外星生物知多少

吉翔

地外生命，從假說(shuō)開(kāi)始

電影中的異形是一種耐酸耐高溫的嗜極生物。什么是嗜極生物？就是對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)，可以在極端環(huán)境下生長(zhǎng)繁殖的生物，通常為單細(xì)胞生物。極端環(huán)境通常包括無(wú)氧、高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)輻射、真空等。當(dāng)然極端環(huán)境也是相對(duì)的，所有的嗜極生物放到太陽(yáng)表面大約6 000℃的極高溫中，也是必死無(wú)疑的。只能在溫和的環(huán)境中生存的生物遇到此類(lèi)極端環(huán)境通常會(huì)因蛋白質(zhì)變性、化學(xué)鍵斷裂而死亡。

嗜極生物的存在告訴我們生命的邊界遠(yuǎn)比我們想象的更為廣闊。但地球上的所有生物，無(wú)論高等的低等的，包括這些嗜極生物，都是碳基生命。對(duì)于外星生命，我們也并非完全照搬地球上的生命模式進(jìn)行猜想——關(guān)于生命的形式有許多種假說(shuō)，共同構(gòu)成了假定型生物化學(xué)，除了用硅或硼替代碳，還可以設(shè)想用硫替代氧等；溶劑方面，比如用氨或烴替代水等，這些在理論上都具有可行性。除了元素方面的替代，從分子層面，我們也可以認(rèn)為可能存在除了核酸之外的分子能夠編碼生命過(guò)程，或者對(duì)核堿基進(jìn)行替代等。但是在真正發(fā)現(xiàn)此類(lèi)生命以前，哪怕在理論上如何可行與漂亮，都只能作為假說(shuō)。

既然假說(shuō)都具有理論可行性，那么是否有可能存在一種外星生命不需要水和氧氣？這個(gè)問(wèn)題無(wú)法完全否定。但為什么在搜尋地外生命時(shí)，我們?nèi)栽谝槐楸榈靥岬剿?、適宜的溫度、大氣層？因?yàn)閷?duì)于地球上的絕大多數(shù)生物，這些幾乎都是必需的，尤其是水。

星球考察思路：就近原則

太陽(yáng)系以?xún)?nèi)的情形是怎樣的？我們以火星為例，火星上有無(wú)生命，或者是否曾有過(guò)生命，現(xiàn)在還無(wú)法下定論?；鹦桥c地球同源，大小組成相近，號(hào)稱(chēng)“小地球”，而且過(guò)去的幾十億年與地球的隕石交換頻繁，即便有生命，也極有可能是與地球一樣的生命形式。既然是一樣或類(lèi)似的形式，那么把地球的生命之源——水作為一個(gè)必備條件便很合理，而且這樣的條件也不苛刻，所以我們不斷探測(cè)月球與火星上的水，并把同樣的思路用到了木衛(wèi)二與土衛(wèi)六上，因?yàn)樵谔煳膶W(xué)上它們離地球也很近了。

關(guān)于火星生命：我們?cè)阱缧巧习l(fā)現(xiàn)了氨基酸，星際有機(jī)分子中復(fù)雜的也有幾十個(gè)原子，如果有一天我們發(fā)現(xiàn)火星上存在最簡(jiǎn)單的生命也不要過(guò)于驚訝，它們可能是本來(lái)就有的，也可能是人類(lèi)帶過(guò)去的。為了避免污染火星上可能存在的生命，幾十年前的火星探測(cè)器，如“海盜號(hào)”，都是嚴(yán)格殺菌的，而近些年的“火星探路者號(hào)”“勇氣號(hào)”“鳳凰號(hào)”與“好奇號(hào)”等，有些部位仍帶有一些地球上的細(xì)菌。不過(guò)這些細(xì)菌幾乎都會(huì)被太空輻射殺死，但不排除某些一直躲在探測(cè)器內(nèi)并始終處于休眠的狀態(tài)。

宇宙中的生命形式

那么，太陽(yáng)系以外的情形呢？受制于現(xiàn)有的航天技術(shù)，以地球生命形式的生存標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)定，現(xiàn)實(shí)意義并不大，不過(guò)，以此標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)系外行星進(jìn)行篩選并估計(jì)與我們類(lèi)似的生命形式在宇宙中的豐富程度，就像是開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡所做的Kepler Discoveries一樣。目前主要分兩種情況：

1.與人類(lèi)相同或相似

如果我們注意分析一下嗜極生物，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它們通常是單細(xì)胞生物且多數(shù)屬于古菌，換言之，相對(duì)低級(jí)。產(chǎn)生高等生物等多細(xì)胞生物的條件十分嚴(yán)格，但即便宇宙中可能充滿(mǎn)了單細(xì)胞的微生物，就現(xiàn)有的通信與航天技術(shù)也無(wú)法確認(rèn)它們是否存在，我們還是只能著眼于高等生物。而以地球上的高等生物為樣本，我們總結(jié)出他們都需要液態(tài)水和適宜的溫度等條件。對(duì)于這類(lèi)系外行星與生命，我們也存在與他們通信甚至交流互訪(fǎng)，以及星際移民的可能性。2.與人類(lèi)完全不同

就拿一種以氨為溶劑的地外高級(jí)生命為例，一個(gè)大氣壓下氨的熔點(diǎn)是-78℃，沸點(diǎn)是-33℃。假如我們?nèi)ピ煸L(fǎng)他們，氣壓不變的話(huà)，我們就得忍受低溫；溫度適宜的話(huà)，我們就得忍受高壓。更麻煩的是，我們要呼吸氧氣，而他們有氨氣，如果我們?cè)冱c(diǎn)根煙的話(huà)，那就有點(diǎn)可怕了（“生命形式不同要怎么在一起”也是個(gè)問(wèn)題）。所以不如按照地球上的生物生存條件篩選了他們，就當(dāng)他們不存在。

理論上，人類(lèi)并不總按照地球生物的生存條件來(lái)尋找外星生物，但現(xiàn)實(shí)是，在太陽(yáng)系內(nèi)應(yīng)用地球上的標(biāo)準(zhǔn)是合理的，在太陽(yáng)系外也是很實(shí)際的。由于宇宙空間的廣大及地外文明可能的稀缺性，導(dǎo)致我們對(duì)地外文明的存在始終難以統(tǒng)一意見(jiàn)，于是有了費(fèi)米悖論，產(chǎn)生了平庸原理和地球殊異假說(shuō)這些科學(xué)哲學(xué)觀念。

外星生物有多遠(yuǎn)

如果存在能夠與我們溝通交流的外星高等生物，那么他們距離我們有多遠(yuǎn)？通過(guò)德雷克公式的一系列演算可得任意兩個(gè)文明星球之間的平均距離大于60光年。從實(shí)際觀測(cè)上看，太陽(yáng)系內(nèi)其他星球上目前沒(méi)有高等生物的任何跡象，離太陽(yáng)最近的恒星比鄰星在4光年之外，然而即便是這個(gè)距離，對(duì)目前人類(lèi)的科技來(lái)說(shuō)，也是有些絕望的：搭乘人類(lèi)有史以來(lái)最快的“旅行者1號(hào)”探測(cè)器前往探尋，也需要花費(fèi)數(shù)萬(wàn)年的時(shí)間（當(dāng)然這是在不考慮他們反過(guò)來(lái)探尋我們的前提下）。

2017年4月中旬，NASA宣布土衛(wèi)二具備生命所需的全部條件，雖然并不適合人類(lèi)居住，但不排除土衛(wèi)二上有低級(jí)生命與嗜極生物生存的可能性。未來(lái)也許會(huì)傳來(lái)令人振奮的消息，即便只是發(fā)現(xiàn)了一只最原始的細(xì)菌。

不過(guò)，回想《異形》中讓人心有余悸的可怕生物，Weyland公司的人可也是不遑多讓。相比單細(xì)胞的微生物，高等生物的產(chǎn)生條件雖然十分嚴(yán)格，但其毀滅卻又簡(jiǎn)單得多?？峙氯祟?lèi)在追尋外星生物的同時(shí)，應(yīng)該把最珍視和保護(hù)的目光放到目前賴(lài)以生存的星球上才對(duì)。