地球中心论与外星文明理论之争_火星大气论文

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火星有无生命之争

早在18世纪,康德在《宇宙发展史概论》中就提出了“土星上的居民”问题。这是一个大胆的猜测,虽然一直未能得到实测的证实,但是却激发了人们对地球以外生命探索的热情。19世纪中叶天文学上对火星的观测有了一些新的进展,特别是1877年火星大冲,火星处在最接近地球的位置上时,天文学家有机会对火星的细部进行观察。意大利天文学家斯基伯雷利于这一年宣布,他在观察时发现火星圆面上一块块暗区之间有许多线条相连,长达数千米。他把这些线条叫做“Canali”,在意大利文中是“沟渠”的意思,它对应于英语中的“Channels”。但是,意大利语中的“Canali”却被误译为英语中的“Canals”就由沟渠变成了运河。似乎意味着火星上有智力不亚于人类的生命,因为运河不会是自然的产物,而是具有高级智慧的生命的杰作。不过,当时就有一些科学家怀疑火星上的运河是否真实存在。有人指出,斯基伯雷利发现的火星“运河”是观察火星的细部时所产生的“心理、生理上的幻觉”。到19世纪末20世纪初,有一位美国人洛维尔对这一发现特别感兴趣,他在美国亚利桑那州建立了一个私人天文台,以进一步观测火星。1894年火星大冲和1905年火星冲时,洛维尔用这个天文台的望远镜测到了更多的火星“运河”,洛维尔主张这些“运河”是具有高度文明的“火星人”开凿的。

这样,就曾掀起过一阵讨论火星生命的热潮。

火星上到底有没有生命。这一直是争论不休的一个问题。1996 年8月,美国国家宇航局宣布:已经找到火星上曾经有生命的证据。这个消息立刻在科学界掀起了轩然大波,并燃起了人们对火星的极大热情。由于1976年,美国先后向火星发射了两艘宇宙飞船——“海盗一号”和“海盗二号”,它们的任务是寻找火星表面的生命迹象。这两艘飞船的着陆器安全降落在火星两块不同的平原上,可看到的却是同样的情况:火星上一片荒漠,除了大小不一的岩石以外,一无所有。不仅未能发现任何形态的生命,甚至未能找到有机化合物。于是,科学家们得到一致的结论:火星表面上没有生命。

现在,美国宇航局所发布的新信息把已经平息的争论又挑了起来。

据报道,美国宇航局的证据是来自对一块火星陨石的研究。这块被认为是带有火星生命证据的陨石,是1984年被美国科学家在南极洲的阿兰山区采集到的,故它的编号为“ALN84001”。据美国宇航局解释,大约在1600年前,一颗巨大的小行星撞击了火星(火星形成于46亿年前),将许多火星上的岩石撞碎使它们飞向宇宙际空间。其中一块岩石在太阳系的引力作用下,受地球的吸引而逐渐向地球靠近,最终闯进了大气层,坠落在地球的南极。它在那里沉睡了1.3万年,直到1984 年才被发现。到了1994年8月,美国的麦凯火星研究组得到了这块石头。 经过两年的研究,用激光和质谱仪进行分析,发现它的内部含的一种叫做多环芳香烃的分子。多环芳香烃是生物机体腐烂分解、变成化石过程中常常产生的物质。更使研究者兴奋的是,当他们把富含多环芳香烃的碳酸盐微粒,放在超高分辨率的透射电子显微镜下进行观测时,发现其中包含有一些像是生物化石那样的管状物。这些管状物小的长20纳米(10[-9]米),大的长约200纳米。根据这些发现,研究者认为似生物的管状物与多环芳香烃的共存。应该是火星曾经拥有生命的证据。

持不同意见的一些科学家对这些结论表示了怀疑。他们提出的问题至少有如下几个:

(1)从这块化石上发现的结构是否确属火星生命的痕迹? 因为管状结构并非只有生物才具有,例如地球上的一种常见的矿物——多水高岭士就常常具有这种管状结构特征;由于它的宽度只有头发丝的1%,因此想对这些管状物做更详细的化学结构分析也是十分困难的。

(2)这块化石是否已经被污染了? 这种污染可能来自它在坠落时接触到的含有有机物的大气,也可能来自人们捡拾它时的指纹或沾染有机物的器物。

(3)这块化石是否确实来自火星? 也有人提出它会不会是地球上的一块岩体,由于遭到陨石的撞击而飞出地球,在太空中漫游了1600万年后,再次回到地球而成为今天的“ALN84001”?这些怀疑其实就是反驳,而且一个问题更比一个问题尖锐。美国宇航局的研究人员也做了一些答辩,他们指出所发现的多环劳香烃是在陨石裂缝的深处,而不是它的表面;另外它的浓度也大大超过采集地南极冰层中的多环芳香烃的浓度。不过,这很难消除反对者心中的疑虑。甚至有人怀疑匆忙作出“已经找到火星上曾经有生命的证据”这样的结论,是否有科学以外的目的,比如:争取更多的用于火星研究的经费等,这就超出了科学研究的范围。

1998年1月24日, 有媒体报导最近科学家对这块南极火星陨石进行了有机碳分析,发现陨石中的4类碳大部分源自地球, 仅有一种“神秘的碳成分”可能来自外星。这一发现再次对火星存在生命的“证据”提出了质疑,但是美国宇航局的科学家们仍然表示,这些最新的研究成果没有改变他们的观点。可见,这一争论并未结束。

目前,关于火星是否存在生命的争论范围在扩大和转换,已涉及到这样一些问题:如果火星现在没有生命,那它过去是否有过,将来是否会诞生生命?火星表面上没有生命,那它地下是否蕴藏着生命?要确切回答这些问题,最直接的证据应是从火星上取岩石进行检测。 20 世纪60年代以后,美国和前苏联都先后发射了一系列火星探测飞船,以更直接地观察和研究火星。1996年和1997年,俄罗斯发射了“火星96”探测器(已不幸命归西天),美国发射了“火星环球勘测者”和“火星探路者”。1998年,美国发射“火星环球勘测者2号”, 它的使命是寻找火星地下生命迹象。

火星上是否存在生命的问题,这么受世人瞩目,主要是由于探索火星对人类有着长远的意义,火星是地球的近邻,它有许多地方与地球相似:离太阳的距离适中;有稀薄的大气、四季变化、昼夜之分。有人说,火星是地球的未来。火星是如何演化的?火星大气为什么如此稀薄?等等,研究清楚这些问题对人类社会有现实意义。地球作为人类的家园,也面临着一些自然和人为的灾害:近地天体可能撞击地球;地球大气层污染、臭氧空洞、土地沙漠化等等。人们希望通过对火星的研究,能获得一些有益的启示。再进一步想,如果有一天地球要毁灭了,火星也许会成为人类的第二故乡。

两派的观点

其实,火星只是人类寻找地外生命这一伟大梦想的一个具体对象。更广泛的争论是围绕着是否存在地外文明而展开的,在这一问题上也存在着两种不同的观点。

赞同地外文明的人们通常认为,我们不应当以地球上的人类这种相当初级的文明来衡量宇宙间的一切其他文明。有人提出,如果把驾驭能量的能力作为衡量一个文明先进程度的主要标志,那么文明可以在三种不同的水平上存在。第一种文明可以驾驭由核聚变产生的能量,地球上的人类文明即属此种;第二种文明可攫取它所属恒星的全部能量,因而它所能驾驭的能量强度是第一种文明的100亿倍; 第三种文明则能攫取它所属星系的全部能量,它比第二种文明所能驾驭的能量强1000亿倍。美国科学家卡尔·萨根是国际著名的从事探索外星球文明的天文学家,他认为衡量某个文明所拥用的信息量甚至比衡量它所驾驭的能量更有意义。萨根建议信息量为10[6]比特的文明为A型文明——这是最低级的一种文明,它比任何已知的人类社会要原始得多,信息量的比特数每增大10部就意味着一个新的文明类型,他用英文字母表的字母顺序依次表示文明程度,不断提高文明类型。 我们人类现代文明的信息量大致为10[14]比特,称为H型文明。萨根推测, 人类首次接触到的地外文明很可能是J型或K型的文明。

与这种认为存在地外文明相反的观点是,不存在着什么外星生命。持这种观点的人认为,地球上能进化出人类是许多特殊条件相结合的产物。其中某一条件若当初有所变更,那么它产生的结果将是非常不同,人类就不能在地球上产生出来。例如,地球与太阳之间的距离不是如同现在的状况,而是让地球靠近太阳1000万公里,温室效应就会使地球上的水蒸发殆尽,整个地球就会变成另一个类似金星那样的行星。

在这样的条件下,生命难以出现。不相信地球以外存在着众多文明的人还认为,如果存在着外星生命而他们却至今未能与人类建立起联系,这是很难想象的。人类文明至今尚不足万年,同时人类掌握核能则不过半个世纪,人类就已经掌握了将深测器送出太阳系的技术。倘若银河系中存在比人类社会更先进的文明,他们进行星际探测将是更为现实的事情。可是事实上,地球上的人类从来没有得到来自外星文明的信息。所以整个银河系里的文明实际上只此一家,即只有地球文明。目前,主张存在众多地外生命与地外文明的观点明显地占有优势,但是争论仍将长期地继续下去。

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