人类为什么按照地球生物的生存条件来寻找外星生物? 吉翔,Ordinary Miracle 这个问题在天体生物学中非常重要,但这个问题并不全对。 对嗜极生物的研究确实与天体生物学紧密相关,这些研究告诉我们生命的边界远比我们想象的更为广阔。但地球上的所有生物,无论高等的低等的,包括这些嗜极生物,都是碳基生命。对于外星生命,我们并非完全照搬地球上的生命模式,我们其实想得更多。有许多种假说,共同构成了假定型生物化学,除了用硅或硼替代碳,还可以设想用硫替代氧等,溶剂方面,比如用氨或烃替代水等,这些在理论上都具有可行性。除了元素方面的替代,分子层面,我们也可以认为可能存在除了核酸之外的分子能够编码生命过程,或者对核碱基进行替代等。但是在真正发现此类生命以前,哪怕在理论上如何可行与漂亮,都只能作为假说。 既然以上假说都具有理论可行性,那么是否有可能存在一种外星生命不需要水和氧气?这个问题我不敢否定。那为什么在搜寻地外生命时,我们仍在一遍遍地提到水,提到适宜的温度,提到大气层?而对于地球上的绝大多数生物,这些几乎都是必须的,尤其是水。 太阳系以内的情形,以火星为例。火星上有无生命,或者是否曾有过生命,现在还无法下定论。火星与地球同源,大小组成相近,号称“小地球”,而且过去的几十亿年与地球的陨石交换频繁。即便有生命,极有可能也是与地球一样的生命形式。既然是一样或类似的形式,把地球生命之源的水作为一个条件便很合理,而且这样的条件也不强,所以我们会探测月球与火星上的水。我们把同样的思路用到了木卫二与土卫六上,在天文学上它们离地球也很近了。 关于火星生命:我们在彗星上发现了氨基酸,星际有机分子中复杂的也有几十个原子,如果有一天我们发现火星上存在最简单的生命也不要过于惊讶,它们可能是本来就有的,也可能是人类带过去的。出于避免污染火星上可能存在的生命考虑,几十年前的火星探测器,如海盗号,都是严格杀菌的,而近些年的火星探路者号,勇气号,凤凰号与好奇号等,有些部位仍带有一些地球上的细菌。不过这些细菌几乎都会被太空辐射杀死,但不排除某些一直躲在探测器内并始终处于休眠状态。 太阳系以外的情形,受制于现有的航天技术,这种标准现实意义不大,不过可以以此标准来对系外行星进行筛选来估计与我们类似的生命形式在宇宙中的丰富程度,就像开普勒望远镜所做的一样Kepler Discoveries分两种情况: 1.地外生命是与我们相同或相似的生命形式:如果我们注意分析下嗜极生物,我们会发现它们通常是单细胞生物且多数属于古菌,换言之,相对低级。产生高等生物等多细胞生物的条件十分严格,但宇宙中可能充满了单细胞的微生物,对于太阳系以外的单细胞生命,现有的通讯与航天技术无法确认它们是否存在,我们只能着眼于高等生物。而以地球上的高等生物为样本,我们总结出了都需要液态水,适宜的温度等条件。而且对于这类系外行星与生命,我们存在与他们通信甚至交流互访与星际移民的可能性。 2.地外生命是与我们是完全不同的生命形式:以一种以氨为溶剂的地外高级生命为例。一个大气压下氨的熔点是 -78℃,沸点是 -33℃。如果我们去造访他们,气压不变我们得忍受低温,温度适宜我们得忍受高压。更麻烦的是,我们要呼吸氧气,他们有氨气,如果再点根烟的话。生命形式不同怎么在一起?所以不如按照地球上的生物的生存条件筛了他们,就当他们不存在。此种情况一言以蔽之:宁缺毋滥。 理论上,人类并不总按照地球生物的生存条件来寻找外星生物;现实上,在太阳系内应用地球上的标准是合理的,在太阳系外则是实际的。 查看知乎原文