為何沒有發現外星人?宇宙中的那些生命可能以這樣的形式存在

2020-12-06 30秒到地球

一、化學生命 所謂化學生命,就是建立在化學反應上的生命。地球生命就是化學生命,我們的一切生理活動,其實都是身體內一系列複雜的化學反應。因為化學生命是我們所見過的生命的唯一形式,因此在思考外星生命形式時人們首先想到的也是化學生命。 著名生化學家阿西莫夫所寫的一篇文章《並非我們所認識的》。他在文中提出了六種生命形態: 1、以氟化矽酮為介質的氟化矽酮生物; 2、以硫為介質的氟化硫生物; 3、以水為介質的核酸/蛋白質(以氧為基礎的)生物; 4、以氨為介質的核酸/蛋白質(以氮為基礎的)生物; 5、以甲烷為介質的類脂化合物生物; 6、以氫為介質的類脂化合物生物。 其中第三項便是我們所熟悉的———亦是我們惟一所認識的———生命。至於第一、第二項,是一些高溫星球上可能存在的生命形式,另外,地球上曾經出現過的那些生活在硫礦裡的、厭氧的古細菌就很有可能是以硫作為自己生命的介質;而第四項至第六項,則是一些寒冷星球上可能存在的生物形態。

以上六種生命的介質都有一個共同點,就是可以形成長的分子鏈。這一點還是受到了地球生命的慣性思維影響。生命是否一定要由可以形成長分子鏈的物質作為介質才能形成?恐怕誰也不敢保證。 即使光是談論碳基生命,也有非常多的可能性。地球上絕大部分生命的化學反應都以水為溶劑,在水中進行,人類新生兒身體裡的水甚至佔到了體重的八成。但實際上,科學家已經提出了很多種可以代替水作為溶劑的物質,比如液氨,比如液態甲烷,甚至人類聞之色變的硫酸,也可能維持另類生命。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40公裡到70公裡的濃硫酸雲;而且這裡的溫度條件可以支持碳-碳共價鍵的穩定存在,這也被認為是生命存在的重要前提之一。可能的候選者中,還有甲醯胺這樣陌生的名字。在火星表面之下,存在大量的甲醯胺,它是氫氰酸和水的反應產物。它同樣可以完成大多數水可以完成的生命功能,並且比水更耐高溫。甚至像液態氦、超臨界的液態氫,在科學家眼裡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,有機物在其中的活動或許與在水中一樣活躍。

二、核子生命

著名科幻作家福沃德所寫的《龍蛋》,這部構思出色的作品描述了一顆中子星表面的生物。這顆中子星直徑僅20公裡,但表面的引力卻等於地球上的670億倍,磁場是地球的1萬億倍,表面溫度達到8000多攝氏度。什麼生物可以在這樣的環境下生存呢?是由「簡併核物質」組成的生物。所謂「簡併」,就是指原子外部的電子都被擠壓到原子核裡去,因此所有原子都可以十分緊密地靠在一起,形成超密物質。中子星上的生物身高約半毫米,直徑約半釐米,體重卻有70公斤,這是因為他們由簡併物質所組成。此外,他們的新陳代謝是基於核反應而非化學反應,因此一切變化(包括生老病死和思維)的速率都比人類快100萬倍!

如果說化學生命是建立在電磁力基礎上的化學反應,那麼核子生命就是建立在強相互作用力——也就是核力——基礎上的核反應了。可以推知,這種生物可以免疫一切的化學生命形式的細菌和病毒。對他們來說,生存意味著找到一顆適合的中子星,而不是一顆有著水和大氣的類地行星。(事實上,芝麻粒大小的中子星物質就能壓垮一艘萬噸油輪,《龍蛋》中的這種中子星生物何止70公斤!話說回來,大宇宙時代中所謂的中子星碎片有沒有可能是這種核子生命的宇宙飛船呢?)

三、能量生命

一些作家設想,在某些極寒冷的星球之上,可能存在著以液體氦為基礎,並以超導電流作聯繫的生命形式;另一些作家則認為,即使在寒冷而黑暗的太空深處,亦可能有一些由星際氣體和塵埃組成,並由無線電波傳遞神經訊號的高等智能生物——霍耳的科幻小說正是這方面的代表作;還有一些想像力更豐富的作家甚至認為外星生命也許根本不需要化學物質基礎,他們可能只是一些純能量的生命形式,比如一束電波。

倪匡的科幻小說《衛斯理之藍血人》中描寫了一種奇特的生命形式,其奇特遠遠超過藍血人——「獲殼依毒間」,也叫無影飛魔。小說中對其的描述是這樣的:

「那類似一種腦電波倏忽而來,倏忽而去,但是它一侵入人的腦部,便代替了人的腦細胞的原來活動,那個人還活著,但已不再是那個人,而變成了侵入他體內的『獲殼依毒間』!……那只是一種飄忽來去的思想,但是卻能使人死亡,木村信工程師便是那樣,他其實早已死了,但是他卻還像常人一樣的生活著,直到『獲殼依毒間』離開了他,他才停止了呼吸。……像細菌一樣,『獲殼依毒間』是會分裂的,而且分裂得十分快,但必須在它侵入人腦之後,就算我們太空船帶來的,只是一個能侵入人腦的『獲殼依毒間』,但經過了這許多年,已經分裂成為多少,我也無法估計了。……或則沒有一個人死,但是所有的人,已不再是他自己,只是『獲殼依毒間』!」

四、引力生命

一個星球大小的怪物,它通過噴射物質流產生反衝力來移動,吞噬其他星體來補充自身的能量和物質並成長,可以通過分裂生成兩個相同的個體……這樣的龐然大物,你想像過嗎?這樣的生物其一切生理活動都建立在引力的基礎上,可以稱之為引力生命。 引力生命可以是行星大小,也可以是恆星甚至類星體大小。根據其構成方式的不同,需要的能量和物質,排出的廢棄物也不盡相同。比如,如果主要成分是矽酸鹽等物質的類地行星類引力生命,就需要進食內核仍未冷卻的類地行星來補充熱量和矽酸鹽,排出不必要的冷卻巖石塊。如果是木星土星這種充滿了液態氫,依靠內部液態氫的對流實現生理活動的巨行星類引力生命,就需要吞噬其他的巨行星補充液態氫;如果主要成分是氫,通過核聚變產生能量來支持各種生理活動的恆星類引力生命,就需要吞噬星雲中的氫或吞噬其他的恆星,排出核聚變反應中的廢渣,比如氦、碳、鐵等。設想甚至可以更進一步,將星體視為細胞,N多的星體以引力互相吸引有序運行,通過星體之間的互相作用實現生理反應,形成星系大小的引力生命,這樣的生命可以想像是要吞噬其他星系來補充物質能量的,還可能加上角動量,因為構成這種龐然大物身體的眾多星體需要達到一定的運行速度才能避免向質量中心坍塌成為巨型黑洞,而中子星的旋轉會產生引力波,損失角動量,需要從別的地方進行補充。 因為引力生命必然是星球級別的龐然大物(引力太弱了,只有在宇宙尺度下才能佔主要地位),因此其活動時間也是動輒以萬年億年來衡量,在我們眼中看起來其活動可能無比緩慢,以至於我們看不出那是生命活動,以為那只是星體的自然運動而已。

五、機械生命

地球上任何一個細胞,即使低級如草履蟲,都比現代任何一種科技造物(包括所謂的智慧機器人)要複雜百倍,而人腦則比最先進的電腦複雜何止萬倍!但是,經過不足百年的發展,現階段的電腦已經可以模仿一部分人腦的功能(比如計算)而且做得比人腦更好。如果說地球出現化學生命是一種奇蹟的話,相比之下出現機械生命似乎更有可能。《變形金剛》就描述了這樣的一種生命。這部作品裡有一名為火種源的關鍵道具,其外形就是一個古怪的正方體。它能將任何電子設備變為機器人。在真人版電影裡,火種源曾將手機、公用電話、方向盤變成了機器人。如果去掉「機器不算生命」這樣的偏見,這火種源的效果簡直就和女媧造人、上帝造生物一模一樣,其分別只在於用的材料是電子設備。 既然能設想將無機物變為機械生命,當然也可以設想將本來就是生命的有機體變為無機的機械生命。動畫《勇者王》就講述了這樣的一個故事。三重連太陽系是一個離銀河系相當遙遠的行星系,擁有著紫色、綠色、紅色三顆行星。紫色行星的科學家們研究出了一種能夠淨化人類的負面情感的程序——Z主腦,本意是好的,但是由於出錯導致了Z主腦程序得出了必須在全宇宙實現機界升華(即將所有生物都變成機械生物)的極端結論。接著悲劇開始了……在這個故事中,機械生命通過將所謂的「佐達孢子」植入地球人體內,讓地球人「佐達化」,成為巨大的機械怪物。而所謂的Z主腦本身其實也是一個星球級別的巨大機械生命,擁有腦部、肋骨、心臟等等生物擁有的臟器,只是全都是機械構成而已。

六、旋光異構體生命 即使是由核酸和蛋白質構成的類地球生命,是不是就不能玩出新花樣了呢?答案是否定的。同樣是《勇者王》,裡面提出了一種非常有趣的生命形式——旋光異構體生命。 我們知道,生命是由碳元素組成的,碳原子在形成有機分子的時候,4個原子或基團可以通過4根共價鍵形成三維的空間結構,形成所謂的擁有「手性」的碳原子。由於相連的原子或基團不同,它會形成兩種分子結構。這兩種分子一般擁有完全一樣的物理、化學性質。比如它們的沸點一樣,溶解度和光譜也一樣。但是從分子的組成形狀來看,它們依然是兩種分子。簡單地說,這兩種分子的構象就像分列在鏡子兩邊的實物和影子一樣,互相相反。

地球生命製造的胺基酸絕大多數都是左旋的胺基酸,而作為遺傳物質的脫氧核糖核酸大多是右旋。因此完全可以想像,是否存在一種胺基酸和脫氧核糖核酸的手性都和一般地球生物完全相反,也就是胺基酸右旋、脫氧核糖核酸左旋的生物呢?

可以推知,如果真的存在這樣的生物,比如存在以旋光異構體分子構成的人,絕大多數能使一般人致病的病原體都對這個人無效,因為這個人的蛋白質結合位點、DNA結合位點和一般人完全相反;相應地,因為地球上絕大多數生物製造的胺基酸都是左旋胺基酸,這個人吃和我們一樣的食物是無法獲得營養的,因為這個人完全不能吸收利用這些食物中的左旋胺基酸,甚至連蛋白質的分解都做不到(因為身體內用於分解食物蛋白的酶類也是蛋白質,也有手性的區別),除非有可以製造右旋胺基酸的生物供他食用。從某個意義上講,這樣的人已經完全是另一種生物了。

七、 蛋白質生命 如果只有蛋白質而沒有核酸,是不是就不能形成生命了呢?答案仍然是否定的,蛋白質分子本身的多態性就足以擔任遺傳物質這一工作。事實上,蛋白質的發現比核酸早30年,初期生物界普遍傾向於認為蛋白質是遺傳信息的載體。雖然後來證明這個觀點是錯誤的,但這僅僅是針對地球生命而言。宇宙中有沒有將肽鏈作為遺傳物質的生命呢?從遺傳信息的承載功能上看,核酸鏈能做到的,肽鏈一樣能做到,因此無法否定這樣的可能性。 即使在地球上,也有這一可能性存在的證據,那就是朊病毒。朊病毒就是蛋白質病毒,是只有蛋白質而沒有核酸的病毒。就生物理論而言,朊病毒的複製並非以核酸為模板,而是以蛋白質為模板。這種具有感染性的因子主要由被稱為PrP的蛋白質組成的。這種蛋白質可以在細胞的質膜上找到(具體功能還不了解),但是與具有感染性的因子PrpSC與正常因子PrPC在形狀上有一點不同。科學家推測這種變形的蛋白質會引起正常的PrPC轉變成具有感染性的蛋白質,這種連鎖反應使得正常的蛋白質和致病的蛋白質因子都成為新病毒的材料。總體上說,凡能使蛋白質消化、變性、修飾而失活的方法,均可能使朊病毒失活;凡能作用於核酸並使之失活的方法,均不能導致朊病毒失活。 當然,現在主流學界並不將朊病毒當成是一類生物,只將其當成是一類能致病的有機大分子。但是這足以揭示一個事實:蛋白質存在複製自身的可能性,這是遺傳物質甚至生物的基本特徵之一。

八、四維生命

我們存在的空間是三維空間,擁有長寬高三個維度。相對論面世後,將時間加入傳統的歐幾裡得空間中,形成了四維時空的概念。需要 注意的是,四維空間和四維時空是不同的概念,前者指的是空間除了長寬高三個維度外還有一個額外的維度,不包括時間,而後者則包括。下面的討論中我們說四維空間的時候,不包括時間這一維,如果說四維時空就是包括時間,請注意。

生活在四維時空中的生命似乎很難想像。我們知道,我們在時間維度上只能前進不能後退,也就是我們在時間這個維度上沒有自由度。但是,對於四維時空中的生命來說,時間是可以隨意前進和後退的,就像我們在三維空間中可以隨意前進後退一樣。如果真的有四維時空生命,會是怎樣的呢?我們可以推論出一些這種生物能辦到的事。比如,這種生物能在空間中毫無徵兆地突然出現又突然消失,因為它們不受時間軸的束縛,完全可以跳過在三維空間中移動的時間,換句話,它們可以輕易突破光障;它們可以同時出現在數個地方,而且每一個都是實體,都是本尊,都可以進行不同的行動,對周圍造成不同的影響,理論上只要有足夠的空間,它們可以在某段時間內出現無數次,而且每個個體可以獨立行動,這是因為它們可以無數次折返回某段時間(動畫《天元突破》中反螺旋族的戰機就曾經在時間軸上反覆跳躍,讓同一時間空間中出現的戰機數目達到無限大);三維生物不可能是其對手,因為四維時空的生物可以回到過去襲擊它們的敵人,將敵人扼殺於搖籃中。

四維空間的生物就比較好理解。讓我們先做一個思想實驗:如果一個二維平面上有生物,現在讓一個三維的球形慢慢穿過這個二維平面,平面上的生物會看到什麼呢?首先,當球的某點接觸到平面時,二維生物會看到本應該空無一物的二維平面上突然出現了一個點;然後,當球慢慢穿過二維平面,由於球的截面是個圓,因此二維生物會看到這個點慢慢地擴大成一個圓,而且越來越大(截面從球的底部向赤道移動);接著,這個圓在擴大到某一程度時開始縮小(截面從赤道向頂部移動),最後又變回一個點,直到消失。如果這是一個表面塗著不同顏色的球,二維生物還會看到那個圓在大小變化的同時發生顏色的改變。

同理的,如果一個四維生物穿過三維空間,我們會看到空中毫無徵兆地出現一大團東西,然後,這團東西不停地改變形狀和顏色,忽大忽小,甚至有可能分成兩團或三四團(這種生物的肢體),最後這團古怪的東西縮小直到徹底消失。怎麼樣?大家對四維空間和四維生命是怎樣的有些概念了吧?

四維生物能辦到一些在我們看來匪夷所思的事情。比如,一個三維空間中的死結,四維空間中的生物能將其輕易解開,我們可能會看到死結以我們不能理解的方式部分消失在空中,等其再次出現時死結就已經解開了;和四維生物玩躲貓貓我們永不可能贏,因為它們看我們就像我們看平面圖畫一樣,平面圖畫中的人再怎麼躲我們也一目了然,同樣的四維生物看三維空間的我們也是一目了然,即使你將自己鎖在保險箱裡四維生物也能輕易將你揪出來;四維生物能將某件東西完全翻轉,比如,它們可以讓一個左臉有痣的人憑空消失,當這個人再次出現的時候,就變成右臉有痣了,不但這樣,連同內臟也會和照鏡子一樣完全相反,心臟長在右邊了,而肝臟長左邊去了,你叫他舉起左手,他會舉起右手,因為連左右他都已經和常人顛倒了,而這種事情對於四維生物來說,就像我們將平面圖畫中的人剪出來翻轉再貼回去一樣簡單。

更高維度的生命已經脫離了我們一般的想像力的極限,就暫時不予討論了。

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