Astronomy 版 (精华区)

　　图：“很明显，地球人和我们这儿的木星人十分相像……不同之处是他们光着
身体！”——为卡尔·萨根而作，对沙文主义的一个评论，转载自《洛杉矶时报》
，保尔·康莱特作。

　　笑话是表达渴望心情的一种方式。有一类笑话是有关外星球生命的，其中有一
则笑话谈到一位外星球来客踏上地球，走近一只汽油泵或一架口香糖自动售货机，
问道：“象你这样一位漂亮的女郎在这样一个地方干什么？”

　　毫无疑问，宇宙其它地方的生物和我们大不相同。但是上面的这则笑话假定外
星球有机体如果不象人类，就会象汽油泵或口香糖自动售货机。最可能的情况是：
外星球生物一点也不象我们所熟悉的任何有机体或机器。外星球生物是几十亿年单
独生物进化的产物，这种进化一点一点地发生，每一细微的变化都连系着一系列细
微的变异偶然事件，显然，他们所处的环境和地球特有的环境是十分不同的。

　　但是这类笑话强调了在外星球生命研究方面的一个普遍的问题和带来一个普遍
的好处。这个问题就是现在供我们研究的只有一种生命，即把地球各种生命都互相
联系起来的生物学。地球上各种有机体都从同一个生命起源的情况下发展而来。所
以，对生物学家来说（外行也一样），要断定地球上哪些生命的特性是进化过程中
的偶发因素，那些生命的特性是宇宙生命共有的特性，是困难的。如果假定外星球
生命都应该在某些主要方面和我们这里的生命相似，不免有些自高自大；我认为这
也叫沙文主义。

　　虽然这种沙文主义在整个人类历史中一直十分流行，但是有时也会出现一些真
知灼见，譬如说，法国的伟大天文学家皮埃尔·西蒙( Pierre Simon )，即拉普拉
斯( Laplace )侯爵，就在他的经典著作《天体力学》( La Meeanipue Celeste )
中写道：“太阳的影响赋予动植物生命，而动植物现在已布满全球，类似的推论使
我们相信，太阳的影响同样也会普及于其它行星。我们现在看到这类物质的繁殖力
非常旺盛，已发展成为名目繁多的各种生物。如果认为在某个巨大的行星（如木星
）上，同类的物质却毫无繁殖力，那是不合乎常理的。木星象地球一样，有白昼，
有黑夜，有周年，而且我们还观察到木星的一些变化，表明那里有着非常活动的力
量。人类是在他们喜爱的地球温度中形成的，从一切外观上看来，不可能生活在别
的星球上。但是应该不应该有多种多样的有机体组成形式，来适应宇宙中各种星体
的不同温度呢？如果元素和气候的不同就是产生地球这一类型生命的原因，那么其
它行星及他们的卫星所产生的生命又该有多么广泛的各不相同的类型啊！”拉普拉
斯早在十八世纪末就写下了这段论述。

　　考虑到外星球生命，其好处在于使我们不得不开阔思路。地球上以一种特定的
方式解决了生物学上的问题，我们是否还能想象得出还有其它的解决方式呢？例如
，圆形轮子在地球这个行星上算不上远古时代的发明，发明时间似乎不到一万年，
地点在古代的近东地区，事实上，一些中美洲的高度文明如阿兹台克人（墨西哥印
第安人）和玛雅人（中美洲印第安人的一族）古时从来不把轮子用作交通手段，它
只是儿童的玩具。生物学是一种进化过程，但它从来没有进化出轮子形的生物来，
而—轮子在自然选择上显然有很多优点。为什么地球上没有出现能在公路上滚动的
长着轮子的蜘蛛、山羊和大象呢？答案很清楚，公路只是近代发展的产物。有了可
供滚动的路面，轮子才起作用。由于地球有水陆两相表面，又崎岖不平，广阔和平
整的表面很少，进化成轮形没有好处。但我们尽可以想象，如果某一行星的熔岩表
面，平整光滑，一望无际，那长着轮子的有机物就到处都是了。已故的荷兰画家爱
歇( M. C. Eschr )设计了一种蝾螈模样的有机体，它们就能在这种自然环境中生
活自如。

　　地球上生物的进化是一种随机事件，是偶然变体和因个体而异的步骤的结果。
生命进化早期的一点小差异，会对后期产生极大的影响。如果我们把地球的进化过
程从头再重复一遍，让随机因素起作用，我相信，其结果将和现在的人类毫无相似
之处。如果这种说法成立，那末在遥远的另一颗恒星周围某个行星上，环境自然大
不相同，假使有生物在那里单独进化了五十亿年或更长的时间，则它们与人类近似
的希望，又该多么渺茫啊！

　　有些陈词滥调的科学幻想小说赖以起家的一套，总是描写地球人和异性的宇宙
人谈情说爱。从根本上说，这些小说忽略了生物进化的现实情况。地球上的某个约
翰·卡特可能爱上了外星球上的某个黛雅·陶里丝，但是这种爱情不会有结合，即
使结合了，也不可能传种接代。目前在热衷于 UFO （不明飞行物）传说者中间，
地球人和飞碟人的性爱故事十分流行。最近有一份周刊的标题倒很有节制：“我们
和飞碟金发女郎发生了性关系！”这种故事同样是荒唐的幻想。这种杂交简直与人
和南美洲喇叭花配种一样不可信。

　　有一个常用的词经常出现在描述行星的通俗读物里——“我们所知道的生命”
。读物里说，在这样那样的星球上是不可能存在“我们所知道的生命”的。那么我
们所知道的究竟是哪一种生命呢？这要看“我们”这个字眼指的是谁。如果一个对
生物学不甚了了的人，对地球生物多种形式的适应过程和名目繁多的物种缺乏敏锐
的洞察力，那么，他对生物可能生存的环境范围之广，就肯定缺乏想象力，甚至由
著名科学家参加的讨论会也会给人留下这样的印象：我老奶奶感到不舒服的环境就
不适宜于任何生物的存在。

　　以前曾有一段时期，据说火星大气层中发观氮的氧化物 (oxides of nitrogen
 )。随着发表了一篇科学报告，谈及这个在火星表面看到的发现。作者说火星上是
不可能有生命的，因为氮的氧化物是一种有毒气体。至少有两条意见可以反驳这种
说法：第一，氮的氧化物只是对地球上的某些有机体产生毒性影响，第二，究竟在
火星上发现了多少数量的氮的氧化物？我算了算，含量比洛杉矶市的空气中的平均
含量还要少。氮的氧化物是烟雾的重要组成部分。洛杉矶市的空气对生命造成一些
困难，但还没有到达窒息生命的程度。这个结论也同样适用于火星。最后一个问题
是，这些个别观察的结果很可能不确实；后来的研究，例如，我和欧恩( Tobias 
Owen )通过人造卫星天文台 ( Orbiting Astronomical Observatory )所作的调查
，已经表明，火星大气层中不存在氮的氧化物。

　　对氧气普遍有偏爱。如果某个行星没有氧气，人们就断定生命无法存在。这种
看法无视这样一个事实，地球的原始生命是在没有氧气的情况下发展起来的。对氧
气的偏爱如果视为天经地义，则按照逻辑推论，外星球任何地方就不会有生命存在
。从根本上说，氧气也是一种有毒气体。地球生命由有机分子组成，氧气则和这些
分子化合，破坏它们。地球上存在着许多不靠氧气生存的有机体，还存在许多受到
氧气毒害的有机体。

　　地球上所有的原始有机体都没有利用分子氧( O2 )。在一系列叹为观止的进化
适应性方面，许多有机体如昆虫，青蛙，鱼类和人类不仅学会在有毒的氧气中生存
下来，而且实际上在利用氧气以提高消化食物时新陈代谢的效能。但是这并不能模
糊我们对氧气有毒本质的认识。因此，某个星球（如木星）上没有氧气也就没有生
命的论点难以成立。

　　对紫外线抱有偏见的人也不少，由于地球大气层含有氧气，因而离开地面约 
36 英里的高空里存在着一种叫做臭氧( O3 )的分子。这个臭氧层吸收射自太阳的
中等波长的紫外线，使它们无法射到地面。由于紫外线能杀菌，人们用紫外线灯发
射紫外线，用于消毒手术器械。射自太阳的强烈的紫外线对地球上的多数生物危害
极大，但这是因为这些生物是在没有很大的紫外线辐射通量情况下进化而成的。

　　我们很容易就能想到有些有机体会产生适应性的变化以免受到紫外线的侵害。
事实上，皮肤晒黑和黑色素大量沉淀就是其中的一种适应。多数的地球有机体并没
有发生过多的这类变化，这是因为目前的紫外线辐射通量并不很大。象火星那样的
星球上，臭氧很少，它表面上的紫外线就很强烈，但是火星的表层物质能大量吸收
紫外线（大多数的土壤和岩石就能吸收），因而我们可以很容易地想到火星生物背
上会覆盖着小小的紫外线防护罩在四处走动，就叫火星龟吧。也许火星上的有机体
撑着抗紫外线伞。外星球生命的外层结构中也有可能形成许多有机分子以抵御紫外
线的侵袭。

　　对温度也有一种偏见。据说位于太阳系外层的木星或土星等行星中，由于温度
极低，生命也无法生存。但是在那些行星上并不是所有部分都是那样低温的。这些
人所指的区域不过是最外部那个云层，也就是红外线望远镜能够测得到温度的那些
最外层。如果我们能在木星附近装上红外线望远镜对着地球，我们也会推论说地球
的温度非常低，因为测到的是上部云层的温度，而不是地面温度，地面要暖和得多
。

　　无论是理论还是射电观察的结果，人们现在已经相当肯定，在这些行星上，我
们越是透过云层往下面探测，温度也随之增加。在木星、土星、天王星和海王星的
大气层中，总是有会给个从地球上的标准看来温度相当舒适的区域。

　　那末，为什么必须要有地球上的这种温度生命才能繁殖呢？如果一个人的体温
升高或降低 20 度，他就会感到严重不适。这是不是因为我们恰好生活在太阳系的
某一个星球上，只有它的地面温度才适合于生物的生存？是不是因为我们生理的化
学过程，按照我们的地面温度作了精细地调整，我们才进化过来了呢？几乎可以肯
定，后者是正确的答案。别的温度下就会形成别种生物化学过程。

　　我们的生物分子是三维空间排列的复杂结构。这些分子的功能，特别是酶的功
能，通过改变三维空间的排列而作用或停止。起重新排列作用的化学键，一定要脆
弱，以便在地球温度的环境下易于断裂；但同时又要有一定的强度，在单独存在的
短时期内不致于使分子分裂成碎片。一种叫做氢键的化学键正好具有适中的能量，
使分子既易接受反应又不致于不稳定。这种氢键和地球生物的三维空间生物化学休
戚相关。

　　我们的分子在温度高得多的行星（如金星）中，便会分裂成碎片，在太阳系外
层温度低得多的行星上，便会失去活性，不能进行任何有效的化学反应。然而可以
想象，金星上的强得多的化学键和太阳系外层的弱得多的化学键会起着和地球上的
氢键同样的作用。如果我们根据温度，只要什么地方温度和地球不一样，就断定那
儿没有生命存在，则结论似乎下得实在太早了。就现在我们所知，很少能有化学反
应在极低的温度中，譬如说绝对零度以上 30~40 度中进行，冥王星上的温度可能
有这样低。但是地球上确有少数化学实验室是用这种温度进行实验的。这类试验只
在少数特殊情况下进行。

　　因此，我们只好听任自己选择的观察方法。由于某种无意识的偏见，或者由于
科学家只希望随随便便搞研究工作，我们的研究总是局限于一个小角落，忽略了大
量可能产生的情况。我们于是下结论；所有能想象得到的事情一定得局限于先入之
见强加于我们的那个框框才行。

　　另外一种常见的偏见是对碳的偏见。我反复考查，发现自己也有这种偏见。一
个对碳抱有偏见的人会认为，宇宙其它地方的生物系统都由碳的化合物组成，就象
地球上的生物一样。可是我们能够想到其它的替代方式：象硅或锗这类元素的原子
也能象碳一样加入同类的化学反应。对于碳有机化学的注意力大大超过对于硅或锗
有机化学的注意力，也是事实。但这多半是因为我们知道的生物化学家都是搞碳有
机化学而不是搞硅或锗有机化学的。不管怎么说，根据我们对除碳以外的有机化学
的知识，很清楚，除了在极低温的环境下，由碳构成的复杂化合物，其种类要比由
别的元素构成的化合物多得多。

　　此外，碳在宇宙中的数量超过硅、锗或其它元素，宇宙的其它地方，特别是生
命起源的原始星际环境中，能参与组成复杂分子的碳原子比别的能代替它的原子多
得多。在实验室里，模拟地球原始大气或木星现在的大气时，以及对星际介质进行
射电天文研究时，我们都看到大量简单和复杂的有机分子，能由多种能源迅速产生
。例如，我们曾做过一个实验：把一个高压冲击波通过甲烷、乙烯、氨和水汽的混
合体，就能把 38% 的氨转换为氨基酸，而氨基酸是蛋白质的基元块。其它有机分
子的数量就不多了。

　　因此，构成我们生命的原子和简单分子很可能是宇宙有机体所共有的，但是，
由于不同的进化史，在外星球上把这些原子和简单分子组成有机体分子的特殊方式
以及外星球有机体的形式和生理过程，很可能与地球上常见的迥然不同。

　　在找寻可能射向地球的无线电信号的来源时，我们的注意力往往放在和我们太
阳相类似的恒星上。理由也说得过去：应该从我们知道的那类恒星开始，至少在它
的一个行星上生命会存在，就象我们的太阳一样。奥兹玛探索计划是探索这种无线
电信号的开端。所考虑的鲸鱼座 τ 星和波江座 δ 星，在质量、星龄、半径和成
分上都与我们的太阳十分相似。天文学家把太阳称为 G-O 矮星。事实上，这两颗
星是最靠近我们的类似太阳的恒星。

　　但是，我们究竟是否应该把研究范围局限于与太阳相似的恒星？我认为不能这
样。有些恒星，比起太阳来，质量小一些，亮度弱一些，星龄却长一些。这些叫做
 K 和 M 矮星的恒星，星龄比太阳的年龄要大上几十亿年。如果我们想到，行星的
星龄越长，智慧生命进化的可能性也就越大，我们就会倾向于探索 K 和 M 恒星，
而不致于堕入 G 星的偏爱之中。有人或许会反驳说， K 和 M 恒星都比地球冷得
多，因此生命存在的可能性也较小。这个反驳的前提似乎不可信，看上去它们的行
星可以比太阳系中的行星更靠近各自的恒星；而且，我们也已经谈论过温度偏见的
谬误之处。宇宙中 K 和 M 恒星也比 G 恒星多得多。

　　有没有一种对行星的偏见？生命是否一定要生息在行星上？有机体能否在星际
空间深处居住？能否在恒星表面或内部居住？甚至在其它更为希奇古怪的宇宙物体
上居住？

　　按我们目前的无知识情况，这些都是很难回答的问题。星际空间的物质密度太
小，有机体在任何一段合理的时间里，简直无法获取足够的物质制造自己的复制品
。当然，稠密的星际云中就不一样。可是，稠密的星际云的生命期很短，很快形成
了恒星和行星。在这段变化期间，它们的温度升得很高，其中任何有机化合物都很
可能受到破坏。

　　我们还可想象，某些有机体在某些行星上进化，而这些行星的大气却在缓慢地
逸入宇宙空间。这样有机体就有可能逐渐适应越来越严酷的自然条件，最后适应了
星际空间的环境。也许由于电磁辐射压或这些行星所围绕的自己的太阳刮起的太阳
风，使这些有机体脱离行星，寄居于星际空间。但是，这些生物仍将陷入不可克服
的营养不足之中。

　　另一种十分不同的星际有机体存在的可能性大得多。这些智慧生命和我们一样
起源于行星，后来把活动范围移至广阔的星际空间。生活在遥远未来高度发达技术
中的地球人，将来所能做到的事，我们今天就连模糊地猜想一下也办不到。到那时
，这样的技术社会并非完全没有可能去开发恒星和银河的物质和能源为自己服务。
正加人类这个有机体虽然源白海洋，目前只有生活在陆地上才感到自由自在一样，
源自行星的社会可能总有一天寄居在宇宙之中，而且只有在星际空间的深处，他们
才会感到其乐无穷。