讓我們從一個限定條件開始說起。當(dāng)一些研究者猜測不止存在一個宇宙時,今天的我們?nèi)詫⒆约旱南胂罅ο拗圃谝粋€“信息泡泡”中:宇宙就像一個球體,其半徑約等于138億年前時間開始以來光所走過的距離。考慮到宇宙的膨脹,這個信息泡泡的半徑約為460億光年。其他理論上的宇宙,以及其他不一樣的物理定律,都存在于我們的宇宙泡泡之外,超出了我們的審視能力。
在這里,不妨為我們的討論再加一個限定條件:這里所說的生命,是指任何自我維持的化學(xué)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò),它能夠從環(huán)境中代謝能量,并按照達(dá)爾文的自然選擇規(guī)則進(jìn)行繁殖。因此,宇宙中再沒有比我們更先進(jìn)的心智機器了;沒有奇異的、孕育著恒星的智能星云,也沒有居住在蟲洞當(dāng)中、被賦予某種集體自我意識的納米機器人——“飛面大神”倒是更說得過去(見下文)。
整個宇宙所共享的基礎(chǔ)
基于這些認(rèn)識,現(xiàn)在我們可以真正開始討論了。也許現(xiàn)代科學(xué)取得最引人注目的結(jié)果之一,就是讓我們認(rèn)識到,浩瀚的時空中適用著相同的物理學(xué)和化學(xué)定律。我們現(xiàn)在能夠觀測到數(shù)十億光年之外的恒星和小星系,它們的歷史也已經(jīng)有數(shù)十億年了。當(dāng)我們觀察并分析它們的性質(zhì)時,會發(fā)現(xiàn)它們具有相同的化學(xué)元素(盡管比例不同),而且它們的演變遵循著與太陽相同的動態(tài)規(guī)律。無論何時何地,物理學(xué)和化學(xué)定律都是一樣的。這使得我們這些生活在地球上的生物也可以將探索的視野擴展到整個宇宙。
我們還知道現(xiàn)代天文學(xué)的另一個驚人發(fā)現(xiàn),那就是大多數(shù)恒星都擁有多顆行星,而這些行星往往擁有自己的諸多衛(wèi)星。每一顆行星或衛(wèi)星都自成一個世界,具有獨特的物理性質(zhì)和化學(xué)組成。行星有大有小,有巖石構(gòu)成的,也有氣態(tài)的;有的擁有很多衛(wèi)星,有的只有一兩個,或者沒有。行星的旋轉(zhuǎn)就像陀螺一樣,具有或大或小的轉(zhuǎn)軸傾角(地球的轉(zhuǎn)軸傾角約為23.5度,天王星則是驚人的97.7度)。行星的大氣層有的厚,有的薄,其中含有的氣體成分各不相同。這樣的例子不勝枚舉。
飛面大神
以整數(shù)估計,僅我們所處的銀河系就擁有大約1萬億個世界,每一個世界都是獨特的實體,擁有自己的歷史。
如果我們把宇宙泡泡中數(shù)千億的其他星系加進(jìn)來,就可以計算出宇宙中大約有1萬億萬億個世界,誤差約為100倍(有人評論道,這個數(shù)值與阿伏伽德羅常數(shù)實在太過接近,這是一個無量綱的數(shù),約為每摩爾6×10^23,最初定義為1克原子氫所含的原子數(shù),后來重新定義為12克碳-12所含的原子數(shù))。
從這個角度,你可能會理所當(dāng)然地認(rèn)為,在這個世界多樣性如此驚人的宇宙中,幾乎一切都是可能的。乍一看似乎確實如此,但這種巨大的數(shù)量并不像表面上看上去的那么“自由”。物理學(xué)和化學(xué)定律的統(tǒng)一是極為強大的約束,限制了什么能存在,什么不能存在。
在科學(xué)中,我們不能真正排除可能存在的東西,只要它滿足我們所知道的物理定律。但我們可以通過物理學(xué)和化學(xué)定律來推斷可能存在什么。舉個例子,“飛面大神”的存在在科學(xué)上就很說得通。我們可以想象,數(shù)十億年前,一種類似章魚的生物在MumbaXX星球上冒險離開水體;數(shù)百萬年后,這種生物的觸手上長出了羽毛,開始飛行。或者,它們可能沒有長出羽毛,而是發(fā)展出了某種利用熱空氣——來自消化道或它們所取食的熱液口——的機制,能像氣球一樣飛行。
碳規(guī)則
那么,當(dāng)我們在宇宙的眾多世界中搜尋生命時,能期望找到什么呢?目前還沒有人能回答這個問題,但我們可以制定一些基本的規(guī)則。
規(guī)則1:生命將以碳為基礎(chǔ)。為什么?因為碳是一種很隨和的原子,具有其他元素?zé)o法比擬的化學(xué)多樣性。碳有4個未配對的外層電子,可以通過與其他化學(xué)元素共用這些電子而形成緊密的化學(xué)鍵。另一種潛在的替代元素是硅,但與碳相比,硅的生物化學(xué)成分將受到嚴(yán)重限制,其形成的化學(xué)鍵的強度大約只有碳的一半。生命需要多能化才能茁壯成長。
規(guī)則2:生命需要液態(tài)水。當(dāng)然,我們確實可以在永久凍土中找到冰凍的細(xì)菌,但它們并不是活的。本質(zhì)上,生命就是一個復(fù)雜的生化反應(yīng)網(wǎng)絡(luò),時刻將化合物移動到這個方向或那個方向,它需要一種溶劑,一種可以展開反應(yīng)的介質(zhì)。水由氧和氫組成,這是宇宙中最豐富的兩種化學(xué)元素,具有明顯的優(yōu)勢。此外,水還有一個非常獨特的特性:固態(tài)的水(冰)比液態(tài)的水密度小,可以漂浮起來。
氨有時會被認(rèn)為是另一種可能性,但它在室溫下是氣體,在常壓下只有在零下28度以下時才會變成液體。一顆寒冷、大氣厚重的行星可能擁有液態(tài)氨,但這對生命的要求就太高了。事實上,在這種條件下,任何生命形式的新陳代謝都會非常緩慢。水是一種神奇的物質(zhì),它是透明的,無色無味,并且會在凍結(jié)時膨脹(對于寒冷氣候中以水為基礎(chǔ)的生命而言,這是一個非常關(guān)鍵的屬性,因為冰下可以有液態(tài)水)。水也是我們身體的最主要成分。
宇宙中還有其他人類嗎?
有了這兩個約束條件,生命的本質(zhì)就十分簡單了,它將包括碳、水和其他一些物質(zhì)(至少還有氮)。
不過,繼續(xù)深究下去,情況就沒那么簡單了。每個可能包含生命的行星都有自己的歷史。因此,那里的生命也將有自己的歷史,而它們的歷史取決于宿主行星的歷史。行星的特性決定了生命的形態(tài)。反過來,生活在某個星球上的任何生命都會塑造這個星球的屬性。在每個世界中,自然選擇都是一種歷史條件下的生存壓力。隨著行星條件的變化——很多時候是由于生命的存在導(dǎo)致的——生命會以獨特的方式適應(yīng)。在不同的世界里,生命將會以截然不同的樣貌呈現(xiàn)。
因此,盡管生命具有共同的碳-水本質(zhì),但不同的行星上會產(chǎn)生不同的生命形式。生命形式越復(fù)雜,它在其他地方被復(fù)制的幾率就越低,即使是近似的復(fù)制。
如果“飛面大神”真的存在,它也應(yīng)該只存在于宇宙的某一個世界中。同樣,我們也只能存在于地球這個世界中。我們是宇宙中唯一的人類。如果回顧一下地球的生命史,我們會發(fā)現(xiàn),智慧生命很可能是極其罕見的。盡管在物種之間的生存斗爭中,智力是一種顯而易見的優(yōu)勢,但它不是演化的目的;演化沒有目的。
在擁有智能之前,生命只是在快樂地復(fù)制著;有了智能,它們的復(fù)制過程或許會顯得不那么快樂。簡而言之,這就是人類的本質(zhì)狀態(tài)。
綜上所述,可以認(rèn)為,人類確實在化學(xué)上與宇宙的其他部分存在聯(lián)系——我們與任何其他假設(shè)存在的外星生物有著相同的生命基礎(chǔ)。同時,人類又是獨一無二的,所有其他生物也是如此。生命是一種神奇的力量。從一個碳基密碼和一個共同的基因祖先開始,它可以在這個世界,也可能在其他世界,創(chuàng)造出驚人的多樣性奇跡。(任天)
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