廣角鏡--『探索地外生命』星際科幻系列(續)

http://mypaper.pchome.com.tw/zou0621/post/1320640862 之續

生命如何開始? 地球之外是否有生命? 這是科學家長期以來試圖解開的問題。 美國航空航天局正在實施一項太空計畫，旨在搜尋整個銀河系範圍內的地外生命。這項計畫是在近年來不斷發現地外生命痕跡的背景下誕生的。最近３年來，美國和俄羅斯科學家對來自太陽系或其他星系的８塊隕石殘片進行研究，發現隕石中有低等菌類和細菌化石，從外表來看，這些生物體很像浮游生物，這些化石生物的年齡在６０—７０億年之間，而地球的生命才５０億年。

去年美國對火星的探索，加深了對火星環境的瞭解。今年初“伽利略”號探測器考察木星的結果令人振奮，發現其衛星木衛二的表面有巨大的冰山，冰層下蘊藏著海洋，而海洋中適宜的環境可以維持生命。美國科學家認為，木衛二是最有可能存在地外生命的地方，在水下火山口附近可能存在著微生物，甚至更大的生命形式。

當地球形成之初，由於各種物理的和化學的反應非常強烈，致使地球處在一種極其熾熱的 狀態下，那裏不可能有生命。後來隨著地球的慢慢冷卻和它的獨特的天文位置及其結構生命便悄悄地演化了出來。自古以來人們就一直關注著生命的起源，出現了各種假說。生命的起源應當追溯到與生命有關的元素及化學分子的起源.因而，生命的起源過程應當從宇宙形成之初、通過所謂的“大爆炸”產生了碳、氫、氧、氮、磷、硫等構成生命的主要元素談起。

大約在66億年前，銀河系內發生過一次大爆炸，其碎片和散漫物質經過長時間的凝集，大約在46億年前形成了太陽系。作為太陽系一員的地球也在46億年前形成了。接著，冰冷的星雲物質釋放出大量的引力勢能，再轉化為動能、熱能，致使溫度升高，加上地球內部元素的放射性熱能也發生增溫作用，故初期的地球呈熔融狀態。高溫的地球在旋轉過程中其中的物質發生分異，重的元素下沉到中心凝聚為地核，較輕的物質構成地幔和地殼，逐漸出現了圈層結構。這個過程經過了漫長的時間，大約在38億年前出現原始地殼，這個時間與多數月球表面的岩石年齡一致。

生命的起源與演化是和宇宙的起源與演化密切相關的。生命的構成元素如碳、氫、氧、氮、磷、硫等是來自“大爆炸”後元素的演化。資料表明前生物階段的化學演化並不局限於地球，在宇宙空間中廣泛地存在著化學演化的產物。在星際演化中，某些生物單分子，如氨基酸、嘌呤、嘧啶等可能形成於星際塵埃或凝聚的星雲中，接著在行星表面的一定條件下產生了象多肽、多聚核苷酸等生物高分子。通過若乾前生物演化的過渡形式最終在地球上形成了最原始的生物系統，即具有原始細胞結構的生命。至此，生物學的演化開始，直到今天地球上產生了無數複雜的生命形式。

38億年前，地球上形成了穩定的陸塊，各種證據表明液態的水圈是熱的，甚至是沸騰的。現生的一些極端嗜熱的古細菌和甲烷菌可能最接近於地球上最古老的生命形式，其代謝方式可能是化學無機自養。澳大利亞西部瓦拉伍那群中35億年前的微生物可能是地球上最早的生命證據。原始地殼的出現，標誌著地球由天文行星時代進入地質發展時代，具有原始細胞結構的生命也開始逐漸形成。但是在很長的時間內尚無較多的生物出現，一直到距今5.4億年前的寒武紀，帶殼的後生動物才大量出現，故把寒武紀以後的地質時代稱為顯生宙。

為調查地球以外的天體上存在生命可能性所進行的科學活動。宇宙間任何天體只要條件合適都有可能產生原始形態的生命，並逐漸進化為高級形態的生命，甚至出現智慧生命及其文明。因此地外生命的探索相應分為：探索地球外的普通生命、探索地球外的智慧生命和探索地球外的文明。探索地外生命除利用隕石檢測生命的痕跡，利用大型射電望遠鏡監測來自太空的微波信號和利用生物化學實驗類比地外環境，推測生命形式的可能性等手段外，在現階段借助航太手段在這一領域中從事的實際探索活動，主要是致力於實地或就近探索地球外的普通生命。

太陽系內探索利用航天器直接探測太陽系諸行星，是否存在或曾存在過生命是行星探測的一個重要內容。這種考察過程，首先是發射行星和行星際探測器（見空間探測器），探測行星大氣的成分和狀態，考察行星表面的物理化學性質（見行星探測），據此分析那裏是否具備存在生命的條件。其次是發射探測器在行星表面軟著陸，採集土壤岩石樣品,分析其成分,尋找生命活動的徵兆或殘跡，乃至直接搜集當地的生命樣品。為防止把地球上病毒、微生物之類的生命形態帶到行星上去，有關的航天器尤其是登上其他天體的著陸艙，事先必須在地面經過嚴格清洗和消毒。

及至20世紀60年代末，月球上不存在生命已成定論。同時根據行星光譜分析和早期的行星探測已確認火星是最有可能存在生命的行星，因此火星成了探索地外生命的重點。1976年美國的兩顆“海盜”號探測器在火星上軟著陸，採集了火星表面的土壤樣品，並對它們就地做了3項實驗,以期從不同角度判明那裏是否存在生命。結果表明：在火星著陸點附近未發現地球類型的生命形式。為進一步查明在火星上其他地區(包括極冠和土壤深處)是否有生命活動,人們將使用類似于月球車的火星車,在火星上自動行駛以儘量擴大尋找範圍，甚至將太空人送上火星作實地考察。

人們也曾對金星抱有希望,但截至1984年底,蘇、美兩國已有十餘個探測器先後在金星上著陸。探測結果一致表明：金星表面氣溫高達480°C左右,氣壓竟為地球大氣壓的90倍，氣候條件極其嚴酷，因而不可能存在地球類型的生命形式。但是在金星的歷史上可能存在過比較溫和的氣候條件,並有可能存在過由水構成的海洋,因此金星上是否曾有過生命尚難定論。此外，土星的衛星──土衛六上也有可能存在某種形態的生命。

太陽系外探索，目前人類還不能直接利用航天器去尋找太陽系外的生命。但是“先驅者”10和11號以及“旅行者”1和2號 4個探測器正攜帶著多少反映著人類在宇宙中的地位和人類文明現狀的資訊向太空深處飛去。兩個“先驅者”號探測器各攜帶一塊鍍金鋁質標誌牌。兩個“旅行者”號探測器則各帶有一套鍍金銅質聲像片和一枚金剛石唱針，即使經歷10億年，它們仍能放出聲像。它包含116幅畫面,其中有中國人午餐的場面和長城的雄姿；包含用55種不同語言的問候用語和地球上多種不同的聲響；還包含27首著稱於世的樂曲，其中有中國古典樂曲“流水”。此外還提供了如何使用這套聲像片的指南。一旦宇宙中的智慧生命截獲了這些資訊，他們就會對人類這種生命的發祥地和現狀有所瞭解，從而使這些航天器攜帶的資訊為宇宙間智慧生命和文明的互相瞭解做出貢獻。

太陽系裏的所有行星，除了地球之外，火星可說是公認最有孕育生命潛力的了，可能現在有生命存在，也可能是曾經有生命。火星有許多與地球相似的特性，例如：形成過程、早期氣候史、有水儲存，以及火山和其他地質活動等，這些可能正是微生物所需要的。而另一個經常被列入討論，認為可能有外星生物存在的，則是土星的最大衛星——泰坦(Titan，或稱“土衛六”)。剛生成的泰坦，曾經有利於生命前驅分子形成的環境，有些科學家 相信泰坦上曾經有生命，甚至可能現在就正有生命存在著。

使這些可能性更引人關注的是，天文學家研究這兩個天體時，都偵測到一種經常伴隨生命出現、與生命息息相關的氣體——甲烷。火星上的甲烷量雖不多，但很顯著；而泰坦則幾乎為甲烷所覆蓋。甲烷來自生物的可能性，不亞於來自地質活動的可能性，就算在泰坦上不是，至少在火星上是如此。這兩種可能性以不同的方式解釋甲烷的出現，而且都相當合理，這顯示我們在宇宙中或許沒有那麼孤單，不然就是在火星與泰坦的地底下，都有大量的液態水，並且伴隨著出乎意料的地球化學活動。如果能夠瞭解這些天體上甲烷的來源與命運，將可以得到至關重要的線索，使我們得以更瞭解太陽系內甚至太陽系外那些類似地球的天體，包含其形塑過程、演化和生命存在的可能性。

在木星、土星、天王星與海王星這些巨行星上，甲烷的含量很高，這是原始太陽星雲經化學作用後的產物。不過在地球的大氣中，甲烷卻屬於特殊氣體，含量只有1750ppbv(1ppbv表示體積比率為10億分之一)，其中有90~95%是來自生物。草食性的有蹄動物如牛、羊和犛牛等，排出的甲烷占全球甲烷年排放量的1/5；這些氣體是來自它們腸子裏細菌作用後的新陳代謝產物。其他重要的來源，包含了白蟻、稻田、沼澤以及天然氣(天然氣也是古代生命所形成)，還有赤道雨林植物也會釋出甲烷在地球上，火山作用所產生的甲烷占總量不到0.2%，而且經由火山作用所排出的，甚至可能是古代有機體所產生的甲烷。相較之下，來自非生命作用的甲烷，例如工業過程所產生的，就不是那麼重要了。因此，一旦在其他類似地球的天體上偵測到甲烷，自然也就提高了該天體有生命存在的可能性.....

科學家最近一次推測外星智慧生命數量的結果顯示，外星人比我們從前認為的要多得多。一項基於地球生命起源速度的統計資料分析表明，在類似地球的星球中，至少有1/3將在生命生存條件成熟後10億年內形成生命。而最新發現證明近似太陽的衡星周圍普遍存在行星，其中肯定有理想的生命居住環境。從前關於類似地球行星存在生命可能性的推測之所以受挫，是因為科學家只獲得一個單數據指標———同位素測定和化石證據顯示，地球在生命生存條件成熟後2500萬年至6億年內誕生了生命。但是，我們無法確定生命是僅發生在地球上的一次獨特意外，還是宇宙中類似行星上都會發生的普遍現象。

為解決這一問題，澳大利亞悉尼新南威爾士大學的查理斯·林維弗(Charles　Lineweaver)和塔瑪拉·大衛斯(Tamara　Davis)分析了地球生命生存條件成熟與生命誕生兩者時間差對外星生命存在可能性的暗示。林維弗說：“生命存在的機會好像博彩。地球如此早就中了大獎這一事實留給我們推算可能性的空間。假設你知道一名博彩者在第3輪嘗試時中獎，雖然你不能確定真正的中獎幾率，但你可以肯定這個幾率更接近1/3而非十億分之一。從地球生命博彩狀況來看，林維弗說，他95%確信，以10億年計算，在條件適當的行星上誕生生命的可能性是1/3。

據俄羅斯真理報報導，沒有人知道地外生命體是否真實存在，像對外星智慧生命探索（SETI）等機構自信能夠有較大把握與外星人建立溝通聯繫，但是這些機構並沒有確切的時間能夠證實或反駁外星生命的存在。如果假設外星人真實存在，它們試圖聯繫地球，很可能第一個與外星人接觸的是日本人。以下是日本為什麼是外星人首選地球聯繫物件的五大理由：

1、日本準備問候外星人

日本防衛大臣石破茂(Shigeru Ishiba)的國家安全策略中包括了認真思考日本如何回應在和平章程之下的外星人攻擊。2007年底，石破茂在媒體中發言稱，如果外星人降落到地面上，對我們說，“地球上的人類，讓我們成為朋友吧！”這並不能被認為是一種違背公正的攻擊。同時，另一個問題是如果我們不理解它們所表達的內容時將如何傳遞我們的意圖。我們將思考不同的可能性。同時，日本內閣官房長官町村信孝(Machimura Nobutaka)聲明他堅信地外生命真實存在。如果我們的確會與地外生命接觸，日本政府將有詳細的官員指導方針。

2、日本向外星人發送電子郵件

1983年，日本天文學家向牽牛星發送了一個無線電信號，牽牛星距離太陽系16光年，這個無線電信號是13二進位制解碼71×71圖元的圖像，圖像展示了地球人類的基礎生活，比如：地球在太空中的位置、人類的長相是什麼樣的、人類DNA結構、地球生命的基本化學構成。如果牽牛星上存在生命體接收到了這些信號，我們期望最早在2015年能收到回復。對外星智慧探索（SETI）星際資訊合成主管道格拉斯•瓦科赫說，“當我們建造一個向外星人發送的資訊時，最重要的是我們需要將這個信號表達出人類文化的多樣性。由於外星人不會說英語、日本等地球語言，但它們可能會讀懂感知科學內容。但是令我們失望的是，至今我們未掌握到來自地外文明的信號，也許我們僅僅能聽到的是2+2=4的資訊。我期望知道它們在另一個世界中的思想，這才是最重要的。”

人類向太空外星人發送的資訊包括1983年日本發送的簡單數位資訊，之所以向太空深處發送簡單的數位是由於這是地球上智慧生命對數字概念的普遍理解。類似的資訊也曾在1974年發送過，這是位於波多黎各的世界上最大無線電望遠鏡發送的，這一資訊發送至距離地球2.5萬光年的恒星簇。目前，我們暫時未收到來自外星人的資訊回饋，但是牽牛星太空範圍內的資訊如果回饋，在我們有生之年可以等待到。

3、日本擁有一架全球唯一的天文臺，能夠積極尋找來自外太空的光學頻率

許多天文臺僅發送無射線頻率，在諾貝爾獎得主查理斯•塔沃斯認為尋找太空中外星人發送的短雷射脈衝是非常重要的。通常科學家排除考慮短雷射脈衝是由於它過於昂貴，並消耗大量能量。目前，日本Nishiharima天文臺是全球唯一能夠掃描十億分之一秒脈衝的天文臺。

4、日本將很快實現人工智慧機器人，匹配外星人智力

科學家曾猜測外星人具有無限高級的智力，它們的大腦也比地球人類更具智慧，如果當外星人抵達地球，它們會期望與人工智慧進行交流。目前，日本已研製出如何使用人體大腦駕馭控制虛擬世界，以及機器人如何援助人們的每日生活，很有可能在未來日本研製出人工智慧機器人，與外星人實現第一次親密接觸。

5、朝鮮據稱所掌握的太空資訊很可能被日本截獲

據某些消息來源稱，朝鮮近期發表政府聲明，顯示他們的核反應爐具有雙重功能，還可以與1000光年之外的外星人進行即時無線溝通交流。當然，這一消息並不能完全相信，但是我們並不驚奇朝鮮是否已與其他行星上的外星人建立聯繫。如果這一假設是成立的，作為鄰國的日本一定會截獲相關的脈衝信號，並將朝鮮所掌握的關於地外智慧生命的秘密公諸於眾。