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最開竅的科學題︰說故事+IQ題

從小學接觸「科學」這個名詞和課文,但我從未有直接問過老師What is science?最近開了竅。

2019年是Science創刊125周年,雜誌公佈了125個科學的大問題。第一題︰What Is the Universe Made Of?「宇宙有幾大、有幾老」是科學第一問,我隨即聯想起的問題就是,宇宙那麼大,一定有像人類或比人類更高智慧的外星人存在。我又猜中了,Science第11問︰Are We Alone in the Universe?

科學推動人類不斷創新。(AP圖片)

科學推動人類不斷創新。(AP圖片)

基本上,很多人不相信有外星人,因為沒有見過。但沒見過就等於不存在,這是科學的嗎?美國天文學家德瑞克(Frank Drake)於1961年提出的一條簡單的方程式,可以估計外星人存在的機會有多大。
方程式不用超級電腦運算,這是初中學生都懂的算法。不過,你看到這個所謂「德瑞克程式」,相信你沒有胃口︰N=R*f(p)*n(e)*f(l)*f(i)*f©*L

我不如先來個熱身,換成這樣問︰「香港有沒有年齡、性別、身高、體重和周潤發一樣的人?」在人海茫茫找一個相同的周潤發,其實與計算宇宙有沒有外星人機率的道理,同出一轍。
第一步,我們知道香港有1/2是男性。
第二步,香港男性的年齡可能由1歲到大約最老的100歲,所以有1/100的男性跟發哥一樣,今年64歲。
第三步,以身高計,香港男士可能由1.5米到1.9米,中間有40公分的範圍,所以1/40是與發哥同樣身高1.82米。
第四步,以體重計,香港男士體重由40公斤到90公斤,中間有50公斤的範圍,所以有1/50的人體重跟76公斤的發哥一樣(合理的估計)。

最後,我們得出如下計算方式︰1/2乘1/100乘1/40乘1/50=1/400,000

結果是每40萬人應該有1位年齡、性別、身高、體重和周潤發一樣的人。以香港人口740萬計,40萬分之1,即是香港有18.5個人跟發哥的年齡、性別、身高、體重相同。
如果再加一項,生日都跟發哥一樣的話,就要再乘以1/365 (一年有365日),這等如1.46億分之一,以香港人口740萬計,在香港基本找不到1個,換以14億中國人口計,就可能有接近10個人跟周潤發似到足。
當你知道全中國有可有10個「周潤發」,必然感到興奮莫明,其實宇宙有沒有外星人,其實可以按照以上的思路推算得到。以下是Drake equation的細節︰
N = 銀河系可能存在的文明數量(即外星人)
R* = 適合外星人發展的恆星形成速率(例如類太陽的恆星)
f(p) =可能形成行星系的比例
n(e) =每個恆星系統中擁有宜居環境的(類似地球)行星數量
f(l) =有生命存在的類似地球行星比率
f(i) =有外星人的行星機率
f© =外星人向外太空傳播的機率
L =外星人向外太空傳播的時間長短
以上輸入相關的數值,便可求解外星人存在的機率,理道與發現「周潤發」沒有兩樣,試試看。

黃秉華

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