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通俗天文学
1.8.2 第二节 地球生命之源
第二节 地球生命之源

生命来自于海洋的说法

我们通过恒星的演化过程推测:地球在诞生时,周围就围绕着原始大气层,大气层的主要成分是氢的化合物,如水蒸气、氨、甲烷、硫化氢、氰化氢等。或许还存在一个以液态水构造的海洋,这个海洋溶解了大气中的各种气体。为了在地球上形成生命,那些简单分子必须结合成复杂分子。一般来说,这个形成过程需要耗费能量。太阳光和紫外辐射照耀着海洋,可以提供小分子结合成大分子需要的能量。

1952年,美国化学家米勒和尤里试图通过实验寻找比较大的分子。他们制作出地球原始大气层中可能存在的一些物质的混合物,然后让这些混合物接受一段时间的放电照射。最后,他们发现这些混合物中含有一些原来没有的比较复杂的分子,而且含有一些氨基酸,这是用来制造重要化合物的原料。不过,截止到目前,依然没有形成能够被叫做生命的东西。然而,我们现阶段仅仅是通过液体进行研究,每个阶段持续一个月左右。对于原始地球来说,海洋受到阳光的照射时间长达十几亿年。事情可能是这样的:在阳光的照射下,海洋中的分子越来越复杂,然后在未知元素的影响下形成了某个分子,这个分子能够将简单的分子变成复杂的分子,类似于自身的结构。这样一来,生命就形成了,并一直延续着,逐渐演变成了如今的生命形态。生命的原始形态比现在最简单的生命还要简单,但它们在当时已经是非常复杂的结构了。

与铁在潮湿的空气中会生锈一样,或许生命的出现不是一种奇迹,而是各种分子结合在一起的结果,这是非常确定的事情。对于原始地球来说,生命的形成是一种自然现象。同理,对于物理性质和化学性质与地球相似的行星来说,一定也会形成生命,虽然可能是没有理性的生命。

生命来自于太空的说法

20世纪初期,瑞典著名的化学家阿列纽斯提出了电离理论学说和宇宙胚种论。他认为,原始生命孢子从宇宙空间来到地球上,这代表着地球生命的开始。生命孢子能够长时间忍受宇宙中的寒冷和无空气的环境。他推测,辐射压力将带有生命的孢子从一个星球上运送到另一个星球上。因此,他得出结论,宇宙中到处存在着生命的扩散现象。

不过,阿列纽斯理论存在着两个难以解决的问题:第一,虽然孢子能够忍受寒冷和真空,但无法抵抗紫外线等能量辐射,而宇宙空间中到处是这样的能量辐射,所以孢子是否能够生存是一个很大的问题;第二,孢子理论没有解释清楚生命的起源,而且没有解释带有生命的孢子形态这个问题。如果生命来源于另一个星球,而不是我们熟悉的地球,当到达地球之后是以有生命的孢子形式存在的,那么,另一个星球的生命是如何来的呢?

虽然有些人反对地球生命来自于其他星球的说法,但依然有许多学者发表了各种假说。20世纪70年代末期,英国天文学家霍伊尔认为生命来源于遥远的外太空,而不是地球。有些人认为,当彗星靠近地球时,将含有生命的种子带到了地球上。

在地球尚未形成时,整个太阳系都被分子云包裹着,而生命已经形成了。不过,当太阳系从分子中挣脱出来时,强劲的恒星风将周围的原始物质吹散了。太阳周围再也没有这些物质了。但是,幸运的是,宇宙中还有一些分子云,在我们研究生命形成过程中,它们有着重要作用。通过大型射电望远镜能够观察到分子云的辐射,从而研究分子云在不同演化阶段的物理特征和化学组成,确定分子云的形成过程,建立分子演化链条。现在,天文学家已经观测到90多种分子,大部分属于有机分子。对于银河系来说,人们研究的最仔细、最透彻的是猎户座中的大星云,在这个星云中发现了60多种星际分子。因此,现在许多科幻片都会选择猎户座中的大星云作为创作背景。