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发信人: emacs (被淹死的鱼), 信区: Science
标  题: 《新疆域》我们是独一无二的吗
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年06月15日15:59:10 星期六), 站内信件


                     我们是独一无二的吗

    在科学里特别受人喜爱的游戏之一便是尝试估计在宇宙里生命存
在的概率。地球是唯一负载生命的行星吗？或者宇宙里有无数个负载
生命的行星吗？对此，科学家曾是悲观与乐观交替着，但是最近又听
到了一种乐观主义的新见解。

    在20世纪的前30多年里，人们曾认为行星是由2颗恒星的一次接近
碰撞产生的。这几乎是不太可能的现象，以至于很可能在整个银河系
里只有2个行星系，我们自己的行星系以及擦边与我们相撞的恒星的行
星系。在这种情况下，悲观主义曾非常强烈。生命是如此难得，我们
真的可能在宇宙里是独一无二的。

    然而，从1944年开始，科学家对行星形成现象进行了新的而且更
好的分析，从中可以看出每颗恒星也许都有某种类型的行星。在这种
情况下，乐观主义开始萌芽，而且也很容易想象到生命也许是普通的。
究竟普通到什么程度？这就取决于生命形成的条件必须严格到怎样的
程度。

    考虑我们自己的太阳系，首先有一个感觉是金星也许比地球更温
暖。然而，由于它的云层厚，很可能并不太温暖。火星曾被认为比地
球冷，但是或许并不太冷。所以，对在一颗类太阳的恒星周围，距离
在金星和火星之间的任何行星来说，有生命的可能性应是存在的。这
倾向于一种广阔的“生态圈”说法，因而增加了其他地方生命存在的
可能性。乐观主义又开始增长。

    但另一方面，随着火箭和探测器时代的来临，我们已有机会靠近
金星和火星进行研究，观测到金星太热了，不能维持生命，而火星则
太冷了，也不能维持生命。

    由于这种情况，悲观主义突然增加。在马里兰州格林贝尔的美国
航空航天局所属的哥达德航天中心工作的天文学家基于我们对近邻行
星的新认识，作了一些计算。他们断定只要地球比现在更靠近太阳5%
（即用8800万英里取代现在的9300万英里）的话，那里的温室效应可
能失去控制，于是地球会变得太热而不适于居住。另一方面，只要我
们比现在离太阳再远1%（9400万英里取代9300万英里）的话，冰川就
会占据地球。而且要是地球的轨道比它现在更扁一点的话，那么，在
其轨道的某些点上，它太靠近太阳了，而在另一些点上，它又太远离
太阳了。它会不断地从一个极端走向另一个极端。

    这使生态圈大大地变窄了。事实上，地球具有近乎圆形的轨道，
它把地球始终保持在非常狭窄的生态圈的范围之内。显然，这正是我
们碰到的最大运气。对其他类太阳的恒星而言，遇到这种情况的机会
小到使我们被迫再次认为可能只有极少数行星真的适宜居住。况且即
使是在那些行星，也可能正好没有形成生命。我们在银河系里又可能
是独一无二的了。

    越接近太阳，情况继续变坏。毕竟，就大小而论，金星几乎是地
球的孪生姐妹，而它比我们想象的要热得多：热得足以使铅熔化。这
似乎是相当确定的。

    如果我们从太阳往远处看，然而，对火星的情况，我们能相信到
什么程度？固然，火星比南极洲冷，但它是一颗质量仅为地球十分之
一的较小行星。这意味着它的引力充其量只能保持稀薄的大气，同时
也只能拥有少量内热。

    然而，没有理由认为存在某个定则规定从太阳到火星距离处的行
星必须是这样小的。它不如大些。于是，假定火星在它到太阳的现在
的距离处形成，但碰巧同地球一样大。一颗同地球一样大，但离太阳
比地球远的行星会聚集比我们拥有的还要厚的大气以及海洋。大气也
许大部分是二氧化碳，与水蒸气一起能产生温室效应，它会保持比现
在的火星更暖和。它的内热和火山活动可能对此也有贡献。

    温暖得足以维持生命也许并不能保证生命会形成，而且即使生命
形成了，这生命可能与地球上的生命完全不同。首先，假如火星的生
命以氧气取代大气里的二氧化碳（正如地球上的生命那样），那么温
室效应就会消失，而火星会冷却下来。

    不过，在加利福尼亚州美国航空航天局所属的艾姆斯研究中心的
天文学家推翻了他们的哥达德航天中心的天文学同事的悲观主义观点，
认为生态圈可能再度扩大——虽不能扩大到生态圈的早期的全部范围，
即金星和火星之间的距离，但至少可以扩大到它的较冷的一半，即从
地球到火星。

    在我们的银河系里大约10%的恒星属类太阳恒星，这是合乎情理的。
根据较广阔的生态圈，可能它们的一半具有一颗位于可居住带内的行
星。这意味着至少有50亿颗可能适于居住的行星。但是在这些行星上
究竟有多少真的形成了生命和智慧生命——那是另外一件事。


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