在最新動(dòng)漫電影大片《變形金剛》中,，人類(lèi)最初發(fā)現(xiàn)被意外冷凍在北極冰原里的“威震天”的時(shí)候,，并沒(méi)有把它當(dāng)做一種生物來(lái)對(duì)待,，而是給了它一個(gè)代號(hào)——NBE1（非生物外星人，non-biological extraterrestrial）。
這個(gè)機(jī)器人的兇殘和野心,，卻幾乎與人類(lèi)所有暴君并無(wú)二致,。或許,，它在以奇幻的方式提出了一個(gè)人類(lèi)不得不去面對(duì)的問(wèn)題：生命難道只有一種形式,？多年以來(lái)，這樣的話(huà)題已經(jīng)被眾多科幻小說(shuō)家反復(fù)演繹,，卻一直被看成一種并非科學(xué)意義上的奇思妙想而已,。
如今，情況發(fā)生了微妙的變化,。它甚至以嚴(yán)肅的方式擺上了美國(guó)航空航天局（NASA）的討論席,，以重新定義人類(lèi)去探索地外生命的可能途徑。
就在剛剛過(guò)去的7月,，美國(guó)國(guó)家科學(xué)院（National Academy of Sciences）正式發(fā)表了題為《行星系統(tǒng)中有機(jī)生命的限制》的研究報(bào)告,。在這份引人注目的報(bào)告中，來(lái)自十幾所大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)的天體生物,、生物化學(xué)以及天文學(xué)家指出,，隨著對(duì)太陽(yáng)系內(nèi)生命的探索逐步推進(jìn)，人類(lèi)有必要真正了解自己到底在尋找什么,。因?yàn)槿祟?lèi)過(guò)去在尋找外星生命上,，顯得過(guò)于以地球?yàn)橹行牧恕?/p>
實(shí)際上，在溫度,、壓力,、物質(zhì)基礎(chǔ)以及能源供給方式，或許都與地球迥異的地外行星上,，如果存在生命,，它們完全沒(méi)有必要以地球生命的形式存在。
在這份報(bào)告的扉頁(yè)上,，寫(xiě)著這樣一句話(huà)：“這份報(bào)告獻(xiàn)給所有不像人的生命形式,，不管他們是什么”。
水是生命之源,？
今年5月21日,，預(yù)定在火星上工作時(shí)間僅剩幾個(gè)月的“勇氣”號(hào)和“機(jī)遇”號(hào)，在登陸火星近三年后傳回了最后一批信號(hào),。
這次它們給人類(lèi)帶來(lái)了巨大的驚喜,，因?yàn)樵诠胖x夫環(huán)形山的一塊土壤中，發(fā)現(xiàn)了豐富的硅石,。根據(jù)目前的科學(xué)常識(shí)，要產(chǎn)生如此大量的硅石沉淀物，必須有水存在,，這也是迄今為止對(duì)于火星上曾經(jīng)有水的最有力的證據(jù),。
一直以來(lái)，水始終被認(rèn)為是生命的基石,。以人類(lèi)自身為例,，成年人大約七成的體重都由水組成，剛出生的嬰兒這一比重甚至達(dá)到了八成,。
就我們所知的生命本質(zhì)而言,，實(shí)際上是一系列水生化學(xué)反應(yīng)的集合。水之所以如此重要,，是因?yàn)樗奶厥饨Y(jié)構(gòu),。由于氧原子和氫原子所形成的共價(jià)鍵屬于極性鍵，氧原子和氫原子共用的電子對(duì)偏向氧原子一方,，導(dǎo)致水分子在氧原子一方擁有負(fù)電荷,、氫原子一方擁有正電荷。
水的這種極性,，使得它可以充當(dāng)大多數(shù)無(wú)機(jī)鹽和葡萄糖等極性分子的溶劑,，但無(wú)法與油和脂肪類(lèi)分子相互混合。正是利用不同生物分子的親水,、厭水性質(zhì),，生命過(guò)程中的許多關(guān)鍵反應(yīng)才得以完成。
以傳遞生命遺傳信息的DNA和RNA分子為例,，由于其親水特性,，使得它們無(wú)法跨越厭水的細(xì)胞膜，厭水的堿基也被束縛在雙螺旋之內(nèi),，這些都確保了不至于在復(fù)制過(guò)程中喪失遺傳信息,。
這一系列生化反應(yīng)所構(gòu)成的大圖景是可以想像的：當(dāng)構(gòu)成人體的基本單元——細(xì)胞死亡的時(shí)候，細(xì)胞間的水流動(dòng)也歸于停止,；同樣,，一旦細(xì)胞脫水（失去水分），就會(huì)導(dǎo)致作為遺傳物質(zhì)的DNA（脫氧核糖核酸）的破碎以及蛋白質(zhì)的結(jié)晶,，從而為其生命畫(huà)上一個(gè)休止符,。
正是因?yàn)橐簯B(tài)水對(duì)于地球上已知的生命存在顯得如此不可或缺，在過(guò)去數(shù)十年中,，尋找液態(tài)水,，一直被NASA以及主流科學(xué)家看成是尋找外星生命所遵循的最重要原則。
美國(guó)航空航天局科學(xué)項(xiàng)目理事會(huì)資深天體生物學(xué)家約翰隆美爾（John Rummel）接受《財(cái)經(jīng)》記者采訪(fǎng)時(shí)承認(rèn),，尋找外星生命的第一步,，就是尋找有水的地方,，這也是人類(lèi)正在做的。截止到目前,，火星和歐羅巴（木衛(wèi)二）上都顯示曾經(jīng)有水,，或者現(xiàn)在仍有水存在的跡象。
畢竟,，我們只知道一種生命形式,，就是我們自己，這也是用來(lái)比照任何其它生命的一面最自然而然的鏡子,。這樣的生命需要液態(tài)水,、光或其他化學(xué)能，以及氮,，磷,，硫，鐵等70多種必要的元素,。
然而,，如果生命的存在條件真如我們所知的那樣苛刻的話(huà)，也許真正能像地球一樣存在生命的,，肯定十分渺茫,。
孕育外星生命的搖籃
不過(guò)，在很多科學(xué)家看來(lái),，也許水遠(yuǎn)非生命存在的惟一基石,。
美國(guó)國(guó)家科學(xué)院最新這份報(bào)告的編寫(xiě)委員會(huì)成員之一、美國(guó)海洋生物國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究院米歇爾索金（Mitchell Sogin）對(duì)《財(cái)經(jīng)》記者表示,，水對(duì)于廣義上的生命來(lái)說(shuō),，并不是充分條件，因?yàn)樗€需要一定的物質(zhì)條件和能量條件,；同樣,，水也不是必要條件，外星生命完全可以不是地球上的形式,。
隆美爾博士在接受《財(cái)經(jīng)》記者采訪(fǎng)時(shí)也指出,，盡管目前對(duì)于我們了解到的所有生命而言，水都是必需的,；但是從很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)還有其他溶劑，存在一些明顯的可以支撐生命活動(dòng)的特性,。
比如液態(tài)甲烷,，就可以完成很多有趣的化學(xué)過(guò)程。早在2006年7月,，圍繞土星運(yùn)行的“卡西尼”號(hào)探測(cè)器就發(fā)現(xiàn),，在土衛(wèi)六（泰坦）的北極,，存在幾個(gè)巨大的充滿(mǎn)液態(tài)甲烷或乙烷的湖泊。觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示,，泰坦表面溫度極低,，約為零下180攝氏度上下，其大氣主要由氮?dú)猓ㄕ?8.4％）和甲烷（占1.6％）組成,。
“我們無(wú)法預(yù)測(cè)，在泰坦零下180度左右的低溫下,，是否會(huì)存在古怪的生命,。”他補(bǔ)充說(shuō)。
實(shí)際上,，如果不考慮溫度而僅僅考慮其大氣構(gòu)成的話(huà),，其目前的環(huán)境與約40億年前生命誕生時(shí)的地球極為相似。因此,，即使“土衛(wèi)六”上目前沒(méi)有生命存在,，也不能排除20億年后出現(xiàn)生命的可能性。
即便我們承認(rèn)極性溶劑是生命形成必須的,，實(shí)際上也存在更多的選擇,。比如液氨就具有許多和水類(lèi)似的性質(zhì)，可以完成水所支持的大多數(shù)生命功能,。
甚至人類(lèi)聞之色變的硫酸,，也可能維持另類(lèi)生命。在密度為地球大氣的100倍的金星大氣層中,，就存在一層厚達(dá)40公里到70公里的濃硫酸云,；而且這里的溫度條件可以支持碳－碳共價(jià)鍵的穩(wěn)定存在，這也被認(rèn)為是生命存在的重要前提之一,。
早在1967年,，著名科普作家、人類(lèi)搜尋地外生命的先驅(qū)卡爾薩根（Carl Sagan）就在英國(guó)《自然》雜志發(fā)表了“金星云中的生命”一文,，設(shè)想金星上的生命可以擁有含有氫氣的鰾,，像地球上的魚(yú)類(lèi)一樣利用浮力支撐身體。
可能的候選者中,，還有甲酰胺這樣陌生的名字,。在火星表面之下，存在大量的甲酰胺,，它是氫氰酸和水的反應(yīng)產(chǎn)物,。它同樣可以完成大多數(shù)水可以完成的生命功能，并且比水更耐高溫,。
從目前的觀測(cè)事實(shí)上看,，火星上的溫度不可能允許液態(tài)水的存在,，但并不排除甲酰胺；而科學(xué)家通過(guò)在地球上的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)發(fā)現(xiàn),，在甲酰胺中可以合成大多數(shù)生命所需要的多肽,、核苷、核苷酸和RNA,，甚至ATP（三磷酸腺苷）,。
甚至像液態(tài)氦、超臨界的液態(tài)氫,，在科學(xué)家眼里也存在支持生命的可能,。氣體行星土星、天王星和海王星存在大量的這種液體,；如果它們作為溶劑的話(huà),，有機(jī)物在其中的活動(dòng)或許與在水中一樣活躍。
上面提到的種種液體,，都有可能代替水,，成為蘊(yùn)育外星生命的搖籃。
打破陳規(guī)
不過(guò),，迄今為止,，人類(lèi)正在進(jìn)行以及正在策劃中的尋找類(lèi)地行星計(jì)劃，包括法國(guó)的COROT計(jì)劃,、美國(guó)的開(kāi)普勒計(jì)劃,、歐洲空間局的愛(ài)丁頓計(jì)劃以及達(dá)爾文計(jì)劃，仍然把目光瞄準(zhǔn)了體積,、質(zhì)量同地球相似的行星,。
而《行星系統(tǒng)中有機(jī)生命的限制》報(bào)告批評(píng)說(shuō)，這些耗資巨大的搜索計(jì)劃中,，顯然過(guò)于以地球?yàn)橹行?mdash;—如果外星生命和地球生命不同源,，具有不同的結(jié)構(gòu)，那么這些探測(cè)計(jì)劃很可能“視而不見(jiàn)”,。
實(shí)際上,，人類(lèi)也是在不斷探索太空的過(guò)程中，一點(diǎn)點(diǎn)開(kāi)始放棄生命領(lǐng)域的“地球中心論”的,。
早在1976年,，美國(guó)就試圖在“海盜號(hào)”火星探測(cè)器上培養(yǎng)地球上的微生物，看這種環(huán)境是否適合生命生存,。但是后來(lái)科學(xué)家意識(shí)到,，地球上99％的微生物是無(wú)法用這種技術(shù)來(lái)培養(yǎng)的。所以,，目前人類(lèi)搜尋地外生命的方法,，都集中在尋找生命的分子,、化學(xué)特性，而不是嘗試去培養(yǎng)地球生命,。
根據(jù)廣義的理解,，任何生命存活的必要條件，是它必須完成一系列能量,、化學(xué)反應(yīng),，并可以動(dòng)態(tài)地維持其結(jié)構(gòu)和成分。所以,，NASA今后的任務(wù),，將注重尋找生命的分子特征；而其中很大一部分工作,，很可能要在地球上或者實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。
美國(guó)科羅拉多大學(xué)細(xì)胞與發(fā)育生物學(xué)系教授謝莉科普利（Shelley Copley）對(duì)《財(cái)經(jīng)》記者表示,，碳基生物最大的局限,，是溫度不可能超過(guò)300多攝氏度。在科學(xué)家看來(lái),，廣義上的生物,，不管是否以碳為基礎(chǔ)，都應(yīng)該具備幾個(gè)易于觀測(cè)的顯著特征,，而手性和熱力學(xué)不平衡是其中兩個(gè)最重要的特性,。
1969年9月28日，澳大利亞墨爾本以北約100公里處的默奇遜小鎮(zhèn)上,，一大批隕石碎片從天而降,。通過(guò)對(duì)隕石碎片的研究，科學(xué)家不僅驚喜地發(fā)現(xiàn)了地球上沒(méi)有的氨基酸和糖,，而且也發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的現(xiàn)象,，那就是這些分子結(jié)構(gòu)的手性比例，也明顯呈現(xiàn)和地球生物類(lèi)似的特征——左手型的占多數(shù),。
早在1848年,，法國(guó)著名微生物學(xué)家巴斯德首先發(fā)現(xiàn)了化學(xué)性質(zhì)相同、結(jié)構(gòu)上鏡像對(duì)稱(chēng),、彼此旋光性相反的兩種酒石酸,。而后，英國(guó)物理學(xué)家開(kāi)爾文勛爵將物質(zhì)的這種特性,，命名為“手性”（chirality）,。在自然狀態(tài)下的化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生出的兩種手性分子應(yīng)該一樣多；但地球上的多數(shù)氨基酸,，卻都是左手型占多數(shù),，多數(shù)的糖則以右手型為多數(shù),。
在北京航空航天大學(xué)生物科學(xué)與工程研究所所長(zhǎng)莊逢源教授看來(lái)，目前可以通過(guò)分析有機(jī)物質(zhì)的吸收譜,，尋找有機(jī)物質(zhì)形成的機(jī)制,。因?yàn)橥ㄟ^(guò)觀察吸收紅外光譜的偏振情況，就可以分析左旋和右旋的選擇性,。如果發(fā)現(xiàn)某種手性分子的多數(shù),，則可以看做是生命存在的一個(gè)重要特征。
“歐洲的達(dá)爾文計(jì)劃,，就有針對(duì)這一點(diǎn)的設(shè)計(jì),；他們正在邀請(qǐng)中國(guó)參與，不過(guò)中國(guó)是否參與,，目前還不好說(shuō),。”莊逢源對(duì)《財(cái)經(jīng)》記者表示。
另一方面,，因?yàn)樯谟谶\(yùn)動(dòng),，這就意味著存在一系列化學(xué)自由能呈階梯狀分布的物質(zhì)分子，即分子之間呈現(xiàn)熱力學(xué)不平衡,，以便保持新陳代謝過(guò)程的持續(xù)進(jìn)行,。這就意味著，通過(guò)探測(cè)化學(xué)能的不平衡,，尤其是在高溫狀態(tài)下,，也可能發(fā)現(xiàn)生命存在的征兆。
NASA以及其它太空探索機(jī)構(gòu)能在尋求生命的“天問(wèn)”中走多遠(yuǎn),，尚不得而知,。但在美國(guó)航空航天局資深天體生物學(xué)家約翰隆美爾看來(lái)，在擁有了很多新的認(rèn)識(shí)之后,，NASA今后的搜尋范圍不僅會(huì)更廣泛,，“也會(huì)更準(zhǔn)確”。
