Bài học của Stephen King về việc tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất

Trong bài viết này, tác giả so sánh cách con người tiếp cận tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất với nhân vật sống sót duy nhất trong tiểu thuyết “The Stand”, nhấn mạnh rằng chỉ khi tìm thấy hai mẫu vật sự sống, chúng ta mới có thể kết luận về sự phổ biến của sự sống trong vũ trụ, dựa trên thống kê và công nghệ quan sát hiện đại.

Điểm nổi bật:

Dù có hàng nghìn hành tinh được biết đến, hiện chỉ Trái Đất là nơi chắc chắn từng có sự sống.

Nhiều người cho rằng sự sống, độ phức tạp và trí thông minh sẽ xuất hiện thường xuyên nếu đã từng xuất hiện trên Trái Đất.

Tuy nhiên, những giả định này chưa được dữ liệu xác thực; chúng ta cần bằng chứng để đưa ra kết luận, như Stephen King đã nêu trong cuốn tiểu thuyết “The Stand”.

Từ khoảng không gian rộng lớn, Trái Đất về đêm tiết lộ vẻ đẹp ngoại-trái đất của nó, với các lục địa được chiếu sáng như một tấm thảm ánh sáng trên Bắc và Nam Mỹ. Các thành phố lớn và vùng vùng hiện lên từ bóng tối rực rỡ, tạo nên bức tranh sống động trên nền đại dương.

Hình ảnh về Trái Đất ban đêm này làm nổi bật sức mạnh của việc các đặc trưng khác nhau trở nên dễ nhận biết khi hành tinh quay quanh trục của nó từ xa. Mặc dù ánh sáng đêm của Trái Đất sẽ không thể phát hiện được với công nghệ có thể dự đoán trong tương lai nếu nhìn chúng ta từ một ngoại hành tinh, vẫn có các dấu hiệu phổ và quang phổ có thể sử dụng để xác định nhiều tính chất của hành tinh chúng ta từ xa.

Credit: NASA’s Earth Observatory/NOAA/DOD

Key Takeaways

Dù có hàng nghìn hành tinh được biết đến, hiện chỉ Trái Đất là nơi chắc chắn từng có sự sống.
Nhiều người cho rằng sự sống, độ phức tạp và trí thông minh sẽ xuất hiện thường xuyên nếu đã từng xuất hiện trên Trái Đất.
Tuy nhiên, những giả định này chưa được dữ liệu xác thực; chúng ta cần bằng chứng để đưa ra kết luận, như Stephen King đã nêu trong cuốn tiểu thuyết "The Stand".

Ở Trái Đất, ít nhất 3,8 tỷ năm trước, và có thể còn sớm hơn trong lịch sử hành tinh, sự sống đã xuất hiện và tồn tại từ đó đến nay. Sự sống quang hợp có ít nhất 2,7 tỷ năm, sinh vật nhân chuẩn với các bào quan phân biệt trong tế bào có hơn 2 tỷ năm, và sự sống đa bào cùng sinh sản hữu tính hơn 1 tỷ năm. Thực vật, động vật, nấm xuất hiện trên 500 triệu năm trước. Gần đây, loài người chúng ta xuất hiện, không chỉ thông minh mà còn phát triển công nghệ, bắt đầu đặt bước chân đầu tiên vào không gian từ thế kỷ 20.

Việc khám phá câu chuyện này, cùng nhận thức rằng các nguyên liệu thô dẫn đến sự sống trên Trái Đất có mặt trong hàng tỷ hệ sao và vô số thiên hà, tạo ra những câu hỏi lớn và cả những suy đoán to lớn.

Có bao nhiêu thế giới khác trong Hệ Mặt Trời từng có sự sống?
Hiện có bao nhiêu hành tinh có người cư ngụ trong ngân hà của chúng ta?
Có bao nhiêu hành tinh tràn ngập sự sống như Trái Đất?
Có bao nhiêu loài người ngoài hành tinh thông minh tồn tại, và bao nhiêu trong số đó công nghệ vượt xa chúng ta?
Và quan trọng nhất, liệu chúng ta có cô độc trong vũ trụ?

Đây là những câu hỏi mang tính hiện sinh lớn nhất mà ta có thể đặt ra, và có thể đến cuối thế kỷ này, lịch sử sẽ ghi nhận một hoặc nhiều câu trả lời. Nhưng cho đến lúc đó, có một bài học quan trọng chống lại việc vội kết luận từ một nguồn không ngờ: tiểu thuyết gia Stephen King. Dưới đây là điều mọi người, từ các nhà sinh vật học vũ trụ chuyên nghiệp đến người đọc phổ thông, cần biết.

Credit: National Academies/Astro2020 decadal survey

Trong câu chuyện sử thi The Stand, một loại virus vũ khí thoát ra từ phòng thí nghiệm quân sự và gây ra đại dịch thảm khốc toàn cầu. Virus siêu cúm, có tên mật danh Captain Trips, lây lan nhanh và gây tử vong cho hơn 99% dân số. Trong vòng vài tuần, phần lớn nhân loại trên Trái Đất đã chết.

Tuy nhiên, một trong những người chứng kiến vụ bùng phát ban đầu ở Arnette, Texas, là Stuart Redman – người dường như miễn nhiễm. Anh bị bắt giữ với hy vọng dùng đặc tính độc đáo để tìm ra phương pháp trị liệu, nhưng khi mọi người lần lượt tử vong, anh bỏ trốn và gặp gỡ nhóm sống sót khác. Họ cùng nhau xây dựng xã hội mới và đứng lên chống lại thế lực đen tối do Randall Flagg dẫn đầu.

Trong tiểu thuyết, tất cả con người đều phơi nhiễm và hơn 99% chết vì siêu cúm Captain Trips. Người sống sót duy nhất sẽ đặt câu hỏi cực kỳ cơ bản: “Liệu tôi có phải là người cuối cùng còn sống trên Trái Đất?”

Credit: Nicolas Asfouri / AFP

Điều quan trọng khi xem xét tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất, như King khéo léo trình bày, là mỗi người sống sót – dù hiếm, nhưng không phải duy nhất – đều tự hỏi: “Tôi có cô độc không? Điều gì phải xảy ra để tôi chắc chắn rằng tôi không cô độc?”

Nhân vật trong truyện nhận định rằng họ không thể biết còn bao nhiêu người sống sót hoặc liệu họ có phải người duy nhất hay không cho đến khi tìm thấy một người sống khác. Theo góc nhìn khoa học và toán học, đây là cách tiếp cận có trách nhiệm.

A group of people are lying on the ground in an outdoor plaza on a sunny day, some holding signs about alien life, in what appears to be a public demonstration or protest.

Credit: 350.org/flickr

Tưởng tượng bạn thức dậy một buổi sáng và phát hiện không ai khác tỉnh giấc; những người trong nhà bạn nằm im bất động. Bạn kiểm tra hàng xóm, gọi điện, lái xe ra đường – không dấu hiệu sự sống nào khác. Mỗi lần mở rộng “mẫu” tìm kiếm, bạn tăng kích thước mẫu khả tín,nhưng chỉ có một thành công (chính bạn). Với 10 người, nếu bạn là người duy nhất sống sót, tỷ lệ sống sót tối đa bạn ước tính là 1/10; với 100 người, tỷ lệ tối đa là 1/100; và cứ thế cho đến hàng tỷ người.

Four bar charts showing binomial distributions for different probabilities (p=0.1, 0.25, 0.5, 0.75), with number of successes (x) on the x-axis and probability on the y-axis—like glimpsing alien life in a Stephen King novel.

Credit: Binomial Distribution/StatsRef

Tuy nhiên, đây chưa phải là lập luận toán học chặt chẽ. Nếu xác suất thành công thực sự là 1/10 và bạn thực hiện 10 thử nghiệm, bạn chỉ có khoảng 39% cơ hội thấy đúng một thành công; 34% không có thành công nào, 17% có hai thành công, và 10% có ba thành công trở lên. Một thành công duy nhất không khẳng định xác suất là 1/10.

Thứ nhất, dù bạn biết xác suất thực và lấy mẫu công bằng, kết quả thành công không luôn bằng xác suất nhân số thử nghiệm mà tuần hoàn phân bố nhị thức.
Thứ hai, việc có một thành công là điều kiện cần để thí nghiệm diễn ra; nếu không có thành công, thí nghiệm không thể bắt đầu, buộc phải suy luận theo thống kê Bayes.
Thứ ba, bạn không biết mức độ thiên lệch mẫu: liệu bạn có đang lấy mẫu công bằng hay không.

At top, the Powerball ticket sales projections dependent on the size of the Jackpot; over half a billion tickets are expected for each Jackpot over $1 billion. At bottom, the expected value of a $2 Powerball ticket, which, when accounting for taxes and split Jackpots, peaks at Jackpot values of around half a billion dollars and decreases thereafter.

Credit: Jeremy Elson

Khi bạn mở rộng mẫu càng lớn trong khi bản thân vẫn là thành công duy nhất, bạn chỉ có thể đặt giới hạn trên ngày càng nghiêm ngặt cho xác suất thành công tối đa. Muốn ước tính xác suất thực, chỉ có một cách: tìm ví dụ thành công thứ hai.

King cũng lưu ý điều này. Khi nhân vật tìm được người sống thứ hai, họ có thể tin rằng còn nhiều người sống sót khác. Thống kê cũng ủng hộ: nếu bạn có một vé số trúng và khảo sát 10.000 vé khác tìm thêm vé trúng thứ hai, bạn có thể tự tin sẽ có thêm nhiều vé trúng nữa.

Credit: NASA

Mặc dù Trái Đất có nhiều nước lỏng nhất trong 8 hành tinh, nước dưới mọi dạng nhiều nhất lại nằm trên Mặt trăng Ganymede của Sao Mộc, tiếp theo là Titan, Callisto, Europa. Trái Đất xếp thứ 5, đứng trước Pluto, Dione, Triton và Enceladus. Những vật thể vành đai Kuiper khác như Eris có thể thay đổi vị trí này khi được khám phá thêm.

Credit: NASA

Trong tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất, chúng ta vẫn ở giai đoạn đầu. Trong Hệ Mặt Trời, không nơi nào có bằng chứng sinh vật cấp cao; dù dấu vết vi sinh có thể tồn tại trên một số thế giới, chúng ta chưa thực sự khảo sát kỹ. SETI cũng chưa phát hiện công nghệ ngoài hành tinh, nhưng khả năng tìm kiếm vẫn hạn chế.

Credit: Andrew Z. Colvin

Mặc dù đã có hơn 6000 ngoại hành tinh được xác nhận, hầu hết quá lớn hoặc quá nóng. Không có ứng viên “anh em song sinh Trái Đất” thực thụ. Tuy nhiên, nguyên liệu thô cho sự sống – các nguyên tố nặng, phân tử hữu cơ – là phổ biến trong dải Ngân Hà. Hơn 80% sao được cho là có hành tinh, trong đó 1–10% sao có hành tinh kích thước Trái Đất ở vùng duy trì nước lỏng. Những sao giống Mặt Trời (1–10%) cũng phổ biến.

Chúng ta sắp sở hữu kính thiên văn cho phép phân tích khí quyển của các ngoại hành tinh tương tự Trái Đất qua quang phổ, đo biến động theo mùa, xác định lục địa, đại dương, đỉnh băng,… như Dự án ELT, GMT, TMT, ExoLife Finder và Habitable Worlds Observatory của NASA.

Credit: NOAA/NASA/Stephen Kane

Không phát hiện không đồng nghĩa chúng ta cô độc; chỉ là chúng ta chưa tìm đủ sâu. Khi chúng ta khảo sát rộng hơn và sâu hơn, chúng ta sẽ trải qua hai giai đoạn:

Giai đoạn chưa có phát hiện, dần siết chặt giới hạn trên về tần suất sự sống.
Giai đoạn khám phá đầu tiên, tìm thấy dạng sống thứ hai, thay đổi hoàn toàn nhận thức về vị trí của chúng ta trong vũ trụ.

Cho đến khi có dạng sống thứ hai, chúng ta không thể loại trừ khả năng đáng sợ nhất: chúng ta thực sự cô độc. Nhưng khi khoảnh khắc đó đến – và tôi tin một ngày nào đó sẽ đến – chúng ta sẽ biết rằng vũ trụ rộng lớn đầy những dạng sống khác.

Suy ngẫm với góc nhìn Việt Nam

Trong bối cảnh Việt Nam đang đẩy mạnh nghiên cứu không gian và hợp tác quốc tế, việc hiểu đúng phương pháp thống kê và nghiên cứu khoa học vũ trụ sẽ giúp các nhà khoa học nước ta đề xuất dự án tìm kiếm ngoại hành tinh chuẩn xác hơn.
Sự so sánh với tiểu thuyết của Stephen King đem lại góc nhìn nhân văn, khơi gợi tư duy phản biện, giúp cộng đồng nghiên cứu và sinh viên Việt Nam nhận thức rõ tầm quan trọng của bằng chứng thứ hai trước khi đưa ra kết luận vội vã.
Việc phát triển công nghệ quan sát như ELT, GMT hay Habitable Worlds Observatory mở ra cơ hội hợp tác quốc tế cho Việt Nam, đặc biệt trong lĩnh vực phân tích quang phổ và xử lý dữ liệu lớn.
Việt Nam có thể tận dụng thế mạnh lập trình và toán học để đóng góp vào các thuật toán thống kê Bayes và mô hình hóa xác suất thành công, hỗ trợ các dự án SETI và exoplanet.