地外生命探测

每当触及地外生命探测的话题，总会有几丝激动之情油然而生。

为什么?因为如果能探测到地球之外有生命存在，特别是有不同于地球生命形态的生命存在，则关于“生命是否是宇宙中的普遍现象”的科学争论就可尘埃落定，人类从此不再孤单。不仅如此，它还会大大加深我们对生命现象的本质的认识，进而大大提高地球上生命的素质。

这又是为什么?

要回答这个为什么，先要说清楚生命形态问题。地球上的生命，不论是动物、植物，还是人类，都是固体和液体的结合体，它们都是用细胞核中的DNA(脱氧核糖核酸)螺旋形大分子贮存和复制信息，用RNA(核糖核酸)将L型氨基酸合成蛋白质。人们设想，虽然组成地外生命的元素会与地球生命大同小异，但可能有气体的、液体的、固体的或气液固体结合的不同生命形态；它们或许不拥有DNA和RNA，或拥有不同的DNA和RNA；它们或许利用另一类氨基酸――D型氨基酸，甚至氨基酸以外的物质制造蛋白质；还有千奇百怪的形体、生活方式和分子生物学形态等等。

俗话说，不怕不识货，只怕货比货。如果有不同形态的生命作比较，人类可以更透彻地了解地球上生命的起源和机制，从而研究出最好的动植物生长剂、除虫剂，大大提高农牧渔业的质量和产量，为人类提供更好的食物，以及最大限度地改善人类的生存环境条件。同时也有利于消除人类对自身心理、生理和病理认识上的盲点，了解思想意识的本质，精神和物质相互作用的过程等，这不仅可能制造出各种对症的药物，大大减少疾病对人类的折磨，而且可以大大减少心理和生理犯罪的发生。

必须指出，地外生命是一个广泛的概念，它既包括发展有高级文明的智慧生物(外星人)，也包括可以自我复制的单细胞和有机分子(低级生命)。因此， 地外生命探测，既包括外星人探测，也包括低级生命探测。但本文只讨论地外低级生命探测。

还必须指出，所谓“地外”，也是一个广阔的概念，既包括地球以外的太阳系空间，也包括太阳系以外广袤的宇宙空间。我们知道，恒星是一个以氢、氦为主的炽热的气体火球，其中心进行着激烈的氢、氦核聚合反应，在那里不可能有生命诞生和发展，生命繁衍的场所只能是行星和卫星类天体。我们又知道，对太阳系外行星的探测才刚刚起步，虽然已发现二三十颗行星的踪迹，但“有鼻子有眼”的太阳系外行星，一个也没有落实下来，更谈不上其上的生命了。因此，目前的地外低级生命探测行动止于太阳系，但这并不降低地外生命探测的深远意义。

探测地外低级生命，只能是人类的单向行动，因为它们不能主动向人类发送信息。同时，它们对人类探测信号的响应，也只能是很细微的，坐在地球上 的“秀才”难以探知它们。航天技术为探测地外低级生命创造了条件，“秀才”们可以发射探测器飞近目标行星和它们的卫星进行探测，也可以让探测器在目标天体上着陆进行探测，甚至可以乘飞船到目标天体上进行实地考察。

早在1976年，美国发射的两个“海盗”号探测器，就分别放出着陆器，在火星表面上进行了多项生命探测实验，包括用摄像机观察着陆器周围的生物形体，在1.5米范围内，分辨率达几毫米；用机械手抓取土壤样品，分析火星土壤的成份，检验是否存在有机物；用阳光和二氧化碳进行光合成实验，检验是否有植物因光合作用而放出氧气；在火星土壤中加营养液，检验是否有进行新陈代谢的细胞存在；进行气体交换实验，即将火星土壤放入培养液中，然后分析其中氢、氮、氧、二氧化碳和甲烷等成份的变化，检验是否有进行呼吸活动的微生物。可惜，各项检验均不能证实火星上有生命存在。

我们知道，液态水是生命诞生和发展的前提条件。在地外行星和卫星上，只要有液态水(包括与其近似的物质)存在，就可能有生命在发展，或正在孕育着生命。即使现在没有液态水，而曾经有过，则也可能有生命的化石等痕迹存在。因此，探测地外行星和卫星上是否有液态水，或是否曾经有过液态水，是探测地外生命的重要内容。

在太阳系，地球的卫星――月球从未有过液态水，因而不会有生命。除地球之外的8大行星，水星和金星离太阳太近，温度很高，没有水，是个干旱的世界；冥王星离太阳太远，温度很低，不可能有液态水存在。木星、土星、天王星和海王星为液体球，表面为水或液氢等，但它们巨大的质量、稠密的大气、巨大的气压，使目前的航天器还无法深入其中进行探测，是否有生命存在尚无法断定。在它们的一些卫星上则有生命存在的可能性。70年代科学家们根据先驱者10、先驱者11、旅行者1和旅行者2号4个探测器，在20世纪对它们的走马观花式的探测，推测木星的4颗大卫星(木卫一到木卫四)的冰层下可能有液态水，土星的最大卫星土卫六表面可能有液氮等。经过伽利略号探测器在90年代对木星系统的探测，找到木卫二的冰层下有水的证据。正在奔向土星的卡西尼号探测器到时将放出子探测器惠更斯号到土卫六上进行实地考察，以揭示土卫六的生命之谜。

目前，人们对地外生命探测的兴趣集中在火星，特别自1996年8月，美国航宇局科学家公布在来自火星的一块陨石(ALH84001)中发现原始生命化石以后，已先后有“火星全球勘测者”、“火星开拓者”和“火星奥德赛”等探测器成功地飞向火星，或者绕火星飞行，或者降落在火星表面上进行探测。迄今已获得一些火星上有水或曾经有水的可喜资料。

根据“火星全球勘测者”拍摄的照片，已绘制出火星表面图，在表面图上，可以清楚地看到奥林匹斯山等多处高山的上空有云块。在相隔1火星年(687天)拍摄的火星北极极冠照片上，可以看到其上的水冰冰层有细微的变化。在其它一些照片上，多处显示出曾经有水流动的地形。目前，科学家已普遍认为，火星上曾经有过大量的水，火星表面图上的等高线痕迹，很可能就是过去海岸线的踪迹 。过去的那些水，逃入太空的可能性很小，它们应该是潜入了地下。最近的探测，确实已发现在冰冻的火星地表下有液态水存在的证据，甚至在夏天的赤道带表面也有液态水存在。

“火星全球勘测者”上的磁强计，探测到火星南半球有磁场。在地球上，磁场使磁菌死后留下一串串念珠状的磁铁矿粒子。正是在那块ALH84001陨石上发现有这种磁铁矿结晶微粒，这证明火星上曾经有过低级生命在发展。一些科学家认为，在特定的条件下，在火星地表下的液态水中，目前仍然有低级生命存在。火星表面的红褐色是氧化物形成的，所以火星表面上有大量的氧化物，如果地表下还有还原物的话，还原物与氧化物之间就会有电子交换，通过这种化学反应，可以合成细菌。这些细菌不需要阳光，利用还原物与氧化物之间电子交换的能量，吸收火星上大量存在的二氧化碳或甲烷，合成氨基酸等生物体所需要的物质。

如果火星上真的有生命，除了“海盗”号探测器使用的那些方法，以及人上火星实地考察外，还有其它探测地外低级生命的方法吗?

科学家已设想了许多探测地外生命的方法，并研制出一些仪器设备。现举例如下。

细菌探测器。航天器携带的这种探测器在行星表面上软着陆后，向地面伸出一支真空管，这根管子的顶端非常脆弱，一触及地面就会破裂。与此同时，地面上的土壤就会被吸入真空管中，这些被吸入的土壤就是生命检测实验的样品。将这些样品放入事先准备好的细菌培养液中，如果土壤样品中有细菌，它们就会在培养液中迅速生长繁殖。由于细菌的生长繁殖，培养液就会变浑浊，它的酸碱度(PH值)也会发生变化。用光束和光电管测出浊度，用PH电测装置测出PH值，就可知道该行星上是否有生命存在。这种装置是由沃尔夫・维斯尼克教授领导研 制的，所以又叫“沃尔夫行星取样装置”。

放射性同位素生化探测器。航天器携带这种探测器在行星表面着陆后，它会立即朝不同方向伸出三根数米长的粘性绳索。几分钟后，这些绳索按设计程序缩回，并将粘在绳索上的灰尘、土壤作为实验样品分别放入各种培养液中，其中一些培养液加有放射性同位素C14。如果实验样品中有微生物或别的什么生化实体，它们会因新陈代谢而放出二氧化碳气体，这些气体会沾染放射性。将这些气体引入测量仪器，测量出它的放射性，就可知道该行星上是否有微生物存在。这种装置又叫“格列弗”。非常有趣，这种装置获取实验样品的方法，非常类似穿山甲伸出又长又粘的舌头诱食蚂蚁的行为。

光学旋转弥散分布仪。这是一种用光束寻找有机分子的装置，它由航天器送上目标行星后，用携带的旋转探照灯发出的偏振光扫射四周。我们前面已经提到，地球上生命的DNA，就是一个复杂的大有机分子。它由含氮的生物碱(胸腺嘧啶、腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶)、糖和磷酸等顺次排列的3种化合物组成，它们含有氢、碳、氮、氧和磷等元素。当偏振光照到一个有机分子上时，由于与糖化合的含氮的碱腺嘌呤具有“光学活性”反应，光束就会被挡住。如果被探测的行星上有有机分子，由于它的DNA分子中的糖化合物(糖-腺嘌呤)有光学活性，在被旋转探照灯的偏振光束照射时，就会产生一个信号。由此可以得知该行星上是否有生命存在。

火星是存在地外生命可能性很高的地方，在今后的一段时间内，美、俄、欧洲空间局和日本等国将陆续向火星发射探测器，有的将把火星土壤样品带回地球，载人火星飞行也将提上日程。让我们等待着火星生命之谜破解之日的到来，不管是“是”还是“否”，人类都将是激动的。