“外星人”必須是“人”嗎

在咱們居住的這顆星球上，水是生命之源，碳是生命支柱，無一例外。然而，茫茫宇宙中，生命構(gòu)成是否有別的樣式？在與地球不同的環(huán)境中，是否可能存在與地球生命形態(tài)不同的外星生命？我們苦苦尋找的“外星人”真的會像“人”嗎？

人類深感寂寞

2007年8月4日，美國宇航局研制的新一代火星探測器“鳳凰”號成功發(fā)射，開始其為期10個月、長達(dá)6.8億千米的太空之旅。此行的目的是前往火星北極點(diǎn)取樣，以了解當(dāng)?shù)丨h(huán)境是否適合原始生命存在。這也是人類旨在搜尋外星生命的最新努力。

在此之前，經(jīng)過幾年的討論，2007年7月10日，美國科學(xué)家提出了一份研究報告：圍繞“生命構(gòu)成是否有別的樣式”這個核心問題，反思了人類以自己習(xí)慣的對生命模式的理解搜尋外星生命的努力。報告認(rèn)為，這種努力迄今尚無收獲的現(xiàn)狀，至少提醒人類應(yīng)該以某種新的眼光來重新理解“生命”，以此擴(kuò)大外星生命的搜尋范圍。

外星生命必然擁有同地球生命類似的基本形態(tài)和基本環(huán)境嗎？一種觀點(diǎn)認(rèn)為，地球上的生物形態(tài)是長期演變、進(jìn)化的結(jié)果，這是一個自然發(fā)生的過程；因此，其他星球上如果存在生命，必然需要有與地球類似的環(huán)境，而且，外星生命的基本形態(tài)也應(yīng)該與地球生命相類似，其中當(dāng)然包括與地球人類似的外星人。長期以來，科學(xué)家都很自然地采納這種觀點(diǎn)來思索和探測外星生命；如果“鳳凰”號探測器能確認(rèn)火星的地表下有水存在，那么進(jìn)一步的任務(wù)就是分析有水區(qū)域的環(huán)境和化學(xué)元素，以期尋找火星上是否曾經(jīng)有過，甚至目前仍然存在有機(jī)生物的線索。

另一種觀點(diǎn)同樣承認(rèn)生物進(jìn)化過程的自然性，但卻認(rèn)為外星生命可以在不同于地球環(huán)境的條件下誕生和進(jìn)化，而且完全可以取與地球生命很不一樣的形態(tài)；例如，不一定非有水不可，或許還不需要呼吸任何氣體，甚至構(gòu)成生命體的主要元素也未必是碳、氮、氧……

飲氨解渴

1962年，美國的《紐約客》雜志發(fā)表了一組漫畫：一個正在匍匐穿越撒哈拉大沙漠的外星人氣喘吁吁地向它的同伴叫道：“氨！氨！”漫畫作者的意思是說，如果水不是宇宙中唯一能夠維持生命的液體，那將會是多么可笑。

生物學(xué)家告訴我們，從細(xì)菌到人類，一切已知的生物都依賴著兩種基本的化學(xué)物質(zhì)——碳和水。碳通常被認(rèn)為是生命的支柱，因?yàn)樗軐⒒驹亟Y(jié)合為生命體所必需的復(fù)雜分子。而水則是所有這些復(fù)雜分子運(yùn)動的媒介，生命體最基本的化學(xué)反應(yīng)都在水中進(jìn)行。到目前為止，地球人還沒有發(fā)現(xiàn)其他任何液體能取代水的地位。

然而，關(guān)于外星生命可能存在于某種奇特的化學(xué)環(huán)境的假設(shè)還遠(yuǎn)沒有被否定。我們?nèi)匀徊荒芘懦@樣的可能性：也許在宇宙的某個角落，一種奇怪的生物正渴望大喝一口液態(tài)氨或液態(tài)甲烷來滋潤它干枯的嘴唇。事實(shí)上，近年來的一些研究表明，在合適的條件下，生命也可能誕生于和我們在地球上所觀察到的完全不同的化學(xué)環(huán)境中。此類工作或許將為人們搜尋地外生命打開全新的思路，同時也有助我們更好地認(rèn)識地球上生命的起源。

“生命之源”的候選者

作為最基本生化反應(yīng)的搖籃，水毫無疑問是一個神奇的分子，但這是否意味著它是宇宙中所有生命所必需的而且是唯一的？最近，有科學(xué)家認(rèn)為，地球生命對水的依賴只是偶然；地球上的生物學(xué)會依靠水生存，僅僅因?yàn)樗沁@顆星球上唯一存量豐富的液體。在一個比地球溫暖的星球上，也許硫酸就能扮演同樣的角色，而在一個比地球寒冷得多的環(huán)境下，能充當(dāng)這種角色的液體則可能是甲醇、氨甚至甲烷。

幾十年前人們還普遍認(rèn)為酶一旦離開水就完全失效，而現(xiàn)在，科學(xué)家令人吃驚地發(fā)現(xiàn)，在一些特定條件下，酶在某些非水溶劑中表現(xiàn)得十分活躍。這意味著水可能不如我們想像中那樣至關(guān)重要。一些其他液體，包括氟化氫、硫酸、氨和過氧化氫等，都能像水一樣傳遞作為重要催化劑的氫離子，因此它們都被科學(xué)家視作“生命之源”的候選者。你也許對此感到不可思議，難道科學(xué)家不知道硫酸和氟化氫都是會腐蝕人的皮膚甚至骨頭的可怕的液體？事實(shí)是，大多數(shù)地球人并不知道：這種腐蝕反應(yīng)被稱為水解酸化，必須有水的參與才能進(jìn)行。也就是說，硫酸和氟化氫本身并不是可怕的東西，只有溶于水時它們才有危險性。

“硅人”與“泰坦”

正當(dāng)“鳳凰”號奔赴火星，尋找和地球生命相似的依賴于水的生命時，有人卻推測，火星的土壤可能被依賴過氧化氫的微生物占領(lǐng)著。還有人猜測，金星大氣層中可能存在微生物。認(rèn)為外星生命與地球生命具有相似的形式似乎是順理成章的事。認(rèn)為水、碳、蛋白質(zhì)和DNA是維持生命的最佳選擇似乎也無可厚非。碳能夠和氧、氮、氫等元素組成生命體中的各種大分子。碳也是宇宙中最常見的元素之一，其含量僅次于氫、氦和氧，因此它總能滿足生物的使用需求。

在93種自然形成的元素中，只有硅有可能成為“生命支柱”——碳的替代品。硅和碳元素一樣能形成長鏈。不同的是，硅形成的鏈往往不夠穩(wěn)定。以我們所熟悉的煤油為例，它在室溫下是穩(wěn)定的，但如果用硅原子取代煤油中的碳，得到的產(chǎn)物在相同的條件下則會自燃。正是硅的這一特性使科學(xué)家認(rèn)為，如果太陽系確有“硅生命”存在，那么它最可能存在于可由甲烷或乙烷替代水的土星的衛(wèi)星“泰坦”上。因?yàn)檫@樣的低溫環(huán)境無法為碳鏈的斷裂提供足夠的能量。而硅與其他原子所形成的鏈相對較弱，即使在低溫環(huán)境下也能斷裂，從而使新陳代謝成為可能。

在科幻小說中，“硅人”往往具有堅(jiān)硬而透明的骨架，而事實(shí)上它們既可以像電腦芯片那樣堅(jiān)硬，也可能像壁球那樣柔軟。硅的一大弱點(diǎn)在于它和氧原子形成的鏈過于牢固，以至于在大多數(shù)星球上它都只能以二氧化硅的形式存在于巖石中，從而大大降低了它參與形成生命的可能。因此，“硅生命”只可能存在于缺氧的星球上，而土星的衛(wèi)星“泰坦”剛好能滿足這一條件。