生命、宇宙以及萬物的答案是……37?

2020-10-18 大科技

在英國作家道格拉斯·亞當斯所寫的系列科幻小說《銀河系漫遊指南》中,高級智慧生命為了找到「生命、宇宙以及萬物的答案」,建造了一臺超級電腦「深思」來進行解答。「深思」花了750萬年進行計算和驗證,最後給出了一個看似荒唐的答案——42。

來自哈薩克斯坦的宇宙學家和天體生物學家馬庫可夫認為,正確的答案應該是37。他之所以這麼認為,是基於一種極富爭議的觀點——即認為地球上所有的生命,都是地外智慧文明在地球上創造出來的,而且地外智慧文明還特意地留下了某種信息。他認為,這種信息就保存在遺傳密碼——DNA轉譯為胺基酸的規則中。地球上的各種生命,不管是水仙花、袋鼠還是信天翁,都攜帶著這種信息。

為什麼信息是在遺傳密碼中呢?下面我們就來說說。

遺傳密碼裡藏有外星人信息?

地球的生命來自天外,這個觀點已經有很長的歷史了。但多數的生物學家願意接受這個觀點,認為一些有機物、甚至遠古細菌可能會來源於彗星或小行星。

直到1973年,DNA雙螺旋結構發現者之一的克裡克猜測,是否是地外智慧文明在地球上撒了些微生物,最終導致地球上生命的出現?這一下激起了許多嚴肅科學家的興趣。

驚人的聲明必須要有強有力的證據。多年來人們不斷嘗試尋找地外智慧文明——即外星人存在的證據,但迄今為止,我們在外太空中連外星人的影子都沒有找到。所以有人認為,證據可能就在地球上,甚至我們自身就是證據。2010年英國物理學家戴維斯在他的著作《可怕的寂靜》中寫道,我們的基因組是存儲秘密信息的載體。出於某種目的,地外高級智慧文明在基因組上留下了一些信息,並把它們發射到地球上,結果地球上就誕生了生命。

馬庫可夫等人認同上面的觀點,但他們認為信息並不是用DNA序列來進行編碼的,因為DNA序列會發生變異,這樣信息就無法原汁原味地保存下來了。相反,他們認為信息應該保存在遺傳密碼中。遺傳密碼是DNA轉譯為胺基酸的一系列規則,就像以前電報中用的密碼一樣,幾乎所有的生物都使用同樣的遺傳密碼,而且與DNA序列不同,遺傳密碼十分穩定,幾乎不會發生變異。地球上的遺傳密碼已經有數十億年沒有發生變化了。所以說,遺傳密碼是完美的信息載體。

破解隱藏的信息

為了找到遺傳密碼中所隱含的信息,馬庫可夫等人利用數學工具,來尋找那些所謂外星人故意留下來的信息。最終他們發現遺傳密碼有點類似數學中的排列組合題,而其中隱藏的一些信息也很好找到。

遺傳密碼是以密碼子為基礎的。DNA中有四種鹼基,分別為A、C、G和T,其中鹼基順列中每三個相鄰鹼基可組成一組,叫做密碼子用於轉譯出胺基酸中特定的一種,或者給出轉譯終止的指令。四種鹼基中每三個鹼基組成一組,這樣總共會組成64種密碼子。64種密碼子可以分為16組家族,每個家族前兩個鹼基是相同的,這樣每個家族都有4個成員。科學家通過實驗發現,一些家族中的4個成員轉譯出的胺基酸完全一樣,這樣的家族叫做「完整家族」,總共有8組這樣的家族;另一些家族中的4個成員轉譯出的胺基酸不是完全一樣的,這樣的家族都叫做「分裂家族」,同樣總共有8組這樣的家族。

這個規律首先是由前蘇聯數學家尤裡·魯默發現的,但他不清楚為什麼一半的家族正好都是「完整家族」,另外他馬上發現另一個簡單規則——只要把一組中的T與G互換,同樣把A與C互換,那麼屬於「完整家族」的密碼子就可以變成「分裂家族」的密碼子。所以這個發現被稱為魯默變換。

關鍵數字37

魯默變換就是遺傳密碼中所包含的一種隱藏信息。另外,遺傳密碼還隱藏著一個關鍵的數字信息——37。例如,你可以建立一個只包含三個鹼基都相同的密碼子(例如AAA)和三個鹼基都不同的密碼子(例如GTC)的列表。這樣的列表包含了28種密碼子,可以把它們分為兩組,每一組所產生的胺基酸相對分子質量之和為1665,每一組中胺基酸側鏈的相對原子量之和為703。(見表格「37變換」)這兩個都是37的倍數。

事實上,37經常出現在遺傳密碼中。例如,20種胺基酸的不同之處僅是因為它們的側鏈是不同的(見圖「遺傳密碼」)。如果不考慮這條側鏈的話,剩下的結構都是同樣的,其相對分子質量為74,是37的兩倍。所以,忘掉42吧。

其實,37是個很神奇的數字,例如,用37乘以連續的整數,就會得出有規律的數列(見表格「神奇的37」),這個數列可能蘊藏著更驚人的秘密,如果破解了其中的含義,也許就破解了外星人傳遞給我們的信息。

其他的同行們認為,這個發現聽起來像是DNA版的《達·文西密碼》(美國作家丹·布朗的暢銷書,裡面有偵探、驚悚和陰謀論等元素),或者不過是一種命理學(以各式各樣的數字來推測未來的理論)而已。事實上,只要你有足夠長的時間去折騰,你會在任何事情中發現所謂的「隱藏信息」。不過馬庫可夫等人發現,地球生物中的遺傳密碼要出現魯默變換和暗含37的性質,發生的概率很低,大約只有10萬億分之一。所以他們還是認為這不是一個隨機事件,而是一個有意為之的事件。至於是誰留下了這些信息,以及為什麼要這麼做,他們還不得而知。

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