在地球以外的其它星球上出現生命的可能性有多大?

2020-12-03 天文在線

Stanley Miller和Harold Urey做了20世紀偉大的弗蘭肯斯坦實驗。在1952年,他們把水和一些簡單氣體(氫氣,甲烷和氨氣)放入一個燒瓶,使它們打閃(是的,就是放電)。他們製造的不是生命,而是胺基酸的混合物,是所有生命中蛋白質的基本構件。一個類似的實驗製造了腺嘌呤,四種組成DNA的基因序列的核苷酸之一。

圖解:肌球蛋白三維結構的飄帶圖,其主要由α螺旋所構成。這種蛋白質是第一個通過X射線晶體學解析其結構。

這些發現引起了思考模式的轉變。他們使一種想法更加堅定,就是生命的起源只是一些常規的化學變化,沒有什麼奇蹟可言。

接受了這些,緊隨而來的就是生命在任何一個星球上起源必須有合適的條件。這是一種很常見的想法,在太空的開端,生命是智能的,在宇宙中是豐富的。正如物理學家Enrico Fermi指出,這就出現的相悖的局面。如果宇宙是充滿智能的生命,為什麼我們看不見關於它的任何證據?這個謎只能在往其它星球上發射探針和調查天空中外星人無線電信號過程中越來越深。到現在為止,還沒有任何人發現外星生命的痕跡。

關於生命是常見的理論有兩種爭議。沒有一個是由細緻的審查結果支撐的。一個是胺基酸和DNA鹼基是構建生命的結構基礎。在米勒的實驗中很容易製造出這種結構單元,所以生命從其中產生應該是很容易。

如果你用一個老舊的類推做辯解:我們已經得到了一屋子的猴子敲擊鍵盤。「某一天這些小魔鬼會製造出哈姆雷特!」偶爾我們會發現一隻猴子打出了「AS」、「HER」或者「ULU」(是因紐特女人用的刀,好聰明的猴子!)「他們已經可以製造文字了」,我們這樣告訴我們自己,「這是語言的基礎。」

圖解:脫氧核糖核酸(DNA)的雙股螺旋結構。在該結構中的原子是按元素進行顏色編碼,還有兩個鹼基對的詳細結構示於右下角

創造文字是比製造句子或者致命毒殺第二季數量級倍容易的事。同樣的,也有許多粗暴斷言關於製造孤立胺基酸和鹼基的容易程度暗示了它們可以容易連接在一起,在正確的方式下連接成有功能的可以自我複製且不會輕易被其他分子摧毀的小單元。生命也許需要在大量的分子中發生百萬年不會發生的化學的奇蹟。我們只是暫時不知道。

圖解:α-胺基酸的未電離形式的一般結構。

第二個爭議是被太空人兼作家Carl Sagan提出的,他是一個「生命是普通的」的理論的支持者。到目前為止,我們能知道地球是個典型的星球並且生命在這裡出現。這是唯一的資料,但是目前為止地球就是唯一有生命出現的地方。

Francis Crick,因為雙螺旋結構的發現享有盛名,認為在這一點上Sagan是錯誤的。事實上,Crick說過,事實是生命起源於地球沒有為生命如何變得普遍提供證據。

為什麼會有這樣的觀點呢?有一個被統計學家稱為選擇效應的東西。民意調查也許會因為不能代表大眾的人的投票而偏離。同樣的,地球也可能不具有代表性。我們不生活在其它古老的星球,而是一個生命和智慧出現的星球。並且這一定是真實的,無論生命是普遍的還是極度罕見的。

我們從生命從地球上產生這個事實中唯一可以推斷的是生命不是絕對不可能發生在宇宙其它地方的。除此之外,我們的經歷不足以讓我們區分生命是普遍的還是罕見的。

在最近十年,學者們如物理學家Brandon Carter和哲學家Nick Bostrom擁護克裡克的觀點。他們辯稱,對生命廣泛存在的普遍的自信是錯誤的。這個問題應該是個開放性的問題。

事實上,對於科學家這是最好的一類開放性問題,至少是一個我們可以期待答案的問題。有很多雄心壯志的計劃,把探針發射到歐洲和恩克拉多斯這樣可能在冰下會有生命的地方;甚至是在繞著其它星星旋轉的行星的大氣中尋找和生命有關的混合物。發現生命到處都是會極大地支持在宇宙中充滿著生命的觀點。

但是直到現在,我們需要承認我們不知道。我們對於生命的起源知之甚少。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3.forbes-暱稱

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