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「人類既沒有朋友也沒有敵人,只有我們自己」

2024-02-28情感

*本文為「三聯生活周刊」原創內容

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「生命的起源

主筆|袁越

2023年4月14日,歐洲航天局(ESA)研制的木星冰衛星探測器「果汁」(Jupiter Icy Moons Explorer,簡稱JUICE)在法屬圭亞那航天中心發射升空。 按照計劃,「果汁」將於2031年7月到達木星,並對木星的3顆衛星進行為期4年的科學考察。

如果不出意外的話,美國航空航天局(NASA)研制的木星冰衛星探測器「歐羅巴快艇」(Europa Clipper)也將於2024年10月發射升空。因為「歐羅巴快艇」的飛行速度更快, 所以它將於2030年4月到達木星,比「果汁」早一年開始對木衛二進行詳細的科學考察。

2023年4月14日,歐洲航天局研制的木星冰衛星探測器「果汁」在法屬圭亞那航天中心發射升空(TPG/alamy 供圖)

這兩個木星冰衛星探測器的升空,標誌著人類尋找地外生命的努力進入了一個新的階段。 此前大家的註意力全都集中在金星和火星上,因為這兩顆類地行星和太陽的距離不遠不近,表面有可能存在液態水。當時的科學家們相信「萬物生長靠太陽」,認為生命只能從陽光中獲取自身所需的能量,所以只有在行星表面的液態水中才有可能找到生命。但隨著深海堿性熱液噴口的發現,人們意識到生命完全可以依賴巖石中蘊藏的化學能來生存,不需要曬太陽。

這個發現不但覆寫了所謂「生命宜居帶」的定義,也改變了人類對生命起源問題的認知。 宜居和起源是兩個完全不同的概念,一鍋溫暖的肉湯對於微生物來說非常宜居,但如果你把一鍋經過高溫高壓處理過的肉湯密封起來放在陽光下,無論曬多久都不會出現微生物,因為鍋裏的環境不適合作為生命的起源之地。

與此相反,深海海底既寒冷又幽暗,還有人類無法想象的高壓,只有極少數結構特殊的細菌能夠在這樣的環境裏生存。但深海堿性熱液噴口卻為生命的起源營造了一個更適合的環境, 有越來越多的證據表明,地球生命極有可能起源於噴口處豎立起來的白煙囪。

2013年9月14日報道,施密特海洋研究所探險隊的科學家們在西加拉帕戈斯群島海域約2500公尺深處發現的熱液噴口

木衛二、木衛三和木衛四的表面都是被凍得硬邦邦的堅冰,不太可能存在生命。但冰層下方都有可能找到液態海洋,海床上也許存在和地球上的深海白煙囪類似的特殊地質結構。科學家們希望有朝一日能夠在那裏找到生命存在的證據,從而揭開困擾了人類幾千年的終極問題:地球上的生命到底是從哪裏來的?

俗話說,萬事開頭難。 在所有的科學問題中,起源問題一直是最難回答的,因為這個問題往往標誌著科學範式的重大轉變。 比如,天文學家們已經大致知道大霹靂(Big Bang)之後的宇宙變化軌跡,初步摸清了星系的起源和 演變過程。同樣,生物學家們也已經大致知道了地球生命的前進演化軌跡,摸清了每一個物種的來龍去脈。科學家們甚至把宇宙和生命的演化過程分別總結成了科學定律,並且運用這些定律成功地預測了未來,並改變了世界。但是,天文學家們至今仍然不知道大霹靂是怎麽發生的,也不知道宇宙在大霹靂之前究竟是什麽樣子的。同樣,生物學家們至今仍然不知道生命是如何起源的,甚至連地球生命究竟是從何時何地開始的都沒有搞清楚。

雖然難度極大,但卻並不妨礙古往今來的無數智者在生命起源的問題上傾註了畢生的心血,因為這不是個純粹的科學問題,而是和人生意義這樣的哲學問題密切相關。萬物之中,只有人類才會去思考這類問題,因為我們天生就對自己在這個世界中的位置和使命感到好奇,探尋萬物起源的沖動是寫在人類基因組裏的本能。但是,古人不知道有微生物這回事,也不知道病毒是什麽東西。在他們眼裏,生命與非生命之間存在著一條無法逾越的鴻溝,只有萬能的神才能在兩者之間架起一座橋梁,宗教就是在這種困惑中產生的。

2023年4月11日,美國加利福尼亞州帕薩迪納噴射推進實驗室停放的「歐羅巴快艇」推進元件,該飛船正在為前往木衛二做準備(視覺中國 供圖)

隨著人類認識世界的不斷深入,尤其是博物學的飛速發展,一批學者開始懷疑造物主的能力是否真的有前人想象的那麽大。 達爾文的【物種起源】解釋了不同物種的來龍去脈,動搖了宗教的基石,但他提出的適者生存理論只適用於生命誕生之後發生的事情,對於生命誕生這件事本身卻無能為力,這就相當於為造物主保留了一個位置,也給自己留了條後路。不少生物學家試圖在達爾文演化論的基礎上再進一步,徹底把上帝拉下神壇,但他們很快意識到這個問題超出了當時的知識範圍和技術水平,無論他們多麽努力都解決不了,所以生命起源研究反而由熱轉冷,停滯了很長一段時間。

進入20世紀後,生物化學這門學科有了長足的進步,科學家們終於搞清了新陳代謝的分子機理,明白了遺傳資訊是如何起作用的,於是生命起源研究再次起航,湧現出了很多新的理論。與此同時,物理學的進步為生命的本質提供了一個類似「上帝視角」的全新解釋,用到了當年最時髦的熱力學熵增原理和復雜性理論。但這個解釋並不能幫助我們理解生命的起源,這就好比說理解了發動機的工作原理並不能幫助我們造出一輛汽車,我們還需要知道如何加工金屬部件,如何安裝傳動系統,以及如何從石油中提煉汽油。問題在於,搞清這些細節問題是需要花錢的,現代科研體制妨礙了各國政府把寶貴的研究經費投給生命起源這樣的高風險領域,因為失敗的可能性要遠大於成功的機率。

確實,生命起源問題很可能永遠也得不到絕對意義上的正確答案,因為我們沒法穿越回40億年前的地球,不可能親眼見證奇跡 。即使我們在實驗室裏造出了一個全新的生命,也無法證明地球生命真的就是這樣生成的。因此,生命起源研究領域至今還保留著現代科學發展早期的那種單打獨鬥的狀態,每個人都根據自己的學術背景和擅長領域收集自己喜歡的證據,並在此基礎上提出符合自己世界觀的假說,然後互相指責對方的理論沒有道理。

白煙囪假說之所以能夠在這種環境下脫穎而出,成為目前支持者最多的生命起源理論,說明這個假說確實有其獨到之處。該假說源於上世紀80年代提出的一個精彩的理論,但科學家們直到2000年才在大西洋底發現了第一個深海堿性熱液噴口,證明這種假想中的白煙囪確實存在。因為深海環境很難在實驗室裏復現出來,所以這個假說很難被實驗所驗證,但該假說的支持者們堅信他們的理論更有道理,一直在不斷地改進實驗技術,終於在克服了種種困難之後,發現了一個又一個新的證據,證明白煙囪極有可能就是人類尋找了幾千年的生命搖籃。

木星冰衛星探測器「果汁」奔赴木星(示意圖)(視覺中國 供圖)

如今的科學家們大都喜歡強調實驗的重要性,這個觀點當然沒錯。但白煙囪假說的發展史恰好說明一個邏輯完美的理論很可能更加寶貴,因為實驗技術是在不斷更新的,如果你的理論有道理,那麽你早晚會找到驗證它的辦法。 但如果你的理論邏輯不通,漏洞百出,那麽即使當前的實驗證明它可能為真,將來也會被更加高級的實驗技術否定掉。

「果汁」和「歐羅巴快艇」就是驗證白煙囪假說的最新的實驗方法,可惜我們至少還需要等上10年的時間才能知道結果。 一些樂觀的科學家相信,只要這兩個探測器成功到達木星冰衛星並傳回數據,無論數據是好是壞,我們都將會揭開生命起源的秘密。到那時,我們將會知道生命到底是不是宇宙中普遍存在的自然現象,以及生命是不是只有一種可能性。如果這兩個問題的答案都是肯定的,那麽地球生命的起源之謎就將被揭開,困擾人類幾千年的終極問題也將找到答案。如果其中一個問題的答案是否定的也沒關系,我們將會知道我們距離答案還有多遠,並找到新的實驗方法加以驗證。

不管最終結果怎樣,有一點是可以肯定的,那就是包括人類在內的所有地球生命全都來自一個共同的祖先。 我們有著共同的遺傳密碼、共同的能量貨幣、相似的細胞結構,因為我們在幾十億年前同是一 家人。地球生命之所以前進演化出了動物、植物和微生物這幾大類別,以及成千上萬個不同的物種,並不是為了彼此之間相互競爭,而是為了幫助家庭成員們更好地適應新的環境,以便讓地球生命這個大物種能夠在宇宙中更長久地延續下去。

【宇宙的奇跡】劇照

還有一點幾乎也是肯定的,那就是生命絕不只在地球上誕生了一次,而是在所有可能的地方都結出了碩果。 生命就是宇宙演化歷程中必然會發生的一種自然現象,因為生命不但不違反熱力學第二定律,甚至可以說是這個熵增定律的必然結果。生命和非生命之間也並沒有一條明確的界限,構成生命的化學反應在生命與非生命之間形成了一個連續的譜系,遵循著相同的規律,這就是達爾文提出的自然選擇學說。換句話說,達爾文演化論不但可以用來解釋生命的演化,還可以用來解釋世間萬物的存在與變遷。宇宙之所以變得越來越復雜,其背後的理論基礎就是自然選擇下的適者生存,一點也不神秘。 而生命就是被大自然選擇出來的適者之一,生命的起源不需要神跡,只需要一點點運氣而已。

最後,也是最重要的一點,那就是即使我們在木星冰衛星上發現了生命,它們也不可能是像人類這樣具備高等智慧的生物。事實上,已經有越來越多的證據表明,銀河系裏幾乎不存在像我們人類這樣的智慧生物,即使存在的話也離我們太過遙遠,我們在可預見的將來沒有任何可能與他們建立有效的聯系。所以,請大家做好心理準備吧, 人類很可能是宇宙中孤獨的存在,我們既沒有朋友也沒有敵人,只有我們自己。

如果你打心眼裏明白了這個道理,明白了宇宙是如何前進演化的,生命又是怎麽來的,不同物種彼此之間是怎樣的一種關系,你就會相信世界萬物合為一體,我們互相支撐,彼此榮耀,這就是生命的意義。

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