近日，有關某知名明星的黑料引發廣泛關注。一些網友紛紛開始挖掘其過往的種種傳聞，似乎希望揭開這位公眾人物鮮為人知的一面。雖然這些消息的真實性尚不可考，但在熱烈討論的背后，似乎暗藏著人們對名人生活的好奇與一窺究竟的渴望。隨著越來越多的消息被曝光，這場吃瓜盛宴似乎還未結束。

作為地球的“姊妹行星”的火星，因大氣層與地球類似，且清晰發現了水痕跡而備受重視。自1960年以來，人類不斷向火星發射勘探器，經過許多的勘探和剖析，科學家們發現火星在大約40億年前曾是太陽系中最合適生命生計的星球。那么，火星是否可以從頭成為宜居星球，成為人類的第二家鄉？除火星外，坐落火星和木星軌跡之間的谷神星相同引發了科學家們的等待，科學家在這顆由巖石和固態水組成的星球上發現了碳基有機化合物，而這正是生命來歷的要害物質。與此同時，就在不久前，英國牛津大學宣告確認了一顆坐落類太陽恒星宜居帶鄰近的超級地球。這顆被命名為HD 20794 d的“超級類地行星”，其信號初次被捕捉于2022年。科學家以為，這顆超級地球存在液態水的或許性較大。

地球生命的來歷及地外生命是否存在等問題一向令人類入神，不論是科學家、哲學家，仍是普通人。了解地球生命的誕生進程，將使人類長久以來對本身來歷的探究得到答復，也將大大提高咱們對極為雜亂的天然進程的認知。不論是對研討生命的生物學家，仍是對評論人類世界觀構成方法的常識論者來說，想要知道生命及其根本特點都不是一件簡略的事。天體物理學家企圖探究太陽系中的其他天體是否有或從前有生命存在，假定存在的話，那么太陽系之外是否存在“其他地球”，或其他“宜居”星球呢？

以下內容節選自《太陽、地球、生命的來歷：改動地球前期生命史的14個大事件》，較原文有刪省修正。已取得出版社授權刊發。

《太陽、地球、生命的來歷：改動地球前期生命史的14個大事件》，[法]米里埃爾·加爾戈 [法]埃爾韋·馬丁 [法]普里菲卡西翁·洛佩-加西亞等 著，冷偉 梁鵬 林巍等 譯，后浪丨四川科學技術出版社2025年2月版。

世界的千億星系中有一個很特別的星系，在那個星系的千億恒星中有一顆恒星名字叫太陽。太陽的行星中有一顆小小的藍色星球，它所在的方位既不太冷也不太熱，這里是許多生命的家鄉。這顆充滿生機的行星——地球，對咱們來說是絕無僅有的，因為它是咱們人類的星球。可是經過實踐觀測，天文學家現已可以確認，大多數類太陽恒星周圍都有行星系。那么，系外行星或許宜居嗎？

什么樣的星球才是宜居的？

從4.57Ga（10億年）地球在太陽系中誕生到540Ma（百萬年）的寒武紀大迸發，這段前史見證了咱們星球的構成，它在地球物理和地球化學的效果下不斷地被刻畫，終究，生命在這里誕生、演化，乃至改動著地貌形狀。不過，當咱們缺少依據時，不得不拋棄前史剖析而求助于理論假說。

咱們無法從任何遺址中了解這種演化的必定性。不過，咱們確認偶爾性起了決定效果。所以，有沒有其他或許孕育生命的行星呢？抑或是，地球是世界中僅有有生命的星球嗎？

據估計，世界的年紀約為13.7Ga，這也是銀河系第一代恒星的年紀。換言之，從這個時間規范上看，銀河系在世界大爆炸之后不久就構成了。可是，這并不意味著銀河系中一切恒星的年紀與世界的年紀相同大。咱們的太陽只需大約45億歲，誕生于現已90億歲的銀河系。接著，在太陽構成不到2.0Ga，這個藍色星球上就呈現了生命。太陽的壽數是10.0Ga，標明自銀河系誕生以來，數十億顆“太陽”現已構成、演化，最終以行星狀星云的方式被蒸發掉；也標明有數億顆“太陽”同現在的太陽相同，正處于演化之中。這就意味著，假定這些“太陽”周圍也存在“宜居”的星球，即它們其時也滿意了生命來歷的部分條件，那么，現在這些行星（許多此類行星乃至比地球老得多）上也或許有生命寓居。

《太陽、地球、生命的來歷：改動地球前期生命史的14個大事件》內頁插圖。

可是，至少現在看來，即使在整個太陽系，咱們好像仍是“孤單的存在”，咱們只需地球這一個孤零零的樣本。依據這相同本，咱們知道了碳鏈是現存一切生命體中的分子的根本骨架。這并不算是一個約束條件，因為碳是在恒星中生成的，同氧、氮相同，它也是世界中含量最多的元素之一（其含量高出硅元素的10倍）。咱們也了解到，液態水可以說是生命呈現和演化必不可少的條件。相同，水也是世界中常見的分子（如掩蓋在星際塵土顆粒表層的冰）。但即使在今日，咱們也難以定量星際介質中以氣體方式存在的水的豐度（該問題是2009年春歐航局發射的“赫歇爾”號勘探衛星的首要使命之一）。

因而，雖然咱們只了解一種生命方式，但依據世界的組成（原子、分子和聚合物），咱們沒有理由把氨溶液中的硅鏈（硅基生命）等奇特的化學物質當作世界中其他星球存在另一種生命方式的依據。其次，水以液態方式存在是一個根本前提，但這需求特定的溫度和壓力規模。地外生命探究之旅將從這些成分下手：它使咱們可以界說“宜居”的星球應該是怎么樣的（這并不代表已有生命寓居）。咱們需求留意，保持地球生命所需的溫度和壓力規模其實是極為廣泛的。假定咱們添加一個額定約束條件：存在安穩的能量庫（不論是以什么方式，尤其是光及光合效果不存在的狀況下，某些生物可以使用礦物質的化學能），可以為生命體的代謝供給能量。

太陽系中的其他生命。

太陽系具有數以千計的天體（行星、衛星、小行星、彗星等），它們的物理化學性質高度多樣化。近幾十年來的深空勘探項目使得人類可以近間隔觀測這些天體，人們也意識到研討地外生命這一科學問題的雜亂性。首要，從行星離太陽的間隔來看，太陽系有3顆巖質行星是“宜居”的，也便是說，理論上這些行星的外表可以存在液態水：地球、金星和火星。但現實是，只需地球外表存在液態水且孕育了生命。生命呈現的要害要素呈現了：大氣圈及溫室效應的存在。大氣圈中的水經過三態循環（冰/液態水/水蒸氣）完結能量的交流和從其母恒星上取得的光能的交流。

咱們已知道，現在金星的外表溫度大約是500℃，液態水不或許存在，明顯也不利于生命的生計。因為金星間隔太陽較近，且金星大氣中95%以上為二氧化碳，這使得金星大氣圈十分稠密，很或許曾產生失控溫室效應（即因為金星間隔太陽太近，它失去了調控其外表溫度的才干）。

火星的問題是引力過小，因而氣體逃逸功率很高。尤其是水分子，當水汽進入大氣并被太陽紫外輻射光解之后，氫的逃逸將使火星脫水。因而，現在火星大氣圈較薄且首要為二氧化碳，大氣壓很低，不能產生滿意的溫室效應。可是軌跡太空勘探器如ESA的火星快車勘探器的最新勘探成果顯現，火星外表存在堆積層和溝壑，意味著這顆“赤色星球”外表的液態水環境或許曾繼續了10億年之久。如此長的液態水環境足以使生命呈現并演化。假定這樣的話，火星上的生命能否熬過太陽系構成700Ma后產生的強烈的晚期重炮擊呢？抑或是大碰擊導致外表液態水環境的消失？對查找生命痕跡的研討者來說，有一點很走運，火星外表并沒有像地球外表相同遭受到結構活動的不斷改造。因而，咱們仍有望找到古火星生命的殘跡。這便是為什么自1975年的海盜號到現在的勇氣號、機會號、鳳凰號火星勘探器，人類一向積極地在火星地表查找生命痕跡。值得一提的是鳳凰號火星勘探器，它在火星北極冰蓋鄰近發現了掩蓋在表層塵土下的水冰，驗證了火星奧德賽號軌跡勘探器的觀測成果。雖然咱們現在沒有發現火星人，但假定曩昔火星上從前呈現過生命，那么生命仍有或許存在于火星地下還存在液態水的某些旮旯。此外，火星上的地質活動一向很活潑：火星最終一次火山噴射產生在2Ma。因而，現在咱們仍不能徹底掃除火星上存在可為生命供給能量的氧化復原環境的或許性。

伽利略號（Galileo）勘探器于1992年12月7日拍照的月球印象。《太陽、地球、生命的來歷：改動地球前期生命史的14個大事件》內頁插圖。

與火星和金星比較，地球是僅有一個板塊結構運動繼續進行的類地行星。因而，板塊運動或許是生命呈現和演化的重要要素之一。地球的板塊運動使得氧化性物質和復原性物質共存（比方沿大洋中脊的海底熱液噴口），然后在地球內部與外表兩者之間構成了一道能安穩供給化學能的分界面。除太陽能之外，生命也可以使用這種化學能。

不過，板塊運動的首要效果是調控地球的氣候。在地質時間規范上，板塊運動構筑起座座崇山峻嶺并導致了大陸的呈現，陸面的風化效果將大氣中的二氧化碳轉化為碳酸鹽堆積物，之后堆積巖經過海陸邊際的爬升帶進入地幔。與此相反，板塊運動中的火山效果將地球內部的二氧化碳帶入大氣。換句話說，板塊運動在長期規范上調理著地球大氣的二氧化碳調理體系（碳循環），然后使其溫室效應相對安穩。這一特征使地球保持了其外表溫度和液態水環境。一個星球是否宜居，很或許與星球的板塊運動密切相關。

假定金星和火星都不可，那么太陽系其他地方有或許存在液態水嗎？許多盤繞巨行星的冰凍衛星的外標明顯不或許，但這些衛星的內部或許存在海洋。關于冰下海洋的最有力依據是卡西尼—惠更斯號（Cassini-Huygens）勘探器（ESA/NASA）最近在土衛二（恩克拉多斯，土星較小的衛星之一，直徑不到500km）上發現的間歇泉。這些間歇泉的存在有兩層意義：一方面，它標明土衛二冰層外表之下存在液態水；另一方面，它證明土衛二在土星的引力對其構成的潮汐效果下可以供給滿意多的能量來保持其內部的液態水環境。此外，土衛二間歇泉中還發現了氣態二氧化碳和有機分子，這意味著某種不知道生命體內正在進行著某種化學反響，這種反響可以作為其代謝活動的潛在能量。

依據這項發現，研討者以為在沒有陽光的狀況下，土衛二深部也有或許具有為生命代謝活動供給能量的來歷。別的，惠更斯號勘探器在土衛六（泰坦，土星的另一個衛星，也是太陽系僅有有大氣圈的衛星）上沒有發現水的痕跡，卻發現了甲烷海洋。

木星的冰凍衛星—木衛二（歐羅巴，Europe），其巨細與月球差不多，也是太陽系中或許存在生命的星球。木衛二外表掩蓋的冰層上充滿了溝壑，這是冰塊緩慢運動的成果。木衛二內部結構模仿成果標明，木衛二內部存在著海洋。雖然咱們很難知道生命是怎么在這種環境中誕生的，但木衛二已成為幾個旨在查找地外生命的深空勘探項目的方針。

世界中的其他生命？

現在，咱們不知道太陽系其他地方是否也存在生命。但有一點毫無疑問，銀河系具有數十億顆行星（系外行星），不論它們是否圍繞著太陽型恒星運轉，該恒星質量比太陽或大或小然后使行星溫度比地球或熱或冷，在天文學意義上，每一顆恒星都具有一個“宜居帶”，即星球外表或許存在液態水的區域：行星間隔恒星太遠，水將被凍結成冰（假定存在水）；間隔恒星太近，水將被蒸發成水蒸氣。咱們可以經過簡略的計算來確認宜居帶的方位和規模，然后發現是否存在宜居系外行星，而不考慮其質量等特征。2009年4月，研討者依據此規范發現了兩顆新的系外行星（到2009年4月，已發現的系外行星有400顆）。這兩顆系外行星歸于同一行星系（現在這個行星系有4顆行星），它們的質量分別為地球質量的5倍和7倍。它們都圍繞著恒星格利澤581（Gliese581）運轉。這顆恒星與太陽大不相同，因為它的質量只需太陽質量的3/10，為一顆紅矮星，不過其年紀與太陽的適當。

這一成果標明，只依據行星液態水存在的或許性這一單一規范，咱們就可以辨認與地球天壤之別的“宜居”行星，下文咱們會具體評論這將給生物學帶來的嚴重影響。可是，狀況并非如此簡略。地質學家和地球化學家指出，地球外表液態水的存在不只與地球到太陽的間隔有關，還有其他影響要素。比方，即使是在上述界說的“宜居帶”之外的星球上，溫室效應形成的熱力逼迫效果也或許使星球外表溫度保持在冰點以上。此外，板塊運動的存在也會影響溫室效應，然后影響行星的宜居性。換句話說，上文引進的“宜居帶”概念（天文學意義上的宜居帶）是依據行星所需的最低能量之上進行界說的。這便是咱們對。宜居帶。規模之外的天體也感興趣的原因。不論是系內行星（如行星的衛星們，詳見上文土衛二和木衛二）仍是系外行星，咱們都需求加強對其內部結構和內部動力學的研討（現在在這類行星數量有限的狀況下是或許完成的）。

假定咱們使用光譜技術研討這些天體的大氣圈，潛在“宜居”系外行星帶的規模或許會進一步擴展。在系外行星大氣圈中，氧氣、臭氧及甲烷或氨氣等復原性氣體的存在也可以作為星球上代謝存在的有力依據。現在，經過地上觀測站對系外行星的光譜剖析研討，研討者發現系外行星大氣圈中或許存在水。不過，咱們或許有必要比及可以發射極端精細的衛星時才干確認，這是2025年的使命方針。為了取得系外行星的光譜信息，然后證明上文提到過的分子“代謝標志物”（“生物標志物”）的存在，ESA擬定了“達爾文”方案（Darwin），NASA也籌劃了“類地行星查找者”（簡稱TPF）工程。

最終，對生物學家來說，“宜居星球”有必要滿意現代生命所需的物理化學條件。這些根本條件需求經過研討地球生命生計的極限條件來確認，這意味著存在液態水（但并不局限于地表水，也可所以地下海洋，如上文所述）、適合的溫度（介于0~110℃）及能量源。能量可所以光能，也可所以氧化復原反響產生的化學能，不過后者要求氧化性物質和復原性物質共存。除了上述條件，還有一個條件：行星的地質活動也比較活潑。

生命：世界的偶爾仍是必定？

地球上的生物學家或許需求考慮地球生命的來歷和演化問題，但對哲學家、化學家、地質學家、天文學家來說，一個根本問題至今仍未得到答復：地球生命在世界中是否絕無僅有？是偶爾性的產品（1965年諾貝爾生理學或醫學獎得主雅克·莫諾的觀念）？抑或具有必定性，即當生命所需的物理化學條件都呈現時的必定成果（1974年諾貝爾生理學或醫學獎得主克里斯蒂安·德迪夫的觀念）？

假定某一天咱們在另一個行星系中也發現了生命，或許就可以找到生命來歷問題的答案。可是，即使暫時不論雅克·莫諾的急進態度，咱們好像也無法徹底附和克里斯蒂安·德迪夫所倡議的那種“必定性”，因為這種觀念也存在許多問題。讀者可以自行判別。

假定有一天，咱們可以證明生命的呈現并非地球上才產生的共同現象，那么不可避免地呈現了另一個問題：毫無疑問，世界中存在許多的宜居行星，生命在世界中仍然稀有仍是具有必定性和普遍性？假定是后者的話，生命呈現乃至生計的這些根本條件是否可以被準確認義呢？單純從物理化學條件（液態水及有機分子的存在）來看，咱們或許可以對其進行界說，因為這些成分遍及世界的各個旮旯，且含量豐厚。可是，只需地球生命的來歷進程尚未可知，咱們就很難給出清晰的答案。

《史前星球》第一季（2022）劇照。

即使咱們可以答復前面的問題，那么咱們或許勘探出來的地外生命又是怎么進行演化的呢？咱們已勘探到各式各樣或許含有液態水的行星，必定有許多潛在宜居星球盤繞著格利澤581這樣的恒星運轉。因為這類恒星較冷（比較太陽的5900K，該恒星外表溫度僅為3500K）且在紅外波段和紫外波段的輻射都大大強于太陽（存在活動劇烈的色球層），其周圍行星上的生命所遵從的演化途徑很或許與地球生命的大大不同。能量交流又將怎么進行？它們的機制和功率怎么？會有何種光合效果？演化的速度會有多快？生命會演化到什么姿態？與太陽不同，0.3M☉（太陽質量）的恒星的壽數近乎永生！現在還有許多懸而未決的問題待解開。

假定將來咱們的確發現了地外生命的牢靠痕跡，或許咱們就能給出這些問題的答案。咱們乃至或許經過這種非同小可但直接的手法來了解地球生命的來歷，也便是咱們人類的來歷。這豈不是一件很有意思的事。

原文作者/［法］米里埃爾·加爾戈 ［法］埃爾韋·馬丁 ［法］普里菲卡西翁·洛佩-加西亞 等。

摘編/何也。

修改/何安安。

校正/劉軍。