外星人隱藏在眾目睽睽之下嗎？

2020年7月，全球啟動了三項非載人航天任務(wù)，均發(fā)射前往火星。這三項任務(wù)分別是：中國的天問一號、美國宇航局（NASA）的毅力號和阿拉伯聯(lián)合酋長國的希望號。中國和美國的航天任務(wù)都設(shè)計了探測器，這些探測器將尋找火星上當(dāng)前或過去的生命跡象。此外，NASA還計劃發(fā)射“歐羅巴快艇”（Europa Clipper）探測器去勘探木衛(wèi)二，發(fā)射“蜻蜓”（Dragon fly）機器人探測器去勘探土衛(wèi)六?？茖W(xué)家普遍認為：太陽系中的這兩顆衛(wèi)星也有望找到生命，正如土星冰封的衛(wèi)星——土衛(wèi)二，其冰下的海洋中可能存在生命。

同時，我們可以了解系外行星大氣的化學(xué)構(gòu)成。系外行星是圍繞其他恒星旋轉(zhuǎn)的行星，目前已知的系外行星有4 000多顆。一些科學(xué)家希望這些研究能夠披露潛在的生命信號。

但是，如果我們對什么是“生命”沒有明確的認識，這些搜尋工作還能正常進行嗎？NASA對“生命”給出的非官方初步定義是：能夠自我維持達爾文進化的化學(xué)系統(tǒng)。劍橋大學(xué)動物學(xué)家阿里克·科申鮑姆（Arik Kershenbaum）說：“NASA需要明確 ‘生命’的定義，這樣才能知道如何建造探測器以及在航天任務(wù)中使用什么樣的儀器?！钡?，并非每個人都認為NASA使用的定義是正確的。

在米爾恩（AA Milne）撰寫的《小熊維尼》一書的情節(jié)中，NASA加州艾姆斯研究中心天體生物學(xué)家林恩·羅斯柴爾德（Lynn Rothschild）看到了一個警示性的故事：小熊維尼和小豬皮杰在不知道大臭鼠長什么樣子的情況去獵捕它，并把自己的腳印誤認為是它的足跡。羅斯柴爾德說：“如果不知道某個東西是什么，你就無法去搜尋它?！?/p>

1976年，NASA的兩臺“海盜”（Viking）號探測器在火星上著陸。自從那時，定義“生命”的問題就一直困擾著行星科學(xué)家。到目前為止，各種探測器已經(jīng)在火星平原上行駛了幾十英里，但沒有發(fā)現(xiàn)任何生命的跡象。不過，如果發(fā)現(xiàn)了生命的跡象，我們能辨認出來嗎？

天體生物學(xué)家研究其他星球上存在生命的可能性。有些天體生物學(xué)家認為，我們的觀點過于狹隘。我們只知道一種生命：地球上的那種生命。地球上所有的生物都是由適應(yīng)水環(huán)境的細胞組成的，都會利用由蛋白質(zhì)構(gòu)建的分子機制，并在DNA中編碼為基因。幾乎所有科學(xué)家都認為：如果地外生命真正存在的話，它們不會依賴同樣的化學(xué)物質(zhì)而存在。科申鮑姆稱：“如果認為我們所熟悉的生物化學(xué)現(xiàn)象就是我們在其他星球上將要發(fā)現(xiàn)的情況，那么這將是錯誤的?！崩?，土衛(wèi)六的表面溫度太低（達-179℃），不會存在液態(tài)水。然而，“惠更斯”（Huygens）號探測器于2005年執(zhí)行任務(wù)時揭示，土衛(wèi)六上存在另一種湖泊，其中的液體像汽油中的碳氫化合物，主要成分是甲烷和乙烷。

長期以來，人們一直認為：任何有理由被稱為有生命的實體都有共同的屬性，而這些屬性并不取決于其精確的化學(xué)成分。

羅斯柴爾德認為，化學(xué)的普遍規(guī)則將某些選擇的范圍縮小了。她說：“我很難想象，還有什么另外的生命形式不是以碳為基礎(chǔ)的?！币虼?，在設(shè)計尋找生命的行星探索任務(wù)時，考慮到這一點是有意義的。水作為生命物質(zhì)的溶劑，也有著巨大的優(yōu)勢。即使土衛(wèi)六的甲烷湖中發(fā)生了有趣的化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)也會因為極低的溫度而大大減緩。生命能以如此緩慢的速度進化下去嗎？帕薩迪納市加州理工學(xué)院的行星科學(xué)家斯圖爾特·巴特利特（Stuart Bartlett）保持著開放的態(tài)度，他說：“有機物可能會漂浮在土衛(wèi)六的大氣層中，它們基本上通過喝汽油來維持自己的生命?！?/p>

長期以來，人們一直認為：任何有理由被稱為有生命的實體都有共同的屬性，而這些屬性并不取決于其精確的化學(xué)成分。然而，令人沮喪的是，很難說清楚這些共同特性是什么。生命系統(tǒng)，甚至是細菌，都是極其復(fù)雜的。生命系統(tǒng)由世代之間傳遞的信息來維持，并產(chǎn)生一定的結(jié)構(gòu)。我們?nèi)祟愂峭ㄟ^基因來傳遞信息的。然而，生命系統(tǒng)產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)不是晶體那種冰冷的、死板的排列。在晶體中，原子是以規(guī)則模式羅列起來的。生命系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更像是一座城市或一片云朵形成時的動態(tài)排列，科學(xué)家將其說成是“失去平衡”：它不斷攝取能量，而且不會停留在靜止?fàn)顟B(tài)。

詹姆斯·洛夫洛克（James Lovelock）以提出蓋亞假說而聞名于世，該假說認為：我們整個地球類似于一個生命實體。20世紀70年代，洛夫洛克參與設(shè)計海盜號探測器時，他建議在環(huán)境中尋找這種化學(xué)失衡狀態(tài)，也許只有生命才能在跨越地質(zhì)年代的時間尺度上維持這種狀態(tài)。但是，“有序失衡”的狀態(tài)也可以在非生命系統(tǒng)中找到，比如流動的液體。因此，單用這個標(biāo)準(zhǔn)并不能將生命挑選出來。

巴特利特跟西雅圖華盛頓大學(xué)天體生物學(xué)家邁克爾·王（Michael Wong）合作進行研究，他們認為：關(guān)于生命，我們需要擺脫思維上的束縛，拋開基于地球的想法。他們建議引入一個更加廣義的生命類別，稱為“泛生命”（lyfe），我們所了解的生命只是其中的一個種類。巴特利特說：“由于我們就是泛生命中的一個實例，我們的建議就是為了擺脫一些潛在的偏見?！?/p>

巴特利特和王為泛生命提出了四個標(biāo)準(zhǔn)：它吸收環(huán)境中的能源，不至于使自身固定不變；它能夠以指數(shù)級增長（例如通過復(fù)制來實現(xiàn)）；它能夠自我調(diào)節(jié)，在變化的環(huán)境中保持穩(wěn)定；它能夠?qū)W習(xí)和記憶有關(guān)所處環(huán)境的信息，達爾文進化就是這種在特別長的時間尺度上進行學(xué)習(xí)的一個例子：對于特定的環(huán)境，基因保留了有益的適應(yīng)能力。

這兩位研究人員稱：有一些“次泛生命”（sublyfe）系統(tǒng)只符合其中的一些標(biāo)準(zhǔn)；也可能存在“超泛生命”（superlyfe），它們符合額外的標(biāo)準(zhǔn)，這種超泛形式的生命在能力上超越了我們，或許，它們看待我們就像我們看待晶體生長之類的過程一樣——復(fù)雜但非生命。

巴特利特說：“我們希望這個定義能夠解放我們的想象力，使我們不會錯過可能隱藏在眾目睽睽之下的泛生命。”巴特利特和王認為，一些泛生命有機體可能會利用地球上未被開發(fā)的能源，例如磁場或動能（運動產(chǎn)生的能量）。目前，還沒有任何已知的生命形式能夠直接利用動能來進行新陳代謝。除了在DNA等遺傳鏈中儲存信息，可能還有其他的存儲方式。例如，科學(xué)家已經(jīng)設(shè)計出了人工方法，利用合成分子的二維陣列來存儲和處理信息，比如棋盤陣列或算盤。巴特利特說：“泛生命和非泛生命之間的區(qū)別可能是朦朧的，算不算‘泛泛地活著’可能只是程度上的問題。”畢竟，盡管沒有人懷疑病毒對生命具有造成破壞的能力，但是科學(xué)家已經(jīng)在爭論病毒是否算作生命了。

我們不需要生命的新定義，我們需要的是新理論，用來理解控制宇宙中生命物理現(xiàn)象的基本原理。

巴特利特對NASA初步定義中的概念表示懷疑，即生命只能通過達爾文進化的方式產(chǎn)生和發(fā)展。即使是地球上的生物，不依靠達爾文提出的機制，不利用隨機變異，不利用對資源的競爭而選擇的有利變異機制，也可以塑造自己的行為。他說：“盡管達爾文進化一定會發(fā)生，但是我認為需要將其擴展到一個更大的生物學(xué)習(xí)框架之中?！?/p>

亞利桑那州立大學(xué)天體生物學(xué)家兼物理學(xué)家薩拉·沃克（Sara Walker）同意這一點，她說：“可能有些系統(tǒng)具有生命的許多屬性，但是從未跨入達爾文對生命定義的范圍。”然而，在新書《銀河系動物學(xué)家指南》（The Zoologist’s Guide to the Galaxy）中，科申鮑姆說：“很難想象還有什么其他的過程能產(chǎn)生值得被認為是有生命的復(fù)雜化學(xué)系統(tǒng)。自然選擇式的進化遵循明確的原則，我們知道這些原則不僅適用于地球，而且適用于宇宙中的其他地方。”他非常有把握，堅信“這種進化方式將推動外星生命的多樣性”。如果情況是這樣的話，我們就可以對生命將會擁有的其他屬性做出合理的假設(shè)，例如，生命將經(jīng)歷一個像光合作用這樣的過程，以便通過主恒星采集能量。

此外，泛生物是否一定有著明顯的物理邊界呢？巴特利特和王對此也提出了質(zhì)疑。畢竟，我們可能會想象，我們就是這副皮囊之內(nèi)的一切，但是我們還要依賴體內(nèi)的其他生物——我們內(nèi)臟中由細菌構(gòu)成的微生物組。然而，一些哲學(xué)家認為我們的思想超越了大腦和身體，例如，進入了我們的技術(shù)設(shè)備之中。巴特利特說：“我們贊成這一點，泛生命可能是在整個星球的規(guī)模上發(fā)生的過程?！蔽挚送膺@個觀點：“生命過程唯一的自然邊界是其所在的那顆行星?！边@不由得讓人想起洛夫洛克的蓋亞假說。

但是，羅斯柴爾德認為，如果對于分子成分沒有某種限制性的邊界，一個生命系統(tǒng)的所有成分都會稀釋于環(huán)境中，就像水中的墨滴一樣。科申鮑姆認為，如果屬于達爾文進化，就需要獨立的、有邊界的生物體，因為只有這樣，才會有別的生物與之競爭。

沃克說：“事實上，巴特利特和王試圖將有關(guān)生命的觀念從地球中心論的束縛中解脫出來，但他們在這方面做得還不夠。他們提出的泛生命概念，是在現(xiàn)有定義的基礎(chǔ)上提出的一個更加寬泛的定義，該定義把當(dāng)前生命定義中普遍存在的許多問題暴露出來，但是它本身仍然有著許多相同的基本問題。我們不需要生命的新定義，我們需要的是新理論，用來理解控制宇宙中生命物理現(xiàn)象的基本原理?！?/p>

有關(guān)生命可能會是什么，拓寬我們視野的另一種可能性是：我們能夠在實驗室里無中生有地創(chuàng)造出生命系統(tǒng)，這種生命系統(tǒng)完全不同于任何已知的生命。羅斯柴爾德說：“我們做的遠比你想象的更加接近這一點。“她半開玩笑地補充說道：“事實上，可能已經(jīng)創(chuàng)造出這種生命系統(tǒng)了，只是此前我們沒有認識到而已。如果我們不知道自己在尋找什么，那么某個研究人員已經(jīng)創(chuàng)造出的一種新形式的生命，可能就順著水槽沖走了！最終，我們也許不該太過相信這一點——生命符合任何自然的定義。我認為我們現(xiàn)在所擁有的定義是生命的非自然定義，因為我們只有一個數(shù)據(jù)點。我想知道，生命是否就是我們定義的那樣?！?/p>

科申鮑姆說：“我們可能會發(fā)現(xiàn)一些系統(tǒng)，這些系統(tǒng)如此離奇古怪和出人意料，以至于我們無法完全確定它們是否活著。但是，如果我們發(fā)現(xiàn)了某個非常有趣、極為復(fù)雜的東西，而這個東西又不太符合生命的定義，那仍將是一個真正令人興奮的成就，我們不會因其不符合我們的定義而置之不理！”

資料來源 The Guardian