黑云:一团会思考的星际云

一团靠近太阳的星际云如果有智能,它会想要什么?这一页讲星际云、有机分子和相关研究。

星际云是真实存在的,会思考的星际云却只存在于小说里。游戏里的“黑云”通道,借用了弗雷德·霍伊尔 1957 年的小说《黑云》的设想:一团星际气体云飘进太阳系,挡住了阳光,后来人们发现这团云是活的,而且非常聪明。

这一页先讲星际云的真实科学:它怎么遮住星光、里面有什么分子、一团云要“想”一个念头需要多久;再讲游戏设想的情节;最后列出相关的真实研究。霍伊尔是真正的天体物理学家,这也是这个设想值得讲的原因。

暗云是真的

  • 遮星:巴纳德 68 离我们约 500 光年,宽约半光年,可见光完全透不过去,背后的星星全都看不见。
  • 射电回波:星际云里的分子会在特定频率发出射电谱线,天文学家靠它们给云测温度、测速度。
  • 它要的是光:尘埃吸收星光后会以红外辐射重新放出,所以暗云在红外波段反而是亮的。

云里的有机分子

人马座 B2 是银河系中心附近的一团巨大分子云,里面探测到过乙醇、甲酸乙酯和带支链的异丙基氰等有机分子。《黑云》的作者没有凭空编造:星际云里确实有复杂有机分子,人马座 B2 里就发现过多种。

一团云能“想”多快

如果云真能思考,速度会很慢,因为信号再快也快不过光。一个念头要传遍整个大脑,至少要走光穿过它的时间。地球大小的脑子只要约 0.04 秒,一团一个天文单位大的云要 8 分多钟。

云里穿着磁力线,带电粒子沿着磁力线运动,这是游戏里“磁场神经”的真实起点。和完全陌生的智慧沟通,最常被提到的起点则是数学:质数、几何、物理常数。

云的生与死

分子云的寿命一般只有几千万年,然后坍缩成恒星或被吹散。分子云足够冷、足够密时,会在自身引力下坍缩,这叫金斯不稳定性,恒星就是这样诞生的。所以对一团会思考的云来说,坍缩就是死亡。

费米 1950 年在午餐时问过:“他们都在哪儿呢?”这个问题在游戏里也被抛给了这团云。

游戏里的设想

下面是游戏设定。通道讲的是天文学家注意到一片星空里的星星正一颗颗消失,前方有一团东西挡住了背后的星光,正朝太阳飘来,它在改变方向。发现条件是星际文明时代有了空间望远镜之后。机制是慢思考:每个问题都要等它“想”完才有答案,问题越深,等得越久;它停在太阳附近时会挡住一部分阳光,主文明的“星际文明”产出会降低。

在设想里,它用磁场里的电流思考,说自己比太阳还老,是来“进食”的,吸收星光补充能量。它说银河系里还有别的云在思考,它们之间的一句话要走几百年。它回答了人类一直想问的问题:大多数在等,等宇宙变冷。通道有两种结局:它慢慢退回星际空间,留下一句“等宇宙变冷的时候,我们还会再见”;或者它在太阳系边缘留下来,像一圈很薄的光晕。这些都是虚构。

相关的真实研究

下面这些研究和霍伊尔本人、以及太空中的有机分子有关。它们是相关的真实科学,并不是“云会思考”的依据。

  • 系统解释恒星如何一步步锻造出周期表上的元素,“我们都是星尘”从这里开始(Burbidge、Burbidge、Fowler 与 Hoyle,《Reviews of Modern Physics》1957)。
  • 为了让恒星能造出足够的碳,霍伊尔预言碳-12 必须有一个特殊能级,随后被实验证实(Hoyle,《The Astrophysical Journal Supplement》1954)。
  • 把水、甲烷、氨和氢封进烧瓶,持续放电,竟得到了组成蛋白质的氨基酸(Miller,《Science》1953)。
  • 默奇森陨石里发现了非地球来源的氨基酸,生命的原料在宇宙中可能很常见(Kvenvolden 等,《Nature》1970)。

真实依据

  • 遮星:巴纳德 68 离我们约 500 光年,宽约半光年,可见光完全透不过去,背后的星星全都看不见。

  • 射电回波:星际云里的分子会在特定频率发出射电谱线,天文学家靠它们给云测温度、测速度。

  • 共同的数:和完全陌生的智慧沟通,最常被提到的起点是数学:质数、几何、物理常数。

  • 云里的有机分子:人马座 B2 是银河系中心附近的一团巨大分子云,里面探测到过乙醇、甲酸乙酯和带支链的异丙基氰等有机分子。

  • 磁场神经:星际云里穿着磁力线,带电粒子沿着磁力线运动。

  • 光速之念:一个念头要传遍整个大脑,至少要走光穿过它的时间。地球大小的脑子只要约 0.04 秒,一团一个天文单位大的云要 8 分多钟。

  • 它的年纪:分子云的寿命一般只有几千万年,然后坍缩成恒星或被吹散。

  • 它要的是光:尘埃吸收星光后会以红外辐射重新放出,所以暗云在红外波段反而是亮的。

  • 恒星是它的死亡:分子云足够冷、足够密时,会在自身引力下坍缩,这叫金斯不稳定性。恒星就是这样诞生的。

  • 他们在哪里:费米 1950 年在午餐时问过:「他们都在哪儿呢?」

  • 《黑云》(弗雷德·霍伊尔,1957 年)的科学背景:作者霍伊尔是真正的天体物理学家。星际云里确实有复杂有机分子,人马座 B2 里就发现过多种。

相关研究

这些研究和本页主题相关,但不是本页内容的直接证明。

  • B²FH:这篇百页长文系统解释了恒星如何一步步锻造出周期表上的元素。我们都是星尘,从这里开始。

    出处:Burbidge, Burbidge, Fowler & Hoyle, Reviews of Modern Physics 1957, "Synthesis of the elements in stars"

  • 霍伊尔的预言:为了让恒星能造出足够的碳,霍伊尔预言碳-12 必须有一个特殊能级,随后被实验证实。

    出处:Hoyle, The Astrophysical Journal Supplement 1954, "On nuclear reactions occurring in very hot stars. I. The synthesis of elements from carbon to nickel"

  • 米勒-尤里实验:一个研究生把水、甲烷、氨和氢封进烧瓶,持续放电,竟得到了组成蛋白质的氨基酸。

    出处:Miller, Science 1953, "A production of amino acids under possible primitive earth conditions"

  • 太空中的氨基酸:默奇森陨石里发现了非地球来源的氨基酸,生命的原料在宇宙中可能很常见。

    出处:Kvenvolden et al., Nature 1970, "Evidence for extraterrestrial amino-acids and hydrocarbons in the Murchison meteorite"

游戏设定(虚构)

  • 节点「磁场神经」:它用磁场里的电流思考。
  • 节点「它的年纪」:它说自己比太阳还老。
  • 节点「它要的是光」:它是来「进食」的:吸收星光补充能量。
  • 节点「恒星是它的死亡」:对一团会思考的云来说,坍缩就是死亡。
  • 节点「它的同类」:它说银河系里还有别的云在思考,它们之间的一句话要走几百年。
  • 节点「一个答案」:它回答了一个人类一直想问的问题。
  • 节点「他们在哪里」:它的回答是:大多数在等,等宇宙变冷。
  • 节点「离开」:它慢慢移开了,背后的星星一颗颗重新亮起。
  • 通道结局「告别」:它慢慢退回星际空间,背后的星星一颗颗重新亮起。它留下最后一句话:等宇宙变冷的时候,我们还会再见。
  • 通道结局「留下」:它在太阳系边缘留了下来,像一圈很薄的光晕。人类每问一个问题,都要等上好几分钟,可是没有人嫌慢。
  • 小说《黑云》概述:一团星际气体云飘进太阳系,挡住了阳光。天文学家们后来发现,这团云是活的,而且非常聪明。