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NASA科学家联合要求收回:金星生命迹象是乌龙,拟合方法不可靠。

萧箫 蜀味 只想说 凹非寺量子位 报导 | 微信公众号 QbitAI

你是否还记得9月14号那篇“金星上面有生命”的Nature子刊论文吗?

科学家在金星“地球大气层”中观察来到磷化氢的征兆,它是金星上面有生命的强有力直接证据。

这但是震惊天文学界的重要新闻,很多人难以相信:磷化氢和生命也不一定有密切关系吧?

殊不知,专家在细心细读论文后,一个个都注意力不集中了:这论文,从数据解决刚开始就有什么问题啊!

提出质疑接踵而来,全世界好几个精英团队对这篇论文表明猜疑,也包含NASA以内。

NASA科学研究生命、大行星等各行业的专家“联名鞋奏疏”Nature:请创作者考虑到更改或拒稿。

全部的提出质疑都偏向一个难题:说白了的磷化氢数据信号多重共线性了。

提出异议的三个精英团队,从认证结果时常用的12阶多项式,到观察数据解决的方法,统统“怒怼”了一遍。

她们表明,自身对数据剖析的結果与这篇论文并不一致。

换句话说,在金星空气中发觉磷化氢的结果很有可能说到底不正确的。

到底是怎么回事?我们一起来捋一捋。

金星上的磷化氢是怎么观察到的?

最先,看来这篇轰动一时的Nature Astronomy论文自身。

科学家Jane Greaves领导干部的国际交流科学研究精英团队一开始是应用美国夏威夷的James Clerk Maxwell望眼镜(JCMT)发觉了金星空气中的磷化氢。

自此,她们又在智力的Atacamamm/亚mm列阵(ALMA)太空望远镜上确定了这一結果。

间隔上亿千米的人类是如何知道金星上面有磷化氢的呢?

原先化学分子会消化吸收一些特殊光波长的无线电波,就好像这类化学物质的“身份证件”。如果我们把从大行星上越过的电磁波剖析一下,发觉什么被消化吸收了,就可以推断大行星上存有某类汽体。

例如磷化氢会消化吸收頻率为267GHz的无线电波。

結果,专家在JCMT和ALMA接纳的数据信号中发觉,在这个頻率上面有凹痕,因而觉得金星上存有着磷化氢。

并且她们依据消化吸收这一凹痕的尺寸算出,金星空气中磷化氢浓度值是一亿分之二。

殊不知想从观察数据中下结论,并并不是像上边说得那般非常容易。

因为大气圈、望眼镜自身构造这些缘故,无线电波在所难免遭受噪音的危害,内置颤动。假如颤动力度过大,噪音乃至会把数据信号吞没。

NASA戈达德太空探险管理中心的星体科学家Martin Cordiner就强调,应用ALMA那样强劲的望眼镜观察金星那样光亮的星体时,这个问题会越来越特别是在比较严重。

对于此事,Greaves精英团队最先在ALMA数据显像以前,清除了全部长短低于33m的甚长基准线干预精确测量結果。由于干预基准线越少,数据信号中的噪音危害就越大。

此外,NASA还发觉,Greaves的科学研究精英团队用多项式方程组线性拟合噪音,随后将其从数据中去除。

非常简单的能够是一阶多项式方程组,即 y=mx b。二阶多项式方程组则是 y=m0x^2 m3x b的方式,n阶多项式方程组依此类推。

原本多项式线性拟合是基本实际操作,没什么。可是Greaves精英团队用了8阶多项式线性拟合JCMT望眼镜的数据,而ALMA望眼镜数据,她们竟然采用了12阶多项式!

数据线性拟合方法太“瘋狂”?

简易汇总一下论文的內容,金星上很有可能存有生命的推论全过程是那样的:①根据JCMT望眼镜,发觉了磷化氢;②再根据ALMA望眼镜,确定了此次观察結果。

最开始是4名来源于西班牙莱顿大学的科学家,她们发觉ALMA观察数据的处理方法有什么问题。

慧眼的她们,一眼就看中了解决(频带通频带一部分)噪音的12阶多项式。

12阶多项式,为何那么吓人?这就需要说到试验曲线图的线性拟合难题。

为了更好地让曲线图可以尽量挨近全部试验数据,挑选越高级的多项式来线性拟合,就越非常容易完成。可是多项式的级别越高,曲线图震荡得也会越强大,偏移真正的状况。

例如下边的试验数据,原本都会一条平行线周边,假如用高级多项式线性拟合,则会出現好几处峰时。

著名科学家冯·诺依曼说过一句名言:

帮我四个主要参数,我可以线性拟合出一头大象,帮我五个主要参数,我可以让大象鼻子晃起來。

尽管听起来有点儿难以置信,但这的确是确实,也早已有些人用论文完成过去了(下边一幅图,是表明用一个主要参数就能晃动大象的鼻子):

4个主要参数早已能达到那样的实际效果,12阶多项式听起来jo吓人……但科学家们還是动手能力又认证了一遍,关键根据二种方式:

①对ALMA搜集到的金星数据,再次运用同样的减噪方式②用这类减噪方式,对金星光谱仪的别的一部分开展噪音过虑

从結果看来,获得的光谱仪数据不但不符伽马分布,并且差得还有点儿大……

并且,假如基准线选得不一样,统计分析結果很有可能便会不一样。

莱顿大学的科学家又解决了一遍数据,磷化氢消化吸收頻率周边的特点为2σ,小于具备统计学意义的通用性阀值,因而不可以表明金星空气中有出现异常成分的磷化氢。

除此之外,这篇论文中所发觉的磷化氢,有一个必要条件:是在金星的地球大气层中发觉的。

法国巴黎天文台认证的Thérèse Encrenaz纪录了2012-二零一五年金星三年的观察数据,数据说明,地球大气层中并沒有磷化氢的征兆。

尽管这并不代表着高些的地区沒有磷化氢,但Encrenaz觉得,论文这类叫法值得商榷。

并且,ALMA还仅仅第一步。

迅速又有科学家发觉,JCMT的数据解决,仿佛也有点儿难题?

一位来源于美国的科学家,他在对JCMT数据开展再解决时发觉,与ALMA一样,类似的状况也一样出現在JCMT中,也就是说白了的“阳性”。

先前,Villanueva的论文说明,JCMT的消化吸收线一样可能是二氧化硫,但这篇论文则觉得,金星的检验光谱仪没办法证明是不是消化吸收了二氧化硫或者磷化氢。

这一件事儿,现阶段仍在发醇中。

真知越辩越明

NASA在发布“邀请拒稿”申明的后一天,突然除掉了论文中规定拒稿的一部分,只是改为了更理智的“大家所精确测量的数据,与论文中所展现的数据不符合”。

但是,针对这事,网民们早已强烈反响起来。

有网民吐槽这一12阶多项式时表明:我做大学毕业论文的情况下,5阶就早已混过去了……

也有网民想起了NASA在Nature发布过的主题风格为“砷能够在DNA中替代磷”的论文,殊不知最终也是被抽脸了。

但也是有网民觉得,统计学确实是个填满风水玄学的难题。

而NASA金星研究组的组员Byrne则觉得,这篇论文再一次激发了大家针对金星的激情,而它的存有也表明,大家对金星的掌握还很贫乏。他觉得:

“得到 这种回答的唯一方式,便是到金星上来。”

假如说早期的探讨是,空气中磷化氢的存有是不是能证实金星存有生命,那麼如今,连磷化氢存有自身都必须大量的检测結果来证实。

但是,也是有见解觉得,有效提出质疑是好事儿,“这就是科学研究真正的模样”。

不断探索与发现,才会让真知越辩越明。

你的论文不也是在一步步的提出质疑改动中不断完善的吗?

传送器:

Nature原论文:https://www.nature.com/articles/s41550-020-1174-4

三篇提出质疑:https://arxiv.org/abs/2010.09761https://arxiv.org/abs/2010.14305https://arxiv.org/abs/2010.15188

参照连接:https://news.ycombinator.com/item?id=24980449https://weibo.com/1144755982/JrBBErHaChttps://fermatslibrary.com/s/drawing-an-elephant-with-four-complex-parameters

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