張唯誠(chéng)

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在 1907 年，瑞典化學(xué)家斯凡特·阿列紐斯提出了一個(gè)奇妙的想法：把地球上的微生物用特殊的方式，比如恒星光壓（即輻射壓，電磁輻射對(duì)所有暴露其下的物體表面所施加的壓力。）推動(dòng)拋到遙遠(yuǎn)的太空里，如果它們遇到了合適的環(huán)境，說不準(zhǔn)就能在那里存活下來，并進(jìn)化出高智慧生命。一些科學(xué)家推測(cè)，地球上的生命就是 40 億年前由彗星帶來的微生物孢子進(jìn)化而來的。

最近，美國(guó)弗吉尼亞聯(lián)邦大學(xué)的邁克爾·毛特納發(fā)展了這個(gè)設(shè)想。

他認(rèn)為，光帆太空船可以成為人類播撒生命種子的理想工具，裝著微生物的太空船可以在光帆的推動(dòng)下飄向遙遠(yuǎn)的行星。

乘坐神奇的光帆太空船

德國(guó)天文學(xué)家開普勒最早提出了依靠陽(yáng)光的力量遨游太空的設(shè)想，英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋的光壓理論證明了這個(gè)想法的可行性。根據(jù)光壓理論，光照射到物體表面時(shí)，會(huì)對(duì)物體施加一定的壓力，如果航天器上有一張面積足夠大的帆，它就會(huì)在陽(yáng)光的照射下對(duì)航天器產(chǎn)生一定的推力。由于航天器處于失重狀態(tài)，又無空氣阻力，所以，盡管這個(gè)推力很小，也可以加速前進(jìn)，而且，這樣的加速會(huì)一直持續(xù)下去，最終達(dá)到極高的速度。 科學(xué)家認(rèn)為，一旦技術(shù)成熟，這種既高效又節(jié)能的航天器將成為星際旅行的最理想選擇。

這些年來，許多國(guó)家都進(jìn)行過光帆太空船的實(shí)驗(yàn)，比較成功的是日本的“伊卡洛斯”光帆太空船，它成功地利用太陽(yáng)光壓在太空飛行中實(shí)現(xiàn)了變速。毛特納估計(jì)，若能在盡可能地靠近太陽(yáng)后再展開光帆太空船的帆，它的速度就能達(dá)到每秒 150 千米。

首批“微生物太空開拓者”的目標(biāo)應(yīng)該是那些類似地球的石質(zhì)行星。它們年輕、溫度適中，又處在離中心恒星不近不遠(yuǎn)的宜居帶上。我們可以讓太空船進(jìn)入這種行星的軌道，然后讓太空船將數(shù)百萬個(gè)裝載著微生物的“小太空艙”播撒在軌道上。

“在太空中發(fā)射出幾十億個(gè)太空船， 總會(huì)有一些抵達(dá)目的地。每個(gè)太空船裝有 10 萬個(gè) 40 微米大小的小太空艙，里面裝上凍干的微生物，后面拖著一個(gè)小于 4毫米的小帆。 有這么多小太空艙，就算有很多會(huì)被撞毀，但總有幾個(gè)可能降落到適合生命存在的行星上?！泵丶{說。

當(dāng)太空船抵達(dá)目標(biāo)位置時(shí)，可以通過控制光帆完成減速。不過，這操作起來很難，如果沒有成熟的主動(dòng)制導(dǎo)系統(tǒng)，事情就很麻煩。更麻煩的是，前往系外行星的旅行極為漫長(zhǎng)，主動(dòng)制導(dǎo)系統(tǒng)能夠持續(xù)工作幾萬年嗎？

如果目標(biāo)位于一個(gè)被氣體和塵埃包圍著的年輕恒星的周圍，著陸會(huì)不會(huì)容易一些？距離地球63 光年之外的繪架座β星，年齡只有 1200 萬年，其外側(cè)存在一個(gè)塵埃狀碎片盤。若針對(duì)這個(gè)碎片盤播撒微生物，似乎會(huì)簡(jiǎn)單一些。當(dāng)這些裝有生命種子的小太空艙到達(dá)目的地后，恒星系統(tǒng)中的塵埃狀碎片盤會(huì)迫使小太空艙減速，其中的一些便會(huì)最終降落到盤中可能存在的行星表面。

躲過危險(xiǎn)的宇宙輻射

這趟旅行非常漫長(zhǎng)，太空船即使以每秒 150 千米的速度前往繪架座β星，它在路上的時(shí)間也不會(huì)少于 12 萬年，那些微生物乘客能在太空中存活這么長(zhǎng)時(shí)間嗎？或許可以用生命力最頑強(qiáng)的凍干微生物試試。這種微生物是一種特殊的休眠體，有極強(qiáng)的耐受性，通?？梢栽趯?shí)驗(yàn)室里存活很長(zhǎng)時(shí)間，有些甚至能在極端條件下形成內(nèi)生孢子。有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種孢子，它在琥珀中休眠了 4000 萬年。在美國(guó)新墨西哥州一個(gè)山洞里的鹽晶體中，有一種內(nèi)生孢子，據(jù)說已存活了2.5億年！

2哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝的繪駕座β星主要巖屑盤和第二層屑盤影像

不過，這些極端環(huán)境總不同于太空，太空中活躍的光子和帶電粒子能擊碎生命體中的 DNA。就目前所知的情況判斷，太空中的微生物僅能存活幾年。不過，英國(guó)倫敦大學(xué)的科學(xué)家劉易

斯·達(dá)內(nèi)爾認(rèn)為事情并非沒有轉(zhuǎn)機(jī)。他在研究微生物在火星上存活的可能性。他認(rèn)為，如果在每個(gè)小太空艙中都放進(jìn)足夠多的微生物，總會(huì)有一些能幸存下來。他估計(jì)，如果采用簡(jiǎn)單的防護(hù)措施，100 萬年后，大約百萬分之一的凍干微生物依然活著；而按照毛特納對(duì)光帆太空船旅行速度的估計(jì)，光帆太空船在 100 萬年內(nèi)可以航行 500 光年。

最新的研究還顯示，即使那些微小的太空乘客真的沒能活著到達(dá)目的地，它們依然能夠完成傳播地球生命的使命。加拿大亨茨伯格天體物理研究院的科學(xué)家保羅·韋森提出了一種名為“死亡胚種論”的新理論。這位科學(xué)家認(rèn)為，即使太空中的微生物已經(jīng)死去，DNA 只剩下一些片段和生物分子，它們依然能進(jìn)行自我重建。韋森指出，死亡的有機(jī)物質(zhì)會(huì)在一個(gè)環(huán)境適宜的新地方逐漸復(fù)蘇。地球上的生命很有可能就是由這種已經(jīng)死亡的微生物有機(jī)體帶來的。它們搭乘彗星來到地球，在旅途中，那些微生物事實(shí)上早就被宇宙射線殺死了；但到了地球后，它們又 “死而復(fù)生” ，進(jìn)化出了生機(jī)勃勃的地球生命。

即使這種“死而復(fù)生”的理論不能成立，科學(xué)家也有辦法使微生物的 DNA 不至于完全被破壞。他們可以不時(shí)地“喚醒”那些沉睡的“乘客”，使它們的DNA 在完全遭受損害之前得到修復(fù)。只是這個(gè)辦法很復(fù)雜，需要更大的航天器，估計(jì)多半難以實(shí)現(xiàn)。人類只能選擇相對(duì)便宜且不太費(fèi)事的方式實(shí)施這種計(jì)劃，不能為一個(gè)幾十億年后才可能有結(jié)果的計(jì)劃投入大量金錢。

艱難的著陸

事實(shí)上，難題還有一些，例如，即使是讓太空船準(zhǔn)確地“命中”離我們最近的系外行星系統(tǒng)，也有很大困難。可能需要在計(jì)劃實(shí)施前花幾十年時(shí)間發(fā)射一組太空望遠(yuǎn)鏡陣列，對(duì)其進(jìn)行精密的觀測(cè)。美國(guó)航空航天局推進(jìn)裝置物理學(xué)家馬克·米利斯說：“命中星際目標(biāo)是很難的，若使用的只是被動(dòng)的航天系統(tǒng)，沒有主動(dòng)導(dǎo)航的能力，那肯定就更難了。”

只能尋找更大的目標(biāo)，例如心宿增四星云，它是一個(gè)恒星形成區(qū)，離我們 500 光年，這是一個(gè)大目標(biāo)，命中它沒有問題。只是，這樣一來，和前往單個(gè)行星或正在形成行星的“圓盤”相比，“小太空艙”的數(shù)量就需要增加數(shù)百萬倍，而且，它們到達(dá)那片星云需要飄幾百萬年。這樣的旅行還需要提高速度，才能大大降低微生物遭受宇宙射線傷害的程度，但要達(dá)到這個(gè)目的，僅靠太陽(yáng)光就不行了。有人提出，在地球軌道上設(shè)置一些大型激光發(fā)射裝置，讓激光推動(dòng)光帆達(dá)到理想的速度，同時(shí)提高目標(biāo)命中率，若還能同時(shí)使用一些先進(jìn)的機(jī)器人實(shí)施導(dǎo)航，那這些微生物乘客抵達(dá)它們新家的旅程就更有保障了。

微生物的星際首航看上去更像是一場(chǎng)災(zāi)難。在漫長(zhǎng)的旅途中，大多數(shù)微生物被宇宙射線殺死了，少數(shù)幸運(yùn)地活下來的微生物墜落在一個(gè)荒涼而貧瘠的星球上，又被異域的空氣殺死了一部分，而另一些則在接下來的日子里死于極端的溫度和嚴(yán)酷的干旱。

也許，有一些能存活下來，它們開始分裂和復(fù)制，在另一個(gè)“太陽(yáng)”的照耀下繁殖它們的后代。那些后代逐漸改變和適應(yīng)它們的新家，蔓延到整個(gè)星球并且進(jìn)化出新的生命形態(tài)。

我們有權(quán)力這樣做嗎？

人類有權(quán)力將地球上的微生物播撒到別的世界嗎？若那個(gè)世界已經(jīng)有了它們自己的生命，人類的“微生物殖民者”就可能打亂它們的生命進(jìn)化過程，甚至將那里的生物消滅掉。

英國(guó)天體生物學(xué)家巴里·迪格雷里奧質(zhì)問道：“想想我們自己吧，假若有另外一個(gè)星球的文明將它們的微生物直接發(fā)送到地球上，破壞了地球生物圈的正常發(fā)展，我們會(huì)作何感想？”所以，在人類還不能肯定這些微生物不會(huì)傷害到目的地的本地生物時(shí)，不應(yīng)該貿(mào)然實(shí)施這樣的計(jì)劃，除非地球生命即將毀滅。

對(duì)于迪格雷里奧的擔(dān)憂，有些人不以為然。他們認(rèn)為，本地生物總是處于強(qiáng)勢(shì)的，外來的地球微生物不會(huì)在與本地生物的競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)，對(duì)其本土生命的影響是微弱的。

在實(shí)施這種計(jì)劃之前，在其他星球上尋找生命跡象是一個(gè)相對(duì)安全的措施。雖然這種尋找并不能告訴我們某個(gè)行星的生命已經(jīng)發(fā)展到了什么樣的程度，卻能讓我們知道那里的生物圈是否已經(jīng)形成。假如答案是否定的，那就表明生命并沒有在那樣的地方邁出它們的第一步，人類派出的“微生物殖民者”便可能是受歡迎的。

現(xiàn)在，有很多科學(xué)家同意卡爾·薩根在 1966 年提出的一種猜測(cè)。薩根認(rèn)為，在幾十億年以前，宇宙中的另外一個(gè)文明產(chǎn)生了和今天的我們相同的想法，并且成功實(shí)施了那個(gè)想法，那就是將它們的“生命種子”播撒在銀河系里。那些種子至少在一個(gè)星球上獲得了成功，那就是地球，它們是一切地球生命的祖先。

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