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【Gene思書齋】豬玀紀,失落的世界(三):只為了娛樂,其實把劇情搞得更糟

Gene Ng_96
・2015/07/31 ・4631字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 538 ・八年級

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➙➙豬玀紀,失落的世界(一):這是不折不扣的黑心商品
➙➙豬玀紀,失落的世界(二):不關心科學,其實只想賺錢

《侏羅紀世界》惹毛了不少科學家 [1-9],原因在於,雖然《侏羅紀公園》和《失落的世界》原著小說在科學上仍有不少缺失,但麥可‧克萊頓已很嚴謹地使用當時科學界最新的想法,如果麼大型的製作不沿續這種精神,是對麥可‧克萊頓的無情羞辱!其實在《失落的世界》的電影版,史蒂芬‧史匹柏(Steven Spielberg)把原著小說裡頭大量的科學元素刪除,著重在恐龍大鬧聖地牙哥市,已經讓很多科學家大失所望了。

為何要有科學?

商業電影的本質是娛樂,為何麥可‧克萊頓的小說要使用大量的最新科學研究理論?因為麥可‧克萊頓關心科學發展,他雖然脫離了學術界,不過曾在頂尖的沙克生物研究院當過博士後研究,也曾是貨真價實的科學工作者。如果不想沿續麥可‧克萊頓的精神,那就起爐灶吧,拍一部不相干的恐龍怪獸片,誰理裡頭科不科學啊,我們這些科學愛好者才沒空無聊到去挑每部怪獸片毛病。

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我們對電影要有一定的科學真實性要求,因為麥可‧克萊頓的作品就是標榜有最新的科學知識和理論啊!《侏羅紀世界》的設定和片名,明顯就是要騙當年受《侏羅紀公園》感動的影迷入場,有些小影迷長大了還能帶小孩去重溫童年舊夢。可是交出這種水準的科學,真不愧是詐騙集團無誤!

科幻電影為了劇情,不免要犧牲一些科學,可是有些偉大的電影,除了《侏羅紀公園》,去年爆紅的《星際效應》(Interstellar),科學顧問基普‧索恩(Kip Thorne)在他的好書《星際效應:電影幕後的科學事實、推測與想像》(The Science of Interstellar)中,詳細闡述他在這部電影中,費盡心思地顧及最大限度的嚴謹科學,絞盡腦汁為巨人黑洞做出特效所需的數學方程式。相對論迷絕對比恐龍迷少非常非常多,但他們的這麼努力不懈,真叫人肅然起敬(請參見〈讀完這本書,你會再看一次《星際效應》〉)。

好吧,《侏羅紀世界》是部娛樂片,先不談科學,來談劇情合理與否,我們也可以這麼推論:如果他們不用最新的恐龍知識(例如恐龍原來有羽毛)就會出現不合理劇情。我們想想,這個公園一定收費頗高才能營運甚至賺錢,因為成本非常高,對吧?那麼去參觀的人,大部分會是有錢的恐龍迷吧?如果《侏羅紀世界》中的迅猛龍沒有羽毛,會更暴走的是這些恐龍迷還是我?他們還會付出高昂的參觀費用嗎?事實上,我有些朋友唸小學的孩子早就知道恐龍有羽毛了,他們帶小孩去看這部電影,結果被失望難過的小孩吐槽。

因為設定要沿續第一集《侏羅紀公園》,所以《侏羅紀世界》的恐龍沒有羽毛,可是編劇們大可說他們根據最新的科學研究成果修正了園區裡恐龍的樣貌,劇情上也會更合理,因為如此一來,他們連那隻變態的帝王暴龍都不必做,只要先做出有羽毛的迅猛龍,不就行了嗎?他們會出包,是因為這十幾年來入園的遊客已經對一般的恐龍麻痺,所以必須創造出全新的、更兇猛、更殘暴的新恐龍來重拾遊客的關注,可是中間跳過有羽毛的恐龍先搞一隻超危險的,合理嗎?雖然那隻帝王暴龍是要做成武器的,但是這種太跳躍的劇情,注定讓它只能是部爽片而已。

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迅猛龍等等沒有羽毛,恐怕更大的考量是成本。雖然加上羽毛,對特效的要求更高,可是當初《侏羅紀公園》在影史上的最大突破,不就是創新地使用大量電腦特效?《侏羅紀世界》只拾前人牙慧,創新性大不如其票房亮麗,影史上的地位肯定遠低《侏羅紀公園》,更何況演員演技也不如後者。

《侏羅紀世界》劇情上不合理處還包括:正常人不會以為帝王暴龍逃出去時,就馬上打開柵門進去玩耍,所以帝王暴龍暴走逃出牢籠,就像八仙粉塵爆的活動負責人一樣,男主角其實要負最大的責任!可是最後他反而成為英雄,這根本就不道德啊!

《侏羅紀世界》劇情不怎麼樣,不僅是我如此認為而已,爛蕃茄(Rotten Tomatoes)總結影評的評語是:「Jurassic World can’t match the original for sheer inventiveness and impact, but it works in its own right as an entertaining –and visually dazzling –popcorn thriller」,就是說它太不如前,只是部爽片。我也曉得,很多網友認為我認真到無聊無趣了,這我不想辯駁;但做為一部超級賣座的爽片,除了票房上的成功,還引爆這麼多話題,從恐龍到高跟鞋,在商業上算是厲害的。可是純粹做為一件商品,消費者提出自己的經驗,是天經地義的,我不認為我有必要改變這是部爛片的想法,而且要不是它超級賣座,我還沒空理它咧。

倒帶回廿幾年前,舉幾個例子說明《侏羅紀公園》對科學界的貢獻,科學家盛讚《侏羅紀公園》而幹譙《侏羅紀世界》,是有道理的。雖然過了廿幾年來看,《侏羅紀公園》錯誤百出,可是當時麥可‧克萊頓已經用上他能找到的最新資料了。科學會自我修正,在《侏羅紀公園》,麥可‧克萊頓認為暴龍看不見靜止的物體,到了《失落的世界》才修正成暴龍其實看得見,只是他們用了蛙的基因體才導致該現象。

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其實在《侏羅紀公園》推出之前,恐龍研究是已經算是冷門的古生物學中的冷門,很多恐龍化石其實是業餘愛好者自費當志工挖掘出的。《侏羅紀公園》的熱潮後,引起了社會大眾的注意,古生物學家才比較容易申請到經費研究恐龍,所以這廿年來的許多進展,真是拜《侏羅紀公園》所賜。

《侏羅紀公園》當年就指出,恐龍是恆溫動物,這個理論當時在學界還不流行,直到近年的許多新證據,使科學家得以研究恐龍的生理特徵,包含代謝、體溫調節方式、呼吸系統、以及心血管系統。恐龍溫血動物說逐漸成主流理論,牠們被視為活躍的動物,至少具有相當穩定的體溫。目前的爭論多在於牠們的體溫調節機制,以及牠們與鳥類、哺乳類的代謝率相近程度。《侏羅紀公園》當時激發了許多古生物學家往這個方向研究。

《侏羅紀公園》裡頭有位數學家伊恩‧馬爾科姆(Ian Malcolm),是混沌理論的專家。1990 年的《侏羅紀公園》把混沌理論用在了解釋侏羅紀公園的崩潰,當時科學界知道混沌理論這個數學分支的人還有限,雖然科普作家葛雷易克(James Gleick)的《混沌:不測風雲的背後》(Chaos: Making a New Science)在 1987 年出版了。《侏羅紀公園》讓混沌理論聲名大噪,大家都記得片中的蝴蝶效應,後來還有部科幻電影就叫作《蝴蝶效應》(The Butterfly Effect)。可是事實上,把混沌理論用在這個故事上,是非常牽強的,這是《侏羅紀公園》最弱的一部分。不過,好歹麥可‧克萊頓在嘗試推廣科學,所以大家還是津津樂道。葛雷易克的《混沌》,天下文化在 1990 年出版中文版,是科學人文系列頭香,還掀起科普書熱潮。

在《侏羅紀公園》中,暴龍暴走狂追越野車,可是沒幾年就有研究顯示暴龍不太可能跑那麼快。另一些研究指出,暴龍有可能是食腐者,牠們並不獵殺,牠們吃已經掛掉的動物屍體,因為就化石記錄推估出的數量上而言,如果牠們是食物鏈的最頂端,數量以乎太多了。這些也都是《侏羅紀公園》當時帶給科學界努力思維的方向。有網友提出,《侏羅紀世界》一開始就用烏鴉腳當恐龍腳搞笑,暗示了恐龍與鳥類的關係,所以不需要再苛求劇組,不過這個這個恐龍只有內行人才看得懂吧?雖然麥可‧克萊頓就暗示鳥是恐龍後代的概念,可是《侏羅紀世界》捨這廿年來許許多多《侏羅紀公園》激發的研究不理,就不只是可惜而已了啊!

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《侏羅紀世界》反基改?

我有朋友去看了《侏羅紀世界》回來就說,《侏羅紀世界》是反基改的電影吧?因為出包的是基改恐龍。我其實並不這麼認為,因為不小心把牠放出去的是男女主角啊!麥可‧克萊頓在他的科技驚悚小說中,多次把濫用科技而闖的禍當故事,可是他並非一味反對科技,他在《最高危機》(Airframe)其實是高度讚揚航空科技的。他在過世前有本小說《NEXT:危基當前》(Next)是在嘲諷生技公司,裡頭有提到基改。

《NEXT:危基當前》基本上是鬧哄哄的鬧劇,《NEXT:危基當前》提到貪婪的生技公司、誤用基因療法的生技公司職員,私下把人類基因轉入動物的科學家、身體組織細胞被大學出賣的小民、搶取豪奪的學術界大頭、偷盜人類器官的醫院職員等等。麥可‧克萊頓在小說中也搞出一些假報導,用誇張的方式來表達一些科學報導或科學家對基因控制人類行為或疾病的誇大渲染。和麥可‧克萊頓絕大部分小說中悠關生死的危機不同的,《NEXT:危基當前》只不過是有白爛結局的鬧劇,我想麥可‧克萊頓應該是想寫部黑色喜劇吧?

然而因為故事實在是太鬧哄哄了,不太容易搞清楚麥可‧克萊頓想要表達的觀點,他應該也知道讀者的疑慮,於是他在白爛的故事結束後,還加了一章清楚地表達他對遺傳工程、幹細胞研究等的觀點。不過相較他其他死很多人的科技驚悚小說,《NEXT:危基當前》是部黑色喜劇,出現了被基因改造而會說話而且很耍寶的的猩猩和鸚鵡,麥可‧克萊頓看來並沒有反對基因工程本身。

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基本上,麥可‧克萊頓反對的,是把基因拿去申請專利,他主張要改革法案以面對大學和教授產學不分的問題,還有為人類細胞組織的使用建立準則,以及立法以確保基因檢驗資料的公開化。並且他反對完全禁止某些高度爭議性的研究,如基因療法和幹細胞等,雖然他反對科學家誇大那些研究的成效,然而就算歐美嚴禁那樣的研究,新興經濟體如中國卻反而還是可以從中獲利。與其限制遺傳工程、基因療法和胚胎幹細胞的研究,還不如把精力花力認真地研究出合時合理的法案。

《侏羅紀世界》的例子也不能用來反基改。爆個雷吧,《侏羅紀世界》的劇情發展下去,原來那隻變態帝王暴龍,根本就不是為了給遊客看爽的,是秘密軍事武器!所以他們本來就是為了大屠殺而做出那隻變態帝王暴龍,所以變態的不是科技也不是恐龍,是貪婪冷酷的人心!

不過,即使他們的目的很下流,可是他們也不是為了鬧出人命才放出那隻恐龍的,不小心把恐龍放出來大肆殘殺的,是男女主角哦,這只是觀眾不願面對的白爛問題。好吧,即使我們不要過度做出道德上的責難,難道就該讓這件事船過水無痕嗎?難道就要坐視下一場電影,男女主角繼續不受控制白目放出恐龍來造成死傷無數嗎?我們不是只要究責,也是檢討整個體制,拒絕劇組用無腦爛劇情來唬弄觀眾!

總而言之,我們這些科學愛好者和科學工作者並非單純為了電影有沒有嚴謹的科學而非難《侏羅紀世界》,而是《侏羅紀世界》利用科學招遙撞騙卻在科學上非常不嚴謹,劇情也荒腔走板,讓它注定只是部爽片的一般商品!

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延伸閱讀:

豬玀紀,失落的世界(一):這是不折不扣的黑心商品

豬玀紀,失落的世界(二):不關心科學,其實只想賺錢

參考資料:

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1. MICHAEL CASEY. Paleontologists give “Jurassic World” science thumbs down. CBS NEWS. June 11, 2015.
2. Nick Allen. Jurassic World dinosaurs criticised by paleontologists. The Telegraph. 12 Jun 2015.
3. Eve Hartley. Jurassic World Dinosaur Inaccuracies Are Making Paleontologists Mad. The Huffington Post UK. 15/06/2015.
4. ELLIE ZOLFAGHARIFARD. Jurassic Park is simply ‘a dumb monster movie’: Paleontologists slam Hollywood blockbuster for its glaring errors. DAILYMAIL.COM. 11 June 2015.
5. NICHOLAS ST. FLEUR. A Paleontologist Deconstructs ‘Jurassic World’ – The New York Times. JUNE 12, 2015.
6. NICK ALLEN. Jurassic World’s CGI dinosaurs slammed by paleontologists. stuff.co.nz. June 15 2015.
7. John Conway. Scientists disappointed Jurassic World dinosaurs don’t look like dinosaurs. The Guardian. 4 December 2014.
8. Ralph Jones.We Got a Paleontologist to Call Bullshit On the ‘Jurassic World’ Trailer. Vice. November 28, 2014.
9. Linda Qiu and Dan Vergano. ‘Jurassic World’ Dinosaurs Stuck in the 1980s, Experts Grumble. National Geographic. NOVEMBER 27, 2014.

本文原刊登於閱讀‧最前線【GENE思書軒】,並同步刊登於The Sky of Gene

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Gene Ng_96
295 篇文章 ・ 32 位粉絲
來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋

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台灣有恐龍嗎?化石學家帶你探索島嶼的古老秘密——《好久・不見》
麥田出版_96
・2024/11/02 ・2579字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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台灣的地理位置與化石形成

台灣也有化石嗎?台灣也有恐龍嗎?

世界地圖攤開一看,台灣陸地上的面積看來是不大,但其面對的太平洋,不只在我的想像中、在我多年搭著飛機到世界各地檢視相關的標本,試著拼湊出鯨魚們在數千萬年間演化歷程的經驗中,我知道也相信台灣的地底下,必定蘊涵著能跟我們講出帶有全球視野的化石標本。

同時,台灣除了被海洋包圍之外,那平均深度只有六、七十公尺深的台灣海峽,也清楚的意味著,當更新世的冰河時期讓海平面下降幅度來到或超過這個臨界點時,台灣就會成為歐亞大陸最東南邊的一角。

相信在台灣的不少人都常聽過,台灣在冰河時期會和中國大陸連在一起,但我在跟大家解釋這樣的環境變遷與古生物演化時,總是會特別強調我不想泛政治化,但世界地圖清楚的標示出台灣的地理位置應該是可以、也該要放在更大的版圖:歐亞大陸的板塊底下來討論,而不是只有限縮在與中國大陸連結的關係。

畢竟,當我們像是讚嘆著非洲地區的陸生大型哺乳動物,能在以年為單位的時間軸來進行長距離的移動時,基本上是用「萬年」以上的尺度來探討生物演化、移動的古生物學,處於歐亞大陸東岸的台灣上的大型脊椎動物,要橫跨歐亞大陸到西邊、或是反方向的來到台灣,大概都會是稀鬆平常的移動距離。

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建立起這樣的思維模式後,當然就是需要有最直接的化石證據來驗證這樣的想法,或深入討論其化石標本的背後,隱藏了怎樣的大尺度演化事件。

大型脊椎動物跨越歐亞大陸到台灣,在古生物學的長時尺度下是平常現象。圖/envato

早坂一郎的開創性研究與犀牛化石

二○一八年一月底從日本的筑波搬到台北後,一邊重新改造所接手的退休丘臺生教授的實驗室、一邊開始準備新學期的上課內容;除此之外,很重要、也是主要的工作內容,就是要開始到野外和各個單位的收藏庫裡尋找、檢視相關的化石標本,試著解讀其背後所帶有的古生物學、演化學上的意義。

有趣、但不令人意外的是,知道我開始要在台灣從事大型脊椎動物化石研究的人,第一個反應通常都會是:台灣也有化石嗎?台灣也有恐龍嗎?這樣之類的疑問。

要回答台灣有沒有化石紀錄的出現,我在日本的工作經驗,和剛好不小心娶了日本太太,讓我能從搬到日本工作前還不會五十音的狀態,到現在能有一定用日文溝通和閱讀日文文獻的基礎能力,幫了很大的忙。

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因為,台灣的古生物研究歷史,基本上就是從日治時期展開並奠下根基。也因此,有一定的日文能力和在日本古生物學界中遊走的經驗,確實是對於一些細微的狀況,更能推敲或掌握。

舉例來說,我目前所服務的台灣大學於一九二八年創立時的前身:日治時期的台北帝國大學,一開始創校時就加入的早坂一郎教授,可以說就是在研究台灣大型脊椎動物化石的先驅,也就不意外為什麼一九八四年在台灣所發現、並被命名為一個新亞種的犀牛化石,會以早坂為名(犀牛的故事書寫在第四話)。

延伸閱讀:從放牛學生到震驚世界:左鎮犀牛化石背後的傳奇——《好久・不見》

台灣有化石的出沒,對生物多樣性、生命演化等議題有些敏感度的人來說,大概不會太意外。但台灣有沒有令許多人為之瘋狂的恐龍,聽起來就是一個棘手許多的疑問。

或許出乎大多數人的意外,台灣不只有貨真價實的恐龍,還有台灣才有的特有種恐龍!

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一九九三年上映的《侏羅紀公園》(Jurassic Park),可以說是徹底的激發了全世界對於恐龍的狂熱與追逐。即使到了二○二四年的今天,恐龍的形象,對於大多數的人來說,似乎就是古生物學研究的全部了。

《侏羅紀公園》激發全球恐龍熱潮,至今在大眾心中恐龍仍象徵著古生物學。圖/wikimedia

但恐龍有如此的代表性,可不是只有形象般的讓人摸不著邊際,而是有全世界各地的古生物學家用一生的精力,和政府、私人所挹注的大量資源,來試著一點一滴揭開恐龍那引人入勝的演化歷程。

舉一個比較可以讓大多數人理解到我們對於恐龍知識是如何持續的累積、建構起來的例子:我正在書寫這段文字的當下是二○二○年的五月中旬,這年從一月一日到這個時間點,已經有二十種,先前完全未知、生存於中生代的恐龍們被古生物學家發現,並且正式的命名為新物種、發表在國際間相關的古生物學研究期刊中—平均不到一個禮拜,全世界就又會多了一種中生代的恐龍在我們的知識體系中!

台灣的鳥類恐龍故事:恐龍演化新視角

藉由這樣的研究能量,我們現在不只清楚的知道所有現生鳥類都是貨真價實的恐龍,連我上課在談論恐龍演化所使用的教科書,所提到恐龍定義裡的其中一個主角,即有我們幾乎每天都會見到面的麻雀:

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恐龍包含了滅絕的三角龍和現生的麻雀最近的共同祖先,以及從這共同祖先開始的所有後代,都是恐龍。沒有被包含在三角龍和麻雀最近的共同祖先裡的後代,都不是恐龍。

大部分隨口問我台灣到底有沒有恐龍的人,我基本上都很難有足夠的時間用上述簡短的內容來說明,因為可以感覺得出來,大部分的人,真的都只是隨口問問,大概也沒有打算真的想要了解恐龍、或是古生物學的研究工作到底是怎麼一回事,背後又有什麼重要的意涵。所以我一般都只會簡短的回應著像是,台灣當然有恐龍,因為所有的鳥類都是恐龍,不只如此,我們每天也都在吃著貨真價實的恐龍肉!

——本文摘自《好久・不見:露脊鯨、劍齒虎、古菱齒象、鱷魚公主、鳥類恐龍⋯⋯跟著「古生物偵探」重返遠古台灣,尋訪神祕化石,訴說在地生命的演化故事》,2024 年 9 月,麥田出版,未經同意請勿轉載。

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麥田出版_96
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1992,麥田裡播下了種籽…… 耕耘多年,麥田在摸索中成長,然後努力使自己成為一個以人文精神為主軸的出版體。從第一本文學小說到人文、歷史、軍事、生活。麥田繼續生存、繼續成長,希圖得到眾多讀者對麥田出版的堅持認同,並成為讀者閱讀生活裡的一個重要部分。

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穿越時空的地球階梯:從深海生物到滅亡的恐龍,旅程永不停止——《地球的階梯》
悅知文化
・2024/10/01 ・808字 ・閱讀時間約 1 分鐘

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來自悅知文化的編按:
城市中突然出現了一扇門, 門內是一條通往下方的樓梯!啊!原來這是一個「地球的階梯」。每下一層階梯,都將迎來不同時期的生物與環境,透過松岡老師精美的繪圖,孩子們得以加深每一層的印象。另外,書中還有位地球博士,適時地補充該時期的生物與環境等知識內容,你將發現原來鳥曾經是恐龍!生命的起源,竟是在有毒的水中誕生!
當你以為已經走向地球深處時,沒想到仍只來到 7000 萬年前……別停下來,旅程還很長,地球階梯繼續延伸,和我們一起洞悉地球生命歷史吧!

【本書特別邀請國立臺灣大學生命科學系.蔡政修副教授協助審定】

6600 萬年前

大約在 6600 萬年前,宇宙中有一顆小行星撞擊到地球,導致地球被大量的灰塵覆蓋著。灰塵遮蔽了太陽光,包含恐龍在內的緒多生物,都因此而滅亡。

7000 萬年前|白堊紀

在「白堊紀」末期,地球變得越來越寒冷。因此,有些科學家認為,暴龍的部分身體,可能覆蓋著跟鳥一樣的羽毛。

3 億 7000 萬年前|泥盆紀

從這裡開始,我們必須潛到海底,所以請穿上潛水服。請不要懷疑,狗狗也要穿。遠古時代的海洋,真是相當精彩呢!

魚石螈的體長大約 1 公尺,是一種兩棲類動物。牠類似現代的山椒魚(Salamander),卻有 7 根指頭。

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——本文摘自《地球的階梯》,2024 年 9 月,悅知文化,未經同意請勿轉載。

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悅知文化
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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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