宇宙中其它生命会是什么模样？

北京时间 12 月 24 日消息，据国外媒体报道，外星生命假如真的存在，也许会令我们大吃一惊。但如果外星生命与我们习惯的生命形式相去甚远，我们短期内也许很难探测到它们。

在我们开始发挥想象力之前，首先说明一点：本文中对生命的定义是任何能够自我持续的化学反应网络，能够代谢环境能量，并可以按照达尔文的自然选择规律生殖繁衍。此外，本文的讨论范围限定在宇宙视界范围内，即一个以光线从宇宙 138 亿年前诞生至今行进距离为半径的球体。考虑到宇宙膨胀，这一半径约为 460 亿光年。因此这里不涉及对多重宇宙的设想，尽可能实际一些。

宇宙的普适性

现代科学最惊人的发现大概是，同一套物理和化学定律在宇宙各处均适用。如今，我们已经能够对数十亿光年之外的恒星和"婴儿期"星系展开观测，结果发现它们所含的化学元素与太阳别无二致（只是比例不同），演化规律也与太阳完全相同。

由于物理定律的普适性，大多数恒星周围都有行星伴随，行星周围也通常都有卫星包围。每颗星球都是一个单独的世界，有着不同的物理性质和化学组成。这些行星有大有小，有岩质有气态，有的拥有许多卫星、有的则一颗也无，有的倾斜角大、有的倾斜角小（地球与垂直方向的倾斜角为 23.5°，天王星则为 97.7°），有的大气层厚、有的大气层薄，气体种类也各有不同。因此宇宙中的世界极其多种多样。仅仅在我们自己的银河系中，就有一万亿个世界，每一个世界都有自己独特的特征。

亿万又亿万

除了银河系外，我们的宇宙中还有成千上万亿个星系，因此总共有 10^22-10^26 个世界。（顺便一提，这一数字接近阿伏伽德罗常数，即一克氢气中所含的原子数。）

考虑到这个无比庞大的数字，我们很容易认为一切皆有可能，生命总会穷尽各种办法存活下去。但事实并没有这么简单。由于宇宙各处遵循的都是同一套物理与化学法则，生命的可能性和可行性也会受其限制。即使出于科学考虑、我们无法完全排除哪些生命形式不可能存在，但我们可以利用这些物理与化学定律推断出哪些有可能存在。

生命的要求

等功能强大的詹姆斯・韦伯望远镜于本周发射升空后，我们在宇宙中搜索生命迹象时，会期待发现些什么呢？虽然没人知道答案，但我们可以做出一些合理的猜测。

生命应当是碳基的。碳是一种很"随和"的原子，比其它原子都更容易形成各类化学键。硅基生命虽然也有可能，但生化特性相对受限。考虑到生命要想蓬勃发展、繁荣兴旺，必须具有较高的灵活性，碳基更有可能作为各种外星生命的基础架构。

生命需要液态水。虽然永久冻土层中存在一些冰冻的细菌，但它们并不算"活着"，因为其新陈代谢处于停滞状态。由于生命本质上来说就是一台生化反应器，溶剂自然不可或缺，这样才能提供离子流动的媒介。氨虽然也可作为这样的媒介，但它在室温下为气态，常压下需低于零下 33 摄氏度才能变为液态。如果行星温度较低、大气层比较稠密，氨就会维持液态，但这也不能保证生物的存在。水是一种极为神奇的物质，透明、无嗅、无味，结冰时体积会膨胀（这一特性对寒冷气候中的水基生物十分重要，因为冰层下会有液态水），也是构成人体的主要成分。

有了这两大限制条件，我们可以总结出，生命的基本要素应当很简单：碳 + 水 + 其它物质（至少要有氮和氢）。但在此基础上的细节便可能千差万别，令我们大开眼界，就像我们发现生活在海底热泉中的生物时一样。这些生物以无机物作为主要的能量来源，而不是阳光。每颗有可能存在生命的行星都有自己的历史。由于行星上的生物史与行星历史密不可分，每颗行星上的生命也都有自己独特的历史。这就意味着，自然选择也会给这些生命的生存施压，使各种外星生命朝着无法预测的方向发展。

多样化的宇宙

行星的多样性和生命演化的意外性共同造就了一个神奇的结果：不可能有两颗行星拥有完全相同的生命形式。此外，生命形式越复杂，在另一个世界中演化出相同、甚至相似形式的可能性就越低。

因此可以断定，我们是宇宙中唯一的人类。虽然理论上来说，宇宙中也许还存在其他双足行走、左右对称的智慧物种，但绝不会像我们一样。

那么智慧呢？虽然对于物种的存活而言，智慧显然是项重要的"资产"，但并不是进化的目的。进化其实并没有什么目的，也没有最终目标。假如恐龙存活至今，它们也不会进化出语言、或者技术发明能力。生命只要能复制繁衍下去就行，但如果有了智慧，就不可能仅满足于生殖繁衍了。

作为生活在一颗生物圈极为丰富的行星上的物种，我们在化学层面上与宇宙密切相连，生命的基础也与宇宙各处并无分别。但与此同时，我们又和这颗星球上其它所有物种一样独一无二。生命是一种无比神奇、无比复杂的现象，从一串碳基编码和一位共同祖先开始，逐渐创造出了如今的万物霜天。而能够了解到这一点，无疑是我们的荣幸。