在咱們居住的這顆星球上，水是生命之源，碳是生命支柱，無(wú)一例外。然而，茫茫宇宙中，生命構(gòu)成是否有別的樣式？在與地球不同的環(huán)境中，是否可能存在與地球生命形態(tài)不同的外星生命？我們苦苦尋找的“外星人”真的會(huì)像“人”嗎？

人類深感寂寞

2007年8月4日，美國(guó)宇航局研制的新一代火星探測(cè)器“鳳凰”號(hào)成功發(fā)射，開(kāi)始其為期10個(gè)月、長(zhǎng)達(dá)6.8億千米的太空之旅。此行的目的是前往火星北極點(diǎn)取樣，以了解當(dāng)?shù)丨h(huán)境是否適合原始生命存在。這也是人類旨在搜尋外星生命的最新努力。

在此之前，經(jīng)過(guò)幾年的討論，2007年7月10日，美國(guó)科學(xué)家提出了一份研究報(bào)告：圍繞“生命構(gòu)成是否有別的樣式”這個(gè)核心問(wèn)題，反思了人類以自己習(xí)慣的對(duì)生命模式的理解搜尋外星生命的努力。報(bào)告認(rèn)為，這種努力迄今尚無(wú)收獲的現(xiàn)狀，至少提醒人類應(yīng)該以某種新的眼光來(lái)重新理解“生命”，以此擴(kuò)大外星生命的搜尋范圍。

外星生命必然擁有同地球生命類似的基本形態(tài)和基本環(huán)境嗎？一種觀點(diǎn)認(rèn)為，地球上的生物形態(tài)是長(zhǎng)期演變、進(jìn)化的結(jié)果，這是一個(gè)自然發(fā)生的過(guò)程；因此，其他星球上如果存在生命，必然需要有與地球類似的環(huán)境，而且，外星生命的基本形態(tài)也應(yīng)該與地球生命相類似，其中當(dāng)然包括與地球人類似的外星人。長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家都很自然地采納這種觀點(diǎn)來(lái)思索和探測(cè)外星生命；如果“鳳凰”號(hào)探測(cè)器能確認(rèn)火星的地表下有水存在，那么進(jìn)一步的任務(wù)就是分析有水區(qū)域的環(huán)境和化學(xué)元素，以期尋找火星上是否曾經(jīng)有過(guò)，甚至目前仍然存在有機(jī)生物的線索。

另一種觀點(diǎn)同樣承認(rèn)生物進(jìn)化過(guò)程的自然性，但卻認(rèn)為外星生命可以在不同于地球環(huán)境的條件下誕生和進(jìn)化，而且完全可以取與地球生命很不一樣的形態(tài)；例如，不一定非有水不可，或許還不需要呼吸任何氣體，甚至構(gòu)成生命體的主要元素也未必是碳、氮、氧……

飲氨解渴

1962年，美國(guó)的《紐約客》雜志發(fā)表了一組漫畫：一個(gè)正在匍匐穿越撒哈拉大沙漠的外星人氣喘吁吁地向它的同伴叫道：“氨！氨！”漫畫作者的意思是說(shuō)，如果水不是宇宙中唯一能夠維持生命的液體，那將會(huì)是多么可笑。

生物學(xué)家告訴我們，從細(xì)菌到人類，一切已知的生物都依賴著兩種基本的化學(xué)物質(zhì)——碳和水。碳通常被認(rèn)為是生命的支柱，因?yàn)樗軐⒒驹亟Y(jié)合為生命體所必需的復(fù)雜分子。而水則是所有這些復(fù)雜分子運(yùn)動(dòng)的媒介，生命體最基本的化學(xué)反應(yīng)都在水中進(jìn)行。到目前為止，地球人還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其他任何液體能取代水的地位。

然而，關(guān)于外星生命可能存在于某種奇特的化學(xué)環(huán)境的假設(shè)還遠(yuǎn)沒(méi)有被否定。我們?nèi)匀徊荒芘懦@樣的可能性：也許在宇宙的某個(gè)角落，一種奇怪的生物正渴望大喝一口液態(tài)氨或液態(tài)甲烷來(lái)滋潤(rùn)它干枯的嘴唇。事實(shí)上，近年來(lái)的一些研究表明，在合適的條件下，生命也可能誕生于和我們?cè)诘厍蛏纤^察到的完全不同的化學(xué)環(huán)境中。此類工作或許將為人們搜尋地外生命打開(kāi)全新的思路，同時(shí)也有助我們更好地認(rèn)識(shí)地球上生命的起源。

“生命之源”的候選者

作為最基本生化反應(yīng)的搖籃，水毫無(wú)疑問(wèn)是一個(gè)神奇的分子，但這是否意味著它是宇宙中所有生命所必需的而且是唯一的？最近，有科學(xué)家認(rèn)為，地球生命對(duì)水的依賴只是偶然；地球上的生物學(xué)會(huì)依靠水生存，僅僅因?yàn)樗沁@顆星球上唯一存量豐富的液體。在一個(gè)比地球溫暖的星球上，也許硫酸就能扮演同樣的角色，而在一個(gè)比地球寒冷得多的環(huán)境下，能充當(dāng)這種角色的液體則可能是甲醇、氨甚至甲烷。

幾十年前人們還普遍認(rèn)為酶一旦離開(kāi)水就完全失效，而現(xiàn)在，科學(xué)家令人吃驚地發(fā)現(xiàn)，在一些特定條件下，酶在某些非水溶劑中表現(xiàn)得十分活躍。這意味著水可能不如我們想像中那樣至關(guān)重要。一些其他液體，包括氟化氫、硫酸、氨和過(guò)氧化氫等，都能像水一樣傳遞作為重要催化劑的氫離子，因此它們都被科學(xué)家視作“生命之源”的候選者。你也許對(duì)此感到不可思議，難道科學(xué)家不知道硫酸和氟化氫都是會(huì)腐蝕人的皮膚甚至骨頭的可怕的液體？事實(shí)是，大多數(shù)地球人并不知道：這種腐蝕反應(yīng)被稱為水解酸化，必須有水的參與才能進(jìn)行。也就是說(shuō)，硫酸和氟化氫本身并不是可怕的東西，只有溶于水時(shí)它們才有危險(xiǎn)性。

“硅人”與“泰坦”

正當(dāng)“鳳凰”號(hào)奔赴火星，尋找和地球生命相似的依賴于水的生命時(shí)，有人卻推測(cè)，火星的土壤可能被依賴過(guò)氧化氫的微生物占領(lǐng)著。還有人猜測(cè)，金星大氣層中可能存在微生物。認(rèn)為外星生命與地球生命具有相似的形式似乎是順理成章的事。認(rèn)為水、碳、蛋白質(zhì)和DNA是維持生命的最佳選擇似乎也無(wú)可厚非。碳能夠和氧、氮、氫等元素組成生命體中的各種大分子。碳也是宇宙中最常見(jiàn)的元素之一，其含量?jī)H次于氫、氦和氧，因此它總能滿足生物的使用需求。

在93種自然形成的元素中，只有硅有可能成為“生命支柱”——碳的替代品。硅和碳元素一樣能形成長(zhǎng)鏈。不同的是，硅形成的鏈往往不夠穩(wěn)定。以我們所熟悉的煤油為例，它在室溫下是穩(wěn)定的，但如果用硅原子取代煤油中的碳，得到的產(chǎn)物在相同的條件下則會(huì)自燃。正是硅的這一特性使科學(xué)家認(rèn)為，如果太陽(yáng)系確有“硅生命”存在，那么它最可能存在于可由甲烷或乙烷替代水的土星的衛(wèi)星“泰坦”上。因?yàn)檫@樣的低溫環(huán)境無(wú)法為碳鏈的斷裂提供足夠的能量。而硅與其他原子所形成的鏈相對(duì)較弱，即使在低溫環(huán)境下也能斷裂，從而使新陳代謝成為可能。

在科幻小說(shuō)中，“硅人”往往具有堅(jiān)硬而透明的骨架，而事實(shí)上它們既可以像電腦芯片那樣堅(jiān)硬，也可能像壁球那樣柔軟。硅的一大弱點(diǎn)在于它和氧原子形成的鏈過(guò)于牢固，以至于在大多數(shù)星球上它都只能以二氧化硅的形式存在于巖石中，從而大大降低了它參與形成生命的可能。因此，“硅生命”只可能存在于缺氧的星球上，而土星的衛(wèi)星“泰坦”剛好能滿足這一條件。