生命在宇宙中很常見

陳育和

美國馬里蘭州州立大學的生物和昆蟲學教授薩拉？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，在由美國科學發展協會（AAAS）組織的一個特別會議上，威爾對科學界做了關于“外星生命可能具有的外形”的學術報告。這次會議討論了許多關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，如果把地球出現生命以來的歷史比作一天，人類是在24小時最后的20秒出現的。”

早期地球并不是一個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，第一個細胞大約產生于凌晨3時，它是靠代謝硫化氫而生存的。”她希望天體生物學家能從化石記錄中得到一些啟示。或許，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實驗室的納爾遜說：“我們不能被一個錯誤的問題牽著鼻子走。”為了避免提出錯誤的問題，天體生物學家已經戲劇性地改變了他們對生命的認識。

哈佛大學史密森天體物理中心的科學家戴維？拉撒姆是一顆太陽系外行星的發現者。他發現的行星的體積大約有木星的11倍，圍繞著后發座中的一顆淡黃色星體轉動。拉撒姆說：“在今后幾年內，你會看到成千上萬份發現新行星的通告。我覺得任何一個恒星周圍如果沒有行星是沒有道理的。”數一下宇宙中行星的數目，想一想這些行星都可能成為生命存在的場所，你就會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的。一個類似于重力的微妙的力會完全改變生物的外形。如果一個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，這個星球上出現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和化學，因為對遠距離星體運動狀態和光信號特征的觀察已經證實：地球上的應用物理、化學定律在浩瀚的宇宙空間內仍然適用。威爾認為，應該還有類似的適用于全宇宙的生物學定律。這意味著可能有一條適合全宇宙的生命進化法則。

威爾說：“‘進化’無時無刻不在發生，這是鐵的事實。”如果我們真的發現哪怕是一湯勺的火星土壤中有細菌，也強烈地說明其他地方可能已經進化出了更加高級的生物。

生物進化是漫長的、有趣的，因為要適應不同的環境，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，我們已經非常習慣了，但要研究它，還要追溯到一種原始的扁平蟲。

這個宇宙中沒有比氫更基本的東西了。“在地球上生活的人看來，認為宇宙中氫最豐富似乎不對，但是，宇宙中確實沒有比氫更豐富的元素了。”錫拉丘茲大學的物理學教授維達利說，“你應該想到，最簡單和最輕的原子就是氫原子。如果把兩個氫原子放在一起，你就會得到最簡單、最輕，也是最豐富的氫分子了。”

大約150年前，天文學家就認識到星際之間的空間會被比頭發絲的直徑還小的稀薄而分散的塵埃顆粒所占據。“在星際之間，氫分子扮演了兩個主要的角色。”維達利解釋說，“首先，氫會促成恒星的形成；其次，氫分子有助于形成其他更加復雜的分子。”眾所周知，地球上的生物是由復雜的分子構成的。通過那些被科學界承認的化學規律，我們可以猜想，同樣的過程也可能發生在別的地方。

根據這個理論，一個尋找外星生命必需的基礎實驗已經在紐約北部維達利的實驗室展開了。維達利說：“現在，我們只想知道這種星際塵埃是由什么組成的。”為了搞清楚這個問題，他精心制造了一臺裝置，這臺裝置可以制造出一個具備只比絕對零度高10K的溫度和10-12個大氣壓的星際環境。這個實驗證明了一個理論，氫分子并不是兩個氫原子偶然碰撞生成的。威爾說：“我們發現，有些物質在反應中有更重要的促進作用。”這些發現將幫助科學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：“經測定，有機化合物在宇宙中極其豐富，它們是生命的基礎。由碳基化合物構成的巖石在星際空間的介質中也是最為豐富的，這意味著碳基化合物構成的生命有可能遍布整個宇宙。多環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分子。”

這些發現使天體生物學家感到興奮。“如果像多環芳香烴這樣大而復雜的分子確實存在于茫茫的宇宙空間的話，那么現行的化學理論就必須在這些領域做出根本的修正。”科羅拉多州博爾德大學的西奧多？斯諾說：“一旦證實宇宙空間中確實存在復雜的分子，我們就會知道有關宇宙以及人類起源的最重要而且最新的信息。”

薩勒瑪的同事路易斯？阿倫安東尼做了一個實驗。在實驗室里，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。這個過程大體上重現了彗星的命運，彗星在撞上行星或恒星之前就這樣在宇宙空間消磨時間。實驗過程中發生了兩件事：第一件，在實驗結束時，在簡單的混合物中出現了一些復雜的有機化合物；第二件更令人驚奇，這些有機化合物自發組織起來，形成了像墻一樣的膜，包圍了類似細胞的微細胞組織。阿倫安東尼說：“這些有結構的有機化合物具備了捕捉能量的能力。這種現象可能是生命起源的臨界點，因為它具備了為原始細胞供應能量的手段。”如果在這個實驗中類似的事情確實發生了，那么在宇宙中，原始的生命事件也會發生。由此推論，更高級的生命形式也會發生。