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，均發射前往火星。這三項任務分別是：中國的天問一號、美國宇航局（NASA）的毅力號和阿拉伯聯合酋長國的希望號。中國和美國的航天任務都設計了探測器，這些探測器將尋找火星上當前或過去的生命跡象。此外，NASA還計劃發射“歐羅巴快艇”（Europa Clipper）探測器去勘探木衛二，發射“蜻蜓”（Dragon fly）機器人探測器去勘探土衛六。科學家普遍認為：太陽系中的這兩顆衛星也有望找到生命，正如土星冰封的衛星——土衛二，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構成。系外行星是圍繞其他恒星旋轉的行星，目前已知的系外行星有4 000多顆。一些科學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系統。劍橋大學動物學家阿里克·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中使用什么樣的儀器。”但是，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》一書的情節中，NASA加州艾姆斯研究中心天體生物學家林恩·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。”

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家。到目前為止，各種探測器已經在火星平原上行駛了幾十英里，但沒有發現任何生命的跡象。不過，如果發現了生命的跡象，我們能辨認出來嗎？

天體生物學家研究其他星球上存在生命的可能性。有些天體生物學家認為，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水環境的細胞組成的，都會利用由蛋白質構建的分子機制，并在DNA中編碼為基因。幾乎所有科學家都認為：如果地外生命真正存在的話，它們不會依賴同樣的化學物質而存在。科申鮑姆稱：“如果認為我們所熟悉的生物化學現象就是我們在其他星球上將要發現的情況，那么這將是錯誤的。”例如，土衛六的表面溫度太低（達-179℃），不會存在液態水。然而，“惠更斯”（Huygens）號探測器于2005年執行任務時揭示，土衛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成分。

羅斯柴爾德認為，化學的普遍規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的。”因此，在設計尋找生命的行星探索任務時，考慮到這一點是有意義的。水作為生命物質的溶劑，也有著巨大的優勢。即使土衛六的甲烷湖中發生了有趣的化學反應，這些反應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院的行星科學家斯圖爾特·巴特利特（Stuart Bartlett）保持著開放的態度，他說：“有機物可能會漂浮在土衛六的大氣層中，它們基本上通過喝汽油來維持自己的生命。”

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，甚至是細菌，都是極其復雜的。生命系統由世代之間傳遞的信息來維持，并產生一定的結構。我們人類是通過基因來傳遞信息的。然而，生命系統產生的結構不是晶體那種冰冷的、死板的排列。在晶體中，原子是以規則模式羅列起來的。生命系統結構更像是一座城市或一片云朵形成時的動態排列，科學家將其說成是“失去平衡”：它不斷攝取能量，而且不會停留在靜止狀態。

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，洛夫洛克參與設計海盜號探測器時，他建議在環境中尋找這種化學失衡狀態，也許只有生命才能在跨越地質年代的時間尺度上維持這種狀態。但是，“有序失衡”的狀態也可以在非生命系統中找到，比如流動的液體。因此，單用這個標準并不能將生命挑選出來。

巴特利特跟西雅圖華盛頓大學天體生物學家邁克爾·王（Michael Wong）合作進行研究，他們認為：關于生命，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。”

巴特利特和王為泛生命提出了四個標準：它吸收環境中的能源，不至于使自身固定不變；它能夠以指數級增長（例如通過復制來實現）；它能夠自我調節，在變化的環境中保持穩定；它能夠學習和記憶有關所處環境的信息，達爾文進化就是這種在特別長的時間尺度上進行學習的一個例子：對于特定的環境，基因保留了有益的適應能力。

這兩位研究人員稱：有一些“次泛生命”（sublyfe）系統只符合其中的一些標準；也可能存在“超泛生命”（superlyfe），它們符合額外的標準，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的能源，例如磁場或動能（運動產生的能量）。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，科學家已經設計出了人工方法，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，但是科學家已經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生和發展。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生，但是我認為需要將其擴展到一個更大的生物學習框架之中。”

亞利桑那州立大學天體生物學家兼物理學家薩拉·沃克（Sara Walker）同意這一點，她說：“可能有些系統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生值得被認為是有生命的復雜化學系統。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，例如，生命將經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疑。畢竟，我們可能會想象，我們就是這副皮囊之內的一切，但是我們還要依賴體內的其他生物——我們內臟中由細菌構成的微生物組。然而，一些哲學家認為我們的思想超越了大腦和身體，例如，進入了我們的技術設備之中。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模上發生的過程。”沃克同意這個觀點：“生命過程唯一的自然邊界是其所在的那顆行星。”這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，一個生命系統的所有成分都會稀釋于環境中，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，是在現有定義的基礎上提出的一個更加寬泛的定義，該定義把當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象的基本原理。”

有關生命可能會是什么，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造出生命系統，這種生命系統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，可能已經創造出這種生命系統了，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創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據點。我想知道，生命是否就是我們定義的那樣。”

科申鮑姆說：“我們可能會發現一些系統，這些系統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，如果我們發現了某個非常有趣、極為復雜的東西，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