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關注天文或者宇宙的朋友也許會常常會看到科學家們發現太陽系外類地行星的報道,也經常看到關於金星、火星、歐羅巴、泰坦等等很多太陽系內的行星發現了具有和地球類似的環境,並且猜測可能產生生命的資訊,這時有的朋友肯定會納悶,宇宙之大無奇不有,難道就只有類似地球的環境才能產生生命嗎?憑什麼一定要有水才有生命?憑什麼一定要在宜居帶才有生命?難道就不能有矽基生命嗎?為什麼一定要以地球的條件為標準?

這些疑問說的都很對,以上所有的質疑,其實科學家都無力反駁,因為科學還無法證明生命必須在類地行星才能出現,生命是個很神奇的東西,總是會打破人類的認知,在海底熱泉口幾百度的高溫下會有生命,在幾乎接受不到陽光照射的地底,也有厭氧菌在活躍,就是在地球上生命的這個群體也存在超出人類認知的地方,更何況其他星球?但是具體問題要具體分析,這麼假設固然沒錯,但是落實到實操上就不是那麼回事了,下面我將從理論和技術兩個角度分別說一下,科學家們探索地外生命的方法論。

理論

宇宙是很大很神奇,但是有些東西是不變的,比如說整個宇宙的物理定律都是一樣的,為什麼?因為宇宙大爆炸,宇宙中所有的物質都是從一個奇點的爆炸而來,宏觀角度來看,這個爆炸炸得很均勻,所以宇宙膨脹到今天各個地方都差不多,宇宙大爆炸理論可以從1964年貝爾實驗室發現了宇宙微波背景輻射中證實,這個早就不是假說,而是事實。

既然物理都一樣,也就可以推出化學也都是一樣的,這個也不是推論,其實也是被證實的,科學家們很早就發現了,所有的化學元素當你用光學照射的時候,每一種化學元素我們都會呈現出自己獨特的光譜,於是科學家們可以對恆星進行研究,研究太陽的光譜就發現原來太陽沒有什麼特別的,它的主要成分就是氫和氦,之後再看一些更遠的恆星,發現都一樣。

這個宇宙中的化學元素全部都在化學元素週期表裡,要知道生命誕生的過程本質上就是一個複雜的化學過程,那麼只要我們稍微研究一下化學就會發現地球上的生命之所以都是碳基的,這不是巧合,應該說是一種大機率事件,因為要想組成生命,就必須要先形成大分子,要有非常複雜的結構才行,而找遍元素週期表,你會發現只有碳和矽適合充當這個角色。

但是如果生命是矽基的,那就需要極高的溫度,極高的溫度就意味著需要極高的能量,而且在宇宙中人類已知的範圍內,碳的含量是矽的十倍以上,再加上矽的化學反應對溫度的要求極高,那麼也就是說碳基生命出現的機率要比矽基生命高出十幾倍。

化學反應我們都知道,大多是需要有溶劑的,而至少在地球上我們會發現,沒有比水更適合當溶劑的化學物質了,也就是說,科學家們尋找類地行星,並不是因為科學家有偏見,也不是因為科學家缺乏想象力,而是經過嚴謹的科學分析之後,我們發現也許形成生命的方法有很多,但是這些方法並不是均勻分佈在宇宙當中。

我們之所以是碳基生命,不是因為單純的巧合,而是因為碳基生命產生的機率是最大的,大到有一天當我們真的發現地外生命的時候,90%以上的機率和我們一樣是碳基生命,本質上來說,尋找地外生命其實並不是我們在以自己為標準來尋找,而是按照元素週期表上形成生命機率最大的元素在尋找。

對宇宙瞭解的多一點,就會發現我們的宇宙有個小毛病,那就是一切從簡,只要走一步可以解決的事情,宇宙絕不會走兩步,正所謂如無必要勿增實體,宇宙中的光線都是直線傳播,因為兩點之間直線距離最短;宇宙中的星體都是圓形,也是因為星際塵埃都是直線聚集的,從圓心到邊緣的距離對每個星際塵埃來說幾乎都相同;行星執行軌道之所以是圓的,也是因為直線的引力和直線的超新星爆炸,造成了反作用力之間博弈的結果。

生物進化也一樣,我們的食道和氣管之間的結構其實就很不合理,喝水很容易嗆到,吃東西也容易噎到,這個結構顯然不是最優的,但是究其原因,也是因為我們的祖先還是微生物的時候是不需要氣管的,水中的溶解氧從它們體表滲透就可以滿足後期的需求了,但是隨著他們慢慢進化而變得越來越大,但單靠體表呼吸就已經無法滿足了,怎麼辦?食道之外再拉出一條氣管嗎?不行,那太麻煩,最省事的解決辦法就是直接就地取材,從食道揪出來一塊兒當氣管湊合用。

我們的宇宙中到處是這種怕麻煩、萬事求簡的現象,所以我們完全有理由相信,碳基生命普遍存在,一方面是因為碳的性質合適,而且宇宙中含量多、機率大,還有一點就是用碳製造生命最容易,總之宇宙喜歡一些從簡的規律,所以在宇宙中尋找類地行星,在類地行星上尋找碳基生命成功的可能性最大。

技術層

既然說到碳基生命,那麼首先要說碳的優勢在哪?其實碳就像是俄羅斯方塊裡的那條長條的結構一樣好用,很多地方都可以插進去,橫著豎著都可以用,所以它在自然界中可以存在於冰湖下面、大氣層的頂端、火山口邊緣、甚至生命體當中。

那麼為什麼老是拿矽和碳作比較?原因很簡單,因為它們的化學性質很相近,但是這個相近卻並不代表相同,矽在地球上基本上是二氧化矽的形式存在,比如石英和沙子,除此之外形成的其他化合物基本上都很不穩定,很容易就分解了,這就更不用想結合出什麼複雜的大分子,如果要想達到碳這麼好的融合性,那麼就必須要在高溫高壓下才可以,這種環境常常要在行星地下幾十公里的地方才會出現,或者像金星地表那種。

要知道科學家的研究經費也不是白來的,都是好不容易才湊到的,國家給你們這麼多錢讓你們使用已經很寬容了,搞個可回收的探測器到火星上跑過幾十公里,在適宜的環境下讓你們找找碳基生命已經很不錯了,你說你想去找矽基生命可以,問題是誰出錢?

所以說以人類目前的技術水平和經濟實力,還遠遠不足以支撐我們去尋找碳基生命以外的其他生命形式,這就是站在後面指指點點和站在前線真正做事的人所面對的不同的情境,天馬行空的幻想很簡單,當然幻想不一定不對,甚至可能很有道理,但是做事的人面對的情況沒這麼簡單,往往受限於時間或者金錢,要面對具體的困難做出具體的選擇,要從理論上在無數的可能性中找出最靠譜的那個,再結合實際情況做出最合理的選擇。

結語

其實生活當中也是一樣,如果我們在看待事物的時候能夠再向前邁一步,站在那些具體做事的人的角度替他們設身處地的考慮一下他們所面臨的具體困境,那麼我們就不僅提高了自己看待問題的高度,也增加了自己看問題的角度,同時也會對別人多一些理解,多一些包容。

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