文/網易科技 秉翰
本周是名副其實的天文周，「新地平線」號9年飛行後到達冥王星發回了冥王星的「近距離」照片。冥王星雖然不再是第九大行星，但是這個謎一般的冰冷星球還是引起了全球的關注。這次的觀測不僅確認了冥王星的直徑和地表環境，還在某些區域發現了冰山的存在。最新的消息是NASA的專家在觀測到一個類似火山口的地方後，進一步分析認為冥王星即使如此寒冷也有可能存在生命。這個火山口意味著冥王星曾經「活躍」過，至少內核是「溫暖的」。而炙熱的內核意味著，水的存在具有更高的可能性。而水是生命起源的觸發媒介。
今年的《科學》雜誌上，NASA就放過話20年內絕對找到地外生命。NASA要在2017年推出系外行星勘測人造衛星，2018年推出詹姆斯·韋伯太空望遠鏡。未來十年，還有可能推出寬視場紅外巡天望遠鏡等天體物理望遠鏡。科學家們已經信誓旦旦的表示，以目前的科技水平，人類已經非常接近找到另一個「地球」和地外生命跡象。未來10年的宇宙空間活動會越來密集，難道我們這代人就能見證外星生命的存在了嗎？小編作為一個半吊子天文愛好者和科幻迷，想來還有些小激動。所以本周就來談一談外星人這件事。有什麼不準確的地方還望易友指正。
地外生命到底需不需要水？
每次有這種宇宙探索活動時，許多易友都會留言表示，這些科學家們找外星人時是不是腦抽了，為什麼覺得外星人一定跟H20有關，難道人家不能由別的物質組成嗎？這話說的也對也不對。所以小編首先就來釐清這一問題。
把液態水作為外星生物的生化指標看起來確實是有點地球思維了。考慮到浩瀚宇宙中氫氧並不是最豐富的化學元素，外星生物的化學組成確有其他可能。但是，基於我們地球人現有的生物化學知識，液態水的存在會讓生命的出現多上好幾倍的機率。生命的出現其實就是一個複雜的化學反應過程（當然還是基於人類目前的知識，如果非要不服來辯這事就沒法聊了）。無論何種蛋白質都需要經過化學反應才能形成。而化學反應過程中重要的一環就是溶劑的參與。根據人類目前的知識，生命的形成需要溶劑和形成生命功能單位的多種元素（比如碳）的共同參與。之所以溶劑很重要的是因為，為了產生生物化學反應，需要溶劑對化合物進行溶解再反應。
這種生物化學溶劑最有可能來自宇宙中最常見的元素，比如氫、氦、氧、氖、氮、碳、矽、鎂、鐵、硫。氦和氖基本不用考慮，作為惰性氣體和很少可以形成化合物，也沒有明顯的溶劑性質。基於化學鍵的組合，宇宙中最可能出現的溶劑化合物可以看出有水（H2O）、氨（NH3）、氟化氫（HF）和硫化氫（H2S）。氨就不用說了，木星上存在液氨的海洋，的確可以成為生命形成的基本條件。也確實有科學家一直在研究木星上存在不同形式生命的可能。2016年老美還會有一艘飛船朱諾號到達木星，到時人類會第一次近距離接觸這顆行星。所以沒準木星上面有生命也說不定。但是液氨跟水比作為生物化學溶劑還有不少劣勢，我們後面會仔細分析。
氟化氫也是一種穩定的生物化學溶劑，也有較強的生物活化能力（電子傳輸的能力）。氟化氫在-80攝氏度和20攝氏度之間為液態。這是少見的在人類可接受溫度範圍內的液體生物溶劑物質。但是，最大的問題是氟本身在宇宙中並不是一種非常豐富的元素。
硫化氫也具有較強的生物活化能力，並且地球上有一些細菌也確實把這種物質的氣態形式當做生物「燃料」， 但是硫化氫的液態形勢只存在於-90攝氏度到-60攝氏度之間，存在概率相對較低。
所以儘管宇宙中潛在這其他承載生物化學反應的溶劑物質，水仍然是創造複雜生態系統的最佳候選。它的液體狀態溫度範圍有100度比任何其他溶劑都要大。而且生化過程在相對溫暖的環境下更有活力，液氨就有點太冷了。溫度越高意味著生命的進化也就越快。
另外，水還具有其他優點：因為水的氫化學鍵較強可以賦予其更強的表面張力，是液氨的三倍。這將讓化學物質更容易聚集，從而發展處細胞膜類的物質；水還能夠與其它化合物形成弱共價鍵。最簡單的例子就是支持地球生物的蛋白質三維結構；最後，氫離子可以有效進行電子傳遞反應（地球生物產生自身能量的主要手段）。
綜上，液態水是支持複雜的生態系統最有可能的備選物質。這也是為什麼科學家在找地外生命時，老是要找水的原因。
星際旅行到底靠譜不？
好吧，如果假設有一天我們找到了類地行星，也找到了水。我們有沒有可能飛過去找地外生命。基於目前的知識，基本是不可能。（當然某天相對論被推翻了，沒準會有新的希望。誰讓愛因斯坦說光速最大呢。）因為目前發現的類地行星都在光年計算的距離之外。比如，最近的半人馬座也要在4.2光年之外。用脫離太陽系的第三宇宙速度飛也要8萬年。這可不是睡一覺就能解決的問題。而且半人馬座的行星軌道離其恆星太近，基本已經被烤焦了。
但是，就像因果論已經被物理學推翻一樣。當我們真的嘗試去實現星際旅行時，所得到的結果也許並不是我們想的那樣。有這樣一個延遲選擇實驗，可以告訴你，只要你想，沒什麼做不到。高中的時候，學過物理的同學都應該做過雙縫幹涉實驗。我們知道雙縫幹涉實驗中，由於光的波粒二象性，正常情況下會產生多條條紋（光以波的形式通過），但是一旦使用觀測儀器就只出現兩道條紋（光以粒子的形式通過）。（不記得的同學可以溫故知新下，這裡不再贅述。）
所謂延遲實驗就是有人提出如果我們在確定電子已經通過雙縫之後，再迅速的放上攝影機效果會是怎樣。當年，這個疑問曾經一度引起物理學界的狂熱追捧，無數科學家前僕後繼。最後終於有人做出了令人滿意的實驗。結果竟是即使電子已經通過雙縫，放上觀測設備後，也是兩道條紋。也就是說當前的行為竟然影響了電子的過去。傳統的因果世界，天崩地裂。
所以，少年請大膽的想像吧。這裡有點偏題了，我們還是回到現實世界來看看去見證地外生命的可能性。首先說說我們面臨的困難。最明顯的問題是我們現在運行最快的飛行器也比光速要慢很多，所以一光年的時間，真的不是一年時間這麼簡單。再者愛因斯坦相對論把所有物體的速度都限制在光速內。
好吧，即使我們有了飛的超快的飛行器。管你是暗物質推進，還是引力推進，下一個遇到的困難是如何進行導航並成功到達所選行星。這中間還要涉及到通信問題。不管有人飛行器還是無人飛行器，信號還是只能以光速傳播，光年距離所產生的延遲不可想像。最後，就算以亞光速前進航行時間也要幾十萬到幾百萬年，飛船能不能有這個耐久度是很大的問題，除非它有自我修復能力。
當然，困難是巨大的，但是物理學已經為我們提供了星際旅行的理論基礎。比如說通信，就有所謂的蟲洞通信理論。蟲洞應該易友不陌生吧，《星際穿越》裡用的就是這種媒介做了穿越。
目前最靠譜的星際穿越方式應該是超高速恆星。目前銀河系中有移動速度比銀河系的逃逸速度更快的恆星。這些恆星的旅行速度可達約3000公裡/秒。而且去年，有科學家已經論證過這些恆星接近光速的可能。人類則可以等待這些行星進入地球周圍（當然這個周圍也不近）軌道，然後舉家移民到這顆恆星，繁衍生息直到有一天到達目標行星。而且以上方案最棒的地方是根據時間膨脹理論接近光速後，旅行者的時間會變慢（雖然從地球人的角度看沒有變化）。
最後就是超越光速飛行的理論。當然這些理論基本是純科幻理論。有人期望能夠製造出比光速還快的飛行器。當然，飛船本身不可能比光速快，但周圍的空間可以。目前，還沒有已知的方法來創建這種空間扭曲。不過理論上有這種可以自然形成的空間扭曲也就是前面說的蟲洞。不過無論是蟲洞還是黑洞都只存在於數學公式中，目前從沒觀測到。所以，星際旅行到底靠不靠譜，很不幸這不是我們這代人能夠實踐的事情，也許我們的孫子或者重孫可以親身體驗一下。我們只能好好教育下一代的宇宙探險意識，再附上一句「家祭無忘告乃翁」。
找外星人然並卵？
其實並不是這樣的。各國都在積極尋找地外生命。去年歐洲天文臺斥資13億美元修建了E-ELT天文望遠鏡，這個天文望遠鏡的最大作用就是尋找外星生命。今年美國眾議院也打算給NASA撥款2.26億美元用來探索太陽系內外的外星生命。其中1.4億美元用來探測木星衛星是否有水資源。木衛二上擁有大量巖石和冰塊，星球表面之下可能還有液態海洋的存在。在如此撥款的支持下，NASA的外星探測器不會局限於冥王星的探測模式，可能會建造太空飛行器嘗試著陸，甚至深入星球內部。
如果，地外生命真的被發現，無疑會讓人類再次產生太空探索的巨大熱情。從精神層面來說，這意味著我們不在是宇宙中唯一存在生命的星球，人類對於自我的認識將會上升到一個全新的層次。從現實層面來講也並不是全然沒有意義，對於太空的探索會極大的促進多種學科的科技進步。
拿美國登月計劃做個例子。阿姆斯特朗的一小步對很多科技領域，尤其對航天動力和通訊科技產生了極大的推動作用。火箭技術、物理學和天文學都產生了長足的進步。太空競賽也改變了美國科技教育的方式。由於美國最初在太空競賽處於劣勢，迫使美國人開始關心美國的數學和物理教育。1958年通過的美國國家防衛教育法案增加了教育方面的財政投入。同時超過1200所美國高中保留了天文觀測設備。太空科技帶來的影響深入美國人的生活，從廚房到戶外，都能看到登月計劃的副產品。脫水蔬菜、即食食品、食物保鮮、無菌處理、快乾衣物甚至防霧滑雪鏡都來自登月計劃的科技創新。
最後，就是希望中國的地外生命探索計劃靠點譜。去年張召忠將軍說中國最好別招惹外星人，小編差點沒吐血。張將軍說，「外星人跟我們打起來，那不是一個數量級的。」（不過想想霧霾防美國偵測的事也就算了。）地外生命探索不是閒扯。老美的空間飛行器正在玩命的飛向各大行星時，我國的地外生命探索計劃是否也應脫離嘴炮階段呢？
（本文主觀性陳述僅代表小編個人意見，不代表網易科技觀點）
本文來源：網易科技報導 責任編輯： 王曉易_NE0011