節,山頂停機坪一處菜園裡各種瓜果的花朵,以及周邊荒地綻放色彩繽紛的野花,總會吸引各類訪花的蜂類。

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菜園棚子以枯竹、木柱和木板搭建。

2019 年 8 月筆者發現菜園旁的竹棚架上,有一隻銅翼眥木蜂(Xylocopa tranquebarorum)雌蜂在竹管內築巢,並以腹部末端擋住直徑 1cm 的巢孔。該處同時觀察到一隻切葉蜂也從同一個巢孔出入,比對 Yasumatsu 1965 年的資料鑑定後,確認為粗切葉蜂。這兩種大型的獨居授粉蜂能共處一室的行為引起筆者的好奇與興趣,因而展開進一步的觀察與記錄。

粗切葉蜂的外形特徵

粗切葉蜂雌蜂體長 2.0~2.3 cm,身體黑色,胸部背面及第 1 腹節密生紅褐色長毛,側面及前足腿節則為黃褐色長毛。頭部近球形,密布明顯凹刻,唇基橫條形;大顎長而直,長約臉寬 2/3,咀嚼緣長約大顎的 1/3,靠近末端有一個大齒。腹部第 2、3 節背面具明顯粗大凹刻,腹部腹面有黑色細直長毛形成的花粉梳(scopa)。雄蜂臉部有濃密的黃色長毛簇,體型及大顎長度均小於雌蜂,腹部無花粉梳。

本種外形與丘切葉蜂(Megachile monticola)最相近,但後者體型較大,身體黃褐色毛不明顯,胸部長毛更濃密;丘切葉蜂的大顎比粗切葉蜂更長,約接近臉寬,咀嚼緣較短,長約大顎的 1/4;腹部第 2、3 節背面的凹刻小而不明顯。

另一種可能與粗切葉蜂混淆的種類為擬丘切葉蜂(Megachile pseudomonticola),但該種頭部扁而窄,大顎明顯較短,腹部第 2 節有一圈紅褐色毛,第 2、3 腹節背面的凹刻小而不明顯。

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A. 丘切葉蜂雌蜂頭部正面。B. 粗切葉蜂雌蜂頭部正面。C. 丘切葉蜂雌蜂。D. 粗切葉蜂雌蜂。E. 擬丘切葉蜂雌蜂。(葉文琪 攝)

粗切葉蜂的築巢習性

鳩占鵲巢

銅翼眥木蜂是淺山農地常見的大型授粉蜂,雌蜂喜歡在為了耕作而架設的枯竹管上築巢,利用強有力的大顎直接咬破竹管鑽入內部,然後以寬大而堅硬的腹部擋住巢孔防止入侵者進入。

銅翼眥木蜂喜好枯竹管上築巢。

觀察的竹管在巢孔右側至少有 2 隻銅翼眥木蜂雌蜂共住,只要一隻從巢孔飛出,另一隻立即以腹部末端堵住巢孔。不過此時的銅翼眥木蜂雌蜂似乎沒有育幼,因為返巢時後腳花粉籃並未攜帶花粉。共用竹管的粗切葉蜂雌蜂初期只在巢孔左側築巢,返巢時腹部和腳布滿黃色花粉,出巢時花粉已卸除乾淨,表示正在收集儲糧育幼。

粗切葉蜂返巢時腹部和腳布滿黃色花粉。

粗切葉蜂進出巢時會擠開守護巢孔的銅翼眥木蜂,但是後者在前者離開後會馬上將巢孔堵住。過了一段時間(約莫 13 天),粗切葉蜂築巢的位置逐漸往巢孔右側推進;此時,銅翼眥木蜂會遭受驅趕,無法再進入竹管,經過幾次嘗試失敗後便未再出現。

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國外文獻曾報導入侵美國的粗切葉蜂雌蜂會利用樹脂塗抹在東部木蜂(Xylocopa virginica)身上,使其無法行動,甚至會攻擊或殺死木蜂侵占其巢穴(Rusty 2018);然而,筆者並未觀察到類似行為。

巢位選擇

觀察地點的竹棚距地面 1~2 m;於 2019~2021 年間共計發現 8 個巢位,巢位的選擇有竹管、橫擺或直立的木頭、木柱。

巢孔直徑 1~3 cm,有的位於竹管前端,有的則在側邊;有一個在木柱上的巢位只有一個巢室,深度 5cm。8 個巢位中有 3 個是銅翼眥木蜂挖鑿的竹管,其中一個是共用巢位;其他還有 2 個巢位是利用黃斑前喙蜾蠃(Anterhynchium flavopunctatum)和條切葉蜂(Megachile faceta)的舊巢。

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粗切葉蜂對巢位高低、巢體材質、巢管長度、巢孔方向和孔徑的大小選擇彈性很大;也會利用舊巢,能夠就地選擇善加利用。

樹脂巢室

雌蜂採集樹脂回巢建構巢室。

雌蜂採集樹脂建構巢室,步驟是先鋪下層,再鋪右側,最後是左側。過程中,雌蜂也會咬著纖維回巢摻雜在樹脂間整修巢室。雌蜂通常在下午採脂,大約持續 1~2.5 小時,每趟來回 2~4 分鐘,卸下樹脂再出巢約需 1 分鐘。

雌蜂大顎咬著纖維回巢。

許多植物都會分泌樹脂,尤其針葉樹最為常見。根據樹脂味道與採集飛行的方位判斷,雌蜂所採集的樹脂很可能是松脂。雌蜂所採集的樹脂可能具有類似蜜蜂蜂膠防潮、抗病、避免掠食者的功能(Bankova et al .2000)。

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花粉儲糧

雌蜂建構巢室到一定大小後,便開始採集花粉做為子代的儲糧。採粉一趟花費的時間約 4~30 分鐘不等,推測會因採粉點的遠近而有差異;雌蜂入巢後約 3 分鐘即完成卸粉。

採粉行為主要集中在上午,通常連續花費 2~3 小時。雌蜂卸粉時通常是頭進頭出,如果巢位空間狹窄沒有轉身餘地,會在巢孔外轉身,尾部朝內倒退入巢卸粉。

觀察期間發現粗切葉蜂數十趟採回的花粉千篇一律都是鮮黃色,推測可能是菜園周圍開花數量最多的大花咸豐草(Bidens pilosa)。如果空間足夠,雌蜂在花粉補充完畢後會採集樹脂和纖維製作巢室隔間,繼續建構下一個巢室的工作。

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封巢

天候不佳時,雌蜂會停止築巢的工作,待在巢管內休息。當所有巢室完成後,築巢工作便進入封巢的最後階段;雌蜂先採集樹脂封閉巢孔,接著利用大顎在附近地面收集泥土,然後將泥團均勻塗抹在樹脂層外面。

雌蜂啣泥團返巢,塗抹巢孔樹脂外層。

每次採集跟塗抹泥團的時間只花 2~3 分鐘,最後將巢孔外層修飾平整,築巢工作就完成了!雌蜂取用封巢的材料不一定,有時只有泥土,並無樹脂。

探巢行為

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完成封巢後雌,蜂會在原巢位附近尋找其他適當地點繼續築巢。

有趣的是,在建構下一個巢位的過程中,無論採到樹脂、纖維或花粉,雌蜂幾乎每趟都會先飛回原巢位探視,持續時間約 3~10 秒;有時會停在巢位上觀望,有時只在巢位旁盤旋徘徊就立刻飛離。

巢位爭奪

也許是適合的巢位有限,兩隻雌蜂間會為了爭奪巢位大打出手。入侵者會以大顎咬住原巢主的腹部末端,試圖將後者拉出巢外。

雌蜂為爭奪巢位,試圖將對方從巢裡拉出。

曾觀察到這樣的行為僵持近 10 分鐘,原巢主終於退出巢孔,但是並不退讓;接著兩蜂以大顎互相箝制,鬥得難分難捨,纏鬥將近 20 幾分鐘;最後終於有一方獲得勝利,順利進入巢內,只是難以分辨是哪一方。

爭奪巢位的雌蜂以大顎互相纏鬥。

巢室構造

雌蜂築巢工作完畢後,筆者將封巢的竹管帶回室內觀察,以便記錄巢室的構造及幼蟲的發育狀態。兩根帶回觀察的竹管原為同一根竹桿,離地約 2 m;第一根竹管在 2019 年 9 月雌蜂封巢後鋸斷帶回,第二根竹管則可能是同一隻雌蜂利用剩餘的竹桿後段繼續築巢。

第一根竹管是與銅翼眥木蜂共用的巢管,巢孔在兩個竹節間。8 月首次發現時,雌蜂已築巢一些時日,約 14 日後封巢。此竹管巢孔的右側因有銅翼眥木蜂進駐,所以雌蜂是先在巢孔的左側築巢;雌蜂將銅翼眥木蜂驅趕離巢後,才利用右側繼續築巢,因此巢孔左右兩側都有巢室。竹管內徑 1.5 cm,裡面所有巢室並非前後相接連成一直線,而是上下錯落緊密排列,可能為了節省空間和巢材。巢室呈長筒狀,由樹脂混合植物纖維築成,花粉團儲糧約占巢室一半的空間。

第一根竹管左側 6 個巢室內不同齡的幼蟲。

9 月 11 日打開竹管觀察,巢孔左側由左到右共有 6 個巢室,總長約 11cm,每個巢室有一隻不同齡期的幼蟲;第 1 室幼蟲似乎已達終齡,9 月 19 日吐絲結繭,10 月 10 日撕開繭皮觀察時內側已是前蛹。巢孔右側由右至左共有 3 個巢室,總長 5.5 cm;第 1 室只有花粉團儲糧,並未發現卵或幼蟲,第 2 室幼蟲似 1~2 齡,第 3 室的蜂糧上則只有 1 顆卵,並於 9 月 13 日孵化為 1 齡幼蟲。

第一巢室的繭。

第二根竹管一端是封閉的竹節,竹節至管口長 26cm。雌蜂在 9 月 12 日開始築巢,9 月 24 日封巢;當日觀察發現竹管由右至左共有 4 個巢室,總長 8cm,封巢處離管口尚有 18cm。

第二根竹管 4 個巢室內的幼蟲。

前 3 室各有不同齡期的幼蟲,第 2 室幼蟲於 11 月 1 日進入前蛹期;第 4 室有一顆長橢圓形稍彎曲的白色卵粒,因不明原因並未順利孵化。

第四巢室的卵。

可惜竹管內的許多幼蟲無法順利成長至前蛹階段,因此從有限的資料只能得知卵約 2~3日孵化,終齡幼蟲至吐絲結繭約需 2 週,且前蛹期很長,因此推測粗切葉蜂是以前蛹越冬,一年只有一個世代。

粗切葉蜂的寄生性天敵

雌蜂築巢期間除了發現尖腹蜂(Coelioxys sp.)曾進出其巢位,寄生性的星蜂虻(Anthrax aygulus)應該是最常出現的寄生性天敵,在不同巢位都能觀察到牠們在巢位前盤旋駐足,有時甚至 2 隻會同時朝同一個巢孔進行投彈產卵。

天敵星蜂虻朝向巢孔進行飛行產卵。

然而,星蜂虻雖然頻繁騷擾,但是並未發現巢室內有被其寄生的跡象,反而比較常見寄生蜂。筆者在 3 個帶回的前蛹蛹體上發現滿是體長約 1 mm 的寄生蜂幼蟲,經陳仁杰醫師協助辨識羽化後的成蜂,應該是屬於釉小蜂科(Eulophidae)的擬孔蜂巨柄嚙小蜂(Melittobia acasta)。本種寄生蜂體型很小,雌雄異型,雌蟲體色暗黑,雄蟲則呈黃褐色,翅膀透明短小,觸角基部明顯膨大。這種寄生蜂雄蟲數量很少,雌雄數量比例差異懸殊。

前蛹被擬孔蜂巨柄嚙小蜂寄生。

筆者曾觀察到 3 次擬孔蜂巨柄嚙小蜂雌雄的交配行為,通常是雄蜂自後方爬上雌蜂背部,頭部整個向前傾,似乎是抓住或咬住雌蟲的頸部。起初,雄蜂除了觸角偶爾輕微抖動之外,幾乎沒有什麼動作,待時機成熟便突然快速往後移動,將腹部前彎與雌蟲腹部末端結合。整個求偶過程在 10~14 分鐘內完成,真正交尾的時間卻很短暫,其中兩次在 1~3 秒內完成,另一次可能因為雌蟲配合度較差,花了 10 幾秒。

前蛹被擬孔蜂巨柄嚙小蜂寄生。

有關於幼蟲的部分,我們持續觀察中

筆者連續 3 年在虎頭山的野外觀察發現粗切葉蜂雌蜂最早於 8 月下旬開始築巢活動,10 月過後就不再出現,生活史應該是一年一世代;成蟲發生期短,僅持續兩個多月,並以前蛹狀態越冬。

雌蜂主要以樹脂、植物纖維及少量泥土為巢材,在竹管或木頭的孔隙中築巢;巢室長筒狀,頭尾與相鄰的巢室交錯排列互相重疊,數量多寡則因選擇的巢位空間而定。巢室內會儲存約半個巢室空間的花粉團作為幼蟲儲糧,且在每個巢室僅產下一粒卵。

由於觀察機會及個人時間有限,本次的觀察對於粗切葉蜂的幼蟲發育過程並沒有太多紀錄;期待日後持續的努力,以及更多愛好者一起加入切葉蜂生態觀察的行列,能夠解開這部分的謎題。

自然保育季刊_96
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自然保育季刊為推廣性刊物,以推廣自然教育為宗旨,收錄相關之資源調查研究、保育政策、經營管理及生態教育等成果,希望傳達自然科普知識並和大家一起關注自然!

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外星人長什麼模樣?-《2050科幻大成真》
時報出版_96
・2015/06/16 ・3512字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 525 ・七年級

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蜜蜂有智能?

為了讓我們更了解怪異意識的可能樣子,可以想想地球上生物繁殖所採取的策略。生物繁殖有兩種基本策略,對於生物的演化和意識有深遠的影響。

哺乳動物採取第一種策略:產下少量的後代,然後小心的照顧每一個到長大。這是風險很大的策略,因為每個世代只能產有限的後代。也就是說,這個策略認為照料的過程能彌平意外災難,而需要長時間小心地珍惜與照顧每一個後代。

另一個策略比較古老,植物和大部分的動物採用這種策略,包括昆蟲、爬行動物以及地球上其他生命形式:產生大量的卵或是種子,讓它們自求多福。在沒有照料的情況下,大部分的後代不會活下來,只有少數強壯的個體能長大到產生下一代。這意味著親代對於子代投資的能量是零,生殖就靠平均法則(law of averages)讓種族繁衍。

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這兩種策略讓生物在生活方式與智能發展上出現完全不同的方向。第一個策略中,每個個體都是受到珍惜的。在採用這種策略的生物中,愛、扶養、情感與依戀是額外的付出。只有雙親投資大量的寶貴能量在保護下一代時,這種生殖策略才能成功。第二種策略並不珍惜每個個體,強調整個種族或群體的續存,個體不算什麼。

進一步發展下去,這兩種策略對於智能的演化有深遠的影響。例如當兩隻螞蟻相遇時,會彼此用化學氣味和姿勢交換有限的訊息,雖然兩隻螞蟻分享的資訊很少,但是運用這些資訊,螞蟻能打造出蟻丘中複雜的通道和房間。同樣的,雖然蜜蜂彼此之間以舞蹈溝通,卻能一起製造出複雜的蜂巢,並且告知遙遠花圃的位置。因此牠們的智能不會在個體上出現,但是出現在牠們整體的交互作用上,也出現在基因上。

我們可以思考基於第二種策略所建立的外星文明,例如類似蜜蜂的智慧種族。在牠們的社會中,每天出外採蜜的工蜂是被當成消耗品的。工蜂不能生育,活著的目的只是為蜂巢和蜂后服務,為此犧牲自己也在所不惜。哺乳動物個體之間建立的連結對牠們而言沒有任何意義。

理論上,這種狀況會影響他們的太空發展計畫。由於人類珍惜每個太空人的性命,因此有許多資源用於讓太空人活著返回地球。太空旅行中大部分的成本都花在讓太空人能重返大氣層,回到自己的家。

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但是在智能蜜蜂所建造的文明中,每個工蜂價值沒有那麼高,因此他們的太空計畫花費會少得多。工蜂不需要回來,每次旅程都是單程的,這代表可以省下大筆金額。

現在想像,如果我們所接觸到的外星人類似工蜂。一般來說,如果我們在森林中遇到蜜蜂,若是我們沒有攻擊蜂巢,蜜蜂通常不會理會我們,彷彿我們不存在。同樣的,外星工蜂很可能對於接觸人類或分享他們的知識一點興趣都沒有。他們會完成自己本來的任務,忽略人類。此外,人類珍惜的價值對他們而言幾乎沒有意義。

在一九七○年代,先鋒十號與先鋒十一號太空船上各放了一面圓盤雕飾,其中包括人類世界和社會的重要資訊。這些圓盤讚揚地球上的多樣性以及豐富的生命。當時的科學家認為,外星文明會喜歡人類,對人類好奇,有興趣和人類接觸。不過如果有個外星工蜂發現這個銅盤,很有可能認為它不具任何意義。

此外,每個外星工蜂不需要很有智能,他們只需要能聰明到能照顧蜂巢的利益就足夠了。所以,如果我們把訊息傳送到有智能蜜蜂的行星上,他們很可能完全沒有想要回信。

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就算我們最後接觸到這個文明,也可能難以和他們溝通。例如,如果我們要和其他人溝通,會把概念轉化為語言,具有主詞/動詞的句型,然後形成敘述的內容,通常是個人發生的事。人類大部分的句子結構是「我做了這件事」或「他們做了那件事」。事實上,人類大部分的文章和對話都是使用敘事結構,通常牽涉到個人的經歷或冒險活動,我們自身或自身扮演的角色通常在這個故事中。這種假定我們個人的經歷在傳送資訊時,占有主要地位。

不過,智能蜜蜂所建立的文明,可能對個人的敘述和故事毫無興趣。他們過著高度集體生活,他們的訊息可能和個人無涉。牽涉到事實,含有對蜂巢重要的資訊,才有助於提升他們的社會地位,關於個人小事和聊天閒話大概就不行。事實上,他們可能認為我們的敘事性語言令人反感,因為其中把個人的角色放在群體的需要之前。

工蜂對於時間的感覺也會和人類完全不同。由於工蜂是可以消耗掉的,他們的壽命可能不會很長,他們可能只會進行短期和明確的計畫。

人類的壽命比較長,也對於時間有不言而喻的感覺。我們能理性接受可以在一生中完成的計畫和工作,我們的下意識會訂出計畫步調、與其他人的關係,讓計畫能與我們有限的一生配合。換句話說,人類的一生會分成各個階段:單身、結婚、生子、退休。我們通常認為自已會在一段有限的時間中活著,之後死亡,我們通常都是無意識就想到這些。

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但是如果想看有種生物能活五千年,甚至永生不死,他們的優先順序、目標和野心,會完全和人類不同。他們進行的計畫可能需要人一輩子的時間才能完成。就如同之前提到的,星際旅行通常被斥為科幻,是因為搭乘普通火箭前往最近恆星大約需要七千年。這個時間長到讓人類無法成行,但是對於外星生命來說,時間可能無關緊要,例如他們可能進行休眠,減緩代謝速度,甚至沒有壽命的限制。

 他們長什麼模樣?

最先翻譯出來的外星訊息可能讓我們多少能了解他們的文化與生活方式,例如這些外星人很有可能是從掠食者演化而來的,因此有掠食者的特徵。(通常地球上的掠食者比獵物聰明。老虎、獅子、貓和狗能狡猾的追蹤、埋伏和躲藏,這都需要智能。這些掠食者的眼睛都位於臉部正前方,集中注意力時能產生立體視覺。獵物的眼睛通常位於頭部兩側,以偵測掠食者,看到了只能逃命。因此我們常用「老狐狸」和「呆頭鵝」這樣的詞。)外星生命可能不再有遙遠祖先的掠食者本能,但是依然還有某些掠食者的意識(例如:領域性、擴張性、必要時使用暴力。)

如果我們看看人類這個種族,會發現得到智能的過程需要有三個基本因素:

(一)拇指與其他手指相對,這讓我們能運用工具來利用與改造環境。

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(二)如掠食者般兩眼能產生立體影像。

(三)語言讓我們累積的知識、文化和智慧能傳到後代。

當把這三個要素和其他動物相比,會發現只有非常少數的動物能符合這些準則。例如狗和貓沒有抓握的能力,也沒有語言。章魚有複雜的觸手,但是視力不佳,而且沒有複雜的語言。

這三個準則有一些變化。外星人可能沒有與其他手指相對的拇指,但是可能有爪子和觸手(唯一的限制是這些肢體能創造工具,以利用自然資源。)外星人可能不是兩個眼睛,而是如昆蟲般有許多眼睛。他們或許還有感測聲音和可見光頻率範圍外的紫外線感測器官。比較有可能的是,他們具有如掠食者般能產生立體視覺的眼睛,因為掠食者通常比獵物聰明。還有,他們可能不用聲音語言,而以其他震動的形式來溝通。唯一的限制是他們要能交換資訊,以產生代代相傳的文化。

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只要遵守這三條準則,其他任何事都有可能發生。

接下來,外星人的意識會受到他們所處環境的影響。天文學家現在了解,宇宙中大部分適合生命居住的星球,可能不像是地球那樣,能沐浴在母星溫暖的陽光下,可能是個距離恆星非常遙遠的冰冷衛星,圍繞著類似木星那麼大的行星運轉。許多人相信,木星的衛星歐羅巴(Europa)在冰覆蓋的表面下有液態的海洋,這個海洋是因為潮汐力產生的熱而出現。這是因為歐羅巴在繞木星運轉時同時會翻滾,在不同的方向會受到木星巨大的重力擠壓,使得衛星內部有摩擦產生。這樣產生的熱造成了火山和熱泉,使得冰融化而形成海洋。

科學家估計,歐羅巴的海洋位於冰層深處,總體積可能超過地球海洋許多倍。由於天上超過一半的恆星具有木星大小的行星(數量是地球大小的行星的百倍以上),因此最多的生命可能居住在木星般巨大氣體行星的冰冷衛星上。所以,我們最早接觸到的外星文明,很有可能是來自水中。當然,他們也有可能會從海洋遷徙出來,遠離水,移居衛星表面的冰上。這有數個理由。首先,一直都住在冰下的物種,宇宙觀會受到相當大的限制。如果他們認為宇宙就只是冰下面的海洋,那麼就不會發展出天文學和太空計畫。第二,水會讓電器短路,如果一直待在水下,就不會發展出無線電和電視。如果文明要進展,就得擅長使用電器,但是電器無法放在海洋中。因此,這些外星人很有可能得學習離開海洋,在陸地上生活,這和人類一樣。

如果這種生命形式演化出能從事太空旅行的文明,具有抵達地球的能力,那會發生什麼事呢?他們依然會如我們現在一樣是有機體,或是已經進入「後生物」(post-biological)時代呢?

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6e9fadc5defe44c78b4fbbff7ea4d739本文摘自泛科學2015六月選書《2050科幻大成真:超能力、心智控制、人造記憶、遺忘藥丸、奈米機器人,即將改變我們的世界》,時報出版。

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出版品包括文學、人文社科、商業、生活、科普、漫畫、趨勢、心理勵志等,活躍於書市中,累積出版品五千多種,獲得國內外專家讀者、各種獎項的肯定,打造出無數的暢銷傳奇及和重量級作者,在台灣引爆一波波的閱讀議題及風潮。