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生命的无数种可能

天文学家们一直以来都在致力于发现外星微生物存在的证据,在火星上、木卫二上……太阳系内一切有条件的地方都是他们寻找的对象。但最近几年最激动人心的外星生命探索的进展却是在地球上完成的。外星生物学家来到地球最恶劣、最极端的地方,在智利最干燥的阿塔卡马沙漠中、在环境最恶劣的岩洞里、在南极洲的千年冰架下面、在几千米的深海下面、在几万米的高空上,他们发现了形形色色与世隔绝的细菌,它们生命力之顽强令科学家惊叹不已。在南极的古老冻岩中,有一种细菌舒舒服服地躲在石头表面下多孔的空间里,活得跟花店橱窗里的牵牛花一样旺盛;法国科学家曾在太平洋底3000米处,水温高达250℃的热泉口,发现多种细菌;1969年降落月球的“阿波罗12号”太空船,收回了两年半前无人探测船“观察家三号”留在月球上的相机,竟然发现其底部有地球上的微生物“缓症链球菌”,这种来自地球的微生物,在几近真空、充满宇宙射线的月球表面生存了两年半!

许多种类的细菌无需空气,它们或是通过分解(而不是氧化)有机食物,或是从硫酸盐或硝酸盐等氧化合物而不是从空气中获得氧;有的细菌通过转换铁化合物和硫来保持生命的延续,生存下来;有的细菌在沸水中滋生;有的细菌则在0℃以下的盐水中生存;有的细菌在不可思议的高压下存活。看上去,多数细菌的生命是永无止境的,某些细菌的孢子可以休眠几千年。

它们生命的潜能与地球上其他生命的潜能完全或者几乎不同。正是这一不同,向我们暗示着生命的另一种可能,或许是生命在宇宙间其他星球上的另一种可能。

生命的无数种可能

既然地球细菌展现了如此丰富的生命形态,那么宇宙中的生命该有多少种可能性呢?地球上的生命都是由核酸和蛋白质组成的,但这是否是生命存在的惟一形式?可以有基于别的化学基础而发展起来的其他生命吗?

这个问题无疑是对生物学家的一项重大挑战。因为地球上的“蛋白质生命”是以碳元素为基础的,一些科学家于是翻开元素周期表,看看哪一种元素的性质与碳最为相似———当然是同一族中的硅。硅基生命甚至可以不摄取有机物,而只从宇宙空间中吸收星光维持生命,他的身体是由多数光线粒子和少数物质粒子组成,物质粒子在必要时也可以转化成光线粒子。可以设想,既然我们这些以碳为基础的生物呼出的废气是二氧化碳,那么,火星上那些以硅为基础的生物,呼出的自应是硅和氧的化合物———二氧化硅。二氧化硅其实就是我们平时在沙滩上所见的沙,也就是说,这些火星生物在呼吸时所喷出的是沙粒!

还有一些科幻作家留意到,元素周期表中的硫与同一族的氧在性质上有不少相似之处。那是否表示,在一些较高温的星球上(硫在地球上的室温时是固体),生物呼吸所需的氧气可以被硫所代替?

此外,水是一切蛋白质生命所必需的溶液和介质。有没有一种其他化合物可以取代水的地位呢?有!那就是氨。由于氨在冰点以下仍是液体,一些科幻作家遂推想,在一些寒冷的巨型气态行星的表面下,可能存在着由氨组成的海洋,而海洋中则充满着以氨为介质的生命形式。

以上都只是个别的、零星的构想,真正对问题作出全面性的考察和系统性的分析的,是著名生化学家阿西莫夫所写的一篇文章《并非我们所认识的》。他在文中提出了六种生命形态:

一、以氟化硅酮为介质的氟化硅酮生物;

二、以硫为介质的氟化硫生物;

三、以水为介质的核酸/蛋白质(以氧为基础的)生物;

四、以氨为介质的核酸/蛋白质(以氮为基础的)生物;

五、以甲烷为介质的类脂化合物生物;

六、以氢为介质的类脂化合物生物。

其中第三项便是我们所熟悉的———亦是我们惟一所认识的———生命。至于第一、第二项,是一些高温星球上可能存在的生命形式,另外,地球上曾经出现过的那些生活在硫矿里的、厌氧的古细菌就很有可能是以硫作为自己生命的介质;而第四项至第六项,则是一些寒冷星球上可能存在的生物形态。

宇宙中的生命可能有着不同的化学基础,使我们认识到,生命对环境的适应能力各有不同———所谓“甲之熊掌,乙之砒霜”,我们认为舒适宜人的星球,对一些生物来说可能是酷热难耐,而对另一些则可能是寒冷难当。

不可思议的设想

然而,科幻作家仍不满足于生命的这些多样性,他们在各自的作品中充分发挥了想像力,为我们创造出一些更不可思议、但细想之下又似乎不无道理的生命世界。一些作家设想,在某些极寒冷的星球之上,可能存在着以液体氦为基础,并以超导电流作联系的生命形式;另一些作家则认为,即使在寒冷而黑暗的太空深处,亦可能有一些由星际气体和尘埃组成,并由无线电波传递神经讯号的高等智能生物——霍耳的科幻小说正是这方面的代表作;还有一些想像力更丰富的作家甚至认为外星生命也许根本不需要化学物质基础,他们可能只是一些纯能量的生命形式,比如一束电波。

最为有趣的是著名科幻作家福沃德所写的《龙蛋》,这部构思出色的作品描述了一颗中子星表面的生物。这颗中子星直径仅20公里,但表面的引力却等于地球上的670亿倍,磁场是地球的1万亿倍,表面温度达到8000多摄氏度。什么生物可以在这样的环境下生存呢?是由“简并核物质”组成的生物。所谓“简并”,就是指原子外部的电子都被挤压到原子核里去,因此所有原子都可以十分紧密地靠在一起,形成超密物质。中子星上的生物身高约半毫米,直径约半厘米,体重却有70公斤,这是因为他们由简并物质所组成。此外,他们的新陈代谢是基于核反应而非化学反应,因此一切变化(包括生老病死和思维)的速率都比人类快100万倍!

让我们来看一看一个医学院毕业生在毕业典礼上所作的有趣的讲演:在我们星系的另一边的什么地方,有一个遥远的行星,离一个其等级和温度都正合适的恒星恰好不远不近。此时此刻,那上面有一个委员会正在开会,研究着我们这个小小的偏远的太阳系。会议进行了一年之久,现已接近尾声了。那地方的智慧生物们正在一份文件上签名(当然是用某种数字),文件断言,说在我们这地方,生命的事是不可思议的,而这地方也不值得来一趟远征。他们的种种仪器已经发现,这儿存在最最致命的气体、就是氧气,这样一来,什么戏都没了。

这并非纯粹的胡思乱想,厌氧生物在地球上就存在。对它们来说,氧气不但不是必不可少的,反而是致命的“毒物”。对地球人类来说最重要的氧气尚且如此,我们还有什么理由认为,只有与地球环境相当的星球才能产生生命呢?

今天,人类对外星生命的搜索虽然还是两手空空一无所得,但我们仍应坚持不懈地探寻下去,至少,它大大拓展了我们对宇宙生物原理的认识。