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华宇注册帐号如何?_金星上有生命迹象?这是《自

本转自民众号“DeepTech深科技”,作者:方玄昌。


对于“发现金星上可能存在生命”这一爆炸性新闻,笔者的第一反应是压根不信——到现在依然不信。这不仅是由于金星外面炼狱般的环境,更在于笔者深刻明白从无到有缔造生命的艰难水平,那远非“事业”两字所能形容。


图 | 金星


据报道,做出这次发现的研究者一开始很不愿意揭晓其结论明确的论文,缘故原由也是以为这一效果难以置信。多数读者生怕不会意识到,若是这一“开端结论”真能获得证实,那将是科学史上有着里程碑意义的大事件。


本文将为你回首人类探索地外生命的历程,并为你解读:生命的孕育,比民众所能想象的加倍难以想象;若是真能在有生之年见证地外生命的发现历程,我们将是何等幸运。


不幸的是,本文或许会浇灭部门读者、尤其是科幻迷的热情。


火星探测:从异想天开到实事求是


科学家寻找地外生命的起劲由来已久。用海内著名天体物理学家、国家天文台已退休教授李竞老先生的话来说,寻找地外生命不仅有特殊的科学意义,甚至另有哲学意义:它可以辅助确证我们是否真的唯一。


无疑,我们会先从较近的行星和卫星着手。太阳系中,四大气态行星先清扫在外,它们显著不具备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炎热,任何生命物质都会被烤焦;金星的情形加倍严酷,由于温室效应的作用,其外面温度比水星还要高得多,达 460 摄氏度以上,很难信赖它上面会有生命存在。


第一个以温室效应注释金星外面异常高温的是著名行星科学家、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可以允许微生物存在,缘故原由是高空大气中有相对凉爽的区域,而金星曾经有过约莫 20 亿年的液态水时期,可以孕育出生命。


——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。但这并不意味着其效果更可信。


最早人们寄予厚望的是火星。火星与太阳之间的距离比地球远不了太多,其外面温度可以允许液态水存在;早先天文学家及天文爱好者通过望远镜对火星做大略的考察,发现火星外面有一些暗区,以及从暗区延伸出的细线,而且暗区会在冬季时缩小、夏日时扩张。人们由此预测,暗区是水体或植被,细线则为河流。彼时,过于乐观的民众不仅以为火星上有生命,甚至预测还可能有高等生命、智慧生命乃至于生长出了文明。


然而 1965 年,人类发射并第一次乐成抵达火星轨道的探测器“水手 4 号”(1964 年 11 月 28 日发射升空),却打破了人们的理想。它传回的照片显示,火星外面荒芜一片,这是一颗苍凉而死寂的星球。


但在火星上寻找生命痕迹的起劲并未因此竣事。科学家推测,约莫 40 亿年前,火星与地球天气相似,外面也有液态水笼罩,但由于火星引力较小,大气中的水分在太阳风的“吹拂”下逃逸进入太空,经由数十亿年的演变而成为今天这副光景。“恒久存在液态水”是孕育生命的主要条件,科学家于是把寻找火星上是否曾经拥有液态水环境的证据当成了主要研究目的。


1971 年 5 月发射升空的水手 9 号率先拍摄到了火星外面的峡谷、火山和疑似流水遗迹的照片。今后,“火星探路者”、“时机号”和“火星探测轨道航行器”等诸多探测器都划分发现火星外面曾有水以及火星可能有地下水的线索。2012 年 8 月上岸火星的“好奇号”更是直接找到了火星外面的水合矿物,有力证实火星上曾经有大量液态水存在。


液态水的存在仅仅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,是能在火星上寻找到曾经有过生命的化石证据;但迄今踪迹渺然。


希望·新希望


火星之后,人们以为最有可能存在生命的,是土星的最大卫星土卫六。


科学家很早就已经清晰,土卫六外面笼罩着厚厚的、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物(但它并非唯有生命流动可以发生)。卡尔·萨根在他的不朽科普著作《黯淡蓝点》中,专门用了一章的篇幅来先容这颗橘红色的星球,并论证其外面某些区域存在液态水及孕育生命的可能性。


1997 年 10 月 15 日——彼时卡尔·萨根去世还不到一年——人类历史上最庞大、重量最大、航行线路最曲折的外太空探测器“卡西尼号”发射升空,其义务是探测土星及其卫星,“卡西尼号”携带的子探测器“惠更斯号”则是专门为探测土卫六而设计。


经由近 7 年的航行,“卡西尼号”于 2004 年 7 月抵达土星。这一年的 12 月 24 日,子探测器“惠更斯号”与母探测器星散,又花了 20 天时间才抵达土卫六。2005 年 1 月 14 日,“惠更斯号”在人类亿万眼光的配合注视下软着陆于土卫六。


“惠更斯号”最终发回数百张照片和一系列剖析数据,效果显示,土卫六上确实有甲烷,但甲烷未免太多了,它们不仅作为主要成分存在于大气中,还以液态形式在这颗卫星外面形成了江河湖海——这么多的甲烷不可能泉源于生物流动。而且这个由甲烷统治的低温恶劣环境,不太可能孕育出生命。


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,这项义务的母探测器“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”探测器近距离考察土卫二南极喷射出的冰屑间歇泉——这是组成土星“大光环”的冰屑泉源之一,科学家通过剖析,推测土卫二有一个地下液态海洋。进一步的研究显示,土卫二地下海的海底可能由硅酸盐岩石组成,这种岩基环境适合庞大的化学反应,为构建生命的庞大有机物的泛起缔造了条件。


之后数年,“卡西尼”又有新发现:它探测到了土卫二地下存在热液流动的证据。这是迄今在地球之外发现的唯一热液流动,它为孕育生命缔造了条件——地球海底的热液喷口四周生在世一些奇异的生物,有许多科学家以为这些区域是原始生命降生的最佳环境之一。


到了 2018 年,美国宇航局宣布,他们在土卫二南极喷射物中探测到了庞大的有机分子,它们甚至包罗 15 个碳原子。只管它们依然不是唯有生命流动才气发生,但无疑,土卫二地下海洋中存在生命的可能性又大大提高了。


所有这些,都仅仅是给出了地外生命存在的一点点“可能性”;更确切地说,是给出了孕育生命的基本条件:水、有机物以及能量泉源。


与土卫二拥有类似条件的,是体积大得多的木卫二。事实上,在土卫六希望破灭之后、土卫二被“卡西尼号”升级为新宠之前,木卫二有很长时间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笼罩,由于潮汐力的作用,其冰层下方也拥有液态水,在冰裂痕中会形成高达 200 公里的喷泉。


可以说,木卫二就是一个加强版的土卫二。在这次“来自金星的新闻”泛起之前,笔者一直以为,土卫六希望破灭之后,下一个给出谜底的应该是木卫二。与土卫二相比,木卫二只管冰层要厚得多,“敲开”它不那么容易,但它距离地球轨道究竟比土卫二近了一半,科学家考察它照样更利便一些。


生命起源的艰难


但对所有这些起劲,冷眼旁观的笔者从未抱有某一天真的“发现地外生命”的希望。同时笔者信赖,从事这些研究的大部门科学家也会跟笔者一样,不会以为那么容易就能找到地外生命存在的证据,他们做这些事情,更现实的目的是逐步推进人类对于这些星球的熟悉。


之所以这样说,是由于生命的降生实在太艰难了。


在中小学阶段,生物学教科书不带情绪色彩地告诉我们:地球生命起源于 35 亿年前。云云轻描淡写,显得生命从无到有很容易实现,似乎一颗星球只要具备一定的原始条件就必然会泛起生命。


唯有真正领会一个最基本的生命体(单个细胞)的庞大水平,我们才气大致明晰“生命起源”这四个字所蕴含的意义。以今天人类在化学、生物化学、生物学这三大学科所到达的理论高度,连系全球最先进的实验装备和手艺,科学家依然不能以纯化学的手段,有目的地将一堆无机物和简朴有机物合成为一个完整的、具有生命力的细胞。


现在,我们却要求大自然在漫无目的的状态下,将一堆同样的“质料”随机拼凑出一个具有遗传和代谢功效的生命体。


但它居然做到了。


它以整个地球为试验场,海底任何一个热液喷口、地表任何一片洼地、甚至任何一个小水滴,都是一个实验室。这数以万亿计的小型实验室,花了 10 亿年时间试错,最终乐成了一次。


仅仅只乐成了一次。我们依据细胞的基本功效结构,可以反推全球所有生命拥有一个配合的祖先、一个原始的细胞。


这是一个无穷大乘以无穷小,最终发现即是一的故事。现在存在一个问题:这个“无穷大”的基数,究竟是仅仅来自地球,照样来自整个宇宙?


——即便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:我们会不会是整个宇宙中的唯一?


昔时“惠更斯号”上岸土卫六时,李竞老先生曾经跟笔者示意,他更愿意信赖生命(甚至于智慧生命)在宇宙中普遍存在;但在找到第一种地外生命之前,这种信心仅有哲学意义。


只为科学目的


现在让我们把话题拉回到金星。


自从 9 月 14 日“金星发现生命迹象”的新闻报出后,已经有诸多科学家对此揭晓了看法,多数对此持谨慎态度,意见大致可以汇集成三点:


该研究的历程可能有尚未察觉到的缺陷,效果存疑;


金星大气层下尚有我们不领会的一种非生物机制在制造磷化氢;


金星大气层中或许真有我们现在难以明白的一种生命形态,有待于进一步研究确证。


包罗研究者在内,没有一个严肃科学家断言金星上存在生命。


就在一些科学家关注太阳系内其它星球上有没有生命迹象的同时,另一些科学家将眼光瞄准了更远的太空:寻找系外行星,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、有着固体外面的行星。与之相对应的是类木行星,即犹如木星一样体积伟大的气态行星。在太阳系中,火星和金星都属于类地行星。


第一颗系外行星发现于 1995 年,那之后科学家征采系外行星的手段突飞猛进,至今已经找到了数千颗系外行星,其中大部门属于类木行星。科学家希望能在剩下的小部门类地行星中,寻找到与地球更靠近、外面允许液态水存在的行星环境。这项事情的目的,是探寻类似地球这样适合生命繁衍的行星在宇宙中是否普遍存在。至于它们外面是否存在生命迹象,现在的科学手段还难以检测。


你也许会问,寻找这样的星球,是否在为未来人类“移民”其它星球做准备?你想多了。基于现在的科学熟悉,人类在可预见的未来都不太可能实现星际旅行,甚至永远不能实现星际旅行。做这些研究,是为了纯粹的、不带任何功利性的科学目的。事实上,有太多基础科学,最初追求的都是纯粹的科学目的:从基本粒子的发现到宇宙起源与演化的推演,以及我们在太阳系内征采地外生命迹象,莫不云云。


——我们必须苏醒:无论科学家在外太空找到若干宜居星球甚至发现地外生命,对于我们来说,地球,依然是唯一的家园。


最终天问


如果我们足够幸运,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:智慧生命是否唯一?


地球这个试验场花了 10 亿年乐成制造出原核生物,又花了 15-20 亿年,再次以撞大运的方式演化出真核生物——犹如第一个生命体的降生一样,从原核生物生长成真核生物,地球上也只乐成了一次,所有真核生物拥有一个配合的祖先。真核生物具有更庞大的生命结构,为进一步生长为高等动物缔造了条件,但它们照样以缓慢的速率演化了约莫 10 亿年,才迎来寒武纪大发作,生命种类蓦地变得厚实;今后的 5.3 亿年,地球履历了几回物种大灭绝的灾难,才最终演化出智慧生命。


若是把地球生命的演化史同比压缩到 1 年,那么人类所履历的文明史仅仅只是最后的三四十秒。在云云漫长的演化历程中,任何一个小插曲的泛起(或不泛起),都将决议演化能否朝向智慧生命的偏向。生命的起源属于超级事业,智慧生命的泛起则是超级事业的平方。


犹如卡尔·萨根、李竞等先辈一样,笔者也很愿意信赖生命乃至于智慧生命在宇宙中并不唯一;然而宇宙过于浩渺,我们很难期望收到来自外星智慧生命的信息,更不要期望它们能跑到地球上来。


不外没关系,我们可以先去问候它们。问候的方式不仅有电磁波,还可以有实物“快递”。


1972 年 3 月 2 日,先驱者 10 号探测器发射,它带着人类送给外星智慧生命的礼物奔赴茫茫宇宙。随后的 1973 年 4 月 6 日、1977 年 8 月 20 日和 1977 年 9 月 5 日,另外三个人类信使,先驱者 11 号、旅行者 2 号和旅行者 1 号先后发射,各自朝着差别的偏向深入太空。


先驱者 10 号、11 号划分携带着一个铜盘,上面刻有对智慧生命普适的图案,形貌了地球人的特征,以及我们在银河系中的位置;旅行者 1 号、2 号则划分怀揣着一个铜制唱片,内里录制了 55 种语言的问候语(包罗中国的普通话和粤语、闽南语和吴语)和各种音乐(包罗运气交响曲和中国的高山流水古琴曲),以及伉俪打骂、婴儿哭闹和摔碎碗碟等一样平常生涯中的各种声音。


铜盘和唱片的设计者都是卡尔·萨根配偶。在此,科学家的绚丽情怀获得了淋漓尽致的出现。


只管旅行者 1 号是迄今速率最快、飞得最远的探测器,它早在 2004 年就已经飞离太阳系的物理界限(太阳风层顶),但这四个探测器要抵达各自最近的恒星四周,依然需要航行数万年到数十万年。且不说银河系中是否存在其它智慧生命,即便真的有,它们捕获到这些信使的可能性也微乎其微;彼时,人类文明是否还留存于地球都是个问题。


孤寂的我们,依然是唯一明确的宇宙精灵。


明晰生命的不易,当你再次瞻仰星空,也许会从世界观、宇宙观角度提议最终追问:我是谁?                   

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