探寻地外生命

——访国家天文台教授、国际天文联合会射电天文专业部主席南仁东

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        ●寻找地外生命是一项非常严谨的科学活动，需要根据我们的经验和知识去探索未知领域。
        ●在确定最有可能存在生命的外星时，最关键的就是要考虑那里是否有水的存在，而火星是最能给人类带来希望和想象的。
        ●科学家们至今没有收到来自外星的通讯回应，并不能证明那里没有理性生命存在，两种原因可能产生这一结果。
         我们要找什么样的“东西”——— 关于生命的界定
        记者：每当仰望苍穹，面对满天星斗的时候都不禁要问，那些星星上是否有“人”，是否有生命和文明存在，也正是这种好奇心和求知欲促发了人类种种猜想，而在科学日益发展的今天，探索地外生命成为一种可能，那么，我们是否已经形成了一门探索外星文明的学科？而这些探索，是否建立在我们相信地外星际一定存在生命或文明的基础上呢？
        南仁东：是的，面对星空，我们的天性经常会发问这样3个问题：我们是谁？我们从哪里来？我们是否孤独？就是地球之外有没有其他的文明社会。2000 年前，古希腊哲学家就提出“泛生论”观点。16世纪，意大利思想家布鲁诺认为，星际间存在着无数的太阳，存在着无数绕自己太阳运转的地球，上面居住着各种生物。20 世纪美国著名哲学家洛夫乔伊的“丰富原理”则认为，凡地球上能够存在的东西，也必然存在于其他某些地方。科技发展到今天，从主流科学来讲，应该会有某一个星球存在智慧生物。为什么这样说呢？因为地球是太阳系里一个非常普通的行星，太阳在银河系里3000亿颗恒星中也十分普通，银河系又是宇宙上百亿个星系中的一个。地球及生命不可能是唯一的；从对生命起源的分析来看，其他星球也存在着产生生命的可能。当然，也有少数人认为地球生命的出现是极为特殊的，其他星球没有生命。正是基于这个好奇心和“存在地外生命”的信念让我们开始运用现代科技知识去进行探索，包括物理学、天文学、地球空间学等等学科的综合运用， 而且， 到目前为止已经形成了一门学科— — — SETI ，即SearchforExtraterresteialIntelligentLife 的缩写，中文意思就是寻找地外理性生命。SETI的主要任务就是用各种射电天文望远镜，向外太空宇宙搜索外星电子信号，寻找可能的外星生命。它是现代生命科学及宇宙科学的前沿。
        记者：我们要寻找地球之外的生命，首先应该界定一下什么是生命，也就是说我们到地球外要找什么样的物质。
        南仁东：是的，生命和非生命之间是应该有一条界限的，我认为所谓生命可以从3个方面界定：第一，生命应该是一个保持（延续）过程。活着的东西应该从它的周围吸收营养，以利于它的保持。第二，生命应该是以碳为基础的。碳元素有4个键，这些键又比较容易同其他元素链接成长而稳定的复杂分子，以吸收、储存和适应周围的环境，这符合生命的第一个条件———保持。第三，生命应该是控制信息组成的一个系统。生命的单元———细胞的行为和复制过程，也就是整个生命的过程都是由一套信息系统控制完成的。作为一个信息控制系统，这些程序都写在细胞核内DNA分子中，生命进化的过程就是依赖于这一信息控制系统的突变与复制。
        记者：您说的这3 点特征是基于我们对地球上生命的认识，那么，有没有可能存在非地球类型的生命？比如说他和地球生命存活的条件完全不同，极度耐寒或耐热，不需要水或氧气等等。我们仅仅找地球类型的生命是不是有局限？
       南仁东：随着科学的不断发现，科学家们感到，地球生命的分布空间比以往想象的要广泛得多，其适应性也要强得多。在许多认为不可能有生命存在的地方如南极的荒原、大洋的冷暗海底及那些高于100℃的洋底热泉附近、强辐射、强酸环境下及地下数千米的岩层中，都发现了依然活着的生命，这些都增加了我们对生命的理解，对于我们探测地外星球的环境和生命的关系提供了更宽的考察范围。有人认为地外有可能存在非地球类型的生命，但是到目前为止，这只是一个想法或假设。因为非地球类型的生命到底是什么样子的，到现在为止我们既未发现也没有人能说清。连是一个什么样的物质都不知道，我们怎么找？找什么？寻找地外生命是一项十分严谨的科学活动，就要根据我们的经验和所有的知识积累去做分析判断，而我们的经验是来自于地球生命演化史，也就是说应该从我们的已知领域出发去探索未知领域。
        记者：那么，在地球上生命的起源、进化，在宇宙中其他星球上同样适用吗？
         南仁东：我们知道，地球是在约46 亿年前由星际气体和尘埃凝结而成的，而地球生命的起源应根据在南非发现的距今36亿年前的微生物化石计算。6 亿年前的三叶虫已经有了非常完整的生命形象。4 亿年之前，生命从海洋爬上陆地。地球在经过36亿年后才出现了理性生命——— 人类。美国的一个非常杰出的天文学家卡尔·萨根先生，他有一种宇宙年的说法，那么我们仿照他这种说法，把地球36亿年漫长的演化历史浓缩成365天，那人类出现也就是最后一分钟的事情，而人类真正走向太空，大规模地影响环境则发生在最后一秒钟。按照达尔文进化论的观点，生命是逐步演化而来，生命一旦起源，将由简单向复杂进化，如果自然提供了足够长的时间，最终将出现理性，我想这是宇宙普遍适用的。早在1952年，美国化学家米勒和尤瑞就曾经做过刺激生命起源的实验。他们把无生命的水、氨、甲烷和氢的混合物放在一个密闭的容器中，以代表地球的原始大气和原始海洋，并用电弧放电来模拟闪电以提供能量。一个星期以后，容器壁上发现了比较复杂的分子，其中还包括构成蛋
白质的两种最简单的氨基酸。这一实验说明，生命发生是需要条件的。他们当时做这一实验时，不知道宇宙本身早已存在这些东西。上世纪60年代毫米波技术的出现，使人们发现宇宙间有非常非常多的构成生命DNA的基本有机分子。可以这样说，地球生命起源并不一定像过去人们分析的那样是从简单的分子开始，其实生命的种子早已飘洒于宇宙太空。所以，有合适的条件，生命一定起源。如果不是这样的话，那我们怎么解释我们地球生命的现象，只能用造物、创世纪的那个办法来解释了。第二，生命一旦起源，就必然长出智慧，因为实践告诉我们，智慧是最有价值的演化方向。

        到哪里去找——— 探测火星和木星

        记者：是否可以说，我们选择最有可能让生命起源和存在的星球来寻找地外生命和文明？通过什么手段寻找？
       南仁东：根据地球的生命化学过程，液态水是非常重要的条件，它是传送营养、排泄废物的媒介，同时也是生命化学反应的不可缺少元素，所以我们在其他行星上寻找生命时，最关键的，首先要考虑水是否存在。我们的地球是在太阳系里的一颗行星，太阳系里的其他行星、卫星是我们最近的邻居，所以我们理所当然地要先在太阳系里寻找。因为离得相对较近，航天科学的发展使我们有能力让探测器登陆到上面，进行探测考察。这是一类。第二类就是通过观测和运用物理方法来寻找和发现太
阳系外的类地行星，同时利用先进的天文望远镜，在太空进行搜索，以发现外太空智能信号。在第一类的“寻找”中，虽然航天技术发展了，但能力还是十分有限的，所以我们就要先选好目标———可能有生命的行星（或卫星），做到有的放矢。太阳系八大行星，水星，没有水；金星有非常少量的水蒸气存在于有毒的大气里，那当然是高温了，所以它只能气态存在；还有天王星、海王星，因为它离太阳远，温度非常低，所以即使有水，也是以固态冰的形式存在的。所以目标就集中到了最有可能有生命环境的火星和木星，以及土星的两个卫星上。
        记者：是的，近些年来，探测火星的行动不断，人类发射了很多的火星探测器，直到8 月4日，美国“凤凰号”火星着陆探测器又踏上了征程，人类对火星下的功夫可不小，那么，到目前为止进展如何？
        南仁东：从上个世纪60年代开始，人类不断地进行火星探测，可以说，人类探测器飞掠、绕行、登陆、漫游的第一个行星都是火星。在众多的火星探测课题里面，我觉得最成功的应该算1976年着陆火星的两个探测器，“海盗一”、“海盗二”。它们在火星表面做了光合作用实验、呼吸作用实验、放射性同位素实验。结果发现，既没有水的印迹，也没有生命。人类耗资亿万金，得到这样一个结果使科学家非常沮丧。但是有一些乐观主义者认为，火星那么大，你怎么那么寸劲儿就把那探测器正好丢到一个有生命的地方。如果在地球上的撒哈拉扔一个探测器，结论肯定是地球没有水也没有生命。所以，我们并未死心，探测工作在继续，目标从寻找生命迹象扩展到发现可能表明现在或过去某个时候存在有利于生命出现的环境。从上世纪70 年代开始，美国、苏联和欧洲进行过15 次火星着陆行动，但只有5次获得了成功，著名的有“海盗号”、“勇气号”、“机遇号”等。这些登陆探测给我们带回来了大量的照片和环境样本，经过研究，发现了火星曾经有水的迹象。1999 年3月，美国航空航天局的火星全球巡视计划在寻找火星水方面取得了重大进展，通过轨道相机进行高分辨率成像探测，看到了干枯的河床和两大片平坦的低地。地质学家断定，那两片呈沉积像的火星表面曾经是海。因此可以推测：火星曾经有过大量的水。另外，美国“伽利略”木星探测器探测到木卫二———“欧罗巴”的暖洋下有比地球多得多的水。这些结果说明，水在太阳系里也不独地球一家。至于到底有没有生命，我觉得基本可以排除火星上有高等生命这种可能性，但低等的生命是否存在，是否已经转入地下，我们还有待探索。
        记者：人类是否发射过飞到太阳系外进行探索的飞行器？以前看过一个纪录片，好像说有一艘宇宙飞船带着地球的“名片”飞往太空寻找星际知音，现在这艘飞行器怎么样了？
        南仁东：1972年美国发射了“先锋十号”木星探测船，带了一块铝合金的板子，上面用符号描绘了地球以及太阳系的相对位置，还有一男一女两个地球人的长相等等的一些地球信息，科学家的想法是，“先锋十号”完成了木星探测任务，便会向太阳系外逃逸出去，在无穷无尽的宇宙飞行。希望有一天，它能够落在一个有文明的行星上，上面的智能生命解读这些讯息、了解这艘太空船的创造者。目前，“先锋十号”在探索完土星以后向无限星空飞去了，离我们大概有超过40亿公里，已经分别了太阳系，飞船仍将继续担任“地球特使”飞往其他恒星，预计百万年后，它将通过距离地球3 到9 光年的10 颗恒星。
      
        通过什么和地外文明联系——— 射电望远镜和星际通讯

        记者：除了发送飞行器进行探测和寻找生命外，您刚才也提到了另一类方法是利用巨大的射电天文望远镜在太空进行搜索，以发现外太空信号，这是怎样的一个过程和手段？
        南仁东：是的，星际浩瀚，星际旅行谈何容易。所以，无线电星际通讯可能是与地外理性生命联系的唯一办法。我们探测的太阳系外的恒星都在4.27 光年以外的地方，它们大多都超过了30 亿岁，不排除外星人正在聆听地球讯号的可能性。
        早在1952 年、1959年，有两个年轻的英国人发表文章，提议星际通讯，接着一些发达国家特别是美国在地外文明的探索方面投入很大。1960年，美国实施了由天文学家德雷克负责的“奥兹玛计划”。德雷克在此之前曾提出著名的“德雷克公式”，用以计算银河系内能同人类通讯的技术和文明，他估算的结果认为，我们这个银河系中可能有104个具有通讯文明的行星，而美国哲学家拉格则估计银河系中可能存在100 亿个生物圈。为了验证他们的结论，德雷克用二进制符号设计了一份包含1679个信号，内容涉及数学、生理学、天文学和人的概貌的电报，并于1964年11 月发往银河系武仙座球状星团。美国在1993年搞了一个高分辨率微波巡视计划，这是专门搞地外生命的研究所。所以说，星级通讯也是我们今天寻找地外理性生命（SETI）科学活动的一部分。
        记者：收到外星“信号”了吗？
        南仁东：l972 年，天文学家又实行“奥兹玛二计划”对外星进行搜索，结果于1977年收到一个“WOW”信号。不过这个信号后来再未出现过。所以科学家迄今还没有检测到任何能够证明存在理性生命和文明的星际通讯源。同时我们也不得不看到，同离我们最近的恒星半人马座α通一次消息至少要等8 年半，而与武仙座的通讯只能指望5万多年之后。但即使这样，在一些国家政府与民间的大量经费支持下，“监听”地外星际通讯的科学课题一分钟也没有停止过。但为什么没有收到呢？一些SETI科学家认为，可能是社会因子太小了。就是说，以太阳系与人类社会为例，太阳已经燃烧了50亿年，而我们大规模影响生存环境并开始走向太空的理性社会也不过50年。所以说并不能保证地外文明和我们地球文明是同时的，可能已经衰落了。另外一点，一旦在遥远的恒星周围有理性社会存在，它们活动所产生的电磁波很可能已经混杂在恒星辐射中一起传送到地球。尽管人们做了很多努力，至今还是没有看到、听到它们，这可能是信息太微弱的原因，就像轰雷下的蝉鸣。

        外星人是否光临过地球——— 没有确切证据

        记者：提到地外文明，让人想到外星人；想到外星人，自然回避不了UFO 的话题，因为它关系到我们的地球是否被外星人光临过!
        南仁东：UFO的英文全称是Uniden－tifiedFlyingObject，其含义是未查明的飞行物体。这里既没有直接说它是飞碟，更没有说它是外星人。对于UFO这种现象，可以说从来就有，而且会永远存在下去，因为生活中总会有我们不知道和未查明的东西。但如果说它是地外生命，这就没有足够的科学依据了。比如在上世纪60、70、80 年代UFO 事件出现的高峰，各种目击事件报道很多，美国对于目击事件认真考察了1.2 万件，英国考察了1600件，它排了一下序，70%左右是飞机，都在晚上的时候在日落附近出现。还有一个，就是太空碎片，还有天上的一些天体，比如行星，流星，还有气象现象等等，都是已知飞行物，不过是目击者不了解而已。对UFO 现象，SETI的科学家们并不是一开始就断然否定它的存在。但在长期的现场考察中，都无一例外地缺乏证据，至今严肃的科学研究不认为我们的地球曾被外星人造访过。现在无论是SETI 科学研究所还是SETI 的科学家对这些报道一律不予受理。当然UFO探索，也不是完全消极的，它说明了人类对自己环境安全的一种关注，也说明了人类探索未知世界一种热情。
        记者：还有一个问题，不是技术上的，可能属于哲学或社会性的问题，那就是我们苦苦寻找地外文明的意义何在？一旦找到了对我们人类有什么利弊？
       南仁东：寻找地外生命及文明的过程，就是人类的航天技术、天文知识提高和进步的过程，它丰富和促进了人类科技的发展。对火星等相邻星球的探测还可能为我们寻找到一个新的空间家园。同时，像所有科学一样，SETI一旦产生就会带着自身的冲动发展下去，它的结果对人类也一定是喜忧参半的，就像核物理知识帮助发明了核武器，也建造了核电站。16世纪哥白尼用日心说取代了地心说，把天体运动用更简洁的方式描述出来，SETI若取得成功，会使人类从“宇宙生物中心论”走出，这场更为深刻的革命也许会根本地医治人类狂妄与贪欲，使我们更正确地认识自己的位置。科学界认为，正视地外理性文明存在的另一个好处，是找到了一个存活的信息———高度发展也能生存，无疑是对人类的一个鼓舞，也许它们会告诫我们，如何通过政治、经济、科学的手段来维持可持续发展。当然，人类还期望从星际通讯中学习地外理性社会的科学技术。谈到坏处，那就是说引发冲突———会不会受到不友好攻击，同时面对地外文明，人类该怎么做？人类内部会不会产生不和谐等等，这些已成为许多科幻作品的主题和卖点。

有一个搜索外星人射电信号的项目叫什么来着？我还贡献过几百小时的机时呢。

地外文明相当渺茫。

我怎么发表新帖子？哪位前辈指导一下。

原帖由 longyun 于 2008-6-10 06:42 PM 发表

                               
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有一个搜索外星人射电信号的项目叫什么来着？我还贡献过几百小时的机时呢。

上边写着了，凤凰计划下属：SETI@Home