生命在宇宙中很常見

陳育和

美國馬里蘭州州立大學(xué)的生物和昆蟲學(xué)教授薩拉？威爾說：“地球上的許多生命形式和我們原來知道的不一樣。”最近，在由美國科學(xué)發(fā)展協(xié)會(huì)（AAAS）組織的一個(gè)特別會(huì)議上，威爾對科學(xué)界做了關(guān)于“外星生命可能具有的外形”的學(xué)術(shù)報(bào)告。這次會(huì)議討論了許多關(guān)于外星生命存在合理性的問題。威爾說：“人類是生命之樹的很小一支，如果把地球出現(xiàn)生命以來的歷史比作一天，人類是在24小時(shí)最后的20秒出現(xiàn)的?！?/p>

早期地球并不是一個(gè)特別適合生命居住的地方。威爾指出：“如果將地球歷史濃縮為24小時(shí)，第一個(gè)細(xì)胞大約產(chǎn)生于凌晨3時(shí)，它是靠代謝硫化氫而生存的?！彼Ｍ祗w生物學(xué)家能從化石記錄中得到一些啟示?；蛟S，外星生命可能比最有想象力的科幻作家想出來的東西還要離奇。

我們很難想象外星生命靠什么生活，它們吃什么、喝什么，它們是不是有嘴、喉嚨及胃。美國加州帕那迪亞噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的納爾遜說：“我們不能被一個(gè)錯(cuò)誤的問題牽著鼻子走?！睘榱吮苊馓岢鲥e(cuò)誤的問題，天體生物學(xué)家已經(jīng)戲劇性地改變了他們對生命的認(rèn)識。

哈佛大學(xué)史密森天體物理中心的科學(xué)家戴維？拉撒姆是一顆太陽系外行星的發(fā)現(xiàn)者。他發(fā)現(xiàn)的行星的體積大約有木星的11倍，圍繞著后發(fā)座中的一顆淡黃色星體轉(zhuǎn)動(dòng)。拉撒姆說：“在今后幾年內(nèi)，你會(huì)看到成千上萬份發(fā)現(xiàn)新行星的通告。我覺得任何一個(gè)恒星周圍如果沒有行星是沒有道理的?！睌?shù)一下宇宙中行星的數(shù)目，想一想這些行星都可能成為生命存在的場所，你就會(huì)更好地理解外星生命的多樣性了。 自然界中所有的事物都是互相適應(yīng)的。一個(gè)類似于重力的微妙的力會(huì)完全改變生物的外形。如果一個(gè)行星上有致密的大氣層，就意味著地心引力的存在。這暗示著，這個(gè)星球上出現(xiàn)的生物可能要頂著較厚的大氣前行，也可能是依靠它們的翅膀飛行或者滑翔。天體生物學(xué)家熱切地希望能找到一些通行的宇宙生物法則。這種想法來自物理學(xué)和化學(xué)，因?yàn)閷h(yuǎn)距離星體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和光信號特征的觀察已經(jīng)證實(shí)：地球上的應(yīng)用物理、化學(xué)定律在浩瀚的宇宙空間內(nèi)仍然適用。威爾認(rèn)為，應(yīng)該還有類似的適用于全宇宙的生物學(xué)定律。這意味著可能有一條適合全宇宙的生命進(jìn)化法則。

威爾說：“‘進(jìn)化’無時(shí)無刻不在發(fā)生，這是鐵的事實(shí)?！比绻覀冋娴陌l(fā)現(xiàn)哪怕是一湯勺的火星土壤中有細(xì)菌，也強(qiáng)烈地說明其他地方可能已經(jīng)進(jìn)化出了更加高級的生物。

生物進(jìn)化是漫長的、有趣的，因?yàn)橐m應(yīng)不同的環(huán)境，最后形成的樣子千奇百怪，但其中還是有一些簡單的原則，例如雙邊對稱原則：對稱的手臂、大腿、眼睛和耳朵等。對于對稱原則，我們已經(jīng)非常習(xí)慣了，但要研究它，還要追溯到一種原始的扁平蟲。

這個(gè)宇宙中沒有比氫更基本的東西了?！霸诘厍蛏仙畹娜丝磥?，認(rèn)為宇宙中氫最豐富似乎不對，但是，宇宙中確實(shí)沒有比氫更豐富的元素了?！卞a拉丘茲大學(xué)的物理學(xué)教授維達(dá)利說，“你應(yīng)該想到，最簡單和最輕的原子就是氫原子。如果把兩個(gè)氫原子放在一起，你就會(huì)得到最簡單、最輕，也是最豐富的氫分子了?！?/p>

大約150年前，天文學(xué)家就認(rèn)識到星際之間的空間會(huì)被比頭發(fā)絲的直徑還小的稀薄而分散的塵埃顆粒所占據(jù)。“在星際之間，氫分子扮演了兩個(gè)主要的角色?！本S達(dá)利解釋說，“首先，氫會(huì)促成恒星的形成；其次，氫分子有助于形成其他更加復(fù)雜的分子?！北娝苤厍蛏系纳锸怯蓮?fù)雜的分子構(gòu)成的。通過那些被科學(xué)界承認(rèn)的化學(xué)規(guī)律，我們可以猜想，同樣的過程也可能發(fā)生在別的地方。

根據(jù)這個(gè)理論，一個(gè)尋找外星生命必需的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)在紐約北部維達(dá)利的實(shí)驗(yàn)室展開了。維達(dá)利說：“現(xiàn)在，我們只想知道這種星際塵埃是由什么組成的?！睘榱烁闱宄@個(gè)問題，他精心制造了一臺(tái)裝置，這臺(tái)裝置可以制造出一個(gè)具備只比絕對零度高10K的溫度和10-12個(gè)大氣壓的星際環(huán)境。這個(gè)實(shí)驗(yàn)證明了一個(gè)理論，氫分子并不是兩個(gè)氫原子偶然碰撞生成的。威爾說：“我們發(fā)現(xiàn)，有些物質(zhì)在反應(yīng)中有更重要的促進(jìn)作用?！边@些發(fā)現(xiàn)將幫助科學(xué)家重新考慮在星際空間中形成氫分子或其他分子的各種途徑和條件。美國航空航天局AMS研究中心的法里得？薩勒瑪說：“經(jīng)測定，有機(jī)化合物在宇宙中極其豐富，它們是生命的基礎(chǔ)。由碳基化合物構(gòu)成的巖石在星際空間的介質(zhì)中也是最為豐富的，這意味著碳基化合物構(gòu)成的生命有可能遍布整個(gè)宇宙。多環(huán)芳香烴在地球上是很常見的，在煤、煙灰和汽車尾氣中都可以找到它們。它們可能也是宇宙中最豐富的一類有機(jī)分子?！?/p>

這些發(fā)現(xiàn)使天體生物學(xué)家感到興奮?！叭绻穸喹h(huán)芳香烴這樣大而復(fù)雜的分子確實(shí)存在于茫茫的宇宙空間的話，那么現(xiàn)行的化學(xué)理論就必須在這些領(lǐng)域做出根本的修正?！笨屏_拉多州博爾德大學(xué)的西奧多？斯諾說：“一旦證實(shí)宇宙空間中確實(shí)存在復(fù)雜的分子，我們就會(huì)知道有關(guān)宇宙以及人類起源的最重要而且最新的信息。”

薩勒瑪?shù)耐侣芬姿?？阿倫安東尼做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)室里，阿倫安東尼把冰和少量由碳化物組成的巖石混合，再把這種混合物置于紫外線和宇宙射線下照射加熱。這個(gè)過程大體上重現(xiàn)了彗星的命運(yùn)，彗星在撞上行星或恒星之前就這樣在宇宙空間消磨時(shí)間。實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生了兩件事：第一件，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，在簡單的混合物中出現(xiàn)了一些復(fù)雜的有機(jī)化合物；第二件更令人驚奇，這些有機(jī)化合物自發(fā)組織起來，形成了像墻一樣的膜，包圍了類似細(xì)胞的微細(xì)胞組織。阿倫安東尼說：“這些有結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物具備了捕捉能量的能力。這種現(xiàn)象可能是生命起源的臨界點(diǎn)，因?yàn)樗邆淞藶樵技?xì)胞供應(yīng)能量的手段?！比绻谶@個(gè)實(shí)驗(yàn)中類似的事情確實(shí)發(fā)生了，那么在宇宙中，原始的生命事件也會(huì)發(fā)生。由此推論，更高級的生命形式也會(huì)發(fā)生。