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深度解析“金星上发现生命标志物”背面的故事

关于“发现金星上或许存在生命”这一爆炸性新闻,笔者的榜首反应是压根不信——到现在仍然不信。这不只是因为金星外表炼狱般的环境,更在于笔者深刻了解从无到有发明生命的困难程度,那远非“奇观”两字所能描绘。

图 | 金星

据报道,做出这次发现的研讨者一开始很不乐意宣告其定论清晰的论文,原因也是觉得这一成果难以置信。大都读者恐怕不会意识到,咱们这一“开始定论”真能得到证明,那将是科学史上有着里程碑含义的大事件。

不幸的是,本文或许会浇灭部分读者、尤其是科幻迷的热心。

火星勘探:从想入非非到兢兢业业

科学家寻觅地外生命的尽力由来已久。用国内闻名天体物理学家、国家地理台已退休教授李竞老先生的话来说,寻觅地外生命不只有特殊的科学含义,乃至还有哲学含义:它能够协助确证咱们是否真的仅有。

无疑,咱们会先从较近的行星和卫星着手。太阳系中,四大气态行星先扫除在外,它们明显不具有孕育生命的基本条件。水星离太阳太近,面向太阳的一侧过于酷热,任何生命物质都会被烤焦;金星的状况愈加严格,因为温室效应的效果,其外表温度比水星还要高得多,达 460 摄氏度以上,很难信任它上面会有生命存在。

榜首个以温室效应解说金星外表反常高温的是闻名行星科学家、科普作家卡尔·萨根;令人略感意外的是,也正是他,却以为金星上空的大气中能够答应微生物存在,原因是高空大气中有相对凉快的区域,而金星从前有过大约 20 亿年的液态水时期,能够孕育出生命。

——这次发现“生命标志物”磷化氢,正是在卡尔·萨根所“预言”的范围内。但这并不意味着其成果更可信。

最早人们寄予厚望的是火星。火星与太阳之间的间隔比地球远不了太多,其外表温度能够答应液态水存在;新近地理学家及地理爱好者经过望远镜对火星做大略的调查,发现火星外表有一些暗区,以及从暗区延伸出的细线,而且暗区会在冬天时缩小、夏日时扩张。人们由此猜想,暗区是水体或植被,细线则为河道。彼时,过于达观的大众不只以为火星上有生命,乃至猜想还或许有高级生命、才智生命乃至于开展出了文明。

但是 1965 年,人类发射并榜首次成功抵达火星轨迹的勘探器“水手 4 号”,却打破了人们的梦想。它传回的相片显现,火星外表荒芜一片,这是一颗凄凉而死寂的星球。

但在火星上寻觅生命痕迹的尽力并未因而完毕。科学家估测,大约 40 亿年前,火星与地球气候相似,外表也有液态水掩盖,但因为火星引力较小,大气中的水分在太阳风的“吹拂”下逃逸进入太空,经过数十亿年的演化而成为今日这副光景。“持久存在液态水”是孕育生命的重要条件,科学家所以把寻觅火星上是否从前具有液态水环境的根据当成了重要研讨方针。

1971 年 5 月发射升空的水手 9 号首先拍照到了火星外表的峡谷、火山和疑似流水遗址的相片。尔后,“火星探路者”、“机会号”和“火星勘探轨迹飞翔器”等许多勘探器都别离发现火星外表曾有水以及火星或许有地下水的头绪。2012 年 8 月登陆火星的“猎奇号”更是直接找到了火星外表的水合矿藏,有力证明火星上从前有很多液态水存在。

液态水的存在只是是孕育出生命的必要条件之一,离“找到生命”还差得太远。现在科学家期盼的,是能在火星上寻觅到从前有过生命的化石根据;但迄今踪影渺然。

希望·新希望

火星之后,人们以为最有或许存在生命的,是土星的最大卫星土卫六。

科学家很早就现已清楚,土卫六外表掩盖着厚厚的、橘红色的大气层,其大气中含有甲烷,而甲烷是生命代谢的产品。卡尔·萨根在他的永存科普作品《暗淡蓝点》中,专门用了一章的篇幅来介绍这颗橘红色的星球,并证明其外表某些区域存在液态水及孕育生命的或许性。

1997 年 10 月 15 日——彼时卡尔·萨根逝世还不到一年——人类历史上最杂乱、分量最大、飞翔线路最弯曲的外太空勘探器“卡西尼号”发射升空,其使命是勘探土星及其卫星,“卡西尼号”带着的子勘探器“惠更斯号”则是专门为勘探土卫六而规划。

经过近 7 年的飞翔,“卡西尼号”于 2004 年 7 月抵达土星。这一年的 12 月 24 日,子勘探器“惠更斯号”与母勘探器别离,又花了 20 天时刻才抵达土卫六。2005 年 1 月 14 日,“惠更斯号”在人类亿万眼光的一起凝视下软着陆于土卫六。

“惠更斯号”终究发回数百张相片和一系列剖析数据,成果显现,土卫六上的确有甲烷,但甲烷未免太多了,它们不只作为主要成分存在于大气中,还以液态方法在这颗卫星外表构成了江河湖海——这么多的甲烷不或许来历于生物活动。而且这个由甲烷控制的低温恶劣环境,不太或许孕育出生命。

但失之东隅收之桑榆。就在“惠更斯号”给翘首企盼土卫六的人们泼去冷水之后不久,这项使命的母勘探器“卡西尼号”却在土星的另一颗卫星、原先并不被看好的土卫二上有了一系列惊人发现。

2005 年,“卡西尼”勘探器近间隔调查土卫二南极喷发出的冰屑间歇泉——这是组成土星“大光环”的冰屑来历之一,科学家经过剖析,估测土卫二有一个地下液态海洋。进一步的研讨显现,土卫二地下海的海底或许由硅酸盐岩石构成,这种岩基环境合适杂乱的化学反应,为构建生命的杂乱有机物的出现发明晰条件。

之后数年,“卡西尼”又有新发现:它勘探到了土卫二地下存在热液活动的根据。这是迄今在地球之外发现的仅有热液活动,它为孕育生命发明晰条件——地球海底的热液喷口邻近日子着一些独特的生物,有许多科学家以为这些区域是原始生命诞生的最佳环境之一。

到了 2018 年,美国宇航局宣告,他们在土卫二南极喷发物中勘探到了杂乱的有机分子,它们乃至包含 15 个碳原子。虽然它们仍然不是唯有生命活动才干发生,但无疑,土卫二地下海洋中存在生命的或许性又大大提高了。

一切这些,都只是是给出了地外生命存在的一点点“或许性”;更切当地说,是给出了孕育生命的基本条件:水、有机物以及能量来历。

与土卫二具有相似条件的,是体积大得多的木卫二。事实上,在土卫六希望幻灭之后、土卫二被“卡西尼号”晋级为新宠之前,木卫二有很长时刻都被科学家看成是太阳系内最有希望发现地外生命的星球。木卫二被厚达数十公里至上百公里的冰层掩盖,因为潮汐力的效果,其冰层下方也具有液态水,在冰裂缝中会构成高达 200 公里的喷泉。

能够说,木卫二便是一个加强版的土卫二。在这次“来自金星的音讯”出现之前,笔者一向以为,土卫六希望幻灭之后,下一个给出答案的应该是木卫二。与土卫二比较,木卫二虽然冰层要厚得多,“敲开”它不那么简略,但它间隔地球轨迹究竟比土卫二近了一半,科学家调查它仍是更便利一些。

生命来源的困难

但对一切这些尽力,袖手旁观的笔者从未抱有某一天真的“发现地外生命”的希望。一起笔者信任,从事这些研讨的大部分科学家也会跟笔者相同,不会以为那么简略就能找到地外生命存在的根据,他们做这些作业,更实际的意图是逐步推进人类关于这些星球的知道。

之所以这样说,是因为生命的诞生实在太困难了。

在中小学阶段,生物学教科书不带爱情颜色地独爱咱们:地球生命来源于 35 亿年前。如此轻描淡写,显得生命从无到有很简略完成,好像一颗星球只需具有必定的原始条件就必然会出现生命。

唯有真实了解一个最基本的生命体的杂乱程度,咱们才干大致了解“生命来源”这四个字所包含的含义。以今日人类在化学、生物化学、生物学这三大学科所到达的理论高度,结合全球最先进的试验设备和技能,科学家仍然不能以纯化学的手法,有意图地将一堆无机物和简略有机物合成为一个完好的、具有生命力的细胞。

现在,咱们却要求大自然在漫无意图的状态下,将一堆相同的“资料”随机拼凑出一个具有遗传和代谢功用的生命体。

但它竟然做到了。

它以整个地球为试验场,海底任何一个热液喷口、地表任何一片凹地、乃至任何一个小水滴,都是一个试验室。这数以万亿计的小型试验室,花了 10 亿年时刻试错,终究成功了一次。

只是只成功了一次。咱们根据细胞的基本功用结构,能够反推全球一切生命具有一个一起的先人、一个原始的细胞。

这是一个无穷大乘以无穷小,终究发现等于一的故事。现在存在一个问题:这个“无穷大”的基数,究竟是只是来自地球,仍是来自整个世界?

——即使是那些坚定持唯物论的科学家和科普作家,有时也会提出疑问:咱们会不会是整个世界中的仅有?

当年“惠更斯号”登陆土卫六时,李竞老先生从前跟笔者表明,他更乐意信任生命在世界中普遍存在;但在找到榜首种田外生命之前,这种信仰仅有哲学含义。

只为科学意图

现在让咱们把论题拉回到金星。

自从 9 月 14 日“金星发现生命痕迹”的新闻报出后,现已有许多科学家对此宣告了见地,大都对此持谨慎态度,定见大致能够汇集成三点:

该研讨的进程或许有没有察觉到的缺点,成果存疑;

金星大气层下尚有咱们不了解的一种非生物机制在制作磷化氢;

金星大气层中或许真有咱们现在难以了解的一种生命形状,有待于进一步研讨确证。

包含研讨者在内,没有一个严厉科学家断语金星上存在生命。

就在一些科学家重视太阳系内其它星球上有没有生命痕迹的一起,另一些科学家将目光瞄准了更远的太空:寻觅系外行星,尤其是类地行星。

所谓系外行星,即太阳系之外的行星;类地行星,则是指巨细与地球相似、有着固体外表的行星。与之相对应的是类木行星,即好像木星相同体积巨大的气态行星。在太阳系中,火星和金星都归于类地行星。

榜首颗系外行星发现于 1995 年,那之后科学家搜索系外行星的手法日新月异,至今现已找到了数千颗系外行星,其间大部分归于类木行星。科学家希望能在剩余的小部分类地行星中,寻觅到与地球更挨近、外表答应液态水存在的行星环境。这项作业的意图,是探寻相似地球这样合适生命繁殖的行星在世界中是否普遍存在。至于它们外表是否存在生命痕迹,现在的科学手法还难以检测。

你或许会问,寻觅这样的星球,是否在为将来人类“移民”其它星球做准备?你想多了。根据现在的科学知道,人类在可预见的将来都不太或许完成星际游览,乃至永久不能完成星际游览。做这些研讨,是为了朴实的、不带任何功利性的科学意图。事实上,有太多基础科学,开始寻求的都是朴实的科学意图:从基本粒子的发现到世界来源与演化的推演,以及咱们在太阳系内搜索地外生命痕迹,莫不如此。

——咱们有必要清醒:不管科学家在外太空找到多少宜居星球乃至发现地外生命,关于咱们来说,地球,仍然是仅有的家乡。

终极天问

假设咱们满足走运,在有生之年真能见证科学家找到地外生命,那么后一个问题将是:才智生命是否仅有?

地球这个试验场花了 10 亿年成功制作出原核生物,又花了 15-20 亿年,再次以撞大运的方法演化出真核生物——好像榜首个生命体的诞生相同,从原核生物开展成真核生物,地球上也只成功了一次,一切真核生物具有一个一起的先人。真核生物具有更杂乱的生命结构,为进一步开展为高级动物发明晰条件,但它们仍是以缓慢的速度演化了大约 10 亿年,才迎来寒武纪大迸发,生命品种突然变得丰厚;尔后的 5.3 亿年,地球阅历了几回物种大灭绝的劫难,才终究演化出才智生命。

咱们把地球生命的演化史同比压缩到 1 年,那么人类所阅历的文明史只是只是最终的三四十秒。在如此绵长的演化进程中,任何一个小插曲的出现,都将决议演化能否朝向才智生命的方向。生命的来源归于超级奇观,才智生命的出现则是超级奇观的平方。

好像卡尔·萨根、李竞等长辈相同,笔者也很乐意信任生命乃至于才智生命在世界中并不只有;但是世界过于浩渺,咱们很难希望收到来自外星才智生命的信息,更不要希望它们能跑到地球上来。

不过不要紧,咱们能够先去问好它们。问好的方法不只有电磁波,还能够有什物“快递”。

1972 年 3 月 2 日,先驱者 10 号勘探器发射,它带着人类送给外星才智生命的礼物奔赴苍茫世界。随后的 1973 年 4 月 6 日、1977 年 8 月 20 日和 1977 年 9 月 5 日,别的三个人类信使,先驱者 11 号、游览者 2 号和游览者 1 号先后发射,各自朝着不同的方向深化太空。

先驱者 10 号、11 号别离带着着一个铜盘,上面刻有对才智生命普适的图画,描绘了地球人的特征,以及咱们在银河系中的方位;游览者 1 号、2 号则别离怀揣着一个铜制唱片,里边录制了 55 种言语的问好语和各类音乐,以及夫妻吵架、婴儿哭闹和摔碎碗碟等日常日子中的各类声响。

铜盘和唱片的规划者都是卡尔·萨根配偶。在此,科学家的绚丽情怀得到了酣畅淋漓的出现。

虽然游览者 1 号是迄今速度最快、飞得最远的勘探器,它早在 2004 年就现已飞离太阳系的物理鸿沟,但这四个勘探器要抵达各自最近的恒星邻近,仍然需求飞翔数万年到数十万年。且不说银河系中是否存在其它才智生命,即使真的有,它们捕获到这些信使的或许性也微乎其微;彼时,人类文明是否还留存于地球都是个问题。

孤寂的咱们,仍然是仅有清晰的世界精灵。

明晰生命的不易,当你再次仰视星空,或许会从世界观、世界观视点建议终极诘问:我是谁?

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