零距離科學︰我們能否接觸外星文明?重訪德雷克公式

零距離科學︰我們能否接觸外星文明?重訪德雷克公式
Photo Credit: Kimberly White / Reuters / 達志影像

我們想讓你知道的是

德雷克公式計算的,是在銀河系中可能和我們通訊的文明的數量,試想想,銀河系的直徑達十萬光年,如果我們和另一個符合條件的文明各自在銀河系的一端,兩個文明要存在多久才能遇上對方?

文:馬學綸(香港中文大學微生物學系博士)
圖:香港電台

1962年,天文學家法蘭克·德雷克(Frank Drake,見封面圖片)在搜尋地外文明計劃(SETI)的第一個科學會議上,提出了著名的德雷克公式(Drake equation):

N = R*fpneflfifcL

N代表在我們的銀河系內,有可能和我們(以無線電形式)通訊的文明的數量,隨著代入不同數字,公式的答案可以由數個至數千萬個。當時除了R* ——即是銀河系中類似太陽質量的恆星的形成速率(設定為10)——其餘6個變量都是未知的,所以這些年來,德雷克公式的象徵意義比實際意義大。

直到近年,美國太空總署在探索地外行星的開普勒任務(Kepler Mission)中發現,每一顆被觀測的恆星都至少擁有一顆行星(fp=1),而當中有百份之二十的行星在適居帶中(ne=0.2),令科學界對N的數值重新產生興趣。然而,剩下的四個變量︰

  • fl——行星上出現生命的可能性;
  • fi ——出現高智慧生命的可能性;
  • fc ——該高智慧生命發展出(無線電)通訊的可能性;
  • L——該文明的預期壽命;

已經離開了天文學的範疇,開始踏入生物學的領域。

寒武紀大爆發

現代科學家的共識是,生命是在3.8億年前第一次在地球上出現(之前如有出現過也沒有留下可觀測到的痕跡)。然而,這些生物的形式非常簡單,當中不少是單細胞生物,即使偶有大型生物,都只是在原地生長,順著海流,軟棉棉的樣子,很少能成為化石,所以到目前為止,科學家對這個時期的生物認識不多。

這情況一路如是直到寒武紀時期(Cambrian period),物種開始演化出堅硬的外骨骼,能夠離開原地,甚至能夠攻擊其他生物來穫取有機分子,不用自己花費能源生產,於是,生物們開始了「有機分子爭奪戰」,在很短的地質時間內,生物間出現了各種「軍備競賽」,演化出如眼睛、尖刺、利鉗、護甲等,方便去吃和避免被吃。這些生物的化石就像在地層中突然出現,科學家稱這次生命演化史上的重大事件為寒武紀大爆發(Cambrian Explosion)。

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在位於加拿大的伯克斯頁岩(Burgress Shale)中,埋藏著寒武紀海洋中的古生物群化石,這些生物擁有以往的生物沒有的眼睛、硬骨骼、腸道,甚至腦部,這次演化史上的事件被稱為寒武紀大爆發。

不過,事情也不是就此完結。試想想,如果你是一隻生活於寒武紀海洋中的生物,而你有充裕的資源,面對捕獵者的威脅,你會一直加厚自己的護甲,而放棄移動速度嗎?還是會把護甲偷薄,以敏捷取勝?或是你想到發展其他「裝備」,例如在背部加一排尖刺?我們討論的,正是各種生物的各個演化可能性。現代科學相信這不是生物自己能控制,而是隨機出現,再經由環境篩選,即是「沒死是你走運,快去生孩子」。這也是為甚麼有科學家把寒武紀的海洋稱為戰場。

一種生物要演化成高智慧文明,無論是在地球還是像地球的外行星,這一關也是要過的,而法則相信也很類似,目的是站上生物鏈的頂峰,盡一切所能增加自己種類的數目。

大滅絕事件

當你的物種已「裝備」到是「你吃人」多於「人吃你」,族群也有一定的個體數量, 但也不代表你的物種能繼續演化,發展出高智慧文明,特別是當你生存的環境已有其他主宰物種。試想想,在早已塞滿平房的土地上,也不可能興建摩天大樓吧。於是,到最後還是要靠運氣。

地球的生命演化史上發生過五次大滅絕事件,每次都是在短暫的地質時間內,包括陸地和海洋,包含多個分類,有超過八至九成的物種消失。五次大滅絕事件中最嚴重的一次,是發生在2.5億年前的「二疊紀—三疊紀滅絕事件」(Permian–Triassic extinction event),當中有百分之七十的陸生脊椎動物消失。

隨著地球的生態回復,原本體型相對細小的爬蟲類分支把握了機會加以演化和繁衍,由此開始了長達1.2億年的恐龍稱霸時代。 所以,這些大滅絕事件往往就是本來屈居在主宰物種之下的生物「翻盤」的機會。

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白堊紀-第三紀滅絕事件發生後,大部份陸生動物——包括恐龍——都在巨型天體撞擊後的三至六個月內死亡。

其中最出名的一次相信大家都聽過,就是6,600萬年前發生的「白堊紀-第三紀滅絕事件」(Cretaceous–Tertiary extinction event),科學界的共識是由於一塊至少有十公里大的天體撞落現在的墨西哥海灣後的一連串生態災難而引發的,令全球的恐龍幾乎全滅的事件。在這次的大滅絕中「翻盤」的正是小型哺乳動物分支,包括我們人類的祖先。

天文學與生物學以外

我們能在這裡說故事,證明我們的祖先成功撐過之後的六千多萬年,形成了一個充滿好奇心,能尋找自己的過去,展望未來的文明。不過,這樣的文明不一定會研發無線電,也不一定會對其他文明有興趣,像是古埃及文明,相信沒有人會否定她身為高智慧文明地位,但她由興起到滅亡這三千年的歲月裡,幾乎沒有留下發展過無線電的記錄。fc ——一個高智慧生命發展出(無線電)通訊的可能性——跟文明的先進程度可以是沒有關係的。

你或許會覺得古埃及文明只是滅亡得太早,再給她幾千年,發展出無線電通訊,甚至是更有效率的方式和外星文明溝通都是遲早的事。也或許,再給我們幾千年,我們就能研發出以光速飛行的太空船,在各個外行星上建立基地,讓太空人作長途太空航行仍保持健康,問題是,誰能擔保,我們會有之後的幾千年?

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參與搜尋地外文明計劃(SETI)的科學家相信,如果一個外星文明能發展科技,就能進行無線電通訊,而且人類能在地球上運用我們的科技探測得到。

L,德雷克公式中最後一個變量,一個文明的預期壽命,隱含著一個非常悲觀的可能性,或許一個高度發展的文明,在發展出無線電通訊的同時,其實也是在走上自我滅亡之路,就像現在的我們,在自找的氣候變化中,你有信心我們的後代在二百年後仍安好嗎?




跳起來才摸得到的叫目標!5G+產業新星揚帆啟航計畫帶你「JUMP」成為好人才

跳起來才摸得到的叫目標!5G+產業新星揚帆啟航計畫帶你「JUMP」成為好人才
Photo Credit: Shutterstock / 達志影像

我們想讓你知道的是

經濟部工業局推動5G+產業新星揚帆啟航計畫,以人才實戰為主軸並提供豐富的線上與實作課程,線上課程讓人能隨時隨地進修;實作課程讓人動手研究,全面提升技能,更能成為5G應用遍地開花的新助力。

當5G已經逐步滲透到不同場域中創造出全新應用的此刻,傳統教育體制出身的人才究竟能否滿足全新時代的技能需求?因應5G產業強大的人才需求,經濟部工業局推動「5G+產業新星揚帆啟航計畫」,以人才實戰為主軸並提供豐富的線上與實作課程,線上課程讓人能隨時隨地進修;實作課程讓人動手探究,全面提升技能,更能成為5G應用遍地開花的新助力。

你5G了嗎!全新時代的人才不能只有標配,想技能升級該怎麼做?

找不到人才,似乎成了近年產業界頭痛的問題。面對不只是以半導體為首的科技業對各種新興應用產生出更多人才需求,少子化帶來的衝擊、也讓投入市場的人力也逐漸減少,然而5G發展就迫在眉睫,產業又該如何應對?

根據經濟部工業局「未來3年重點產業人才調查及推估-通訊(含5G)產業報告」的研究分析指出,通訊(含5G)產業未來發展趨勢包含3大方向:5G多種技術持續蓬勃發展、非授權頻段技術瞄準5G訊號涵蓋缺口,以及網路基礎建設更新持續帶動通訊設備需求,雖然將能帶動相關的人才需求產生,但人才本職學能的技術含量也備受5G時代需求考驗。

不只是各項職缺都需求具備「電機與電子工程」細學類背景外,多數職缺亦有「軟體開發」細學類背景需求,而在IC設計及機構設計工程師若能額外具備「機械工程」細學類背景者更佳,可見隨著產業發展,人才所要具備的技能已不再是一招打天下,需要更加斜槓。

5G能力從線上課程開始,隨時隨地的自我加值

在無法解決人才缺口的根本結構性問題下,經濟部工業局除了藉由推動5G+產業新星揚帆啟航計畫,賦能在學學生能即早接軌5G產業應用需求、更接地氣之外,也透過豐富的課程為產業人才進行本職學能的加值與再進化。

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Photo Credit:TNL Brand Studio

提供300多門課程供大家線上學習。

正因5G產業應用場景更加多元與複雜,因此不只是在封閉或企業內部創造出更好的應用環境,也更該發揮5G特性擴及到消費者身上,從各種應用場景端下手,全面提升消費者的各種體驗。然而這一切的根本、仍是取決於產業人才是否具有相關的技術足以「點石成金」。

看準產業人才眼前這個急欲成長與突破的強烈需求,5G+產業新星揚帆啟航計畫提供超過300門線上課程,要讓每個人都能隨時隨地不受時間、場域限制,自我加值技能。

以5G六大重點領域匯整國內外學習資源,從5G+獨家課程、天線、射頻、晶片封測、關鍵材料、小基站/無線接取、SDN/NFV解決方案、5G應用等線上課程外,還有跨國公司Nokia合作的精選課程,藉以提升與持續精進企業在職人士及學生5G研發技術知能,助益產學的人才挹注。

此外,還提供人才結構化自學架構,以「職能」為核心建構線上學習地圖,系統化、彈性化、動態化的整合平台之國內外學習資源,藉由學習地圖指引與自學資源機制,檢視自我的需求選擇合適的課程進行進修,朝更全面的5G達人邁進。

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Photo Credit:TNL Brand Studio

「學習地圖」的清晰圖面設計,幫助在職人士/學生根據自己的需求選擇進修內容課程。

線上/實作課程的完美結合,打造全方位5G達人

5G+產業新星揚帆啟航計畫不只提供300多門線上課程,更邀請產學專家合作開設混成式培訓課程;以今年度為例,開設包括「天線模擬與量測系列」與「SDN/NFV技術及軟體架構應用實務系列」等線上直播課程,並辦理如「Probing-OTA於天線設計之應用」與「5G應用智慧車聯網應用工作坊」等精彩實作課程。藉由線上直播共學與線下實作體驗融合的混成式培訓課程,為希望成為全方位5G的達人,提供一個具備高專業、高互動的優質學習環境與平台。

直播共學-5G_SDNNFV技術及軟體架構應用實務系列

Photo Credit:5G JUMP

直播共學-5G SDN/NFV技術及軟體架構應用實務系列

實作課程-5G應用智慧車聯網應用工作坊

Photo Credit:5G JUMP

實作課程-5G應用智慧車聯網應用工作坊

此外,也有不少國內企業借助5G+產業新星揚帆啟航計畫提供的線上、直播共學或實作課程,規劃至企業內部訓練,滿足企業需求。包括提供無線通訊量測服務、系統整合及創新研發的「川升股份有限公司」、軟板專業製造服務的「台郡科技股份有限公司」、開發電腦周邊、通信技術及消費性電子產品予品牌供應商的「和碩聯合科技股份有限公司」;專精於無線通訊產品的設計、研發、製造與封測的「啟碁科技股份有限公司」;專注5G及各項天線設計製造的「連騰科技股份有限公司」;高階電競及專業創作領導品牌「微星科技股份有限公司」;以及提供無線射頻技術服務供應商的「耀登科技股份有限公司」等,藉由產官學合作,共同提升在職人士的5G能量。

實作課程-5G應用智慧商店實作工作坊

Photo Credit:5G JUMP

實作課程-5G應用智慧商店實作工作坊

實作課程-應用於5G通訊系統的關鍵基板材料研發實務工作坊

Photo Credit:5G JUMPPhoto Credit: 5G JUMP

實作課程-應用於5G通訊系統的關鍵基板材料研發實務工作坊

你準備好「JUMP」了嗎?

5G+產業新星揚帆啟航計畫不只從校園出發,鼓勵學生在學時期就能觸類旁通,多瞭解當前市場5G的場域應用,從中了解到自己還需要強化哪些領域的技能,為未來接軌5G市場做準備;同時也為補足當前市場上人才、在職人士所缺少的能力,提供線上與實體課程,將有助於產官學界一起為人才在5G的本職學能上加值,不只是能促成產業內部技術人才投入5G的產業研發,更希冀在需才孔亟的時代,積極培育出5G技術與應用人才,強化我國5G競爭力,為產業再開拓另一條護城河。

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