前NASA科学家蒋红涛：《三体》很精彩，但“黑暗森林”并非科学定论

宇宙里有没有外星人？很可能有，但我们还不知道，也还没有找到能够确认外星生命或外星文明存在的确凿证据。

从《三体》《流浪地球》《星际穿越》到前不久的《拯救计划》，影视作品近年带起了一波又一波“太空热”。

最近，外滩君有机会和一位真正了解宇宙的人对话，我对于宇宙的好奇心，得到了翔实且意料之外的解答。

《星际穿越》剧照

网飞版《三体》剧照

“刘慈欣的科幻小说非常精彩，‘黑暗森林’也是极具想象力和文学力量的设定。但从严格的物理学和天体生物学角度看，它并不是已经得到验证的宇宙规律。作为物理学家，我会更谨慎地把它视为一种值得讨论的假说，而不是科学结论。”

前NASA华裔科学家、加州理工学院喷气推进实验室（JPL）高级研究科学家蒋红涛，在和外滩君的对话中作出了这样的评价。

作为一位天体物理学家，蒋红涛在全球有着重要影响力。他在NASA工作二十余年，曾荣获班纳·米勒奖、NASA杰出科学贡献勋章等多项荣誉，入选路透社“全球顶尖气候科学家榜单”。

蒋红涛1960年代出生于北京，在北京师范大学本科就读天体物理学。儿时在父亲带领下，对星空的仰望埋下了好奇的种子。在成为天体物理学家后，他对于宇宙探索的兴趣更强烈了。

蒋红涛，美籍华裔科学家，美国气象学会院；曾任NASA喷气推进实验室高级研究科学家；美国国家科学院、国家工程院和国家医学院《火星载人探测科学战略》指导委员会委员。

在新书《沉默的宇宙：“大过滤器”与人类的未来》中，蒋红涛用通俗易懂的语言，科普当下前沿的宇宙知识。该作品是蒋红涛面向中国公众推出的首部科普著作，他在书中解答了我们关于人类未来的许多困惑。

同时，蒋博士的个人成长经历，也能给有志于太空的年轻朋友一些启发。

从80年代在北京求学，到“一张单程机票”带着无数未知飞往大洋彼岸求学，成为一名真正的科学家。他在对话中，给了年轻人许多真挚的建议。

以下内容，来自蒋红涛自述：

童年仰望星空

种下科学的种子

我小时候住在北京三环外，当时还是比较偏远的郊区，城市灯光很少。在天气晴朗的夜晚，可以看到满天星斗。父亲常指给我看天狼星、织女星这些亮星。

他告诉我：天上那些看起来很小的光点，其实也是一颗颗遥远的太阳，和我们头顶这颗太阳是一样的，只不过距离太远，看上去才成了亮点。

这句话对小时候的我产生了很大的震动——原来夜空并不是一块点缀着亮点的黑色幕布，而是一个无比辽阔、真实存在的世界。

我开始想：那些“太阳”离我们有多远？它们周围有没有行星？在那些遥远的世界上，会不会也有人抬头仰望天空，思考和我们同样的问题？

1992年12月16日，在飞掠地球8天后，“伽利略号”探测器回望家园，从距离地球约620万公里外，拍下了这幅令人惊叹的画面。

父亲年轻时留苏学电机，动手能力很强，自己买了镜片做天文望远镜，还带我测过地月距离、用正午影子角度差测过地球的大小……这些事情对一个孩子来说太有趣了，原来书本上的知识，自己动手也能做出来。父亲为我打开了一扇门。

那时我并没有马上确定将来要当天文学家。我1979年上高中，那时候不像现在的孩子，很小就知道将来想当什么。那个年代最光荣的是当工人，我甚至想将来当个修车工也挺好。

我对天文只是一种很纯粹的好奇。随着年龄增长，开始学习物理和数学，阅读有关恒星、星系和宇宙的书籍，这种好奇才逐渐变成一种志向。

报考大学时，父亲问我想学什么，我说还是学天文。他翻招生简章，全国只有两个大学有天文系，一个南京大学，一个北京师范大学，就报了离家近的北师大。

童年仰望星空时种下的一颗种子，后来慢慢长成了我的人生道路。

蒋红涛1985年获得北京师范大学天体物理学士学位。毕业后曾在南京工学院（现 东南大学）担任物理教师。后赴加拿大深造，在约克大学获得天体物理学硕士学位，后又获得大气科学博士学位，并在麦吉尔大学从事博士后研究。

飞往多伦多的单程票

“科学家”的职责

八十年代末，改革开放带来的思想和文化变化给了我很大影响。当时有一部影响很大的电视片叫《河殇》，里面讲到一种对比：中国文化是 “ 黄色文化 ” ，面向土地，安土重迁；西方文化是 “ 蓝色文化 ” ，望着地平线，愿意出去闯荡。

我看了之后，心里产生了一种冲动——想到外面去看看，世界到底是什么样子的。于是考托福、考GRE，成绩不错，就申请了加拿大的学校。

那是我第一次坐飞机，买的是单程票。随身听里放着一首歌，里面有一句“One Way Ticket to the Blues”，那时英文不太好，不知道“blue”有悲伤的意思。

后来我意识到，人生的意义恰恰在于这种不确定性。在飞机上，我不知道将来会怎样，不知道能不能读完书，不知道毕业后能不能找到工作，先去了再说。像《阿甘正传》里说的，生活就像一盒巧克力，你永远不知道下一颗是什么味道。

《阿甘正传》剧照

落地多伦多，我不得不面对现实。找最便宜的房子，没窗户的小地下室，租金一个月300多加元，房东还要先交两个月押金。我翻遍口袋才不到100加元。跑到系里报到，一问才知道我竟然有奖学金，于是预支了一个月大概1100加元，才解了燃眉之急。

我们跟加拿大本地学生不一样。对许多本地学生来说，家庭和社会支持相对稳定；而我作为刚到加拿大的国际学生，奖学金几乎是唯一的经济来源。一旦失去奖学金，生活和学业都会陷入困境，所以我必须格外努力，总是要考到班上前几名。课余时间我还去图书馆搬书，打点零工，自食其力。

我博士读的是大气物理——地球物理。1999年我来到加州理工学院，随后在美国宇航局喷气推进实验室（NASA/JPL）工作了二十多年。在JPL我做地球观测卫星的研究，研究气候变化，看看未来五十年、一百年、两百年我们的气候会变成什么样，是否还适合人类生存。

严格地说，我不仅是一名“天文学家”，也是一名地球与空间科学家。我的科研道路并不是一条笔直的线，而是沿着科学问题不断深入和延伸：最初研究遥远的恒星，后来研究地球的大气和气候，再从地球重新走向系外行星、地外生命和宇宙文明。

很多人对“科学家”这一身份感到好奇。科学家探索的是未知领域，他们并不是知道答案最多的人，而是能够诚实地承认“我不知道”，并把“我不知道”转化为一个可以观察、实验和检验的问题的人。

在这个过程中，失败是常态。爱迪生为了找到合适的灯丝材料，失败了九百多次才成功。科学工作中，一个实验失败了，一个假设被推翻了，并不意味着工作没有价值——它可能帮助我们排除了一条错误的道路，让我们离真相更近一步。

与此同时，现代科学可以产生影响整个社会甚至整个人类文明的技术发展。因此，科学家不仅是知识的探索者，也是人类未来的参与者。我们既要问“这项技术能不能做到”，也必须问“它应该怎样被使用”，“它可能带来什么后果”。

跨过“大过滤器”

人类文明能存续多久

卡尔·萨根是我的科学偶像。他不仅是一位严谨的科学家，还能够把深奥的宇宙科学讲给普通人听，他让公众看到，探索宇宙并不只是测量恒星和行星，也是理解人类在宇宙中的位置，并思考我们对地球和未来所承担的责任。

我写《沉默的宇宙》也是出于这样的初衷。这本书表面上是写外星生命、费米悖论和“大过滤器”，但真正讨论的，其实是人类自己。

这些年我一直在参与系外行星和地外生命的研究，讨论人类应该向潜在的外星文明发送什么信息。但我越来越强烈地意识到，在问“我们要对他们说什么”之前，首先要问“我们究竟是一个怎样的文明”“我们能不能活到收到回信的那一天”。

“旅行者号”金唱片。1977年发射的“旅行者 1 号”和“旅行者 2 号”探测器，各自携带了一张直径12 英寸的铜质镀金唱片。唱片收录了地球上的图像与声音，是我们向潜在外星文明传递人类故事的“宇宙名片”。

“大过滤器”这个概念，最早来自经济学家罗宾·汉森。它的意思是：从没有生命到出现智慧文明，要经过很多个步骤，其中至少有一个步骤是非常难以跨越的——这个难以跨越的障碍，就叫“大过滤器”。

霍金曾多次警告，核战争、气候变化、人工智能以及其他人类自身创造的风险，可能威胁文明的长期未来。2016年，他在牛津的一次演讲中说，如果不能走出我们这颗脆弱的星球，他不认为人类还能再生存一千年，也许只有两, 三百年。

这句话让我很受触动：真正重要的问题，不只是人类能否发明更强大的技术，而是我们能否活得足够长久，最终走向星辰。

后来我们的团队做了一个大数据分析，模拟银河系中文明的数量和寿命。银河系已知有约一千亿到四千亿颗恒星，大约5%的恒星有一颗行星在宜居带，也就是说有几十亿颗行星可能存在生命。

“大过滤器”示意图

决定文明存续时间的重要因素之一，是文明因战争、环境崩溃或技术失控而自我毁灭的风险。我们曾建立银河系智慧文明的情景模型，其中一个重要因子是文明“自我毁灭概率”。

模型结果显示，在其他条件相同的情况下，这一参数对文明的数量和年龄分布具有非常显著的影响：自我毁灭风险越高，能够长期存续并留下可探测技术痕迹的文明就越少。如果把0.1作为自我毁灭概率的阈值，那么银河系中几乎没有比人类更古老的文明。也就是说，大多数文明活不过几千年。这是一个令人不安的结论。

为什么我们这么容易自我毁灭？因为人类的本性并没有改变。几千年前人类用大刀长矛互相杀戮，现在技术高度发达，核武器能瞬间毁灭一座城市，而且使用这些武器的门槛越来越低。

人工智能的发展也需要警惕——AI没有情感，它只讲效率、信息和逻辑。如果给它一个目标，比如“解决气候变化”，它可能给出的最优方案是“减少一半人类”。它不是在作恶，它只是在解决问题，但它不关心人的死活。

此外还有气候变化、瘟疫、小行星撞击等许多风险，人类的应对却极其有限。

但写这本书，我并不想让读者读完以后只感到害怕。我更希望他们意识到：未来并没有预先写好，我们今天的选择仍然能够改变人类文明的方向。

这本书面向所有关心人类未来的读者，但我也特别希望年轻人和孩子们能够看到。因为再过十年、二十年，我们这一代就退休了，现在的孩子们来制定政策、来领导世界。如果他们在长大之前就能看到这些风险，知道人类不能永远孩子气地互相仇恨、杀戮，那他们就有可能做出不一样的选择。

外星人是否存在？

他们是什么样的文明？

我并非对人类未来命运感到悲观，我是一个“保持警醒的乐观主义者”。

“大过滤器”不是一份宣判书，而是一个提醒。如果我们能够提前看到危险，就有可能改变方向。真正令人悲观的不是风险本身，而是看见风险以后仍然拒绝行动。

前苏联天文学家尼古拉·卡达谢夫提出过一个分级：Ⅰ型文明能够充分利用整个行星的能源，并且与地球共存；Ⅱ型文明能够利用整个恒星的能量，与太阳系共存；Ⅲ型文明能够利用整个星系的能量，即便太阳变成红巨星，人类仍然存在。

我们通过大数据模型，结合能源消耗、技术进步、人口和资源可持续性等因素，估算了人类达到各个阶段的时间。在保持和平、科技持续进步、没有重大灾难的前提下，达到Ⅰ型文明大约在2271年前后——还需要两百多年。

达到Ⅱ型文明，即使在乐观情景下，也要到公元3200年到3500年左右。这些数字不是预言，而是警示。如果我们走错了路，这个过程可能推迟数百年，甚至永远中断。

2014版“哈勃超深空”，由2003年至2012 年间哈勃高级巡天相机和第三代广域相机拍摄的多张影像合成，展示了跨越数十亿年时空的浩瀚宇宙。

至于宇宙里有没有外星人？我的回答是：很可能有，但我们还不知道，也还没有找到能够确认外星生命或外星文明存在的确凿证据。

但“有生命”和“有能跟我们通信的文明”是两回事。从微生物到智慧文明，中间要跨越太多困难的步骤。宇宙之所以沉默，可能不是因为没有文明，而是因为大多数文明活不到能够互相通信的那一天。

那如果有外星文明真的来到了地球，他们是好是坏？我认为，一个能够跨越星际尺度并长期存续的文明，很可能已经发展出比我们更强的合作能力和自我约束机制。一个始终被内部杀戮和冲突支配的文明，很难稳定发展到星际旅行阶段。

所以，刘慈欣在《三体》中描绘的“黑暗森林”法则，在文学上极具想象力和感染力，但在科学上仍然只是一种有争议的假说。它反映了人类历史中的安全困境，却不是宇宙文明共同遵循的规律。

网飞版《三体》剧照

这几年商业航天发展很快，SpaceX、蓝色起源、中国的商业公司都在做很酷的事情。我觉得这是好事。月球和火星的长期开发需要形成可持续的商业模式，这有助于吸引长期投资和优秀人才。

基础科学通常不以短期盈利为目标。理想的模式是国家和私人公司合作：国家管长远目标和规则，企业提供创新速度和效率。同时必须设定边界——轨道垃圾、行星保护、资源利用规则，不能等到失控再处理。

更重要的是，太空不能被视为人类破坏地球后的“逃生舱”。一个连自己母星都管不好的文明，不可能成为成熟的星际文明。保护地球和探索宇宙，是同一个使命的两面。

2021年，“毅力号”火星车拍摄的火星图景

那么，未来需要什么样的人才？在我看来，不是知识最多的人，而是能把知识用在正确方向上的人。人工智能会让获取信息和处理常规任务变得越来越容易，未来真正稀缺的是提出好问题的能力、独立判断的能力、原创的想象力，以及对结果负责的勇气。

我招学生的时候，看重的是动手能力和解决问题的原创性。在我指导过的一些中国学生中，我常常看到很强的执行力：当目标和方法明确时，他们能够迅速而高质量地完成任务。但面对没有标准答案的开放式问题，有些学生还需要更多训练。这更多反映的是教育方式和训练环境的差异，而不是能力或国籍的差异。

未来教育最重要的任务之一，就是在保持扎实基础和执行力的同时，鼓励学生提出自己的问题，探索没有现成答案的方向。

未来的人才既要有一个扎得很深的专业根基，也要有广阔的视野。既需要理解科学和技术，也要理解历史、伦理和社会；能够使用人工智能，但不把自己的判断完全交给人工智能；能够与不同文化、不同国家的人合作，同时保留独立思考。

我们还需要具有谦逊精神的人——面对宇宙、生命和复杂社会，没有任何个人或学科掌握全部答案。谦逊并不等于缺乏自信，而是知道自己的知识边界，并愿意倾听证据和不同意见。

未来不仅需要更聪明的人，也需要更有智慧的人。

文 / Cardi C

图片来自受访者

部分图片来自网络

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