2019年諾獎得主奎羅茲：在火星尋找生命體，是太陽系外探索的起點

編者按

在近日剛剛落幕的世界頂尖科學家協會（WLA）與央視新聞合作推出的太空論壇系列第一期《和諾獎科學家談深空探測》節目中，五位諾貝爾物理學獎得主齊聚線上，貢獻了精彩絕倫的對宇宙探索的大討論和暢想。

WLA與央視新聞合作推出的太空論壇系列第一期的直播場景。圖｜CCTV NEWS

本篇為大家帶來的是2019年諾貝爾物理學獎得主迪迪埃·奎羅茲的個人演講。迪迪埃·奎羅茲（Didier Queloz，出生於1966年），瑞士天文學家，因與瑞士天文學家馬約爾發現了第一顆已知的環繞類太陽恆星運行的太陽系外行星而獲得2019年諾貝爾物理學獎。

從天文觀去探尋宇宙中的生命

Astronomy perspectives about searching for life in the Universe

我的導師馬約爾和我因為發現了系外行星飛馬座51b （51 Pegasi b）而共同獲得了2019年的諾貝爾物理學獎。

2019年諾貝爾物理學獎授予了吉姆·皮布爾斯（James Peebles）、米歇爾·馬約爾(Michel Mayor)和迪迪埃·奎洛茲(Didier Queloz)來表彰他們對宇宙演化和地球在宇宙中的位置的理解所做出的貢獻。圖｜Niklas Elmehed

但是這顆系外行星我並不會認為適合我們來尋找生命體。因為實際上這個行星表面的溫度是非常不適宜人類居住的，它的表面超過了1000度，在某種程度上來說它比較接近木星，都有巨大的氣體。

藝術家筆下的飛馬座51b。它正在繞著它的母恆星運行。圖｜Seth Shostak/SPL

我們現在正在進行的討論真的會讓人熱血沸騰。首先，我現在就可以真切地體會到這種太空發射的激動，因為我本人在去年12月就參加了一個被稱之為『Cheops』的太空探測項目，和現在中國正在進行的『天問一號』有點像，但是當然規模小多了，也沒有這麼宏大的願景。但是我仍然覺得看著它發射的時候是一個非常非常有趣的時刻。

歐洲Cheops太空望遠鏡已經發射，用於研究太陽系外的行星。圖｜BBC

其實發射的時候並沒有太多的科學牽涉其中，主要是情感上的東西。我看到這麼多複雜的設備都被推到了一個需要我們好好去控制的巨大的火箭中。

所以我真誠希望中國的這個非常棒的項目一切順利。火星真的是一個非常令人驚奇並且適合探索的星球，因為就和大家都多次提到的一樣，火星和『宇宙中是否存在其他的生命體』這個問題有非常深的聯繫。

地球上的生命起源和宇宙中的生命的問題有強烈的聯繫。而火星恰好是一個很合適的案例供我們探索。這個案例可以提供很多細節上讓人類研究。並且事實上對於火星這個單個案例的研究內容也在不斷地進化和豐富。當然，我們也可以說現在有很多的可能性我們或許會在其他的星球上找到生命。

這個時候我們就需要去做平衡，也就是在這兩者之間去取平衡既可以幫助我們探索宇宙中的生命，又可以幫我們更好地認知為什麼在這個星球中會有這樣的生命。

我認為這兩個研究是相互關聯的，通過探索火星，我們也在更好地理解自己，也在更好地認識地球上的生命。現在最讓我著迷的是，最近我們在基於對地球生命的研究上，在生命起源的問題上有了相當大的進展。

兩項新發表的研究揭示了遺傳密碼如何在兩個不同的階段發展來幫助原始化學物質進化成細胞的。圖｜SciTechDaily

以往我們都是從生物的角度在研究生命，但是呢，我們最近的化學尤其是運算化學領域有了一些新的進展，尤其是現在研製出來的分子化學，還有分子生物學的新進展和複雜的儀器都引領著我們找到了新的關鍵的方法。

現在，我們在實驗室中有了更多的探索的可能，這些都是讓人著迷的新進展，我們開始逐漸把點連成線了，我們開始看到生命它也是一種化學的演進進程。但在它成為生命之前，這些地球生物學的變化過程，也成為了我們關注的一個焦點。

同時我們也需要考慮天體迴旋的層面，那麼我們現在看到有很多的前期的這些進展，對於生命都是必不可少的，那比如說前期我們在宇宙學的一些探索，一些宇宙的變化，是生命前期的一個準備工作，或者你可以把它看作是籌備期，就是對生命必需的要素，比如水就是離不開宇宙的變化的。

NGC 6302,又被稱為「蝴蝶星雲」，一個兩極膨脹的死亡恆星的死亡罩，也是我們太陽70億年後的命運。圖｜Hubble Space

除此之外，圍繞著恆星運轉的這一些行星的研究，對於我們來說是很關鍵的，因為本身恆星在生命出現的過程中發揮了重要的作用，那麼很多能量的來源都是追溯到恆星之上的，那麼它也成為了生命起源的一部分，這一系列的因素都是聯合在一起的。

最近我們得到了化學界進展的一個新的突破，因為化學界他們解釋，有可能生命的來源不是來自於海底，而是來自於地球的表面，而這個理念一方面是來自於比如說對於我們人類胺基酸的一些基礎構成的分析，但同時它也讓我們有一些理論進行了驗證，因為在現在的化學界的一個研究中，尤其是地球表面的這些化學變化，讓我們開始看到有很多的這些留在地球表面的標記，都可以成為我們地質研究的素材。

我們到火星上也是一樣，我們會追蹤這一些痕跡，然後我們會尋找這一些地質物理的這些證據，然後去更好的研究是不是能夠在火星上找到生命起源這些化學層面的證據。

而且在實驗室中，在化學這個領域我們可以做很多的實驗，我們還可以在一定的條件下，去對這一些跟地球環境不一樣的環境之下對一些地質物理的要素做實驗，來讓我們更好地去實驗人類能不能去適應跟地球不一樣的環境，比如說人能不能有可能在火星上生存，甚至我們有沒有可能在月球上生存。

宇宙。圖｜phys org

在太陽系中還有非常多令人著迷的地方，本身金星也是很有價值的，當然就目前來看的話，它並不是一適宜人類去進行星際旅行或者居住的地方。因為它太熱了，並且有非常巨大的氣壓，而且包括酸性的大氣環境是不適合人類生活的，但是我們依然可以把金星作為一個很好的研究素材，比如說它有沒有水的跡象，有沒有可能有生命的活動，這些都是我們值得研究的。

金星。圖｜New York Post

而且要去金星，其實是不難去的，而且從重力作用來考慮的話，去金星比去火星要更容易，而且除此之外，我們還說到了衛星的潛力，包括木衛二，包括土衛六，他們提供的是完全不同的環境，更多研究的不是它的星球表面，而是它的地下的水和冰的可能性，所以我們通過找到不同的理論，然後再去找到方法驗證這些理論，是非常有趣的，與二十年相比，我們現在有了非常多的新進展，有了更多的機制可以讓我們去檢測，當然我們還沒有辦法去像太陽系這樣去研究其他的恆星系統，很有可能我們永遠都沒有辦法走出太陽系，走到別的恆星系統中去。

但是我們還是可以通過遠程的傳感來去進行觀測，我們其實從地球上已經做了很多太空的觀測了，而且這種遠程的觀測可以給我們打開新的窗口，因為有很多的行星有非常多的多元性，讓我們看到這些不同的行星上它的這種化學條件的多元性，那麼這些都是我們值得研究的，首先有一些元素，它是不是水呢？我們怎麼樣去驗證？然後我們要判斷這個星球上需要有哪些特定的條件才能有水呢？

因為水是很關鍵的因素，而且二氧化碳和水之間有沒有關係，因為我們知道很多關注的行星上面，都有大量的二氧化碳，我們有沒有可能去沿著二氧化碳來作為一個起點去做研究，然後在大氣中是不是生物作為我們理解的起點，我們現在已經進入到了一個非常令人著迷的時期，因為我們其實看到了很多的，有研究黑箱，這裡面有很多的哲學的提問，有各種各樣的假想，我們現在可以把這些假想和問題拿到實驗中做驗證，這樣我們就可以去驗證我們的這些理論和假設是不是有事實支撐的。

所以對於火星的進一步探索，會讓我們的進展更進一步，讓我們以在火星上有沒有生命作為我們的起點，這樣我們未來就可能拓展到知道在其他的恆星系統中有沒有生命。