今天分享下罗辑思维一个很有趣的话题。在哪个地方能找到外星人?
先给大家答案:只有在那些和地球很像的行星上,很有可能就会找到外星人。有生命之源——水,合适的温度才行。外星人也和我们一样,只能是由有机物构成的。
你可能会说,这个问题的回答,也太没有惊喜了吧。难道就没有其他的可能吗?比如在太阳里,有没有可能有生物存在呢?宇宙如此辽阔,单单是银河系的恒星就有上千亿颗。人类赖以生存的地球,也只是宇宙中的一粒尘埃。作为地球人,视野狭窄,你是怎么知道,我们自己熟悉的各种生物形态,就是这个宇宙里唯一的形态呢?就拿科幻小说里写的各种外星生命形态,可是比这个想象力丰富多了。
的确,这是我们人类常见的一种心态。也许在陌生的地方,或者在我们看不到的地方,一定会有更神奇的生命存在。比如,直到今天还有许多人内心相信,在中国不知名的神秘山洞里面,肯定生活着一些绝世武功高手。在民间的有些大户人家的后代手里,一定会有严守秘密的祖传秘方。有这种心态的人不在少数。
最近,看到一本英国科学家写的书,叫作《地外生命探索之旅》。作者在书里面说,我们所在的这个宇宙,并不是一个,鼓励生物任意发挥想象力、创造力的空间。就算是在宇宙尽头的行星上,真的发现了一些外星人或者外星生命形态,你也许会发现,构建生物本体的底层生理机制,也应该是相同的。这里说的就比较奇怪了,肯定会有人跳出来说,你这个作者这么说话负责任么?你自己又没去过宇宙尽头的行星,怎么就知道是相同的。那接下来,就说说这本书的论证过程:
首先,你想要制造生物,摆在面前的任务,是用“物质搭建一个复杂结构”。因为无论是怎么样的想法,你总得承认,生命是复杂结构吧,这个是生命的共同特性。
那我们先来看看,宇宙给我们准备了哪些材料。其实这里面也没有什么神秘的,这些材料都写在,我们初中化学就学过的元素周期表上。人类到目前发现了多种元素。而面对这多种元素,其中大部分元素,地球生命根本不含有,而只是挑选了其中的24种。为什么呢?在元素周期表上,序号靠后的,绝大多数都是金属元素,根本指望不上组成有机物。首先,它们在宇宙里的存量实在太少。更为重要的是,序号越是靠后,这些元素就越不稳定的。有时,它们的存在时间,只会维持零点几纳秒,这么短,元素自身都难保,根本不会形成稳定的生命。
元素周期表,序号在前的,还得排除掉惰性元素。就这么除三去五打八折之后,最终扛起制造生命大旗的,也只能是四种元素了。它们分别是:碳、氢、氧、氮。而这四种元素,刚好就是排除掉惰性元素之后,宇宙中含量排名,从第一到第四多的元素。存量很多,材料也丰富,要用来制造生命的话,这个好处是非常明显的。
在这四种元素里面,起到核心作用的就是碳。为什么是碳呢?因为碳在化学反应里的“可塑性”是非常强的。我们在高中化学学过,碳的化合价,从-4到4,有8种状态。如果翻译成大白话就是,在合作的事情上,碳元素摆开的姿态是:我怎么都可以,看您怎么方便怎么来。所以,氢、氧、氮这三种元素和碳,都是可以发生反应的。这样一来,形象的说,碳元素就变成了我们在人际关系里的说“结构洞”和“交际花”。每个人都很愿意和它发生联系。围绕着碳元素,就能搭建出一个长长的合作链条,各种元素都能在上面找到自己合适的位置。
这样的碳链,就是我们经常说的——有机物。它最大特点是,能用非常少的原料,拼接出无比丰富,结构复杂的生命物质。听到这,你可能会有疑问,除了碳以外,其他元素有能扮演这个交际花的角色吗?答案是:有的,但是非常不好用。例如硅,科幻小说里面,经常提到一个词,说我们熟悉的生命世界,是碳基生命,而还可能会有硅基生命。但说实话,硅在各方面比碳差得多的多。如果你是创造万物的上帝,只要你想制造出生命,我敢担保,只要有碳存在,就完全没必要用硅的。
那么接下来,就必须要提到一种非常重要的物质:氨基酸。氨基酸这个词汇,听起来好像很神秘,很多保健品都在用它吹牛打广告。其实它只是一种非常常见的有机物。主要成分就是碳氢氧氮这四种最简单的元素。而我们人体的蛋白质就由20种氨基酸构成的。
可是为什么一定是氨基酸呢?因为,氨基酸很可能,是这四种元素在形成复杂结构有机物时,一种最佳的组合方式。这句话什么意思?
为了让你容易理解,来打个比较通俗的比方:如果我们把碳氧氮氢这四种元素,比成唐僧、孙悟空、猪八戒和沙和尚这四人。唐僧是碳元素,他是整个组织的结构洞,是连接其它元素的;孙悟空是氧元素,很活泼;猪八戒和沙和尚,是相对没那么活泼的氮和氢。这个分工看起来就非常合理。我们可以想象,如果把他们这个四人团队,重新搭建一次的话,大概率上他们还会像现在这样的分工。这个组织关系并不是偶然的,很符合他们各自的天然属性。同时氨基酸的出现,也是同样的道理。一旦凑齐了碳氢氧氮,氨基酸就会应运而生。人类在不同的时间和地点,都是发现了氨基酸的。
例如,年,一颗陨石在澳大利亚,从天而降。这颗陨石看上去像是一坨烧焦的黑乎乎的碳,但科学家在陨石里面发现了超过种氨基酸。经过同位素测定,科学家确定,这些氨基酸都是来自宇宙。这说明在宇宙某个不知名的角落,也在默默合成氨基酸。在年,欧洲宇航局的“罗塞塔探测器”,成功登陆上一颗彗星。在彗星上面,人类也探测到了氨基酸的存在。这些事实都说明,氨基酸,可能是凑齐了碳氢氧氮之后的一个必然结果。是它完成了从简单走向复杂的第一步。是我们宇宙搭建生命的过程中,根本绕不过去的一环。
说到这里。要想制造生命出来,在得到氨基酸之后,我们再往下去追问,为什么一定要有水参与呢?
借用科学家的话来说,生命需要一种合适的溶剂。我们来把生命想象成不同有机物之间的一场巧遇。就像人一样,要想巧遇,就得有舞会这样的交际场合,让大家有机会接触到对方。但如果不同的氨基酸像粉末一样散落在地表上,它们就碰不到对方了。这个时候,就要有一种溶剂,能让这些氨基酸,在一个三维空间里漂浮起来,更方便在空间里碰撞,会更加偶然形成更复杂的结构。
水还具有很多的优点,首先它由氧和氢这两种最主流的元素组成。其次,水作为一种万能溶剂,它能溶解糖、盐、酸、碱,二氧化碳和氧气。与此同时,水还有一个特别大的优点,就是“比热”非常高。就是水要吸收很多热量之后,才能改变自身的温度。这就给水里的自然生命,带来了一个缓冲。可以降低外界温度因素对生命体的影响。那有没有水的替代品呢?有倒是有,甲烷、氨和硫酸或许都有可能。但它们在各个方面都比水差得多。生命体作为复杂结构,没有必要舍近求远。
那我们来回头总结一下。要构建生命:碳、氨基酸和水可能真的是三条绕不过去的道路。而且它们同时需要满足一个条件:就是0-摄氏度的温度。大部分氨基酸会在90度的温度时崩解掉,水在度的时候,也会变成气态。这些条件都不存在了。所以,一个有适当温度,有水,有大气层的岩石行星,最可能存在生命的。这条规律在全宇宙都适用。诺贝尔化学奖获得者,生物学家乔治·沃尔德,曾经说过这么一句话:“同学们,学好生物化学吧,因为它能帮你通过,那些银河系以外的生物化学考试。”这句话的言下之意,就是全宇宙这些自然规律都是成立的。
从这件事中,我们可以获得这么一个收获。年轻的时候,我们总是对那些死板的规律,充满怀疑,觉得它们缺乏想象力,我们其实更愿意相信惊喜。总觉得这个世界上,有一块“方外之地”,那里面,有一些超越规则之外的东西。
但其实随着我们对世界了解的加深,我们就会发现:这个世界上,其实在底层规律上,到处都一样。这里和那里,没有什么本质的区别。一切都在规则的统领之下。在走向成熟的过程中,就是我们越来越习惯于,忽略那些例外、偶然、奇遇、绝学。而更在意常识、规律、原则、必然的过程。因为存在后者,才是这个世界的应该有的主题。
希望以上话题对你有所启发。
(参考资料《地外生命探索之旅》)