親，我們專職找“異形”

都教授到底存不存在，栗子君不知道，不過(guò)研究外星生命的學(xué)科的的確確是存在的，你甚至能在網(wǎng)上找到課程視頻。當(dāng)然它的研究對(duì)象并不只是高顏值外星人，一切好看或不好看的地外生命都在它的搜索清單之上，而且通過(guò)探討生命存在的條件，不斷刷新我們對(duì)生命的認(rèn)識(shí)。多么高大上的學(xué)科啊，它，就是天體生物學(xué)。

顧名思義，這玩意是生物學(xué)與天文學(xué)結(jié)親的產(chǎn)物，此外，地質(zhì)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等也會(huì)來(lái)“插上一腳”。看看它的一些研究課題：

什么是生命？

生命是怎樣在地球上誕生的？

生命能忍受怎樣的環(huán)境？

怎樣才能判定在其他星球上存在生命？在其他星球上找到復(fù)雜生命體的機(jī)會(huì)有多大？

在其他星球上，構(gòu)成生命的基本物質(zhì)會(huì)是什么？

什么樣的生命是最簡(jiǎn)單的生命？并用計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行模擬。

在實(shí)驗(yàn)室還原已知天體（比如月球、火星等）的地質(zhì)氣候環(huán)境，在此基礎(chǔ)上開(kāi)展生命模擬。

……

——賭5毛錢，它絕對(duì)是栗子君所知道的最刺激腦洞的學(xué)科！

怪物推理俱樂(lè)部

右圖中這些南瓜一樣的家伙，是身殘志堅(jiān)的物理學(xué)家斯蒂芬·霍金想象的一種外星浮游生物。它們類似于水母，飄浮在氣態(tài)行星的大氣層中，靠“捕食”閃電為生。

天體生物學(xué)的一大任務(wù)，就是推測(cè)外星生命的形態(tài)，當(dāng)然這種推測(cè)并非天馬行空地亂想，而是基于對(duì)某一星球各種環(huán)境要素的分析。

比如類地行星上的植物，也像地球植物一樣以綠色為主嗎？很可能不是。因?yàn)橹参锏念伾c其進(jìn)行光合作用最適合的光波有關(guān)，如果地外行星處于跟地球不同的“陽(yáng)光”照射之下，其植物的顏色就會(huì)跟地球植物大不相同。美國(guó)國(guó)家航空航天局的天體生物學(xué)家通過(guò)星球模擬實(shí)驗(yàn)室的模擬，得出的結(jié)論是：圍繞比太陽(yáng)明亮的恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的類地行星，其植物的葉子應(yīng)為黃色或橙色，因?yàn)榱炼容^高的恒星會(huì)放射出比太陽(yáng)更多的藍(lán)光和紫外線；而在圍繞銀河系中數(shù)量最多的紅矮星運(yùn)轉(zhuǎn)的類地行星上，植物很可能是黑色的，因?yàn)榧t矮星放射出的多是不可見(jiàn)的強(qiáng)烈紅外線。

【八卦放送】這類研究介于幻想與真實(shí)之間，因此也很受藝術(shù)家們歡迎。比如《阿凡達(dá)》《環(huán)太平洋》等好萊塢科幻大片的首席造型設(shè)計(jì)師韋恩·D·巴洛維，這位“異星世界造物主”之所以能設(shè)計(jì)出眾多令人印象深刻的異星生物，很大程度上要?dú)w功于他的另一個(gè)身份——古脊椎動(dòng)物學(xué)會(huì)會(huì)員。圖為巴洛維在作品《遠(yuǎn)征》中描繪的一種外星巨無(wú)霸“樹(shù)背”。

“異形”就在身邊？

隨著第一顆人造衛(wèi)星升空，1958年，有人開(kāi)始認(rèn)真思考外星細(xì)菌入侵并毀滅地球的可能性，天體生物學(xué)于是應(yīng)運(yùn)而生。可此后20多年，太空探索平安無(wú)事得讓人大失所望——人類科技所及的宇宙空間內(nèi)一片荒涼，沒(méi)有任何生命的跡象。天體生物學(xué)陷入了尷尬的境地。

1980年代，轉(zhuǎn)機(jī)終于到來(lái)，有意思的是，它并不是來(lái)自外太空，而是來(lái)自地球本土——在海中數(shù)千米甚至更深處的熾熱火山口，人們發(fā)現(xiàn)了一些在極端環(huán)境中照樣能舒舒服服過(guò)著小日子的生物。它們不可思議的生命力重新刺激了科學(xué)家們的想象力。

從那以后，直到今天，更多頑強(qiáng)的微生物陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)，從最干燥的智利沙漠中，到南極洲的千年冰架下，從暗無(wú)天日的巖洞里，到幾萬(wàn)米的高空上……它們有的無(wú)需氧氣，有的已在0℃以下的鹽水中生存多年，有的能在不可思議的高壓下存活，有的無(wú)懼致命的高電離輻射，有的孢子可以休眠幾千年……它們強(qiáng)大的生命潛能，暗示著即便在高溫、高壓、低氧、無(wú)水、高寒、充斥宇宙射線的外太空，也可能有生物存在。

由此，一些科學(xué)家重新定義了古生菌的研究領(lǐng)域，并提出關(guān)于生命起源的新思路；而天體生物學(xué)家也能理直氣壯地申請(qǐng)經(jīng)費(fèi)了，以便到世界上環(huán)境最惡劣的地方尋找未知生命，或利用實(shí)驗(yàn)室和計(jì)算機(jī)模擬極端生物的生存。

【鏈接放送】美國(guó)國(guó)家航空航天局一直是天體生物學(xué)的頭號(hào)“粉絲”。這個(gè)看起來(lái)像鬼屋的地方，是其下屬的艾姆斯研究中心的天體生物樓樓頂。它被改造成一個(gè)溫室，用來(lái)培養(yǎng)從墨西哥采集到的藍(lán)藻，它們被放置在具有腐蝕性的鹵水中。藍(lán)藻是地球上最古老的生命之一，其他行星上也許也有這樣頑強(qiáng)的原始生命。

生命，超越想象

去年，現(xiàn)象級(jí)中國(guó)本土作品《三體》為亞洲人首次捧回了“科幻界諾貝爾獎(jiǎng)”——雨果獎(jiǎng)，這部作品的看點(diǎn)之一，是為“費(fèi)米悖論”提供了一個(gè)新解釋。

所謂“費(fèi)米悖論”，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是：如果外星人在宇宙中廣泛存在，為何人類至今沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何確切證據(jù)？《三體》的解釋是任何文明都是自利、排他的，所以會(huì)盡可能地隱藏自己的存在，并消滅任何暴露自己的文明。當(dāng)然，答案也有可能是下面這個(gè)段子：

在銀河系的另一邊，有一顆行星，它離一顆大小和溫度都正合適的恒星不遠(yuǎn)不近。該行星上正在舉行一次學(xué)術(shù)會(huì)議，研究偏遠(yuǎn)的、小小的太陽(yáng)系。會(huì)議進(jìn)行了一年之久，此刻已接近尾聲，與會(huì)的智慧生物們正在一份文件上簽名。文件斷言，在太陽(yáng)系的第4行星上，生命是不可能存在的，不值得做一趟遠(yuǎn)征。因?yàn)榉N種觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，這個(gè)星球充斥著最最致命的氣體——氧氣……

這個(gè)段子表達(dá)的是，地外生命的形態(tài)、化學(xué)構(gòu)成，很可能跟我們所認(rèn)識(shí)的完全不同，它們與我們的差異可能大到彼此都不認(rèn)為對(duì)方是生命。

目前我們所知的生命，都是由碳、氫、氮、氧、磷、硫這6大元素為基礎(chǔ)構(gòu)成的，但地外生物有沒(méi)有可能以其他元素作為生命的基礎(chǔ)呢？

2010年，在美國(guó)加利福尼亞州的莫諾湖里，天體生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種微生物，在它的身體里，有可能是以砷取代磷作為構(gòu)成的基礎(chǔ)元素。在元素周期表上，砷與磷是同族元素，化學(xué)性質(zhì)相似，但砷有劇毒。莫諾湖是地球上最毒的地方之一，湖水中含有大量的砷，pH值為10，跟漂白水差不多。而這種微生物卻在其中生活得挺自在，是不是就因?yàn)樗巧榛咳绻@一點(diǎn)被證實(shí)，那么上面的段子便不再只是個(gè)段子。

還有碳的同族元素硅，性質(zhì)跟碳極為相似，且在宇宙中分布廣泛，因此硅基生命的呼聲也很高。看看科幻畫(huà)家迪金森和斯凱勒爾繪制的想象圖吧，多么夢(mèng)幻的場(chǎng)景——一頭玻璃恐龍徘徊在水晶叢林里（玻璃和水晶的主要成分都是二氧化硅）。不過(guò)也可能，玻璃、水晶都是硅基生命的排泄物——就像我們這些碳基生物呼出二氧化碳一樣，它們呼出硅的氧化物。

再來(lái)看，水是我們所知的一切蛋白質(zhì)生命所必需的溶液和介質(zhì)，那有沒(méi)有其他化合物可以取代水的地位呢？有！液態(tài)氨與水有許多相似處，其溶解能力跟水一樣好甚至更強(qiáng)，可以直接溶解鈉、鎂、鋁等金屬，對(duì)碘、硫、硒、磷等也有一定的溶解度且不會(huì)跟它們發(fā)生反應(yīng)。所以在氨基體系下，同樣能夠形成整套有機(jī)化合物、肽等生命存在的基礎(chǔ)。

不過(guò)液態(tài)氨的沸點(diǎn)比水低得多，真有氨基生命的話，它們應(yīng)該生存在冰天雪地或氣壓很高的星球上。而且在液態(tài)氨系統(tǒng)和在水系統(tǒng)中，同一種物質(zhì)的酸堿性可能完全不同——我們生存所不可或缺的水，在它們那里則是致命的強(qiáng)酸。對(duì)它們來(lái)說(shuō)，地球就像地獄一般熾熱，有巨大的熱酸海洋，還不時(shí)下起滾燙的酸雨，這樣可怕的星球，還是遠(yuǎn)離為好！

總之，在天體生物學(xué)的領(lǐng)域，生命具有無(wú)限的可能性，有志于此者，你所要做的就是——盡可能大膽地去想象，然后盡可能小心地去求證……

【腦洞放送】地球本身就是生命體？這是英國(guó)科學(xué)家詹姆斯·拉弗洛克于1969年提出的“蓋亞假說(shuō)”。蓋亞是希臘神話中的大地女神，拉弗洛克用她來(lái)喻指地球。拉弗洛克認(rèn)為整個(gè)地球與生物的生理系統(tǒng)十分相似，它利用太陽(yáng)的能量并在行星尺度上進(jìn)行新陳代謝，就像生物一樣；而我們?nèi)祟惥腿缤?xì)胞，只是組成地球這個(gè)生命體的一部分而已。這個(gè)大膽的假說(shuō)雖然還無(wú)法被檢驗(yàn)證實(shí)，但卻提供了一種新的視角，因而具有越來(lái)越廣泛的影響力。