金星上发现生命标志物，咱们在世界中是孤单的吗？

liukang20243周前 (04-28)吃瓜热门198

近来，美国有线电视新闻网报导，最新发现显现，金星稠密的酸性云层中包括有“在地球上意味着生命的气体——磷化氢”，而在金星大气中也发现了另一种特别气体成分——氨。磷化氢和氨都被以为是系外行星的生命标志物，这一发现引发了人们对金星上是否存在生命的猜想。

那么，咱们在国际中是孤单的吗？

以下内容节选自《地理终极之问：咱们是谁，咱们从何而来，终将去到哪里》，较原文有删省修正。文中所用插图均来自该书。已获得出书社授权刊发。

《地理终极之问：咱们是谁，咱们从何而来，终将去到哪里》，［美］尼尔·德格拉斯·泰森［美］詹姆斯·特赖菲尔著，符磊胡方浩王科超译，江苏凤凰科学技能出书社2023年7月版。

任何一个人想要答复“生命是什么”和“咱们是孤单的吗”这样的问题时，都会不行避免地遭到本身常识的约束：咱们迄今已知或研讨过的仅有一大类生命只存在于地球上。可是，系外行星上的生命或许在外观和功能上都不同于以往所观察到的任何东西，为了继续在那里寻觅生命，咱们需求供认自己有短视的倾向。

很久以前，在DNA测序和其他生物技能呈现之前，咱们曾将生命分为两类：植物和动物。但咱们后来了解到，在这个星球上，单细胞和多细胞生物的多样性令人拍案叫绝。虽然如此，地球上全部已知的生命办法，包括动物、植物、原生生物、真菌、古菌和细菌，都有一个一同的根本化学结构，即它们都是以碳原子为骨架进行建构的。因而，能够了解的是，人们以为全部的生物都有必要以这种办法结构——全部的生命都是碳基的，就像咱们这个国际上的生命办法相同。

在好莱坞科幻体裁的电影中，外星人一般都以类人形状呈现，这展现了一种自我偏心的倾向。为什么外星人非要像人类相同有牙齿、膀子和手指呢？更进一步，为什么外星人看起来非要像地球上的植物或动物呢？假定国际中的外星人与咱们的差异乃至比咱们与大肠杆菌的差异更大，那么地外生命终究会是什么姿态呢？

咱们是孤单的吗？人的天分唆使咱们仰视和考虑。

两种与咱们不相同的生命展开途径

下面让咱们一同探究两种与咱们不相同的生命展开途径。

生命或许以其他原子而非碳原子为根底架构。其间一个很受科幻小说家欢迎的比方是硅基生命。

硅是一种很有吸引力的碳的替代品，由于它的电子结构与碳类似。

在元素周期表上，它坐落碳的正下方，所以它也能够与4个不同的原子经过化学键结合，这是构建像DNA这样的杂乱分子的有用性质。可是硅键往往比碳键更强，这使得硅不太或许构成杂乱的分子，因而也就不或许构成杂乱的生命。

与咱们所知不同的第二种生命展开途径是，生命或许呈现在并非由水构成的液体环境里。咱们至少知道有一个当地存在不是由水构成的湖泊，那便是土星最大的卫星土卫六，它是太阳系中已知的仅有一个外表有活动液体的星球。如前所述，在土卫六外表零下180摄氏度的环境中，液态甲烷和乙烷构成的湖泊延伸至它的南北极。相比之下，地球上记载的最冷温度（在南极洲测得）是零下89摄氏度。

与土卫六极点低温的环境截然相反，咱们也能够幻想一个外表布满熔岩的系外行星，那里的生命在火热的熔炉中蓬勃展开。咱们仅仅不知道在这样的极点高温下会发生什么杂乱的化学反应，在那里或许会有彻底意想不到的东西等候咱们去发现。

系外行星巨蟹座55e的艺术图。它的轨迹离其母恒星十分近，并被潮汐确定，因而，整个朝向母恒星的外表很或许布满欢腾的岩浆。

到现在为止，咱们只考虑了依据化学反应的生命，咱们称之为化学偏心。可是，赋有幻想力的科学家们现已估测了彻底不同的生命办法所具有的杂乱结构，例如电场和磁场之间的相互作用，或许星际云中的尘土颗粒之间的静电作用力。这种办法的生命将会是什么样呢？假定咱们乃至能用愚钝的人类感官感知到它们，或许除了最敞开的思维者，其他人都无法了解吧。

国际中数不清的系外行星上令人惊奇的生命或许办法的规模，为咱们供给了一个令人信服的依据：生命，不管才智与否，并不是地球所独有的，也不或许不呈现在其他当地，虽然地球上的生命办法诞生于一系列不太或许发生的、稀有的事情中。

毫无疑问，咱们人类不喜爱以为自己是孤单的。很早以前，咱们就在天空中组织了众生——神、魔鬼、外星人……咱们的幻想力是无限的。

太阳作为潜在生命家乡的光荣逐步褪去

直到20世纪，咱们才把握了用科学去查验咱们对其他生命观念的技能。在18世纪，一些地理学家以为太阳或许孕育了碳基生命。当然这些生命不日子在太阳火热的外表，而是日子在他们以为必定存在的太阳的固体内部。有些人乃至幻想，假定你把望远镜对准正确的方向，你能够透过太阳黑子看到下面有人寓居的村庄。究竟，那时咱们还没有把握或了解热力学这个物理学的分支。热力学告知咱们，欢腾的外部发生的热量会蒸发掉内部的任何一个村庄。

跟着时刻的推移，太阳作为潜在生命家乡的光荣逐步褪去，但其他古怪的主意又冒了出来。例如在1837年，英国人托马斯·迪克（Thomas Dick）出书了一本标题言过其实的书本：《天国景色》或许说《行星体系展现的奇观，诠释神的完美和国际的多元化》。在这本书中，他声称咱们能够找到日子在土星环上的人类。

在1901年赫伯特·乔治·威尔斯（Herbert George Wells）所著的小说《最早登上月球的人》（The First Menin the Moon）和这部1964年的同名电影中，人类在月球地表下遇到了像昆虫相同的月球人。

到20世纪初，很多人依然信任月球、火星和金星上有生命存在。例如，1901年，因其前期著作《国际大战》（War of the Worlds）而出名的作家威尔斯，叙述了一名英国绅士前往月球寻觅可呼吸的大气并遇到一个被他称为硒人（Selenites）的种族的故事。当美国闻名地理学家珀西瓦尔·洛厄尔（Percival Lowell）开端出书有关他对火星的观测的书本时，这种信仰获得了一种威望的加持。洛厄尔把这颗赤色星球幻想成一个接近消亡的文明的家乡，运河网络把水从南北极运送到赤道——这是关于火星生命的又一个丢失的主意。

今日咱们知道，在像木卫二这样的卫星的地下海洋中最有或许找到生命（很有或许是微生物），火星外表下的含水层中也蕴藏着弱小的期望。

研讨生命的科学家有必要在该范畴特有的妨碍下作业。在公共场所，咱们赞许地球的生物多样性，但在私下里，咱们感叹这全部都能够追溯到一个单一的来历，一个生命的单一比方。

太阳系中有100多个球形天体可与地球进行比较和比照，地球仅仅其间一员。趁便说一句，这便是为什么地质学系在咱们的大学中变得如此稀有——它们现已演化成了行星科学部分。

可是，生物学家却没有这样奢华的条件。地球上的每一种生物都由DNA分子操控相同的化学运作办法，这清楚地标明咱们都是由数十亿年前地球海洋中呈现的一个原始祖细胞演化而来的。

为什么这一点很重要？幻想一下，假定你见过的仅有一种水生生物是金鱼，那么你便会天经地义地以为全部的水生生物都是橙色的脊椎动物，喜爱淡水，以植物和昆虫为食。幻想一下，有一天你第一次去海滩，看到了一只大白鲨，然后发现了一只水母，然后又偶遇一只螃蟹。你所知道的关于水生生物的全部都需求从头评价，海洋生物学和淡水生物学才会逐步鼓起。

由加州地外文明探究（SETI）研讨所运作的艾伦望远镜阵（ATA）继续地展开巡天观测，以寻觅太阳系以外才智生命的痕迹。

咱们对生命的观念会发生怎样的改变？

假定咱们发现了其他生命办法，咱们对生命的观念会发生怎样的改变？

首要，地球上全部的生命都触及碳原子在液态水环境中结合的化学进程。正如咱们将在本章的其余部分看到的那样，简直全部关于地外生命的考虑都假定咱们在外星发现的全部生命都具有这一特征。这便是前面说到的从金鱼得来的观念。

关于从未见过其他水生生物的人来说，幻想地外生命就依据一条金鱼。他们或许能够幻想出生命是如安在水中生计的，但幻想并寻觅一只虾、一种珊瑚或一头50吨重的鲸鱼需求更多的信息、时刻，尤其是幻想力。人类在缺少信息的情况下，就很简略发生成见或许偏心的情感了。在其他当地发现生命或许会（也或许不会）迫使咱们抛弃这些成见的源头。

·碳偏好：生命有必要依托碳原子吗？不管是科幻作家仍是严厉的科学家，都曾考虑过以硅等其他原子为根底的生命。

·水偏好：水是仅有能够支撑生命构成进程的流体吗？氨和液态甲烷是其他或许性的代表，还有化学家将硫化氢列入候选名单，咱们有时在热水池周围闻到的臭鸡蛋味就源自这种气体。

·地表偏好：生命只能在行星的外表演化吗？在太阳系的许多当地，比方木星和土星的卫星上，大多数液态水不是在地表而是在地下的海洋中。而且，生命能否能够彻底在气态巨行星的大气中演化并昌盛起来呢？

·恒星偏好：生命只能在盘绕恒星的行星上展开吗？究竟，核算标明，比起环绕恒星运转的行星，或许在银河系中和银河系之外游荡的所谓的漂泊行星数量更多。生命能够不依托恒星这一能量来历而展开吗？行星内部的放射性热量能替代阳光吗？

·化学偏好：咱们有必要要问一下，生命是否有必要以化学为根底？假定生命需求能量流，一些理论核算标明，电场和磁场的相互作用或许会展开出生命体系一般所具有的杂乱程度。

水到渠成的是，质疑每一种偏好都会敞开新的、越来越不行思议的生命办法。你想从哪里开端测验呢？

前期的地球外表火山喷涌、毫无活力，常常遭到彗星和流星的碰击，这些彗星和流星从太阳系的其他当地带来了生命的根本成分。

假定你计划施行一个大型查找项目，那么精确地知道你在寻觅什么是很有协助的。

人们常常把寻觅地外生命和寻觅地外文明相提并论，因而，让咱们先从一项思维试验开端。在地球前史的不同时期，外星访客会怎么看待咱们的星球？

在开始的5亿年里，地球是一个飘浮在太空中的炙热、没有空气的球体，不存在生命，更不用说才智生命了。

在接下来的30多亿年里，地球将是一个漂浮着绿色黏液的国际。漂浮着的相对简略的微生物从阳光中获取能量。这个国际存在生命，但它们明显还不具有咱们所说的才智。

在曩昔几亿年中的某个时分，外星访客会发现更杂乱的生命办法。至于它们何时才干跨过才智生命这一门槛，取决于你以为什么是才智生命：是蠕虫、鱼？仍是恐龙、灵长类动物或许猫？

地外社会学需求归纳考虑来自整个银河系的才智生命办法，《星球大战》中的国际酒吧是地外社会学的一个完美事例。

与其迷失在关于才智界说的含糊争辩中，不如看看迄今为止咱们是如安在系外行星上寻觅生命的，并将其与咱们寻觅才智生命的办法进行比较。

咱们根本上是用光谱学来寻觅天体生物学家所谓的生物征迹，即生物有机体在行星大气中发生的那些分子。这些分子包括来自光合作用的氧气和厌氧微生物发生的甲烷。但这种办法有一个问题：这些分子也能够经过规范的化学和矿物学进程发生。例如咱们知道，来自太阳的紫外线能够分化大气中的水分子，在无须生命参加的情况下发生氧气分子。现在，咱们勘探国际中才智生命的仅有办法是寻觅从系外行星上有意或无意宣布的电磁信号，但这意味着咱们将才智生命界说为具有制作射电望远镜的才能。这也意味着，假定运用咱们自己对才智生命的界说，那么从200万年前能人（Homo habilis）生计的年代一直到19世纪这段绵长的人类前史，将不能被外星观察者看到。多细胞生物或许说杂乱生命呈现在大约10亿年前，据此核算，被界说为具有发射无线电信号才能的才智生命在地球杂乱生命的前史中只占很小的一部分——大约0.00001%。

叠层石是由原始微生物所制作的一种生物堆积结构，图中展现的是坐落澳大利亚的叠层石。虽然它们现在很少见，但制作它们的微生物在35亿年前曾是地球上最主要的生命办法。

以咱们把握的有限数据为根底，假定地球之外没有才智生命，这公正吗？

虽然咱们现已向火星发射了一批勘探器，并让它们周游在火星外表搜集数据，可是科学家们仍在争辩火星上是否存在微生物。换句话说，依据咱们现在所知道的，咱们日子的星系或许包括许多漂浮着绿色黏液的行星，其间或许有一些行星上日子着恐龙，但没有一颗行星向咱们发送无线电信号，或许至少是任何咱们能够勘探到的信号。

原文作者/美］尼尔·德格拉斯·泰森［美］詹姆斯·特赖菲尔

摘编/何也

修改/张进

导语校正/杨利

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