《地球是獨一無二的嗎?》:天體生物學革命和「地球殊異假說」

  发布时间:2024-05-16 16:52:38   作者:玩站小弟   我要评论
文:華德Peter D. Ward)、布朗李Donald Brownlee)天體生物學革命和地球殊異假說每晚,許許多多的外星生物出現在世界各地的電視機和電影銀幕中,從《星際大戰》、《星艦迷航記》到《X 。

文:華德(Peter D. Ward)、地球獨無的嗎地球布朗李(Donald Brownlee)

天體生物學革命和地球殊異假說

每晚,天體許許多多的生物殊異外星生物出現在世界各地的電視機和電影銀幕中,從《星際大戰》、學革《星艦迷航記》到《X檔案》所傳遞的命和訊息很清楚:宇宙中充滿了各式各樣的外星生命形式,其體軀藍圖、假說智能和慈悲程度都大不相同。地球獨無的嗎地球很明顯的天體,我們的生物殊異社會對外星生命充滿期待,不但認為在其他行星上有生物,學革且全宇宙中,命和智慧生物,假說甚至是地球獨無的嗎地球文明,出現的天體頻率極高。

這種對於他處智慧生命的生物殊異偏見,半因希望(或說是害怕)實情即是如此,半因天文學家德雷克和沙根的知名著作;文中二人為估計銀河系中可能存在的先進文明數量,設計出「德雷克方程式」。此方程式是根據各項資料,推測銀河中行星的數量、可能育有生命的行星比率,和行星上生物不但能夠生存且進化到擁有文化的比例。德雷克和沙根從當時最佳的估算結果推出驚人的結論,亦即有智慧生物應該十分常見,遍布銀河。事實上,沙根在一九七四年推論,單就銀河系而言,就可能有一百萬種文明。我們的銀河系只是宇宙無數星系之一,因此智慧外星種族的數量必定極多。

銀河系中有一百萬種智慧生物文明,這種想法令人驚嘆,但可信嗎?德雷克方程式的解中隱藏有許多假設,需要重新加以檢視。最重要的是,方程式假設生物一旦在行星上出現,就會進化成更複雜的生命,最後許多行星都會發展出文明;這正是發生在地球上的情形。生命在大約四十億年前出現,然後自單細胞有機體演化成具組織和器官的多細胞生物,最終形成動物和高等植物。這種生命歷史,即生物的複雜性不斷增加,最後演化出動物的情況,是否是演化的必然結果,或甚至是普遍發生的情形?還是,這事實上是非常特殊的例子?

在本書中,我們會討論到,在我們的銀河系和宇宙中,不只是智慧的生命、甚至連最簡單的動物生命形態都是極為稀有的。但這並非意味著生命是稀有的,只有動物生命是如此。我們認為微生物、或等同於微生物的生命形態,在宇宙中非常普遍,或許甚至比德雷克和沙根所想像的更為常見;然而複雜的生命,即動物和高等植物,可能遠少於一般假設的數量。我們結合簡單生命普遍和複雜生命稀少這兩種推測,形成所謂的地球殊異假說。接下來我們會解釋此種假說的根據,試著加以檢視,並說明若此假說為真,對我們的文化可能有何意義。

我們才剛開始認真地搜尋外星生命,就已進入大發現的時代,這帶給我們的興奮和新知或許可與歐洲人乘坐木製帆船抵達新大陸相比擬。我們同樣抵達了新的世界,並以驚人的速度獲取知識。舊的觀念在崩潰,新的看法隨著每個新的衛星影像,或太空資料的出現而起起落落。無數關於宇宙生命的假設中,總有某些會因生物學或古生物學的新發現而得到支持或貶抑。這是個不可思議的時代,全新的學科正在形成:以宇宙生命條件為重心的天體生物學;踏入這個新領域的人有老有少,有著不同的科學背景。

在揭曉新知的記者會中,如在火星探路者號實驗後、發現南極洲冰原上的火星隕石後,和取得木星衛星之新影像後所舉行的發表會中,這些科學界人士的臉龐迅速燃起熱情。在一般彬彬有禮的科學會議裡,因為科學理論以令人暈眩的速度發展或被拋棄,大家情緒激動,名聲隨時可能建立或敗壞,希望則如乘著雲霄飛車般忽起忽落。我們是一場科學革命的目擊者,就像其他任何一場革命,不論是在觀念或派別方面都會有贏家和輸家。

就像一九五○年代早期發現去氧核糖核酸(DNA),或一九六○年代板塊運動和大陸漂移學說的建立,這些事件為科學帶來革命,不只重組了原來的領域、改變許多相關學科,也打破了科學的疆界,讓我們以全新的角度看待自己和世界。在這次最新的科學革命,亦即一九九○年代及其後的天體生物學革命中,也會有相同的情形出現。這次革命非常驚人,因為這並非僅發生在某一科學領域,如一九五○年代的生物學或一九六○年代的地質學,而是各式各樣不同科學學科都有改變,包括天文學、生物學、古生物學、海洋學、微生物學、地質學、遺傳學等等。

天體生物學是生物學的一種,內容不只涵括地球上的生命,還有地球外的生命。這讓我們必須重新為自己定位,地球上的生命不過是生命產生的一個例子,而非唯一一例。天體生物學要我們斬斷傳統生物學的束縛,堅持大家應將每顆行星視為獨立的生態系統,並要所有人對化石歷史有所了解。因而人開始懂得從長遠的時間角度來思考,不再僅觀察此時此刻。更重要的是,人類的科學視野無論在時間或空間方面,都因此而拓展。

天體生物學革命由於牽涉極多不同的科學領域,消除了許多學科間的界線。古生物學家在非洲於十億年前形成的岩石中所發現的新生命形式,對研究火星的行星地質學家十分重要。潛水艇探查海底找到的化學元素,會影響行星天文學者的研究估算。微生物學家排列一串基因序列,會左右海洋學家在行星地質學研究室中,對木星衛星木衛二上冰凍海洋的研究工作。最不可能的聯盟正在形成,摧毀了曾經令人畏懼、將科學鎖死在固定範疇內的障礙。

多個領域的新發現被用來回答天體生物學的中心問題:宇宙中生命有多普遍?哪裡有生物生存?有留下化石紀錄嗎?形態有多複雜?有人樂觀,有人悲觀,電子郵件到處傳,會議匆忙召開,研究計畫則隨著發現的增加,迅速調整目標。興奮之情充斥所有人心中,震撼、讓人暈眩且持續許久。參與研究的人受到一個愈來愈強的信念所蠱惑——地球之外確有生命。


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