如何能證明外星生物真的存在?科學家:拍張照片 什麼能讓你相信外星人的存在?這個問題是近期在美國加州史丹佛大學召開的天體生物學會議上提出的,與會專家提出一些觀點,例如:行星大氣層中獨特氣體成分,行星表面怪異的熱量梯度,勘測到這些信息或許能證明外星生命的存在。但是這些均不具備確鑿的說服力,其中一位科學家提出了解決方案——對外星人拍張照片!

外星生命是科學界一個充滿謎團和誘惑力的話題,如果存在比地球人類更先進的外星種族,它們或許是親近友好的,像科幻電影中描述的發生「第一次接觸」,但也有可能它們是宇宙中遊蕩的侵略者,登陸地球之後將帶給人類滅頂之災……

如果我們看到外星生物,如何識別它們?

這些問題距離人類現實生活太遙遠,從最基礎的角度來講,什麼能讓你相信外星人的存在?這個問題是近期在美國加州史丹佛大學召開的天體生物學會議上提出的,與會專家提出一些觀點,例如:行星大氣層中獨特氣體成分,行星表面怪異的熱量梯度,勘測到這些訊息或許能證明外星生命的存在。但是這些均不具備確鑿的說服力,其中一位科學家提出解決方案——幫外星人拍張照片!

當場某些專家笑出聲了,一些專家低聲點頭表示贊同,的確!拍攝一張外星人的照片是最令人信服的證據,這是證實地球人類並非宇宙唯一高等智慧生命的絕佳方案。

如何能證明外星生物真的存在?科學家:拍張照片

科學家描述最可能的外星生物長什麼樣?

外星人究竟長什麼樣?人們可能首先聯想到科幻電影中滑稽可愛的小綠人,或者會想到恐怖片《異形》中能夠瞬間吞食人類的外星怪獸。目前,科學家描述了一張迄今「最靠譜」的外星生物圖像,稱它們命名為「Glipgloops(結狀變異蟲)」。

為什麼這張圖像會具有強大的說服力呢?依據圖像描述,如果我們在外星球上發現它時,或許只把它露出地面的部分當作岩石。在浩瀚的太空環境,某顆行星環繞恆星運行,其表面潛在的生命形式將是非常奇特,遠超出人類想像空間。那麼,我們可以從哪些特徵知道它是生命?這個問題和答案與我們對外星人的搜尋密切相關,也與我們期待發現的外星生命有關。

天體生物學,是科學家對其它星球上潛在生命的研究,現已從生物學、化學和天文學的邊緣學科發展成為領先的跨學科領域,吸引了來自全球各地頂尖機構研究人員的關注,並且獲得來自美國太空總署和商業機構資助的大筆研究資金。但是天體生物學家究竟在尋找什麼?我們怎麼知道何時喝香檳慶祝一下?

如何能證明外星生物真的存在?科學家:拍張照片

生物外觀特徵源自生物適應性

生命和非生命形式之間的區別在於它們的「外觀設計」。對於活體生物,從最簡單的細菌,到高大的紅杉樹,它們都有大量複雜部分結合在一起,使得生物體保持正常工作。

你可以想一下,你的手、心臟、脾臟、線粒體、纖毛、神經細胞、腳趾甲,都能協同運行,與人體行為保持同步,完成日常的行走、吃飯、思考和生存……相比之下,即使最美麗的自然岩層,它仍然不是活體,也不及單個菌細胞一小部分結構的複雜程度,菌細胞能夠協調運行,有助於細胞分裂和繁殖。

與灰塵和風等自然元素不同,生命試著做一些事情——吃食物、生長、生存和繁殖後代。如果你嘗試擠扁一隻彈性蟲子,你就會知道生物體並不需要複雜思維來使自己倖存下來,往往它們的生存意願都是一種本能。例如:為了尋找食物和躲避掠食者,松鼠會從一個樹枝跳躍到另一個樹枝;植物為了生存下來,將「試圖」朝向太陽光線的方向,並從土壤中盡最大可能吸取營養物質。

活體生物不僅由許多複雜部分構成,而且所有這些部分都有共同的目標——生存與繁殖。這種複雜結構和明顯目的結合在一起,也被人們稱為生物適應性,可用於定義生命特徵。當我們看到Glipgloops外星生命圖像時,正是這種生物適應性讓我們感到震驚,我們從中清楚地看到普通岩石與令人興奮的外星生命結構設計之間的差別。這對於我們而言是個好消息,因為只有一種方法才能獲得這樣的結構設計——自然選擇。

如何能證明外星生物真的存在?科學家:拍張照片

變異、遺傳和差異成功

當外星生命具備一些元素(例如:細胞、複製因子、假想物種Glipgloops的生理結構),以及表現出3種特性(變異、遺傳和差異成功),自然選擇就會發生,這一過程源於生命存活本能,因此科幻電影中描繪外形像人類的小綠人,它們存在的科學依據並不充分。

目前科學家描繪的Glipgloops圖像非常有意思,讓人們擁有充足的想像空間,一些Glipgloops生育了一些長眼莖幼蟲,這是變異所致,它們比普通幼蟲長著更長的眼莖。之後長眼莖幼蟲成熟繁殖出更多的長眼莖幼蟲,這是變異遺傳的結果,這些長眼莖Glipgloops將不滿足地下棲息環境,從甲烷洞鑽出去,探索地面環境,並繁殖更多的後代,出現了變異相關的差異成功。最終結果是,隨著時間推移,Glipgloops進化形成細長的眼睛。

通過以上這個假想物種進化例子,可說明自然選擇決定物種外觀的發展過程,在每一時刻、每一代的出生,只有具備更好繁殖能力的個體才能被自然「選擇」。隨著時間推移,種群會逐漸演變成具有繁殖目標的結構設計,這是非常精確的,因為自然選擇標準總與身體結構設計相輔相成。

你可以想像一下,一輛汽車所有零件都需要不同的藍圖設計,最後你將無法製造出一輛完全相同的汽車。這體現了自然選擇不可動搖的定律——基因對後代具有的遺傳作用,才使得沒有設計師的情況下,從自然選擇和適者生存的角度出現「最合理的物種結構設計」。

事實上,自然選擇的標準非常一致,以至於一個有機體被設計成為只能為後代貢獻基因的「繁殖機器」。這就是為什麼我們未能發現為物種整體利益而犧牲的生物,一般來講,生物個體都是自私的,以犧牲其他個體作為代價,保證自己繁殖連續性是一種很好的基因傳遞途徑。有時,我們確實會在大自然中看到「犧牲和協作」,但是該現象只出現在協作對自己有益處的情況下,或者犧牲對你的合作方有利的時候。例如:作為具有共享基因的蜜蜂,蜜蜂心甘情願為蜂后(它們的母親)犧牲,如果蜂后可以生育100隻雌性後代,它們都會攜帶蜂后一半的基因。這些特質將產生更多的基因表現,同時個體在什麼時候以及做出多大程度的犧牲的相關計算,都是非常精確和嚴格的。這就是為什麼進化生物學家可以建立數學模型正確預測雌鳥可允許多少隻幼鳥生活在鳥巢中,以及黃蜂吃掉自己兄弟姐妹的概率。這種自然選擇嚴格算法對於天體生物學家而言同樣具有很大的研究價值。

如何能證明外星生物真的存在?科學家:拍張照片

自然選擇和進化數學理論預測外星生命

一個思考方式將揭曉外星生物進化:生命而其外觀設計而變得特殊。在沒有「設計師」的情況下,獲得生物外觀設計唯一的方法就是自然選擇。因此,外星生物一定自然選擇的產物。自然選擇遵循某些規律,只能產生特定種類的生命形式,因此,天體生物學家可以利用自然選擇和進化數學理論,預測外星生命的存在。

科學家描繪的Glipgloops也算是生命嗎?人們看到這張圖片時肯定會產生這樣的疑問,顯然這僅是科學家對外星球最簡單生命形式的預測,並不代表外星生命的智慧等級一定能超越人類。但是我們能夠看到即便是像細菌一樣簡單的生物,也無法脫離自然選擇。即使是後生物時代、掌握高科技的外星人,最終也是自然選擇的產物。但是我們需要考慮一個邊緣性情況:想像一下,在一個完全陌生的星球,有大量複製分子,就像微型裸體基因一樣,如果它們複製自己的基因,並且每次複製都是非常完美,沒有變異和差異成功,那麼,它們就不會獲得自然進化。

Glipgloops圖像非常有價值

這算是生命嗎?也許吧,但它們並不會讓科學家感興趣。首先,沒有發生變異,生命分子永遠不會改變,或者變得更具適應性,或者進化成為更有趣和更複雜的生物形式。在遙遠行星上發現微小的細菌或者體形碩大的熊,意味著宇宙中可能存在各種外形和大小的生命。這些複製因子不會有任何價值和意義,更有問題的是,它們的存在很可能短暫的——沒有自然選擇,它們將無法適宜所在星球發生的變化,因此在人類發現它們之前就消失滅絕。

自然選擇的論證是強而有力的,即使在邊緣情況下也能適用。這使我們能夠使用地球作為預測生物進化的工具來預測其它地方的生命發展。

之前天體生物學領域的研究是從從地球上發生的進化推斷作出的科學結論,這可能會限制我們的視野,使我們只注意到某些特定方面,例如:DNA或者碳基生命,這都不會影響到其它星球。另一方面,自然選擇是普遍存在現象,它不依賴於DNA(值得注意的是,查爾斯‧達爾文對基因概念並不知曉)、碳化學或者水的存在。它的運行非常簡單,只需要一些成分——這是創造生命的唯一方法。

科學家描繪的Glipgloops圖像非常有價值,能夠呈現一定的精神意象,圖中的生物結構是為適應周圍環境而設計的。但是我們依據這張圖像就聲稱外星人是長有眼睛、四肢,身體是綠色的,這不是較好進化論所做出的預測結果,但是依據自然選擇論,外星生物的外觀結構、生存目標和進化路徑都是受限的。 

我們的研究小組依據這幅草圖想像出一種結節狀外星生物,並開玩笑地稱它為「octomite」,它曾是一個單獨存在的實體,為了生存、繁殖和進化而努力,我們如何識別外星人呢?它將包括一個實體層次結構,每個較低級別的利益與上層等級的組成保持一致,我們設想的這幅圖像將展示勞動分工,各個部分以相互依賴的方式從事不同任務。

將生物進化理論納入我們天體生物學工具的工作剛剛開始,關於外星生物,達爾文還能告訴我們什麼呢?或許還有很多,如果這幅圖像如果真的出現在地球上,那麼它對於我們而言是一種全新的物種。但是對於進化生物學學生來講,他們會比較瞭解。

本文授權轉載自網易科技

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