人類的太空探索(中)

再來說說外星生命，這是指存在於地球以外的生命體。這個概念囊括了簡單的細菌到具有高度智慧的「外星人」。研究和測試關於外星生命猜想的學科被稱作地外生物學或天體生物學。自從20世紀中葉以來，人類一直使用包括探測地球之外的電波、天文望遠鏡觀測潛在的宜居行星等方法探測外星生命存在的跡象，但迄今為止並沒有確切證據表明外星生命的存在。有人認為發現外星人的機率很小，也有很多人認為外星生命幾乎必定存在。

世界各地一直有關於外星人的遐想，在各種史書中也留下不少疑似關於外星人的奇異記載。有人猜測古印度人、古瑪雅人、古埃及人建造的發達古文明受到了外星生物科技的影響，更有人宣稱曾目睹外星人或與之接觸。伴隨大量關於外星人的報導、科幻小說和電影的充斥，使得外星生命的傳聞繪聲繪色。

卡爾·薩根、史蒂芬·霍金等科學家們認為，可以觀測到的宇宙是如此之大，說除地球之外的其他地方不存在生命是不可取的。有許多有爭議的證據稱外星生命是存在的。

外星生命可能是在宇宙很多地方獨立的產生，也有可能在一個地方產生生命，然後傳播到其它可供居住的星球上去。這兩種假設不一定是互相排斥的，但以尺度和機率的角度來看，作為位於適居帶的地球擁有維持物種的生命生存和演化的所有條件，而事實上從地球歷史中的顯生宙開始至今，在長達五億多年的歲月間和數百萬的生物物種中，只有一個物種成功地演化成為高等智慧生命——人類，而非多種多元的高等智慧生物並存於地球上，這顯示了在相同條件下，高等智慧生命並非如此的輕易出現和存在。

美國國立衛生研究院的科學家們基於「生物體基因複雜性」的研究認為宇宙中的生命在97±25億年前就開始存在了，這比地球形成要早數十億年。

認為地球之外存在生命有著很簡單的事實的支持：僅僅在銀河系中就有2000億至4000億顆恆星，而銀河系只是宇宙中超過1000億星系中的一員。據估計至少有十分之一的類似太陽的恆星具有行星系統。換言之，在可見的宇宙中，有至少6.25×1018顆具有行星系統的恆星。即使我們假設每10億顆恆星里只有一顆支持生命存在的行星系統，那也有6.25×109個行星系統存在於我們可見的宇宙內。

現在據我們所知，太陽在行星系統里是普遍的，並沒有獨特的性質。因此可以相信在許多其他行星上也有適合生物生存的條件。在此假設之下，所有這些行星都不進化特區出生命是極不可能的，因此宇宙中很可能還有其他生命的存在。不過以上推測無視了一個事實，即生命的存活時間窗口可能只有數百萬年。

生命存在的幾率在1961年提出的德雷克公式就已經估算過了。然而，德雷克公式里有諸多的係數是完全基於猜測的，因此按此公式推算的結果也是具有爭議的，並無法得到一個確切的結論。考慮到生命會在行星間蔓延：如果技術足夠先進的生命形式在星際殖民，並且文明延續足夠長的話，它們會在數百萬年內充滿整個星系。但事實上沒有跡象表明這一現象的存在，這個事實被稱作費米悖論。

科學家在搜索外星生命時，多以液態水和有機物的存在作為外星生命存在之前提條件。水為地球生命體內各種化學反應提供了場所。水的中性pH值使得其電離的氫氧化物和水合氫離子既可以溶解帶正電的金屬離子，也可以溶解帶負電的非金屬離子；另外，有機物分子親水性和疏水性的事實使得有機物分子能夠形成水封閉膜。水分子之間的氫鍵也使得其更加容易儲存蒸發的能量，並在冷凝時釋放出來。這有助於氣候的調節，維持生命所需的熱穩定性。

有人批評這樣以地球生物為藍本的先入為主的觀點阻礙了外星生命的探索。卡爾·薩根在1973年提出碳沙文主義，認為這些以人類為中心的思想限制了我們對於地外生命可能性的想像。例如在宜居帶之外，有可能通過地熱等方式維持地底的生物圈；也有生物能夠在高砷低磷的環境下存活，這說明生物組成「必備」的六大基本元素：碳、氫、氧、氮、磷、硫 ，可能不是必需的。除了碳基生命之外，有人認為外星生命也可能以矽基、硫基、氨基等生命形態存在。

對外星生命的探索有直接的，如尋找單細胞生命在太陽系中存在的證據，其研究的對象有太陽系中可能存在外星生命的行星和衛星，以及降落到地球上的隕石。但更多的探索是間接的，如捕捉任何科技化的社會傳播到宇宙空間的信息。但是其它生命不一定會像人類一樣故意地向宇宙深處隨意傳播信息，同時信號在廣闊的宇宙間傳播需要非常長的時間，這意味著，任何信號捕獲到的或沒有捕獲到的都是來自遙遠的過去。

1975年，美國國家航空暨太空總署發射的海盜號便攜帶了探測火星土壤中生命的實驗裝置，其進行的標記釋放實驗可能檢測到了火星土壤中的有機物質。大多數科學家相信此結果由非生物化學反應導致，但一個國際科學家小組在2012年4月12日發布研究結果稱，基於對海盜號標記釋放實驗複雜度分析的數學推導，建議探測「火星上現存的微生物」。早在20世紀70年代初期，美國國家航空暨太空總署發射的先驅者10號和先驅者11號上就攜帶了刻有人類信息的鍍金鋁板。1977年9月5日發射的旅行者1號探測器也攜帶了一張銅質鍍金唱片，內容包括有關地球的信息、用55種人類語言錄製的問候語和各類音樂，旨在向外星人表達人類的問候。當前旅行者1號位於太陽系的邊緣，即將進入星際空間。2003年6月10日和7月7日，美國國家航空暨太空總署分別發射了勇氣號和機會號火星探測器，其目標是探測火星上水存在的可能性、分析火星岩石和土壤的成份、評估火星是否適合生命生存等。這兩個雙胞胎探測器均在2004年1月在火星成功著陸。在2011年11月26日發射的好奇號火星探測器也在2012年8月6日成功登陸火星，用於評估火星上是否存在過適合微生物生存的環境。

1960年，天文學家法蘭克·德雷克在美國國家無線電天文台使用位於西維吉尼亞的綠堤望遠鏡進行了著名的奧茲瑪計劃，探測目標是波江座的天苑四和鯨魚座的天倉五，其實驗的目的是通過無線電波搜尋鄰近太陽系的生物標誌信號。1974年11月16日，阿雷西博射電望遠鏡向距離地球25,000光年的球狀星團M13發射一個稱為「阿雷西博信息」的訊息，希望可以和外星人聯繫。1977年SETI使用巨耳無線電望遠鏡收到了著名的Wow!訊號。為了紀念奧茲瑪計劃實施50周年，2010年11月開始進行的多蘿西計劃，其探測目標除了奧茲瑪計劃的兩顆恆星之外，還包括HD 69830、巨蟹座55和格利澤581，這些恆星系統都被認為是具有在宜居帶的行星。

1984年，加州柏克萊大學正式發起搜尋地外文明計劃，計劃使用無線電望遠鏡來監聽太空中的窄帶無線電訊號，並用超級計算機分析這些信號。1999年5月17日，SETI@home項目開始正式運行，該項目利用全世界網際網路上的閒置計算機，對收集到的海量數據進行運算。2011年4月27日，搜尋地外文明計劃因為經費嚴重短缺而被迫中止。

1959年，美國物理學家弗里曼·戴森提出了戴森球的構想，他認為任何技術文明在發展足夠長時，對能量的日益增長的需求最終會膨脹到建立起收集恆星能量輸出的戴森球結構。戴森球系統的存在會改變恆星系統的光譜，從而能在星際距離上被探測到。也有人猜想，非常先進的文明可能會製造黑洞來作為能量來源或處理廢棄物。因此，他們建議觀察小於3.5倍太陽質量的黑洞。理論上自然產生黑洞的質量下限可能會是外星文明的證據。

科學家認為生命可能曾經存在過或者依然存在的地方包括金星、火星、木星的衛星（如木衛二、木衛六）、土星的衛星（如土衛六和土衛二）。除了太陽系的行星和衛星之外，科學家在太陽系外也找到了數十顆位於宜居帶太陽系以外的行星（如格利澤581c、g和d）。科學家保守估計每兩顆恆星中就有一顆擁有行星，每200顆恆星中就有一顆位於宜居地帶。

2007年4月24日，智利拉西拉天文台的科學家稱發現了格利澤581c。它剛好運行於距離地球20.5光年外的紅矮星格利澤581的宜居帶。人們最初認為這個行星上可能存在液態水，但在德國氣候影響研究所進行的計算機模擬過程中發現，它大氣層中的二氧化碳和甲醛會引發所謂的「失控的溫室效應」。這會將這個星球加熱直至超過水的沸點，因此發現生命的希望變得渺茫。根據溫室模型的推斷，科學家們開始把注意力轉向剛好位於恆星宜居帶外圍的格利澤581d。2007年5月29日，美聯社發表了一篇報導稱，科學家發現了28個新的太陽系外行星，其中之一與海王星有很多相似之處。2011年5月，法國國家科研中心的研究員預言格利澤581d有能力支撐生命。它在格利澤星系中的位置使得水可以以液態形式存在，並且它體積大到可以支撐一個穩定的二氧化碳大氣層。同時它的溫度適宜，能生產大海、雲層以及降雨。2011年12月，美國航空航天局證實600光年之外的克卜勒-22b半徑為地球的2.4倍，是潛在的最接近地球大小和溫度的系外行星。

自1992年以來，已經發現數百顆太陽系外行星。截至2013年6月14日，太陽系外行星百科記錄了891顆太陽系外行星（695個行星系統，133個多行星系統），其中小的行星與地球大小類似，而大的行星比木星還大。預計在未來幾年內，發現系外行星的數量會大大增加。因為克卜勒太空望遠鏡在確定一個候選行星之前，必須觀察三次系外行星掩恆星，這是迄今唯一能夠辨認出繞恆星相對速度極快行星的方法。這項任務將至少持續到2016年，預計期間會發現許多系外候選行星。儘管成就不俗，克卜勒太空望遠鏡所使用的掩星法需要觀察者的視線與行星軌道有一個小的角度。這使得探測到遙遠恆星的地球版大小和軌道半徑的行星的機率只有0.47%。因此目前我們所能探測到的行星數量只是星系中的一小部分。

在古時候，認為宇宙是由很多居住著其他智慧生命形式的世界組成的觀點是很普遍的，但是這裡的「世界」是神話意義上的，並不是現在說的基於以太陽為中心的太陽系，或者太陽只是無數星星中的一顆這個意義上的世界。如印度教宇宙論中的14個世界^、古代北歐神話中的9個世界等。

宇宙是由多個世界組成的觀點在經典希臘哲學、在後來的基督教神學和猶太教神學里都可以找到。系統地闡述了宇宙充滿了其它的行星，因此可能存在外星生命的早期重要思想家有公元前7到6世紀的希臘作家泰勒斯和他的學生阿那克西曼德。希臘的原子論學者像伊壁鳩魯繼承了這種觀點，認為一個無窮的宇宙理應具有無限的充滿生命的世界。儘管古希臘天文學家把外星生命的論述作為重要的工作，但是以地心說為基礎的宇宙更看重地球及地球生命，這使得外星生命的哲學顯得沒那麼必要。

猶太法典里寫著至少有18,000個其它的世界，雖然沒有提供具體的對這些世界的自然物理或精神的描述，但是基於此，18世紀的契約書（Sefer HaB'rit‎）提出外星生命是存在的，並可能具有智慧；並說明我們不應該期待外星生命跟地球生命有任何相似之處。印度教相信生命無盡的輪迴，這結果便是多個世界的存在以及它們互相間具有一定的聯繫(意為"接觸"或意為"偉大的接觸")。根據印度教的典籍，有無數的宇宙來滿足無數生命實體的不同欲望。但是這種宇宙結構的目的是為了將走上迷途的靈魂帶回正確的人生軌道。除了這些無數的物質世界，同樣有無數的精神世界，它們是為純潔的靈魂準備的。物質世界裡的精神領袖，聖人以及有大智慧的人會得到這些純潔的靈魂的指引和幫助，進入這些精神世界而不朽。伊斯蘭教的《古蘭經》中「真主創造了七層天，和同樣層數的大地」表明多個世界的存在，因此也就有可能存在外星生命。

在基督教傳到西方時，托勒密體系已經被廣泛地接受，但教會沒有發表過對外星生命的正式的聲明，認為外星生命存在的觀點被教會視為異端。法國主教坦姆皮埃爾曾在1277年提出過不同於亞里士多德的一個觀點：「（萬能的）上帝可能創造了不只一個的世界」。值得注意的是，德國天文學家庫斯的尼古拉斯主教猜測太陽和月亮上有可能存在生命。

近代早期

隨著望遠鏡的發明及哥白尼對地心說的攻擊，人們的思想有了巨大的改變。一旦了解到地球只不過是宇宙無數星球中的一個，外星生命存在的觀點開始在主流科技界流行起來，其中最知名的擁護者是義大利的哲學家布魯諾。他在16世紀認為在一個無限的宇宙中每個星星都有自己的行星系統環繞，這些世界並不比地球差，也如地球一般擁有動物和居民。17世紀初，捷克天文學家賴塔的安東瑪利亞雪利奧斯沉思到：「如果木星上有居民的話，它們一定比地球上的居民更大，也更漂亮」。

隨著科學技術發展的加速，外星生命有可能存在的猜想被廣泛傳播。天王星的發現者威廉·赫歇爾是18至19世紀中相信太陽系或其他星系中存在外星生命的眾多天文學家中的一員。其他同時期的擁護多元宇宙的知名人士包括伊曼努爾·康德和班傑明·富蘭克林。在啟蒙時代的高峰時期，甚至太陽和月亮也被當成了外星生命聚居的候選地。

19世紀

從19世紀30年代開始，摩門教教徒相信上帝創造了並將創造諸多有人類生活的類地星球。他們認為這些星球上的人都是上帝的子嗣。耶穌基督後期聖徒教會的創立者約瑟·斯密說，上帝通過神啟向摩西傳達這個信息，摩西所寫的《創世紀》針對的只是「我們的」地球。並沒有官方的教義揭示這些宜居行星的位置或共性。

19世紀末期，隨著一些人通過望遠鏡對「火星運河」的觀測，火星存在海洋、陸地，甚至生命的猜想開始流行起來。不過這很快被證實只不過是光學假象。儘管如此，美國天文學家帕西瓦爾·羅威爾在1895年和1906年分別發表了《火星》和《火星和它的運河》，他認為這些運河是一個早已消失的文明的遺蹟。這個觀點引發了英國作家赫伯特·喬治·威爾斯在1897年寫了《星際戰爭》，講述了一個火星人由於自己星球過於乾燥而逃離那裡並入侵地球的故事。1894年，在經過對火星大氣仔細的光譜分析之後，美國天文學家威廉·華萊士·坎貝爾揭示了火星大氣層既沒有水也沒有氧氣。到了1909年，通過更先進的望遠鏡以及對火星在近地點沖時的觀測，最終終結了運河理論。

1870年，法國科幻小說家凡爾納借其小說《環繞月球》中人物之口，認為月球缺乏大氣和海洋、植被有限、冷熱突變及晝夜過長，不適合「月球人」居住。

20世紀

1938年，哥倫比亞廣播公司播出了改編自威爾斯的世界大戰的廣播劇火星人入侵地球導致了許多人的憤怒，因為它讓許多聽眾誤認為地球正在遭受火星人的侵略。在1947年發生的羅斯威爾飛碟墜毀事件之後，伴隨著一股UFO報告的浪潮，關於外星人存在的陰謀論在20世紀40年代至50年代的太空時代開始的美國廣為傳播。1947年肯尼思·阿諾德UFO目擊事件中「飛碟」的名稱在世界各地廣泛流傳後，藍皮書計劃的首任負責人愛德華·魯佩爾特上尉創造並使用了UFO這個名稱，以替代具有誤導性的「飛碟」一詞。1982年公開的Majestic 12文件披露，美國政府在1940年代對UFO陰謀論的確存在興趣。

1970年代開始，UFO已經與超自然現象、新紀元運動、地球秘密、反常現象等聯繫在一起成為邊緣信仰的一部分。許多UFO宗教在50年代至70年代對UFO的信仰激增期間發展起來，有一些諸如科學教（1952年創立）、雷爾運動（1974年創立）當前依舊活躍。認為"外星人（古代太空人）曾經在遙遠的過去訪問地球，並留下古代文明的痕跡"的「史前接觸」的概念，在20世紀的科幻文學中開始出現，如20世紀早期的小說克蘇魯的呼喚（1926）。在艾利希·馮·丹尼肯的諸神的戰車（1968）里，這個概念開始成為飛碟學亞文化中一個值得注意的領域。在1960至1970年代的美國，外星人綁架的事件變得廣為人知。

在科學領域，1960年代徹底排除了月球上存在外星生命的可能性。1970年代之後，自從探測器拜訪了太陽系中潛在存在生命的地方，太陽系的絕大多數其他星體上不存在高度發達生命的事實已經很清楚了，但原始生命是否存在仍然是個疑問。1980年，卡爾·薩根、布魯斯·穆雷、路易斯·弗里德曼組建了行星學會，其在1980年代部分擔當了SETI宣傳媒介的作用，1990年代開始一直持續、系統地搜集地外生命發出的無線電信號。

20世紀90年代早期，NASA參與了SETI研究，並進行了一些目標搜尋和巡天計劃。之後，內華達州的理察·布萊恩參議員削減了該項目的經費，自那以後再也沒有類似的搜尋計劃出現。

最近的歷史

SETI計劃數十年來都沒有探測到智慧生命發出的無線電信號，它的失敗至少部分地使太空時代瀰漫的樂觀情緒蒙上一層陰影。儘管如此，對外星生命的信仰依舊在偽科學、陰謀論和流行民間傳說里流傳。不過，SETI並不是一個持續的、專門的計劃，而是儘可能利用它所能利用的人力和資源進行探索。此外，SETI計劃只在任意的時間搜索一個有限的頻率。

用美國天文學家弗蘭克·德雷克的話：「我們肯定的是，天空中並沒有布滿大功率的微波發射器」。德雷克指出，先進技術文明完全可以通過比微波更加便捷傳輸方式來進行交流。同時，太空探測器和探測方法上的巨大進步，使得科學可以開始描繪其他世界的宜居準則，雖然外星人是否存在仍是個疑問，但至少得以確認其他行星的數量巨大。

2000年，地質和古生物學家彼得·沃德和天體生物學家唐納德·布朗利出版了一本題為《地球殊異：為何複雜生命在宇宙中並不普遍？》的書。這本書討論了地球殊異假說。他們認為類地球生物在宇宙中是罕見的，而細菌類的生命是普遍的；其他行星上生命進化特區並不一定與類地球生物一致（如DNA和碳）。

在主流科學界，對地外初等生命存在的可能性的爭議則小許多。雖然當前沒有直接證據表明這類生命的存在，但科學家已經給出初等火星生命存在的間接證據，然後這些證據到底能夠得出何種結論依然在討論之中。

對於外星人是否存在，天主教會還沒有做出過正式的裁決，但天文學家、梵蒂岡天文台主任José Gabriel Funes神父於2008年5月在接受聖座半官方報紙《羅馬觀察報》採訪時說，上帝創造的智慧生命可能存在於外太空。

2011年，天體生物學家理察·胡佛在阿拉巴馬州的馬歇爾太空飛行中心聲稱其在CI1隕石上發現了類似藍藻門光合細菌的絲狀和其他結構，這可能就是外星生命的微化石。但是，NASA正式表示與該聲明保持距離。2012年，愛爾蘭天文學家Eamonn Ansbro宣稱他的研究揭開了外星生命活動的證據。(續)