宇宙生命漫談

鐘建業

在冥冥的宇宙之中，存在著無數個星系，而一個普通的星系也會有無數顆恒星。那么，究竟有多少顆恒星有自己的行星呢?而那些行星中又有多少擁有構成生命所必需的元素及生命存在所必備的條件呢?擁有生存環境的行星又有多少真的有生命存在?而存在生命的行星是否真的只是微乎其微呢?雖然現代科學對這些問題還不能作出完滿的回答，但已有的知識告訴我們，生命并不是行星間共有的，也不是行星形成時自然產生的。

宇宙中擁有大量的行星

1995年，人們偶爾在佩加西－51號衛星的軌道上發現了一個巨大的星體。從這以后，天文學家又陸續發現了24顆圍繞不同恒星運轉的大行星，其中的一些比木星還要大幾倍。這也就是說，人們在太陽系以外發現了比太陽系行星數量還要多得多的行星。正因為有了當今現代化的探測方法，發現這些比木星體積還大的行星才可能變為現實。近年來，還有12個潛在的行星系已被證實。雖然我們發現這些遙遠的星系大多出于偶然，但它們的存在也確實說明了行星在宇宙間并不稀有，而是一種很普遍的天體。哈博望遠鏡對獵戶座星云的觀測結果，有力地支持了以上理論。從獵戶座的星云圖上，我們可以看到大量的特征，如圓盤型的塵埃云環繞著年輕的恒星，可以肯定地說，在這孕育行星的搖籃中，新行星的形成正在如火如荼地進行著。

構成生命的要素

目前根據已經掌握的其他行星系的豐富資料，我們可以設想，在所有大恒星軌道上的行星，一定會有體積大小與地球相似的行星。但是，這些行星是否擁有“生命要素”呢?正如我們所知，生命要存在，就要有形成生命所需的化合物以及維持生命所必需的物質。不僅這些化合物必須存在，而且還必須有特定的環境使它們可以組合，由此為生命的起源奠定基礎。起初，在我們的宇宙間只存在氫和氦。分子量更大的元素，也是形成生命所必需的化合物的奠基石，如碳、氮、磷、氧以及硫等，它們都是在恒星不斷產生和毀滅的循環中產生的。這一過程或許以百萬到10億年為一周期重復地出現，而新合成的大分子量元素則相伴而生。只有在多少代恒星從生到死之后，擁有可以形成生命的含碳化合物的行星才有可能形成。環顧宇宙的星系，人們可以發現，生命所需的各種元素最初是均勻分布的。更進一步的研究表明，我們已知星體內的化學過程可以不斷地促進無處不在的復雜的有機反應。在雙原子物質中，從已知的氫分子到氯化鋁，這類化合物可謂多種多樣。隨著分子中的原子數不斷增加，碳、氫、氧及氮的化合物逐漸取得了支配地位，以至在所有原子數大于等于7的化合物中不再有其他元素存在。結構更加復雜的含碳化合物包括從氨基酸到諸如多環芳香族碳氫化合物這類的耐高溫、耐腐蝕的復雜化合物。現在，當你探測宇宙時，你會發現生命所需的各種元素和化合物似乎到處存在，并滲透進了宇宙的每一個地方。

生命的奧秘

生物化學的知識告訴我們，有機化合物具有光學異構體，它們分為左旋和右旋兩種。一般自然界的普通物質都是光學異構體的混合物：既有左旋又有右旋。但生命物質則不同，它們要么是左旋構型。要么為右旋構型，這對于它們參與生命活動以及它們所組成物質的穩定性非常重要。手偏利性是生物化學的一個術語，表達了只有左旋或只有右旋構型的現象。生命的核心秘密之一在于組成它的化學物質必須具有手偏利性，因此產生具有立體結構特異性的有機分子是地球生命的特征。左旋的氨基酸分子(蛋白質的組成部分)和右旋的糖分子是生命物質的基礎。在科學界中，對于這種生命特性的起源仍未定論。手偏利性這一特點，是在生命起源時就存在還是由進化而來的呢?答案似乎可以從地球以外的其他星球找到。1998年，美國兩位科學家對一塊隕石中的氨基酸進行了左旋與右旋比例的測定，結果發現左旋氨基酸分子偏多。這表明當地球形成時，在它鄰近區域內的有機化合物中，已存在著左旋構型多于右旋構型的現象，以后在地球上，有機化合物氨基酸的分子慢慢演變為只有左旋構型。此外，許多合成地球上的有機化合物所必需的元素都來自外太陽系，并且形成早于太陽系。也就是說，我們地球的生物化學應該是以左旋型為主，這是因為它們是伴隨著分子云中的左旋型分子產生而產生的，而這些分子云是由大量行星爆炸殘骸的碎片組成的。最近在獵戶座OMC－1行星形成區發現的橢圓型偏極有力地證明了以上觀點，它也似乎證明了，當分子云中的有機化合物擁有良好的條件時，它們可以在類似地球的星體上存在并發展。

生命產生容易嗎

在一定的意義上說，地球上的生命形成是非常迅速的。地球形成后，激烈的震蕩大約在39億年前才平息下來。在這種震蕩逐漸消失后，地球上開始形成了海洋。4億年過去之后，地球出現了微生物群，也就是有機物群。化學家們認為，看一看構成生命所必需的復雜化合物是如此穩定，可以斷定，生命產生是不難的，而這一時間也不算長。

一旦地球有了自己的海洋，就可能形成生命，事實上也是如此。在我們的太陽系中，還有其他4個星體上可能存在液態水：火星、金星、木星的衛星－歐羅巴(Europa)以及卡利斯托(Callisto)。在太陽系的九大行星中，地球已經存在生命，因而可以推測其他4個星體上有可能具備形成生命的早期條件，并可能形成生命。

人類的希望

當人們抬頭欣賞夜晚的天空時，所看到的星星距離地球大多在80光年以內。多數的恒星燃燒得太亮或是運行的太快，使得液態水無法在它的行星表面長期存在，可以肯定，其存在的時間不可能長到維持生命的產生及生存。除去那些即生即滅的恒星，在80光年的半徑內還有近1000顆穩定的星體，它們分布在銀河的附近。如果在類似地球的星體上存在生命的可能性達到1／1000，那么我們就一定會有“鄰居”，或許我們還無法訪問它們，但我們或許可以看到它們。

雖然我們已經可以做到在太陽系間進行宇宙飛行，但在短時間內，我們仍然無法做到去太陽系外的鄰近星球上訪問。或許，20年以后我們就可以實現這個愿望。