外星生命并非虚幻

郑永春

在我们的认知里，外星生命似乎还是一种只存在于科幻作品中的想象。事实上，人类一直在试图探索地球之外的宇宙生命，不断尝试从地球目前已知的点点滴滴中推定外星生命是确定存在的。在天文学研究中，有一个不常为人所知的学科分支——天体生物学，主要研究地球以外的天体上生物的存在。

天体生物学关注天体上存在生物的条件，同时探测天体上是否有生物存在，它是在天文学研究的基础上，探究除地球外其他星球上是否可能存在生命现象、探讨探测生命的方法和手段的交叉学科。2013年9月，英国科学家在南极冰下湖的泥浆里发现了距今10万年的嗜极生物的生命迹象。一度认为南极冰盖下环境极度恶劣，不会有生命出现的科学界对嗜极生物有了更多认知。研究可生活于高温、低氧、无水、高盐、高压等极端环境中的嗜极生物，似乎能够为我们寻找外星生命提供更多的可能性。

大多数时候，我们会将生命的出现与自身所生活的地球环境联系起来。根据目前的科学研究结果，已知的宇宙就已经远远超过了我们对“大”这个概念的认知。存在于浩瀚星空中无数颗星球的真实面貌是我们难以具体想象的存在。

仅在银河系中像太阳一样的恒星就有上千亿颗，而宇宙中像银河系一样的恒星系统又有上千亿个。在这样一个庞大到难以描述的数量中，从概率来讲，极有可能存在与地球环境非常相似的行星，也可能孕育出生命。更大胆一些猜想，我甚至认为，宇宙中一定到处充满了生命，只是我们看不到而已。就像曾经的一项研究结论提到的那样，地球生命是宇宙中的早产儿，或许再过几亿、几十亿年，生命在宇宙中一定随处可见。可惜的是，人类的出现时间如此短暂，我们甚至很难确信10万年后人类依然存在。你可以认为人类的存在是伟大的，但同时也无法否认，人类的存在是局限、渺小的。我们可以对未知作出伟大的猜想与实践探索，但就目前而言，却很难突破人类生命本身在时间和空间上的限制。我们可以确信茫茫宇宙中一定存在着生命形式，但却无法提供确定的、被广泛承认的科学证据。

思考人类面临的最根本的一些问题时，不仅可以从哲学的角度，也可以从科学的角度。什么是生命？生命的本质是什么？目前我们可以提供一个暂时的答案。就生命在地球上的进化历程，我们也可以给出目前研究的成果。但地球作为太空中唯一已知的生命星球，如何通过正确的观念认识地球上已知的生命形式和地球的特殊性，则需要正确的科学价值观、科学精神，以便对地球科学作深入了解。我们头顶看似寂静的太空深处是否潜伏着未知的危险，地球上出现生命纯属机缘巧合还是必然，想要回答这些问题还需要我们不断探索未知，拓宽人类的认识边界。在不久的将来，当我们飞出太阳系，奔赴其他系外行星之前，了解太阳系或银河系中的其他星球，认识满足生命繁衍的条件，将会成为我们对其他星系进行研究的基础。

上文提到，天体生物学是一个不常为人所知的学科。但它在国外是很受欢迎的研究领域，只是国内还很少有人做相关的专门研究。这是由于这个领域作为非常典型的交叉学科，所需要的科研人员往往要求同时具备天文学和生物学的双重学科背景，而大部分天文学专业的学生都是基于物理背景研究学习的，而以生物为背景学科的学生又很少有熟悉天文学知识的。因此，面对天体生物学这门新学科所需要跨越的差异巨大的不同研究领域，以及不同领域之间存在的背景学科知识和专业术语差异，想要成功驾驭这门新兴学科显然不是一件容易的事情，需要研究人员在原有的学科背景基础上，重新理解和掌握另一个学科领域，并将两个领域之间的联系完全消化吸收，成功运用于研究实践当中。这个难度不可谓不巨大。

天体生物学作为具有多学科交叉特点的研究领域，我们很难准确定义它究竟是属于天文学还是生物学。实际上，除了天文学和生物学之外，它还包括大量的地球科学知识。因为人类迄今为止只发现和研究过地球上的生命，所以我们只能以地球生命为蓝本探究可能存在的外星生命证据，这就给研究者带来许多难以解决的问题。

同时，作为一门新兴学科，天体生物学必然面临缺少数据资料、缺少研究实例等问题，一些人甚至批评，天体生物学目前连它的研究对象是否存在都难以证实，因为我们还没有发现任何的地外生命，所谓的天体生物学研究可能只是空中楼阁。虽然事实如此，天体生物学却并不同于神农架野人、百慕大三角、尼斯湖水怪等神秘故事，是探索地球未知领域。天体生物学的假设很多是基于目前证据进行推测的，是可以像任何其他科学学科一样，通过开展科学实验，根据实验数据分析，改进实验设计，逐步完善学科理论的，是基于科学结论进行研究的学科。同时，天体生物学当然不是凭空产生的、无意义的学科，它是在目前已经成熟的其他学科的基础之上逐渐发展起来的。人类进入太空时代的半个多世纪以来，越来越多的天文观测事实、深空探索和生物学研究的发现表明，外星生命完全可能存在。这些证据已经使得天体生物学逐渐被科学界所接受。

天体生物学作为一门快速进步的学科，知识更新速度非常快，航天技术的飞速发展与天文领域研究发现的不断问世，使得许多新的教材课本刚刚印出来，书中的一些信息就已经过时了。英国《每日邮报》在9月12日的报道中称，最新发表于《自然天文学》的一项研究报告指出，英国伦敦大学学院（UCL）研究团队在距地球111光年外发现了一个大气层含水的适居星球K2-18b，处于狮子座宜居带，上面很可能就存在有机生命体。快速更新的科学知识使得从事相关研究的研究人员需要随时关注最新的科学发现，吸收了解最新的研究成果，及时对当前的研究过程作出指导，应对最新的挑战与机遇。

毋庸讳言，天体生物学仍处于学科发展的早期，科幻与科学尚交织在一起未完全隔离，而我们要做的就是努力确保这门学科建立在科学事实的基础上。例如，人类迄今还没有发现太阳系中其他天体存在地外生命的直接证据。至于太阳系外的行星，所谓“行星存在液态水”，也只能根据行星与恒星之间的距离进行估算、推测，并非真正探明存在液态水。在航天技术尚未发展到人类能够清晰解读其他可能存在生命的星球之前，我们的天体生物研究还将处于摸索发展的阶段，未来还将经历进一步的发展。

天体生物学研究的时间和空间跨度都很大。一方面，它研究地球上极端环境下的有机体，研究地球生命的起源，讨论哪些过程和环境条件可能是生命所必需的，如海底热液黑烟囱附近高温环境下的生命形式，地下数千米岩石深处并不依赖光合作用的生物。另一方面，它研发新的科学仪器和探测技术，搭载在穿越太阳系飞行的空间探测器上，寻找太阳系和其他星系中的生命，例如，通过设计科学实验，模拟生命起源前的化学过程，或地球生命演化产生的特有产物等。漫长的时间和空间跨度给研究带来了许多未知和不确定性，在具体研究过程中同样增加了研究风险，需要拥有坚定的信念面对结果可能带来的打击，但可以确定的是，天体生物的研究对人类的长远发展是有极大意义的。

我本科毕业于西南农业大学，学过一些生物学的课程。研究生阶段，我在中国科学院地球化学研究所学习了地球科学的知识，工作后又幸运地在国家天文台工作至今。夜深人静的时候我经常反省自己，至今哪门学科都没有很深入，但转而一想，在目前这种高度专业化分工的人才培养体系下，能够同时具备天、地、生三個学科知识的人实在不多，这也就使我不自量力地觉得，有责任在国内呼吁天体生物学的发展。虽然常常有力不从心的脆弱感，但面对不同学科专业间厚厚的壁垒，中国天体生物学的发展总要有人迈出第一步。