探寻“地外生命”之谜（科技大观）

本文转自：人民日报

不久前，来自剑桥大学、哈佛大学、芝加哥大学以及苏黎世联邦理工学院的科学家们宣布成立“生命起源联盟”，计划探索生物体的化学和物理过程以及适合支持其他星球生命的环境条件。他们认为，对火星、木星的新探索成果，以及韦伯太空望远镜等观测设施的进步，将有力支持人类对于“地外生命”的探索。

地球以外的宇宙真的存在生命吗？地球上的生命从起源、演化至人类文明出现，用了38亿到40亿年时间。1979年，美国科普作家艾萨克·阿西莫夫在《地球以外的文明世界》一书中猜测，在其他恒星周围应该也有行星环绕，因此也可能有生命存在。但他认为由于距离太过遥远，人类或许永远无法回答是否存在“地外生命”。

随着观测仪器越来越精密，1995年法国上普罗旺斯天文台首次直接观察到太阳系以外的行星，此后更多的系外行星被陆续发现。迄今，人类在太阳系外发现的行星总数已超过5000颗，其中大约70颗的质量与地球非常接近。也就是说，它们有可能像地球一样，存在可以维持生命的生态系统。随着探索的深入，如使用斯皮策太空望远镜，人类的视野可以拓展到整个银河系。美国加州理工学院一项研究成果认为，银河系内共有约1000亿颗行星，其中至少170亿颗的体积与地球相当。天文学家估计，可观测宇宙中星系数量最少有2000亿个。

地球上包括人类在内的任何生命，都是由氢、碳、氧、氮、硫、磷等基本元素组成的。其中氢和氧结合形成的水，参与了生物体内所有的生理生化过程，碳是所有生命的骨架，氮、硫、磷是组成生命复制、密码传承的主要元素。科学家通过光谱观察发现，这些元素在可观测宇宙中处处存在，具有相同的化学性质。而且，它们都是经由相同的天体物理过程形成的：宇宙中的氢元素都是在宇宙大爆炸中形成的，而其他元素都是在恒星内部的核合成过程中形成的。

科学家发现，水作为比热容最大的液体之一存在于行星表面，对于维持适合生物生存的温度环境至关重要。碳的化学性质在元素周期表上更是独一无二，它能在化学上自我结合，或与其他元素结合而形成无数化合物。水和碳是生命存在的基本物质。因此，我们有理由相信，如果在宇宙其他角落存有生物，其生化过程也是可以被人类所认知的。

虽然人类迄今还没有发现任何“地外生命”，但仍在进行不懈的探索。火星和地球一样，都是位于太阳系宜居带的行星。确认火星上是否存在生命，可以首先突破我们对地球生命在宇宙中具有唯一性的哲学认知和科学观察。更引人注目的计划是，人类使用探测器对木星或土星的冰卫星进行探测，在这些卫星的地下海洋搜寻生命的“蛛丝马迹”。

迄今，人类发现的系外行星大多数为类似土星和木星的行星，若其冰卫星的地下海洋中存在生命，则可极大增加宜居行星的数量。近日，欧洲航天局“木星冰卫星探测器”发射升空，该探测器将开启为期8年的奔赴木星的旅程，以探寻木星的冰冷卫星中是否存在生命栖息。

从哪里来、到哪里去，是人类生命的重要议题。通过探寻“地外生命”之谜，人类也可以加深对自身的认识，形成更开阔、更深远的时空视野，找到可持续发展之道。

（作者为香港大学地球科学系天体生物学副教授）