人類依舊孤獨 | 深度解析「金星上發現生命標誌物」背後的故事

對於「發現金星上可能存在生命」這一爆炸性新聞，筆者的第一反應是壓根不信——到現在依然不信。這不僅是因為金星表面煉獄般的環境，更在於筆者深刻理解從無到有創造生命的艱難程度，那遠非「奇蹟」兩字所能形容。

圖 | 金星

據報導，做出這次發現的研究者一開始很不願意發表其結論明確的論文，原因也是覺得這一結果難以置信。多數讀者恐怕不會意識到，如果這一「初步結論」真能得到證實，那將是科學史上有著裡程碑意義的大事件。

本文將為你回顧人類探索地外生命的歷程，並為你解讀：生命的孕育，比公眾所能想像的更加不可思議；如果真能在有生之年見證地外生命的發現過程，我們將是多麼幸運。

不幸的是，本文或許會澆滅部分讀者、尤其是科幻迷的熱情。

火星探測：從異想天開到腳踏實地

科學家尋找地外生命的努力由來已久。用國內著名天體物理學家、國家天文臺已退休教授李競老先生的話來說，尋找地外生命不僅有非凡的科學意義，甚至還有哲學意義：它可以幫助確證我們是否真的唯一。

無疑，我們會先從較近的行星和衛星著手。太陽系中，四大氣態行星先排除在外，它們顯著不具備孕育生命的基本條件。水星離太陽太近，面向太陽的一側過於炎熱，任何生命物質都會被烤焦；金星的情況更加嚴酷，由於溫室效應的作用，其表面溫度比水星還要高得多，達 460 攝氏度以上，很難相信它上面會有生命存在。

第一個以溫室效應解釋金星表面異常高溫的是著名行星科學家、科普作家卡爾·薩根；令人略感意外的是，也正是他，卻認為金星上空的大氣中可以允許微生物存在，原因是高空大氣中有相對涼爽的區域，而金星曾經有過大約 20 億年的液態水時期，可以孕育出生命。

——這次發現「生命標誌物」磷化氫，正是在卡爾·薩根所「預言」的範圍內。但這並不意味著其結果更可信。

最早人們寄予厚望的是火星。火星與太陽之間的距離比地球遠不了太多，其表面溫度可以允許液態水存在；早先天文學家及天文愛好者通過望遠鏡對火星做粗略的觀察，發現火星表面有一些暗區，以及從暗區延伸出的細線，並且暗區會在冬季時縮小、夏季時擴張。人們由此猜測，暗區是水體或植被，細線則為河道。彼時，過於樂觀的公眾不僅認為火星上有生命，甚至猜測還可能有高等生命、智慧生命乃至於發展出了文明。

然而 1965 年，人類發射並第一次成功抵達火星軌道的探測器「水手 4 號」（1964 年 11 月 28 日發射升空），卻打破了人們的幻想。它傳回的照片顯示，火星表面荒蕪一片，這是一顆蒼涼而死寂的星球。

但在火星上尋找生命痕跡的努力並未因此結束。科學家推測，大約 40 億年前，火星與地球氣候相似，表面也有液態水覆蓋，但由於火星引力較小，大氣中的水分在太陽風的「吹拂」下逃逸進入太空，經過數十億年的演變而成為今天這副光景。「長久存在液態水」是孕育生命的重要條件，科學家於是把尋找火星上是否曾經擁有液態水環境的證據當成了重要研究目標。

1971 年 5 月發射升空的水手 9 號率先拍攝到了火星表面的峽谷、火山和疑似流水遺蹟的照片。此後，「火星探路者」、「機遇號」和「火星探測軌道飛行器」等諸多探測器都分別發現火星表面曾有水以及火星可能有地下水的線索。2012 年 8 月登陸火星的「好奇號」更是直接找到了火星表面的水合礦物，有力證明火星上曾經有大量液態水存在。

液態水的存在僅僅是孕育出生命的必要條件之一，離「找到生命」還差得太遠。目前科學家期盼的，是能在火星上尋找到曾經有過生命的化石證據；但迄今蹤跡渺然。

希望·新希望

火星之後，人們認為最有可能存在生命的，是土星的最大衛星土衛六。

科學家很早就已經清楚，土衛六表面覆蓋著厚厚的、橘紅色的大氣層，其大氣中含有甲烷，而甲烷是生命代謝的產物（但它並非唯有生命活動可以產生）。卡爾·薩根在他的不朽科普著作《黯淡藍點》中，專門用了一章的篇幅來介紹這顆橘紅色的星球，並論證其表面某些區域存在液態水及孕育生命的可能性。

1997 年 10 月 15 日——彼時卡爾·薩根去世還不到一年——人類歷史上最複雜、重量最大、飛行線路最曲折的外太空探測器「卡西尼號」發射升空，其任務是探測土星及其衛星，「卡西尼號」攜帶的子探測器「惠更斯號」則是專門為探測土衛六而設計。

經過近 7 年的飛行，「卡西尼號」於 2004 年 7 月抵達土星。這一年的 12 月 24 日，子探測器「惠更斯號」與母探測器分離，又花了 20 天時間才抵達土衛六。2005 年 1 月 14 日，「惠更斯號」在人類億萬眼光的共同注視下軟著陸於土衛六。

「惠更斯號」最終發回數百張照片和一系列分析數據，結果顯示，土衛六上確實有甲烷，但甲烷未免太多了，它們不僅作為主要成分存在於大氣中，還以液態形式在這顆衛星表面形成了江河湖海——這麼多的甲烷不可能來源於生物活動。並且這個由甲烷統治的低溫惡劣環境，不太可能孕育出生命。

但失之東隅收之桑榆。就在「惠更斯號」給翹首企盼土衛六的人們潑去冷水之後不久，這項任務的母探測器「卡西尼號」卻在土星的另一顆衛星、原先並不被看好的土衛二上有了一系列驚人發現。

2005 年，「卡西尼」探測器近距離觀察土衛二南極噴射出的冰屑間歇泉——這是組成土星「大光環」的冰屑來源之一，科學家通過分析，推測土衛二有一個地下液態海洋。進一步的研究顯示，土衛二地下海的海底可能由矽酸鹽巖石構成，這種巖基環境適合複雜的化學反應，為構建生命的複雜有機物的出現創造了條件。

之後數年，「卡西尼」又有新發現：它探測到了土衛二地下存在熱液活動的證據。這是迄今在地球之外發現的唯一熱液活動，它為孕育生命創造了條件——地球海底的熱液噴口附近生活著一些奇特的生物，有許多科學家認為這些區域是原始生命誕生的最佳環境之一。

到了 2018 年，美國宇航局宣布，他們在土衛二南極噴射物中探測到了複雜的有機分子，它們甚至包含 15 個碳原子。儘管它們依然不是唯有生命活動才能產生，但無疑，土衛二地下海洋中存在生命的可能性又大大提高了。

所有這些，都僅僅是給出了地外生命存在的一點點「可能性」；更確切地說，是給出了孕育生命的基本條件：水、有機物以及能量來源。

與土衛二擁有類似條件的，是體積大得多的木衛二。事實上，在土衛六希望破滅之後、土衛二被「卡西尼號」升級為新寵之前，木衛二有很長時間都被科學家看成是太陽系內最有希望發現地外生命的星球。木衛二被厚達數十公裡至上百公裡的冰層覆蓋，由於潮汐力的作用，其冰層下方也擁有液態水，在冰裂縫中會形成高達 200 公裡的噴泉。

可以說，木衛二就是一個加強版的土衛二。在這次「來自金星的消息」出現之前，筆者一直認為，土衛六希望破滅之後，下一個給出答案的應該是木衛二。與土衛二相比，木衛二儘管冰層要厚得多，「敲開」它不那麼容易，但它距離地球軌道畢竟比土衛二近了一半，科學家考察它還是更方便一些。

生命起源的艱難

但對所有這些努力，冷眼旁觀的筆者從未抱有某一天真的「發現地外生命」的希望。同時筆者相信，從事這些研究的大部分科學家也會跟筆者一樣，不會認為那麼容易就能找到地外生命存在的證據，他們做這些工作，更現實的目的是逐步推進人類對於這些星球的認識。

之所以這樣說，是因為生命的誕生實在太艱難了。

在中小學階段，生物學教科書不帶感情色彩地告訴我們：地球生命起源於 35 億年前。如此輕描淡寫，顯得生命從無到有很容易實現，似乎一顆星球只要具備一定的原始條件就必然會出現生命。

唯有真正了解一個最基本的生命體（單個細胞）的複雜程度，我們才能大致明白「生命起源」這四個字所蘊含的意義。以今天人類在化學、生物化學、生物學這三大學科所達到的理論高度，結合全球最先進的實驗設備和技術，科學家依然不能以純化學的手段，有目的地將一堆無機物和簡單有機物合成為一個完整的、具有生命力的細胞。

現在，我們卻要求大自然在漫無目的的狀態下，將一堆同樣的「材料」隨機拼湊出一個具有遺傳和代謝功能的生命體。

但它居然做到了。

它以整個地球為試驗場，海底任何一個熱液噴口、地表任何一片窪地、甚至任何一個小水滴，都是一個實驗室。這數以萬億計的小型實驗室，花了 10 億年時間試錯，最終成功了一次。

僅僅只成功了一次。我們依據細胞的基本功能結構，可以反推全球所有生命擁有一個共同的祖先、一個原始的細胞。

這是一個無窮大乘以無窮小，最終發現等於一的故事。現在存在一個問題：這個「無窮大」的基數，究竟是僅僅來自地球，還是來自整個宇宙？

——即便是那些堅定持唯物論的科學家和科普作家，有時也會提出疑問：我們會不會是整個宇宙中的唯一？

當年「惠更斯號」登陸土衛六時，李競老先生曾經跟筆者表示，他更願意相信生命（甚至於智慧生命）在宇宙中普遍存在；但在找到第一種地外生命之前，這種信念僅有哲學意義。

只為科學目的

現在讓我們把話題拉回到金星。

自從 9 月 14 日「金星發現生命跡象」的新聞報出後，已經有諸多科學家對此發表了見解，多數對此持謹慎態度，意見大致可以匯集成三點：

該研究的過程可能有尚未察覺到的缺陷，結果存疑；

金星大氣層下尚有我們不了解的一種非生物機制在製造磷化氫；

金星大氣層中或許真有我們目前難以理解的一種生命形態，有待於進一步研究確證。

包括研究者在內，沒有一個嚴肅科學家斷言金星上存在生命。

就在一些科學家關注太陽系內其它星球上有沒有生命跡象的同時，另一些科學家將目光瞄準了更遠的太空：尋找系外行星，尤其是類地行星。

所謂系外行星，即太陽系之外的行星；類地行星，則是指大小與地球相似、有著固體表面的行星。與之相對應的是類木行星，即如同木星一樣體積巨大的氣態行星。在太陽系中，火星和金星都屬於類地行星。

第一顆系外行星發現於 1995 年，那之後科學家搜尋系外行星的手段突飛猛進，至今已經找到了數千顆系外行星，其中大部分屬於類木行星。科學家希望能在剩下的小部分類地行星中，尋找到與地球更接近、表面允許液態水存在的行星環境。這項工作的目的，是探尋類似地球這樣適合生命繁衍的行星在宇宙中是否普遍存在。至於它們表面是否存在生命跡象，目前的科學手段還難以檢測。

你也許會問，尋找這樣的星球，是否在為將來人類「移民」其它星球做準備？你想多了。基於目前的科學認識，人類在可預見的將來都不太可能實現星際旅行，甚至永遠不能實現星際旅行。做這些研究，是為了純粹的、不帶任何功利性的科學目的。事實上，有太多基礎科學，最初追求的都是純粹的科學目的：從基本粒子的發現到宇宙起源與演化的推演，以及我們在太陽系內搜尋地外生命跡象，莫不如此。

——我們必須清醒：無論科學家在外太空找到多少宜居星球甚至發現地外生命，對於我們來說，地球，依然是唯一的家園。

終極天問

假如我們足夠幸運，在有生之年真能見證科學家找到地外生命，那麼後一個問題將是：智慧生命是否唯一？

地球這個試驗場花了 10 億年成功製造出原核生物，又花了 15-20 億年，再次以撞大運的方式演化出真核生物——如同第一個生命體的誕生一樣，從原核生物發展成真核生物，地球上也只成功了一次，所有真核生物擁有一個共同的祖先。真核生物具有更複雜的生命結構，為進一步發展為高等動物創造了條件，但它們還是以緩慢的速度演化了大約 10 億年，才迎來寒武紀大爆發，生命種類驟然變得豐富；此後的 5.3 億年，地球經歷了幾次物種大滅絕的劫難，才最終演化出智慧生命。

如果把地球生命的演化史同比壓縮到 1 年，那麼人類所經歷的文明史僅僅只是最後的三四十秒。在如此漫長的演化過程中，任何一個小插曲的出現（或不出現），都將決定演化能否朝向智慧生命的方向。生命的起源屬於超級奇蹟，智慧生命的出現則是超級奇蹟的平方。

如同卡爾·薩根、李競等前輩一樣，筆者也很願意相信生命乃至於智慧生命在宇宙中並不唯一；然而宇宙過於浩渺，我們很難期望收到來自外星智慧生命的信息，更不要期望它們能跑到地球上來。

不過沒關係，我們可以先去問候它們。問候的方式不僅有電磁波，還可以有實物「快遞」。

1972 年 3 月 2 日，先驅者 10 號探測器發射，它帶著人類送給外星智慧生命的禮物奔赴茫茫宇宙。隨後的 1973 年 4 月 6 日、1977 年 8 月 20 日和 1977 年 9 月 5 日，另外三個人類信使，先驅者 11 號、旅行者 2 號和旅行者 1 號先後發射，各自朝著不同的方向深入太空。

先驅者 10 號、11 號分別攜帶著一個銅盤，上面刻有對智慧生命普適的圖案，描述了地球人的特徵，以及我們在銀河系中的位置；旅行者 1 號、2 號則分別懷揣著一個銅製唱片，裡面錄製了 55 種語言的問候語（包括中國的普通話和粵語、閩南語和吳語）和各類音樂（包括命運交響曲和中國的高山流水古琴曲），以及夫妻吵架、嬰兒哭鬧和摔碎碗碟等日常生活中的各類聲音。

銅盤和唱片的設計者都是卡爾·薩根夫婦。在此，科學家的爛漫情懷得到了淋漓盡致的呈現。

儘管旅行者 1 號是迄今速度最快、飛得最遠的探測器，它早在 2004 年就已經飛離太陽系的物理邊界（太陽風層頂），但這四個探測器要抵達各自最近的恆星附近，依然需要飛行數萬年到數十萬年。且不說銀河系中是否存在其它智慧生命，即便真的有，它們捕獲到這些信使的可能性也微乎其微；彼時，人類文明是否還留存於地球都是個問題。

孤寂的我們，依然是唯一明確的宇宙精靈。

明了生命的不易，當你再次仰望星空，也許會從世界觀、宇宙觀角度發起終極追問：我是誰？