外星生命并非虛幻

鄭永春

在我們的認(rèn)知里，外星生命似乎還是一種只存在于科幻作品中的想象。事實(shí)上，人類一直在試圖探索地球之外的宇宙生命，不斷嘗試從地球目前已知的點(diǎn)點(diǎn)滴滴中推定外星生命是確定存在的。在天文學(xué)研究中，有一個(gè)不常為人所知的學(xué)科分支——天體生物學(xué)，主要研究地球以外的天體上生物的存在。

天體生物學(xué)關(guān)注天體上存在生物的條件，同時(shí)探測天體上是否有生物存在，它是在天文學(xué)研究的基礎(chǔ)上，探究除地球外其他星球上是否可能存在生命現(xiàn)象、探討探測生命的方法和手段的交叉學(xué)科。2013年9月，英國科學(xué)家在南極冰下湖的泥漿里發(fā)現(xiàn)了距今10萬年的嗜極生物的生命跡象。一度認(rèn)為南極冰蓋下環(huán)境極度惡劣，不會有生命出現(xiàn)的科學(xué)界對嗜極生物有了更多認(rèn)知。研究可生活于高溫、低氧、無水、高鹽、高壓等極端環(huán)境中的嗜極生物，似乎能夠?yàn)槲覀儗ふ彝庑巧峁└嗟目赡苄浴?/p>

大多數(shù)時(shí)候，我們會將生命的出現(xiàn)與自身所生活的地球環(huán)境聯(lián)系起來。根據(jù)目前的科學(xué)研究結(jié)果，已知的宇宙就已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了我們對“大”這個(gè)概念的認(rèn)知。存在于浩瀚星空中無數(shù)顆星球的真實(shí)面貌是我們難以具體想象的存在。

僅在銀河系中像太陽一樣的恒星就有上千億顆，而宇宙中像銀河系一樣的恒星系統(tǒng)又有上千億個(gè)。在這樣一個(gè)龐大到難以描述的數(shù)量中，從概率來講，極有可能存在與地球環(huán)境非常相似的行星，也可能孕育出生命。更大膽一些猜想，我甚至認(rèn)為，宇宙中一定到處充滿了生命，只是我們看不到而已。就像曾經(jīng)的一項(xiàng)研究結(jié)論提到的那樣，地球生命是宇宙中的早產(chǎn)兒，或許再過幾億、幾十億年，生命在宇宙中一定隨處可見。可惜的是，人類的出現(xiàn)時(shí)間如此短暫，我們甚至很難確信10萬年后人類依然存在。你可以認(rèn)為人類的存在是偉大的，但同時(shí)也無法否認(rèn)，人類的存在是局限、渺小的。我們可以對未知作出偉大的猜想與實(shí)踐探索，但就目前而言，卻很難突破人類生命本身在時(shí)間和空間上的限制。我們可以確信茫茫宇宙中一定存在著生命形式，但卻無法提供確定的、被廣泛承認(rèn)的科學(xué)證據(jù)。

思考人類面臨的最根本的一些問題時(shí)，不僅可以從哲學(xué)的角度，也可以從科學(xué)的角度。什么是生命？生命的本質(zhì)是什么？目前我們可以提供一個(gè)暫時(shí)的答案。就生命在地球上的進(jìn)化歷程，我們也可以給出目前研究的成果。但地球作為太空中唯一已知的生命星球，如何通過正確的觀念認(rèn)識地球上已知的生命形式和地球的特殊性，則需要正確的科學(xué)價(jià)值觀、科學(xué)精神，以便對地球科學(xué)作深入了解。我們頭頂看似寂靜的太空深處是否潛伏著未知的危險(xiǎn)，地球上出現(xiàn)生命純屬機(jī)緣巧合還是必然，想要回答這些問題還需要我們不斷探索未知，拓寬人類的認(rèn)識邊界。在不久的將來，當(dāng)我們飛出太陽系，奔赴其他系外行星之前，了解太陽系或銀河系中的其他星球，認(rèn)識滿足生命繁衍的條件，將會成為我們對其他星系進(jìn)行研究的基礎(chǔ)。

上文提到，天體生物學(xué)是一個(gè)不常為人所知的學(xué)科。但它在國外是很受歡迎的研究領(lǐng)域，只是國內(nèi)還很少有人做相關(guān)的專門研究。這是由于這個(gè)領(lǐng)域作為非常典型的交叉學(xué)科，所需要的科研人員往往要求同時(shí)具備天文學(xué)和生物學(xué)的雙重學(xué)科背景，而大部分天文學(xué)專業(yè)的學(xué)生都是基于物理背景研究學(xué)習(xí)的，而以生物為背景學(xué)科的學(xué)生又很少有熟悉天文學(xué)知識的。因此，面對天體生物學(xué)這門新學(xué)科所需要跨越的差異巨大的不同研究領(lǐng)域，以及不同領(lǐng)域之間存在的背景學(xué)科知識和專業(yè)術(shù)語差異，想要成功駕馭這門新興學(xué)科顯然不是一件容易的事情，需要研究人員在原有的學(xué)科背景基礎(chǔ)上，重新理解和掌握另一個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，并將兩個(gè)領(lǐng)域之間的聯(lián)系完全消化吸收，成功運(yùn)用于研究實(shí)踐當(dāng)中。這個(gè)難度不可謂不巨大。

天體生物學(xué)作為具有多學(xué)科交叉特點(diǎn)的研究領(lǐng)域，我們很難準(zhǔn)確定義它究竟是屬于天文學(xué)還是生物學(xué)。實(shí)際上，除了天文學(xué)和生物學(xué)之外，它還包括大量的地球科學(xué)知識。因?yàn)槿祟惼駷橹怪话l(fā)現(xiàn)和研究過地球上的生命，所以我們只能以地球生命為藍(lán)本探究可能存在的外星生命證據(jù)，這就給研究者帶來許多難以解決的問題。

同時(shí)，作為一門新興學(xué)科，天體生物學(xué)必然面臨缺少數(shù)據(jù)資料、缺少研究實(shí)例等問題，一些人甚至批評，天體生物學(xué)目前連它的研究對象是否存在都難以證實(shí)，因?yàn)槲覀冞€沒有發(fā)現(xiàn)任何的地外生命，所謂的天體生物學(xué)研究可能只是空中樓閣。雖然事實(shí)如此，天體生物學(xué)卻并不同于神農(nóng)架野人、百慕大三角、尼斯湖水怪等神秘故事，是探索地球未知領(lǐng)域。天體生物學(xué)的假設(shè)很多是基于目前證據(jù)進(jìn)行推測的，是可以像任何其他科學(xué)學(xué)科一樣，通過開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，逐步完善學(xué)科理論的，是基于科學(xué)結(jié)論進(jìn)行研究的學(xué)科。同時(shí)，天體生物學(xué)當(dāng)然不是憑空產(chǎn)生的、無意義的學(xué)科，它是在目前已經(jīng)成熟的其他學(xué)科的基礎(chǔ)之上逐漸發(fā)展起來的。人類進(jìn)入太空時(shí)代的半個(gè)多世紀(jì)以來，越來越多的天文觀測事實(shí)、深空探索和生物學(xué)研究的發(fā)現(xiàn)表明，外星生命完全可能存在。這些證據(jù)已經(jīng)使得天體生物學(xué)逐漸被科學(xué)界所接受。

天體生物學(xué)作為一門快速進(jìn)步的學(xué)科，知識更新速度非常快，航天技術(shù)的飛速發(fā)展與天文領(lǐng)域研究發(fā)現(xiàn)的不斷問世，使得許多新的教材課本剛剛印出來，書中的一些信息就已經(jīng)過時(shí)了。英國《每日郵報(bào)》在9月12日的報(bào)道中稱，最新發(fā)表于《自然天文學(xué)》的一項(xiàng)研究報(bào)告指出，英國倫敦大學(xué)學(xué)院（UCL）研究團(tuán)隊(duì)在距地球111光年外發(fā)現(xiàn)了一個(gè)大氣層含水的適居星球K2-18b，處于獅子座宜居帶，上面很可能就存在有機(jī)生命體。快速更新的科學(xué)知識使得從事相關(guān)研究的研究人員需要隨時(shí)關(guān)注最新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，吸收了解最新的研究成果，及時(shí)對當(dāng)前的研究過程作出指導(dǎo)，應(yīng)對最新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。

毋庸諱言，天體生物學(xué)仍處于學(xué)科發(fā)展的早期，科幻與科學(xué)尚交織在一起未完全隔離，而我們要做的就是努力確保這門學(xué)科建立在科學(xué)事實(shí)的基礎(chǔ)上。例如，人類迄今還沒有發(fā)現(xiàn)太陽系中其他天體存在地外生命的直接證據(jù)。至于太陽系外的行星，所謂“行星存在液態(tài)水”，也只能根據(jù)行星與恒星之間的距離進(jìn)行估算、推測，并非真正探明存在液態(tài)水。在航天技術(shù)尚未發(fā)展到人類能夠清晰解讀其他可能存在生命的星球之前，我們的天體生物研究還將處于摸索發(fā)展的階段，未來還將經(jīng)歷進(jìn)一步的發(fā)展。

天體生物學(xué)研究的時(shí)間和空間跨度都很大。一方面，它研究地球上極端環(huán)境下的有機(jī)體，研究地球生命的起源，討論哪些過程和環(huán)境條件可能是生命所必需的，如海底熱液黑煙囪附近高溫環(huán)境下的生命形式，地下數(shù)千米巖石深處并不依賴光合作用的生物。另一方面，它研發(fā)新的科學(xué)儀器和探測技術(shù)，搭載在穿越太陽系飛行的空間探測器上，尋找太陽系和其他星系中的生命，例如，通過設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，模擬生命起源前的化學(xué)過程，或地球生命演化產(chǎn)生的特有產(chǎn)物等。漫長的時(shí)間和空間跨度給研究帶來了許多未知和不確定性，在具體研究過程中同樣增加了研究風(fēng)險(xiǎn)，需要擁有堅(jiān)定的信念面對結(jié)果可能帶來的打擊，但可以確定的是，天體生物的研究對人類的長遠(yuǎn)發(fā)展是有極大意義的。

我本科畢業(yè)于西南農(nóng)業(yè)大學(xué)，學(xué)過一些生物學(xué)的課程。研究生階段，我在中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所學(xué)習(xí)了地球科學(xué)的知識，工作后又幸運(yùn)地在國家天文臺工作至今。夜深人靜的時(shí)候我經(jīng)常反省自己，至今哪門學(xué)科都沒有很深入，但轉(zhuǎn)而一想，在目前這種高度專業(yè)化分工的人才培養(yǎng)體系下，能夠同時(shí)具備天、地、生三個(gè)學(xué)科知識的人實(shí)在不多，這也就使我不自量力地覺得，有責(zé)任在國內(nèi)呼吁天體生物學(xué)的發(fā)展。雖然常常有力不從心的脆弱感，但面對不同學(xué)科專業(yè)間厚厚的壁壘，中國天體生物學(xué)的發(fā)展總要有人邁出第一步。