我們今天開(kāi)始講外星生命，科學(xué)精神中有一個(gè)很重要的概念希望大家記住，那就是在討論一個(gè)重要概念之前，要先把這個(gè)概念給定義清晰，只有概念清晰了，才能進(jìn)行有效的討論。否則就很容易陷入你說(shuō)你的、我說(shuō)我的那種尷尬境地。所以，我要先把外星生命的定義給說(shuō)清楚。所謂外星生命就是地球以外的符合人類(lèi)現(xiàn)有認(rèn)知水平的生命。比如，我們所知的任何生命都離不開(kāi)液態(tài)水，并且都是基于化學(xué)元素碳（C）的有機(jī)分子組合成的復(fù)雜有機(jī)體。那有些同學(xué)可能就要發(fā)問(wèn)了？憑啥外星生命非要和我們地球上的生命形式一樣呢？地球上的生命都是以碳元素為基礎(chǔ)的，那說(shuō)不定外星生命是以硅元素為基礎(chǔ)的呢？憑什么外星生命也一定需要水呢？這就是科學(xué)思維和普通思維最大的區(qū)別之一，真正的原因不是科學(xué)家一定要把水設(shè)定為生命之源，而是科學(xué)誕生的幾百年以來(lái)，經(jīng)過(guò)科學(xué)家的最大努力，也依然無(wú)法找到任何離開(kāi)液態(tài)水，可以保持活動(dòng)狀態(tài)的生命的證據(jù)。科學(xué)思維的第一條就是質(zhì)疑，當(dāng)然包括對(duì)液態(tài)水是否是生命必要條件的質(zhì)疑，歷史上有無(wú)數(shù)的科學(xué)家都質(zhì)疑過(guò)這一條。但如果僅僅只是質(zhì)疑，那還不能叫做科學(xué)家，也不能稱(chēng)為科學(xué)思維。比質(zhì)疑更重要的第二條就是需要探索和實(shí)證，經(jīng)過(guò)了一百多年的努力探索，這種努力到現(xiàn)在其實(shí)也沒(méi)有停止過(guò)。但是很遺憾的是，我們沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何可以脫離液態(tài)水而保持活動(dòng)狀態(tài)的生命，既沒(méi)有找到直接的證據(jù)，也沒(méi)有找到間接的證據(jù)。所以，在現(xiàn)有的情況下，我們?cè)趯ふ彝庑紊臅r(shí)候，只能把液態(tài)水作為生命存在的必要條件。還有一個(gè)用同樣邏輯推導(dǎo)出來(lái)的必要條件，就是任何生命都需要能量來(lái)維持活動(dòng)。要存在提供能量的物質(zhì)也是必要條件之一。實(shí)際上，從未有科學(xué)家否認(rèn)過(guò)宇宙中存在這人類(lèi)未知的生命形式，相反，大多數(shù)科學(xué)家，包括我在內(nèi)，也都相信未知生命形式是存在的。但問(wèn)題是既然它是未知的，那么我們?cè)趺凑務(wù)撍兀坑趾握勅ふ夷?？未知就意味著一切可能，而一切可能其?shí)是對(duì)具體的科學(xué)活動(dòng)沒(méi)有指導(dǎo)的?！耙磺薪杂锌赡堋辈贿^(guò)是“啥也不知道”的一種好聽(tīng)的、等價(jià)的說(shuō)法而已。一場(chǎng)理性的談話或者理性的探索活動(dòng)，只能建立在已知的條件下，慢慢往前探索，對(duì)于未知的生命形式，只能排除在科研活動(dòng)之外。在我后面的討論中，當(dāng)我說(shuō)“外星人”時(shí)，指的就是具有智慧和文明的外星生命。有關(guān)外星生命的謎團(tuán)恐怕與著名的哲學(xué)三問(wèn)同樣基本。哲學(xué)家經(jīng)常問(wèn)的三個(gè)問(wèn)題是，我們是誰(shuí)？我們從哪里來(lái)？我們要到哪里去？而科學(xué)家往往會(huì)追加第四個(gè)問(wèn)題：我們?cè)谟钪嬷惺枪陋?dú)的嗎？在這個(gè)問(wèn)題中，又包含了兩個(gè)重要的世界未解之謎：太陽(yáng)系中有外星生命嗎？宇宙中有外星人嗎？我們先從太陽(yáng)系開(kāi)始說(shuō)起。在1965 年之前的 100 多年中，人類(lèi)是堅(jiān)信太陽(yáng)系中還有外星生命的，并且天文學(xué)家們還相信在火星上住著火星人，它們的文明程度不亞于地球人。這是因?yàn)?，以意大利的亞帕雷利、法?guó)的弗拉馬利翁和美國(guó)的洛威爾為代表的天文學(xué)家們，都聲稱(chēng)通過(guò)望遠(yuǎn)鏡看到了火星運(yùn)河，甚至是火星上隨著季節(jié)變化的“莊稼”。然而，1965年，美國(guó)人發(fā)射的水手四號(hào)火星探測(cè)器成功地近距離掠過(guò)了火星，種種關(guān)于火星運(yùn)河和火星人的幻想都破滅了，火星是一顆毫無(wú)生機(jī)的荒涼星球。隨著一顆又一顆的宇宙探測(cè)器被發(fā)往太陽(yáng)系的各顆行星，人類(lèi)已經(jīng)把所有可能存在生命的太陽(yáng)系大行星或者大行星的衛(wèi)星都探訪了一遍，現(xiàn)在，我們已經(jīng)可以肯定地說(shuō)，太陽(yáng)系中不存在外星智慧文明。但這并不意味著太陽(yáng)系外星生命之謎也得到了破解，恰恰相反，最近這幾年的太空探索活動(dòng)讓科學(xué)家們對(duì)這個(gè)謎團(tuán)更加著迷了。現(xiàn)在，人類(lèi)的目光聚焦到了三顆最有可能存在外星生命的星球上，他們是：火星、土衛(wèi)二（也叫恩克拉多斯）和木衛(wèi)二（也叫歐羅巴）。我們先講火星。這是人類(lèi)最為之著迷的外星球，沒(méi)有之一。從 1960 年蘇聯(lián)發(fā)射第一顆火星探測(cè)器開(kāi)始至今，人類(lèi)就幾乎沒(méi)有中斷過(guò)朝火星發(fā)射探測(cè)器。蘇聯(lián)、美國(guó)、俄羅斯、歐空局、日本、中國(guó)、印度都曾經(jīng)發(fā)射過(guò)火星探測(cè)器，截止到 2017 年，一共有55 次發(fā)射，成功率大約是 45%。日本在 1998 年發(fā)射的希望號(hào)和中國(guó)在 2011 年發(fā)射的螢火一號(hào)都失敗了。在 25 顆成功的火星探測(cè)器中，有 6 顆成功地登陸了火星，全部是美國(guó)人發(fā)射的[1]。第一個(gè)成功踏上火星地表的探測(cè)車(chē)是1997 年7 月 4 日成功登陸火星的火星探路者號(hào)，人類(lèi)終于首次清晰地看到了火星的地表，那是一個(gè)看上去一片紅色的戈壁，到處布滿了大塊大塊的巖石。要在火星上找到生命的第一步就是找到液態(tài)水，這是人類(lèi)已知生命形式中絕對(duì)不能缺少的材料。那么，我們有沒(méi)有在火星上找到水呢？2015 年 9 月 25 日，星期五，美國(guó)宇航局突然發(fā)布了一篇新聞稿[2]，只有寥寥數(shù)語(yǔ)，但是內(nèi)容絕對(duì)勁爆，上面說(shuō)：“NASA 宣布已經(jīng)解決了火星的未解之謎，一項(xiàng)重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)下周將在 NASA 總部揭曉，我們周一見(jiàn)”[3]。好一個(gè)周一見(jiàn)，吊足了人們的胃口，在我印象中，美國(guó)宇航局還是第一次這么干。于是，全世界的科學(xué)迷都在熱烈地討論著周一到底要宣布什么重大發(fā)現(xiàn)。難道說(shuō)，NASA 在火星表面發(fā)現(xiàn)了地外生命？沒(méi)有什么發(fā)現(xiàn)還能比這個(gè)更重大的了。但是，我當(dāng)時(shí)就覺(jué)得不可能，因?yàn)槿绻媸前l(fā)現(xiàn)了地外生命，那么召開(kāi)發(fā)布會(huì)的應(yīng)該是白宮而不是 NASA。細(xì)心的人注意到了一個(gè)細(xì)節(jié)，在參加新聞發(fā)布會(huì)的專(zhuān)家名單中，有一個(gè)叫歐嘉（Lujendra Ojha）的名字赫然在列，這位歐嘉先生當(dāng)時(shí)只有 25 歲，是名 90 后，他 21 歲時(shí)就登上了全球的頭條新聞。因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)了一組火星隕石坑的照片，顯示在比較暖和的月份里，火星上有液態(tài)鹽水流動(dòng)。他和另一位專(zhuān)家麥克埃文一起寫(xiě)了一篇論文，發(fā)表在了頂尖期刊《科學(xué)》上。21 歲就能在《科學(xué)》上發(fā)論文，這非常了不起。那么，NASA 的這次發(fā)現(xiàn)會(huì)不會(huì)跟水有關(guān)呢？其實(shí)這之前關(guān)于火星上有水已經(jīng)有了不少突破性的發(fā)現(xiàn)了。大約 40 年前，科學(xué)家們根據(jù)照片推測(cè)火星有著大約 3200 米厚的極地冰蓋，很可能保留著沒(méi)有被蒸發(fā)掉的剩余的水分。2010 年在對(duì)火星氣候變化的研究中，則發(fā)現(xiàn)了地下水的間接證據(jù)。而好奇號(hào)探測(cè)器 2013 年發(fā)現(xiàn)每立方英尺的火星土壤中有 2% 的水分子。但是，這一切都不是火星上有水的直接證據(jù)。科學(xué)中，最重要的就是證據(jù)。一切科學(xué)新發(fā)現(xiàn)都要用證據(jù)來(lái)說(shuō)話。令人無(wú)比煎熬的三天終于過(guò)去了，周一到了。發(fā)布會(huì)來(lái)了[4]。答案也揭曉了，首席科學(xué)家邁耶鄭重宣布：在某些條件下，我們?cè)诨鹦巧险业搅艘簯B(tài)水。這里我補(bǔ)充說(shuō)明一下，這次發(fā)現(xiàn)的仍然是高濃度的鹽水。美國(guó)《國(guó)家地理》雜志在報(bào)道時(shí)用了“最具權(quán)威的、最可靠”的一詞[5]。這個(gè)證據(jù)是什么呢？原來(lái)，通過(guò)火星探測(cè)軌道器上的成像光譜儀，研究人員在火星山坡表面找到了水化礦物的痕跡，從這些斜坡表面能看到一些神秘的條狀紋路。在溫度比較高的時(shí)候，這些條狀紋路的顏色會(huì)變深，似乎隨著陡峭的山坡往下流；而在溫度較低的時(shí)候，這些條狀紋路顏色會(huì)變淺[6]。當(dāng)溫度超過(guò)零下 23 攝氏度時(shí)，它們會(huì)出現(xiàn)在火星上的幾個(gè)位置，而溫度更冷時(shí)，它們就消失了。含水的鹽會(huì)降低鹽水的冰點(diǎn)，就像在地球上，我們往道路上撒鹽，冰雪會(huì)融化的更快?？茖W(xué)家們表示，這可能是淺層的地下水流動(dòng)，有足夠的水慢慢流向表面，才能解釋得通條紋的變深。既然火星上有水，那么火星上有生命嗎？早在 2013 年時(shí)，NASA 通過(guò)對(duì)比火星表面的巖石樣本后發(fā)現(xiàn)，火星在遠(yuǎn)古時(shí)期存在支持微生物存活的環(huán)境[7]?，F(xiàn)在有了水，微生物存活的可能性就更大了。另外，衛(wèi)星曾經(jīng)拍到過(guò)一組照片，從照片上可以看到火星地下洞穴的入口[8]，現(xiàn)在這些洞穴中，就有可能存在水坑，里面是否會(huì)存在生命呢？我們現(xiàn)在不知道。火星生命之謎是目前行星科學(xué)中最有份量的未解之謎之一，我們期待著更多好消息的出現(xiàn)。下一集我繼續(xù)給你講太陽(yáng)系中另外兩顆迷人的星球，木衛(wèi)二和土衛(wèi)二，也就是歐羅巴和恩克拉多斯。[1]https://en.wikipedia.org/wiki/Exploration_of_Mars#Timeline_of_Mars_exploration[2]https://www.nasa.gov/press-release/nasa-to-announce-mars-mystery-solved[3]https://heavy.com/news/2015/09/is-nasa-going-to-announce-mars-has-flowing-liquid-water-life-ocean-mystery-solved-press-conference-how-to-watch-livestream/[4]https://v.qq.com/x/cover/el7mouselxpimp4/l0169yj54b4.html?[5]https://news.nationalgeographic.com/2015/09/150928-mars-liquid-water-confirmed-surface-streaks-space-astronomy/[6]https://www.nasa.gov/press-release/nasa-confirms-evidence-that-liquid-water-flows-on-today-s-mars[7]https://mars.nasa.gov/resources/5123/[8]https://www.space.com/3632-mars-caves-targets-search-life.html