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本年是人类登月50周年,所以这几天月亮就开端刷屏了,并且风趣的是“登月圈套”这种漆黑照料公然又陈渣泛起,和对人类探究不知道的正面歌颂一同争夺阅览量。

登月圈套大概是本世纪最有名的大众开脑洞现象之一了,但就脑洞质量而言,苏联科学家柴巴可夫与米凯瓦辛提出的“月亮是太空船”理论,则更胜一筹。而美国科幻片《阿波罗18号》则爽性宣称,外星生命根本便是月亮上的土特产,见人变蜘蛛,休眠时变石头,并且月球上的恐惧生命体恰恰便是美国的登月活动戛然而止的真实原因。

尽管《阿波罗18号》在一切天马行空的外星人科幻著作中显得十分粗陋,但细心想想即便是《星球大战》里展示的千百个外星种族也不过便是地球生物的加减变形罢了。

为什么咱们能幻想的外星生命,其实并不怎样出乎预料呢?

确实,细心想想那些闻名的科幻片,《异形》系列里的外星生命相似于恐龙类爬虫类;《来临》《星际觉悟》里的相似于章鱼式的头足纲动物;《异星战场》里的相似于蛛形的节肢动物;更多的则以《E.T》为蓝本,是跟人类相似的灵长目动物,就连《三体》里的三体人也不过如此………

为什么会这个姿态,莫非是那些科幻小说家的幻想力太匮乏了?

咱们先幸运彩票官网3132-外星人当然存在,并且其实还很老套不去斥责科幻小说家的幻想力,而是看看下面几条最基本的科学现实,咱们就理解,假设科幻小说家不想放飞自我,把著作写成神魔小说,他就有必要恪守一些约束,所以“外星生命”其实也古怪不到哪去。

再花哨的外星人,也逃不出门捷列夫的手心

外星生物和地球上的生物相同,也要遭到咱们这个世界中天然规则的约束。

当然,依照一些科学家的主意,咱们的世界不是仅有的,其他的世界有其他元素、粒子和物质,不同的物理和化学规则,它们就不或许构成咱们世界中的生命。

所谓六合之外,存而不管,就单说咱们的世界吧,不管它有多大,起作用的物理和化学规则在这个世界的各个地方都是相同的,外星生命也因此有必要受以下两个规则的约束:

(1)咱们世界中的一切的惯例物质(暗物质以外的物质),包含生命物质,都是基本粒子(电子、质子和中子)依照相同的物理准则构成元素周期表中的近100种化学元素组成的。不管咱们勘探的星系多么悠远,光谱所显现的化学元素都跳不出元素周期表的规模。所以外星生命和地球上的生命相同,也有必要由元素周期表中的元素组成,像电影《黑豹》里从天外掉落的“振金”这种法力无边的元素是不或许存在的。

(2)这些元素也依照相同的物理和化学规则构成原子和分子并且进行化学反响。不管咱们勘探多么悠远的星云,里边的化学物质都可以用相同的化学规则进行解说,并且在地球上实验室中的模仿条件下被出产出来。不管在咱们这个世界的哪个“旮旯”,只需化学反响的条件相同,反响构成的产品也是相同的。

外星人很或许也是“水做的”骨血

为什么呢?首要是因为在咱们的世界中,水简直无处不在,水在世界中简直太多了!恒星中的热核反响会构成许多的氧,使氧成为氢和氦以外最丰厚的物质。所以氢和氧的结合天然会构成许多的水,并且简直无处不在。

水的特性也使它特别合适作为生射中化学反响的介质。水分子是极性分子,可以溶解世界中天然构成的许多化合物,可以活泼地参加各种化学反响。水分子虽小,沸点却很高,要100摄氏度才会变成气体,而甲烷在-161度以上就气化了,这么简略变成气体的物质,很难作为生物的体液,你想想人类假设体液的成分首要是甲烷,那咱们都没方法在地球上生计。

水还有另一个奇特的特性,便是在4摄氏度时密度最高,低于4摄氏度时密度反而下降。水的这个特性使得海洋和湖泊在结冰时,冰浮在水面,液态水反而在冰层下。这就可以维护冰层以下的生物不会被冻在冰里。假设水的密度随温度下降而下降,海洋湖泊就会从底部冻起,终究使整个水体冻透,里边的生物也难以生计了。咱们之所以对木卫二、土卫二这些卫星抱有巨大期望,不便是因为它们的冰壳下面有深海吗。

从这些现实动身,可以以为外星生命应该也以水为介质。科学家在提出“宜居带”的概念时,也是以液态水的存在为规范。

现在关于土卫六的生命勘探是最炽热的论题之一,科学家也确实想象和制作了丙烯腈、氰化氢等物质,有或许构成生命大分子。这就使处处流淌着甲烷的土卫六或许可以成为另一种生命形状的摇篮。可是土卫六上极低的温度使得化学反响不或许快速进行,难以支撑活泼的生命活动。即便这样的生命真能构成,其推陈出新也会是极端缓慢的,很或许停留在单细胞生物的阶段。

硅基生物?别开玩笑了,吐口水都会杀死它们

外星生命很或许也是以碳为根底的。

生命需求的杂乱大分子以贮存遗传信息和催化多种化学反响。而杂乱分子需求安稳的“骨架”,问题是什么元素才干构成这样的骨架。周期表内现在有118种化学元素,只要硼、碳、硅三种元素,能构生长链。

硼原子可以互相相连或许经过氢原子相连,构成笼状的骨架,上面再连上氢原子,构成硼烷,可是这样的分子结构简略且关闭,数量也有限,不大或许成为组成生命的分子,也不见于地球上的生物体中。所以剩余可以考虑的就只要碳和硅。

硅能互相相连构生长链,链上再连上氢原子构成硅烷,还能结合其他元素构成功用基团,所以有人估测有些外星上的生命或许是以硅为根底的。可是硅—氢化合物在水中简略水解,所以这样的生命不能用水为化学反响的介质。再考虑到水在世界中简直无处不在的景象,以硅为根底的生命呈现的或许性不大。否则在世界中络绎,碰上点湿气就要化成片汤,那也太软弱了。

碳原子最合适作为生物大分子的骨架。地球上的生命分子便是最好的比方。碳也是世界中含量第4高的元素。在星际尘土中发现的各种化合物,大部分是含碳或许以碳为骨架的分子。例如糖类、氨基酸、脂肪酸、嘌呤和嘧啶。在其他星球上原始生命构成时,这些化合物,因为含量丰厚,天然也简略被当作生命分子中的首选。

因为这些原因,外星生命有极大或许也是以碳为根底的。当然以碳为根底的生命纷歧定要选用现在地球上生命的方法。比方遗传物质就纷歧定是DNA或RNA,履行催化功用的分子(酶)也纷歧定是蛋白质。可是具有相似功用的生物大分子很或许也是以碳为骨架的。

能量体生命?你是在谈科学,仍是神学

生物体内部的物质组成和外部无生命的环境的物质组成有极大的不同。要构成生命,最基本的条件便是要把生物体的内容物与外界环境分隔。换句话说,开端的外星生命也应当是以细胞的方法呈现的

所谓细胞,其实便是用一层“皮”,把生命体和外界离隔。

在地球上,这是经过细胞膜来完成的。假设外星生命也是在水环境中构成的,相似的细胞膜也是需求的。

例如2001年,美国航空何浩文航天局(NASA)和加州大学桑塔克鲁兹分校(UC Santa Cruz)的科学家协作,模仿太空中的情况,依照星际冰中物质的份额,混合了水、甲醇、氨、一氧化碳,在相似星际空间的温度下用紫外线照耀这个混合物,生成了一些油状物,将其再放到水中时,它们就会构成囊泡,直径10~50 微米,正好是真核细胞的巨细。这个成果阐明,在太空中构成的有机物可以自发在水中构成囊泡结构,这就使得原始细胞的构成成为或许。

出于相同的原理,外星生物要变得更大,也应该走地球上多细胞生物的路途,而不是单个细胞本身变大。也便是说,大型的外星生物的身体也应该是由细胞组成的。多细胞意味着生物体有内环境。坐落身体内部的细胞也有必要有某种方法取得所需物质的供给,幸运彩票官网3132-外星人当然存在,并且其实还很老套某种方法的运送体系是必要的。

或许有人会说,幸运彩票官网3132-外星人当然存在,并且其实还很老套外星人纷歧定是有身体的啊,或许仅仅以能量的方法存在,或许是更高维度的存在……没有形体的生命,或许说没有物质性的精力,假设你说外星生命是这样婶的……我觉得这现已进入哲学,乃至是神学的领域,而不是生物学和科学的评论规模。

外星生命很或许也会运用光能

生命活动是靠能量来驱动的。尽管各种星球上有各种能量方法,例如放射性同位素的衰变、磁场、物体移动的动能、热能,但这些能量方法都难以被生物所运用。可以被生物运用的,只要化学能和恒星的辐射能(包含光能)。

地球上开端的生物或许是经过海底热泉的氧化复原反响开释的化学能生计,可是海底热泉究竟有限,复原物和氧化物的供给也有限,也不是到处都有。生物最安稳牢靠,到处可得的动力,仍是来自恒星的电磁辐射,并且可以接纳这些辐射的能量的分子可以多种多样。在开端的生命形状呈现后,可以进行光协作用的生物迟早会呈现。地球上可以进行光协作用的蓝细菌是地球上最陈旧的生物之一,估量可以进行光协作用的外星生物也会在生命诞生后不久就呈现。并且因为它们有安稳的动力供给,比用氧化复原反响取得能量的生物更有优越性,因此简略开展起来。

因为不同的恒星宣布的电磁辐射光谱不同,用来吸收这些电磁波的色素分子结构也会不相同,因此进行光协作用的外星生物纷歧定是绿色的。假设那个星系的恒星首要发蓝光,那么外星植物很或许是赤色或黄色。

猎人与猎物方法很或许也会存在

有了外星植物,那外星动物的发生也是大概率的。

因为适于进行光协作用的光辐射能量密度很低,经过光协作用堆集有机物质的速度是很慢的。地球上的植物经过亿万年的演化,光协作用的功率现幸运彩票官网3132-外星人当然存在,并且其实还很老套已到达极限,但也需求长时刻的光照才干组成有限的有机物,例如每株小麦就需求几个月的光照,才干组成那十几粒麦粒。而异养的生物仅仅把其他生物现成的有机物拿来,这样堆集有机物的速度就会快得多,也可以进行需求耗费许多能量的生命活动,包含神经活动。

异养是比自养更有用的生活方法。地球上生物的物种中,绝大部分是异养生物。假设在外星上光协作用可以大规模地进行,构成许多的有机物,就会给那些“拿现成”的外星生物供给了时机。在这种条件下,外星的异养生物(相当于地球上的动物)多半会呈现,外星的才智生物也会从这些异养生物中发生。

也或许遵从适者生计的演化

或许有人会说,会不会有一颗星球,十分走运,只生长着植物,没有吃它们的动物呢。

假设外星生命的遗传物质不是原封不动,而是像地球上的DNA那样也会因为各种原因此逐步改动的话,外星生命很或许也要遵从达尔文提出的演化规则,即遗传物质改变的结果会经过天然环境进行挑选,可以习惯环境条件改变的才干生计下来,不能习惯的就被筛选。

试想幸运彩票官网3132-外星人当然存在,并且其实还很老套想,即便地球上没有动物,仍是有那种靠寄生来生计的异养植物啊。外星生物演化的快慢取决于各个星球详细的条件。假设资源不是很丰厚,环境的改变又极端缓慢,或许外星生物会长时刻阻滞在比较初级的阶段上。特别是环绕红矮星旋转的行星,在这样的体系中生物演化的“动力”要比在地球上小得多,估量那里的生物演化也相对缓慢。地球从诞生之日起,阅历了多少“触目惊心”的事情,屡次构成物种大规模的绝灭,一起也使地球上的生物不断演化,终究发生了人这样的才智生物。

天然挑选也包含生物之间对资源的竞赛,因为生物也是天然的一部分。在地球上,捕食与防止被捕食是促进生物演化的强壮动力,假设有异养的外星生物呈现,外星生物也会有捕食者和被捕食者之间继续不断的奋斗,促进两边都不断完善自己。奋斗的行为也会终究进入遗传物质而被固定下来,以便每一代都可以以相同的行为行事。所以假设有外星“人”拜访地球,他们对人类纷歧定是友爱的。就像刘慈欣所说的“漆黑森林规则”那样。

也或许分男女两性

假设外星生物的遗传物质像地球上的DNA相同,也是不断改变的,那么他们也会遇到遗传物质是否可以同享的问题。在地球上,从病毒、细菌到人类,都经过各种方法同享同种或相似生物个别之间的遗传物质,以使遗传物质多样化,更好地习惯环境的改变。有性生殖便是交融两个生物体的遗传物质,当即同享两边的遗传资源,是地球上大都生物,特别是高档生物的繁衍方法可是有性生殖是以减数分裂为条件的,假设外星生命可以开展出自己的减数分裂机制,估量外星生物也会逐步分化出男女两性。

有性生殖需求男女两性的合作,受精卵也经过不断的一分为二的方法开展出新的生物体。外星生命是否或许是三性的呢?三性不只使得寻偶、求偶、交配更为杂乱,并且还会因为个别的密度过低时找不齐三方而无法生殖。因为三方都有否决权,成功的概率会大大下降。并且三性也需求受精卵分为三份的机制,这也是十分杂乱和困难的。出于这些原因,估量外星生物即便实施有性生殖,性别也不会逾越男女两性。

才智必定呈现

因为生计竞赛和演化的存在、因为遗传物质的交流和变异的存在,外星生物就一定会进化出“才智”。在前面谈到生命的偶尔和必定时说过,咱们这个世界其实就比如一个巨大无比的试验场,有或许存在生命的星球有4000 万亿亿颗,如此巨大的基数,加上137亿年这样绵长的时刻,才智生物的呈现是必定的。

因为世界的年纪是137亿年,而地球的前史只要45.4亿年,会有一些行星构成的时刻比地球早得多,上面的生命也更早开端开展,其间一些星球上生物演化的阶段也就或许大大逾越地球上生物的演化阶段,也便是有或许演化出远比人类先进的才智生物,他们的科学技术水平也或许是现在地球上的人类难以幻想的。

在地球上,智力是以神经体系为根底的。动物最巨大的奉献便是开展出了神经细胞和神经体系。这不只大大提高了信息传输的功率,也从神经活动中发生了感觉,再在感觉的根底上开展出了自我认识、心情、智力,人类的智力便是这个开展过程的最高成果。

可是咱们不知道外星生物是否也会开展出用相同机制作业的神经体系。假设他们有不同的信息传输体系,即不运用神经激动的方法,或许他们也不会发生地球上动物,特别是人类这样的动物的感觉和认识,他们处理信息的方法或许也和地球上动物的方法不同。

让咱们想想核算机,核算机处理信息的原理是根据晶体管的,是没有认识的。而人对信息的处理是根据神经网络的,是有感觉和有认识的。可是经过界面,核算机和人类可以进行交流。假设外星生命有和人幸运彩票官网3132-外星人当然存在,并且其实还很老套类不同的处理信息的方法,他们的智力和咱们的智力就会有实质的不同,可是也有或许互相交流。

(以下为小编脑补:不管外星智能生物进化到何种阶段,身体或许说生物结构总存在某种约束,所以不管是他们的身体,仍是认识,终究需求依托某种机器设备来强化。其实人类本身也是如此,人类的大脑容量有上限,而要学习的技术和常识却不断增多,未来人与机器的交融简直是不可防止的。或许有些外星文明现已走过了这个阶段,或许《变形金刚》里的机器人便是某个外星文明留下的肉身消亡后的孑遗。)

为什么科幻里的外星人也没多古怪?

不是小说家们不努力,实在是物理规则太强壮。咱们这个世界虽大,但咱们在小小地球之上,仍然可以用牛顿、爱因斯坦等人发现的规则,核算和预言星球、星系的构成、运动和存亡。

《生命通史》

作 者:朱钦士 著

资深癌症学家厚积薄发的科普巨著,

从微观看四十亿年演化史,

看穿众生万物的生命暗码,

解读基因写就的生命史诗。

- 版权信息 -

修改:王立刚 念慈 黄泓

观念材料来自

《生命通史》

图片来自网络



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