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三联生活周刊

“人类既没有朋友也没有敌人，只有我们自己”

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*本文为「三联生活周刊」原创内容

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「生命的起源」

主笔｜袁越

2023年4月14日，欧洲航天局（ESA）研制的木星冰卫星探测器“果汁”（Jupiter Icy Moons Explorer，简称JUICE）在法属圭亚那航天中心发射升空。按照计划，“果汁”将于2031年7月到达木星，并对木星的3颗卫星进行为期4年的科学考察。

如果不出意外的话，美国航空航天局（NASA）研制的木星冰卫星探测器“欧罗巴快船”（Europa Clipper）也将于2024年10月发射升空。因为“欧罗巴快船”的飞行速度更快，所以它将于2030年4月到达木星，比“果汁”早一年开始对木卫二进行详细的科学考察。
Image2023年4月14日，欧洲航天局研制的木星冰卫星探测器“果汁”在法属圭亚那航天中心发射升空（TPG/alamy 供图）
这两个木星冰卫星探测器的升空，标志着人类寻找地外生命的努力进入了一个新的阶段。此前大家的注意力全都集中在金星和火星上，因为这两颗类地行星和太阳的距离不远不近，表面有可能存在液态水。当时的科学家们相信“万物生长靠太阳”，认为生命只能从阳光中获取自身所需的能量，所以只有在行星表面的液态水中才有可能找到生命。但随着深海碱性热液喷口的发现，人们意识到生命完全可以依赖岩石中蕴藏的化学能来生存，不需要晒太阳。
这个发现不但改写了所谓“生命宜居带”的定义，也改变了人类对生命起源问题的认知。宜居和起源是两个完全不同的概念，一锅温暖的肉汤对于微生物来说非常宜居，但如果你把一锅经过高温高压处理过的肉汤密封起来放在阳光下，无论晒多久都不会出现微生物，因为锅里的环境不适合作为生命的起源之地。
与此相反，深海海底既寒冷又幽暗，还有人类无法想象的高压，只有极少数结构特殊的细菌能够在这样的环境里生存。但深海碱性热液喷口却为生命的起源营造了一个更适合的环境，有越来越多的证据表明，地球生命极有可能起源于喷口处竖立起来的白烟囱。
Image2013年9月14日报道，施密特海洋研究所探险队的科学家们在西加拉帕戈斯群岛海域约2500米深处发现的热液喷口
木卫二、木卫三和木卫四的表面都是被冻得硬邦邦的坚冰，不太可能存在生命。但冰层下方都有可能找到液态海洋，海床上也许存在和地球上的深海白烟囱类似的特殊地质结构。科学家们希望有朝一日能够在那里找到生命存在的证据，从而揭开困扰了人类几千年的终极问题：地球上的生命到底是从哪里来的？
俗话说，万事开头难。在所有的科学问题中，起源问题一直是最难回答的，因为这个问题往往标志着科学范式的重大转变。比如，天文学家们已经大致知道大爆炸（Big Bang）之后的宇宙变化轨迹，初步摸清了星系的起源和演变过程。同样，生物学家们也已经大致知道了地球生命的进化轨迹，摸清了每一个物种的来龙去脉。科学家们甚至把宇宙和生命的演化过程分别总结成了科学定律，并且运用这些定律成功地预测了未来，并改变了世界。但是，天文学家们至今仍然不知道大爆炸是怎么发生的，也不知道宇宙在大爆炸之前究竟是什么样子的。同样，生物学家们至今仍然不知道生命是如何起源的，甚至连地球生命究竟是从何时何地开始的都没有搞清楚。
虽然难度极大，但却并不妨碍古往今来的无数智者在生命起源的问题上倾注了毕生的心血，因为这不是个纯粹的科学问题，而是和人生意义这样的哲学问题密切相关。万物之中，只有人类才会去思考这类问题，因为我们天生就对自己在这个世界中的位置和使命感到好奇，探寻万物起源的冲动是写在人类基因组里的本能。但是，古人不知道有微生物这回事，也不知道病毒是什么东西。在他们眼里，生命与非生命之间存在着一条无法逾越的鸿沟，只有万能的神才能在两者之间架起一座桥梁，宗教就是在这种困惑中产生的。
Image2023年4月11日，美国加利福尼亚州帕萨迪纳喷气推进实验室停放的“欧罗巴快船”推进组件，该飞船正在为前往木卫二做准备（视觉中国 供图）
随着人类认识世界的不断深入，尤其是博物学的飞速发展，一批学者开始怀疑造物主的能力是否真的有前人想象的那么大。达尔文的《物种起源》解释了不同物种的来龙去脉，动摇了宗教的基石，但他提出的适者生存理论只适用于生命诞生之后发生的事情，对于生命诞生这件事本身却无能为力，这就相当于为造物主保留了一个位置，也给自己留了条后路。不少生物学家试图在达尔文进化论的基础上再进一步，彻底把上帝拉下神坛，但他们很快意识到这个问题超出了当时的知识范围和技术水平，无论他们多么努力都解决不了，所以生命起源研究反而由热转冷，停滞了很长一段时间。
进入20世纪后，生物化学这门学科有了长足的进步，科学家们终于搞清了新陈代谢的分子机理，明白了遗传信息是如何起作用的，于是生命起源研究再次起航，涌现出了很多新的理论。与此同时，物理学的进步为生命的本质提供了一个类似“上帝视角”的全新解释，用到了当年最时髦的热力学熵增原理和复杂性理论。但这个解释并不能帮助我们理解生命的起源，这就好比说理解了发动机的工作原理并不能帮助我们造出一辆汽车，我们还需要知道如何加工金属部件，如何安装传动系统，以及如何从石油中提炼汽油。问题在于，搞清这些细节问题是需要花钱的，现代科研体制妨碍了各国政府把宝贵的研究经费投给生命起源这样的高风险领域，因为失败的可能性要远大于成功的概率。
确实，生命起源问题很可能永远也得不到绝对意义上的正确答案，因为我们没法穿越回40亿年前的地球，不可能亲眼见证奇迹。即使我们在实验室里造出了一个全新的生命，也无法证明地球生命真的就是这样生成的。因此，生命起源研究领域至今还保留着现代科学发展早期的那种单打独斗的状态，每个人都根据自己的学术背景和擅长领域收集自己喜欢的证据，并在此基础上提出符合自己世界观的假说，然后互相指责对方的理论没有道理。
白烟囱假说之所以能够在这种环境下脱颖而出，成为目前支持者最多的生命起源理论，说明这个假说确实有其独到之处。该假说源于上世纪80年代提出的一个精彩的理论，但科学家们直到2000年才在大西洋底发现了第一个深海碱性热液喷口，证明这种假想中的白烟囱确实存在。因为深海环境很难在实验室里复现出来，所以这个假说很难被实验所验证，但该假说的支持者们坚信他们的理论更有道理，一直在不断地改进实验技术，终于在克服了种种困难之后，发现了一个又一个新的证据，证明白烟囱极有可能就是人类寻找了几千年的生命摇篮。
Image木星冰卫星探测器“果汁”奔赴木星（示意图）（视觉中国 供图）
如今的科学家们大都喜欢强调实验的重要性，这个观点当然没错。但白烟囱假说的发展史恰好说明一个逻辑完美的理论很可能更加宝贵，因为实验技术是在不断更新的，如果你的理论有道理，那么你早晚会找到验证它的办法。但如果你的理论逻辑不通，漏洞百出，那么即使当前的实验证明它可能为真，将来也会被更加高级的实验技术否定掉。
“果汁”和“欧罗巴快船”就是验证白烟囱假说的最新的实验方法，可惜我们至少还需要等上10年的时间才能知道结果。一些乐观的科学家相信，只要这两个探测器成功到达木星冰卫星并传回数据，无论数据是好是坏，我们都将会揭开生命起源的秘密。到那时，我们将会知道生命到底是不是宇宙中普遍存在的自然现象，以及生命是不是只有一种可能性。如果这两个问题的答案都是肯定的，那么地球生命的起源之谜就将被揭开，困扰人类几千年的终极问题也将找到答案。如果其中一个问题的答案是否定的也没关系，我们将会知道我们距离答案还有多远，并找到新的实验方法加以验证。
不管最终结果怎样，有一点是可以肯定的，那就是包括人类在内的所有地球生命全都来自一个共同的祖先。我们有着共同的遗传密码、共同的能量货币、相似的细胞结构，因为我们在几十亿年前同是一家人。地球生命之所以进化出了动物、植物和微生物这几大类别，以及成千上万个不同的物种，并不是为了彼此之间相互竞争，而是为了帮助家庭成员们更好地适应新的环境，以便让地球生命这个大物种能够在宇宙中更长久地延续下去。
Image《宇宙的奇迹》剧照
还有一点几乎也是肯定的，那就是生命绝不只在地球上诞生了一次，而是在所有可能的地方都结出了硕果。生命就是宇宙演化历程中必然会发生的一种自然现象，因为生命不但不违反热力学第二定律，甚至可以说是这个熵增定律的必然结果。生命和非生命之间也并没有一条明确的界限，构成生命的化学反应在生命与非生命之间形成了一个连续的谱系，遵循着相同的规律，这就是达尔文提出的自然选择学说。换句话说，达尔文进化论不但可以用来解释生命的演化，还可以用来解释世间万物的存在与变迁。宇宙之所以变得越来越复杂，其背后的理论基础就是自然选择下的适者生存，一点也不神秘。而生命就是被大自然选择出来的适者之一，生命的起源不需要神迹，只需要一点点运气而已。
最后，也是最重要的一点，那就是即使我们在木星冰卫星上发现了生命，它们也不可能是像人类这样具备高等智慧的生物。事实上，已经有越来越多的证据表明，银河系里几乎不存在像我们人类这样的智慧生物，即使存在的话也离我们太过遥远，我们在可预见的将来没有任何可能与他们建立有效的联系。所以，请大家做好心理准备吧，人类很可能是宇宙中孤独的存在，我们既没有朋友也没有敌人，只有我们自己。
如果你打心眼里明白了这个道理，明白了宇宙是如何进化的，生命又是怎么来的，不同物种彼此之间是怎样的一种关系，你就会相信世界万物合为一体，我们互相支撑，彼此荣耀，这就是生命的意义。

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