我們是太陽系中唯一的生命？

謝懿

在不斷搜尋地外生命的時候，太陽系內的近鄰是否能給我們提供新的答案呢？

就在幾十年前，認為太陽系中的一些衛星或行星曾經擁有過甚至現在仍擁有生命無疑會遭到嚴重質疑。現在，得益于不同的無人探測器，我們的認識已大為不同——單單在太陽系中就存在數個潛在的宜居天體。但最大的問題依舊是，這些天體中是否真的有一個目前仍存在生命？我們正在越來越接近這一問題的答案，而這個答案將重新定義我們在宇宙中的地位。

從本質上講，尋找太陽系中的生命可以分為3個波次。第一波包括環繞木星的“伽利略”探測器和環繞土星的“卡西尼”探測器，它們的探測結果證明存在可能宜居的其他天體，其中最突出的是木衛二、土衛二和土衛六，以及其他一些曾經和火星一樣宜居的天體。

美國航空航天局“木衛二多次飛掠”任務的藝術概念圖

探索的下一個波次是我們目前正在進行的，包括計劃于2018年發射的“火星生命”漫游車和“木衛二多次飛掠”任務（EM-FM）。它們的目的是探測這些天體是否真的宜居，評估在那里能發現些什么。未來幾十年將迎來最關鍵的第三波，回答“在太陽系中是否真的存在地外生命”這個問題。在此之前，還有一個必須要解決的關鍵問題。我們知道，在地球上，只要條件適宜，總會有單細胞或多細胞生物存在。從南極洲冰凍的荒原到最深的海洋底部，生命幾乎無處不在。因此，如果我們發現其他天體有著和地球類似的環境，那么它們也極有可能擁有生命。唯一的問題是，我們并不確切地知道要找的是什么。

尋找生命的證據其實非常困難。科學家并不期望能找到一棵樹或者一條魚，潛在生命的跡象更加微小得多。

歐空局“火星生命”漫游車的藝術概念圖

也就是說，根據目前的探測結果，太陽系的任何其他天體上可能存在的生命都是微生物。我們不可能在木衛二的海洋中找到一條悠游的魚，也不會在火星表面看到一只亂竄的老鼠。其原因是，雖然這些天體都擁有生命的要素——水、食物源和能量源，卻沒有一個能承載在地球上看到的宏觀生物。如果在太陽系中還有其他生命，都將是微生物。此外，我們也沒有神奇的探測儀器，只要一看采集自某個天體的樣本，就能告訴我們那里是不是存在微生物。那么，該如何去證明另一個天體上存在生命呢？我們不知道。現在還沒有一擊必中的方法。

但是，沒必要悲觀和沮喪。雖然現在還沒有“生命探測儀”，但我們基本上知道生命應該或者可能會是什么樣子。對未來的探測任務來說，有一些可以遵循的道路。生命會制造出一系列特定的有機化合物。例如，在其中的每一種分子中都包含大量的碳原子，右旋分子和左旋分子之比也會具有特定的數值，被稱為手性。生命也傾向于使用較輕的碳和其他原子來構建其分子，因為移動這些較輕的同位素物質所需的能量也會較少。與之形成對比的是，在隕石或石油的有機物質

里，包含的碳原子數、同位素組成和手性分布更加均勻。

尋找這些生命跡象將是一件更為復雜的事情。考慮到這一點，未來幾年發射的第三波無人探測器將會致力搜尋這些生命跡象，為我們指明正確的方向。

在這些即將成行的任務中，最令人興奮的是由歐洲主導的“火星生命”漫游車，它預計在2018年使用俄羅斯的火箭發射升空。它攜帶的儀器將會尋找過去以及現在火星生命的跡象，并將首次對火星表面進行鉆探。由此，它可以對火星表面之下2米處的物質樣本進行分析，在這個深度上預期會有液態水的存在。如我們所知，水是所有已知生命形式必需的關鍵要素。

“火星生命”將要探測的是火星極早期——44億至38億年前——可能存在的生命留下的分子信號。因此，它的鉆探機必須打穿被宇宙輻射破壞的土層，采集地下深處保存完好的樣本。在火星表面向下鉆2米并非易事，因為之前的努力達到的最大深度只有10厘米。在開鉆之前，還需要確定一個地點，在那里必須曾經有流動的水存在過很長一段時間。幸運的是，這一地點已經選定，即位于克里斯平原地區的奧克西亞平原。“火星生命”上還配備了用于礦物和有機物探測的新一代儀器。它將是一個驚艷的探測任務，會創下許多“第一”。

雖然有許多“第一”，但并非樣樣都是。在此之前，對火星生命的搜尋從20世紀70年代的兩個“海盜”號著陸器就已經開始了。它們都進行了生物學實驗來搜索生命跡象，但受限于儀器精度，得到的結果有點模棱兩可。不過，這已是當時最好的結果。現在，我們對地球上的生命以及天體生物學的認識已經有了很大的進步。這使得類似“火星生命”這樣的任務能夠開展更為先進的生命搜尋。“火星生命”上攜帶了一臺特別有意思的儀器，就是拉曼激光分光儀。它將在地球之外進行拉曼分光研究。這項研究可以提供有關分子振動的信息，進而識別出給定樣本或地點中的分子，為搜尋生命提供潛在的線索。

在地球上，拉曼分光已被證明是一項非常靈敏且用途廣泛的技術，可以用于探測爆炸物和鑒定藝術品。它還能夠探測到智利阿塔卡馬沙漠中生命力極強的微生物，而當地的環境與火星環境很相似。

雖然還趕不上前面提到的“生命探測儀”，但它已經很接近了。如果“火星生命”能在火星上發現類似地球上的生物分子，那就暗示火星現在或者過去是宜居的。這意味著火星上目前存在生命，或者在火星的巖石中埋藏著微生物的化石。

事實上，早在20世紀90年代，火星就在全球媒體上引起了軒然大波。1996年，科學家宣布在一塊名為“艾倫山84001”的隕石中發現了微生物化石。在這一強烈猜測的驅動下，時任美國總統克林頓就發現地外生命的前景發表了電視講話。“在歷經了數十億年時間和數億千米距離之后，這塊隕石告訴我們地外生命存在的可能性。”克林頓說，“如果這一發現被證實，它無疑會成為科學史上最令人驚嘆的發現之一。它的影響將是深遠而令人敬畏的。”

然而，隨后反對之聲不絕于耳。到世紀之交的時候，這一假設已被認為是極其不可能的。這也凸顯了要證明或者證否地外生命的存在是多么困難，同時彰顯了全世界對最終解答這個終極問題的強烈愿望。

當你聲稱探測到生命跡象時，有誰會相信你？回答是，沒多少。我們可以真切地渴望發現曾經存在的生命，但確認它很可能需要把樣本送回地球來進行分析。

不過，這不僅僅是“火星生命”關心的事情。如前所述，在太陽系中至少還有兩個天體——木星的衛星木衛二和土星的衛星土衛二——被認為在表面的冰層之下擁有巨大的海洋。最近，美國航空航天局的“卡西尼”探測器穿過了從土衛二地下海洋中噴射出來的物質，以便對其成分進行分析，分析的結果目前還未公布。不過，在未來的10年中，科學家將發射新的任務來詳盡地研究這些天體的宜居性，其中最引人關注的是“木衛二多次飛掠”任務，計劃發射的時間是21世紀

20年代，屆時，它會和“卡西尼”一樣最終有一個更為正式的名稱。這次任務會對木衛二實施45次飛掠，對這顆衛星及其表面展開詳細的研究。它也有可能攜帶一個著陸器，后者會降落到木衛二的表面。雖然它不太可能對木衛二的地下海洋進行直接采樣，但它仍是有史以來第一次親臨另一個類似地球的宜居天體進行探測。不過在此之前，我們還有一個大問題沒有解決：行星保護規則。如果像木衛二和火星這樣的天體確實非常有利于生命生存，那么由航天器意外攜帶去的地球生命形式就有可能在那里茁壯成長，這可能意味著未來在那里探測到的生命并非是地外的，只不過是地球生命的后裔。

科學家可不希望花20年時間好不容易把探測器送達了土衛二或木衛二的地下海洋，結果卻發現了來自地球的生命。根據空間研究委員會（COSPAR）制定的指導方針，任何可能承載生命的地方，例如火星上可能有液態水的地區，都被認為是“特殊區域”，只有滿足了極端嚴苛的消毒程序之后才能往那里發射著陸器。由于人類自身攜帶了大量微生物和細菌，除非規則被改變，否則這些區域也禁止人類進入。這些規則顯然有充分的理由和目的。在搜尋地外生命活動不斷升溫的

今天，有必要強調探測活動必須小心謹慎，以免對有著潛在重大科學價值的地方造成污染。

不過，在所有的問題中最根本的也許莫過于為什么。為什么在太陽系中尋找生命這么重要？如果在木衛二冰凍的表面下發現了微生物，這究竟意味著什么？

在太陽系中若有另一個天體能獨立地形成生命，其意義無疑是巨大的。如果在地球之外存在著適宜生命的環境卻沒有形成生命，這表明我們在宇宙中也許是彌足珍貴的。但是，如果在太陽系中就有兩處能獨立地形成生命，那么考慮到宇宙中有遠超數萬億的行星系統，生命將無處不在。

地球之外是否存在生命目前仍然是人類歷史上的重大科學問題之一。但是，我們現在比以往任何時候都更接近找到它的答案。