NASA推出“生命探测的信心”量表，用以验证地外生命的存在

根据提议的 NASA 框架，科学家们将使用分层尺度来验证地球以外生命的存在。

上图：艺术家对系外行星开普勒-1649c表面的印象。

对科学家来说，发现外星人的证据可能很容易，但要证明这些证据是合法的，这将是一个更大的挑战。美国宇航局的科学家最新提出的验证框架可能会对此有所帮助。

发表在“自然”杂志上的一篇新的观点论文宣称：“我们这一代人可能是现实中发现地球外生命证据的那一代人。”“伴随着这种特权潜力，责任也随之而来。”

的确，我们仍然无法确定地外生命的存在，但这种重大消息会动摇我们的生存基础。因此，当科学家们宣布这一重大消息到来的时刻（如果它真的到来的话），他们肯定已经完全证实，不容有错。为了协助这方面的研究，这篇新论文的作者提出了一个方法论框架，让研究人员一步一步地走向终点，并最终到达一个他们可以自信地宣布发现外星生命的位置。

这份名为“生命探测的信心”（CoLD）量表的指南姗姗来迟，因为目前还不清楚科学家应该如何证明一些从未被证实过的东西。

NASA首席科学家、这篇新论文的第一作者詹姆斯·格林（James Green）解释道：“我觉得我们有点挣扎 —— 我们没有那么严谨。但我们的新模型带来了严谨性。”

格林和他的同事们“希望科学界采用新的框架，并希望NASA完全支持这一框架，并为沿着这一模式取得进展的研究提供资金。”他说，这一进展将“在许多科学领域上真正帮助我们。”

上图：美国宇航局的好奇号火星车在火星上。

格林说，当前范式的一个重大问题是，人们期望两种答案中的一种：要么已经发现外星生命，要么还没有。他说，考虑到我们目前的探索技术，这种对二元“是”或“否”答案的渴望是不现实的。相反，科学家需要与彼此、公众和媒体交流他们的初步发现。根据格林的说法，新提出的框架将在这方面有所帮助，因为它将鼓励交流，防止科学家们盲目地喊“狼来了”。他说，科学家“必须能够继续利用大量的信息来构建他们的故事，并更有信心地宣称某个星球上可能存在生命。”

新框架中概述的七个步骤，旨在迭代地将天体生物学家带到最高水平 —— 最终的信心水平。看看这些指导方针，很明显，确认地球以外的生命不是一个简单的步骤，而是需要一个详尽、耗时的过程。但是，这就是科学有时必须工作的方式，尤其是在目标距离数百万、数千万英里之外的情况下。

“生命探测的信心”（CoLD）量表阶梯上的第一级是检测已知由生物活动产生的信号，例如生命产生的分子。我们已经有几个达到 CoLD 一级的例子，包括火星上的甲烷、金星上的磷化氢以及正如格林所说的任何天体上的氧气。1996年，在对名为“艾伦·希尔斯”（Allan Hills）84001 的火星陨石进行分析后，也达到了 CoLD 1 级。一个研究小组认为陨石上的蠕虫状线是化石，但这些特征很可能是在岩石从火星表面爆破时形成的。

上图：ALH84001的显微图像，揭示了火星陨石上的化石状结构。

迈过第一步并不是什么大不了的事 —— 它已经过了这个被证明是困难的初步阶段。第二级要求排除污染，以及排除错误的仪器和对数据的曲解。由于这些原因，在金星上明显发现了磷化氢（一种通常只能由生命产生的化学物质）从未通过这一阶段。

第三步要求科学家证明该信号能够来自其环境。这可以通过参考类似的环境来实现，例如，地球上的一个古老的湖床（模拟火星上的条件）或海底的热液喷口（模拟土星的卫星恩克拉多斯或木星的卫星欧罗巴上的条件）。一个强有力的例子是，证明火星上存在生命的努力已经达到了第三个CoLD阶段；对火星上甲烷的远程观测（一个潜在的生命迹象）得到了美国宇航局好奇号火星车的地面观测的证实。

接下来的一系列阶段，将面临艰巨且连贯的挑战。对于有问题的信号，天体生物学家必须排除非生物来源，获得额外和独立的观测，并排除其他假设。遥感设备可以让科学家达到第一级和第二级水平，詹姆斯·格林说，“但我们必须能够带来更多的信息”，并“获得所需的背景。CoLD尺度就是要做到这一点。”

证明火星上存在生命的探索目前就停留在第三阶段，因为科学家们尚未证明甲烷是由非生物来源产生的。好消息是，这是可以做到的，尽管是在理论上。科学家需要在火星上收集足够数量的甲烷，以进行同位素分析，以表明甲烷是由非生物或生物过程产生的。

根据这篇论文，第七阶段也是最后一个阶段将需要“对环境中预测的生物行为，进行独立的后续观察”。最后一步，是一种“证据在布丁中”（美国俚语，即只有亲自试过才知道）的要求，这可能是一个很大的要求，取决于地点；确认火星或土卫二上存在生物是一回事（因为太阳系内的物体都在卫星和探测器的探测范围内），但确认一颗距地球许多光年外的系外行星上存在生物，则代表了完全不同的命题。

詹姆斯·格林提出了一个假设场景，天体生物学家可能会在火星上达到 CoLD 7 级。他想象了一架 Ingenuity 直升机的后继飞机（一种能够探测从地表下来源泄漏的甲烷的直升机）。对同一地点的后续观察，将揭示一个隐藏的含水层，导致钻探任务，而钻探任务将深入水中并提取实际的生命样本。Ok！这就达到了 CoLD 7 级，至少根据这个虚构的场景是这样。

上图：金星的云层中是否存在生命？

格林和他的同事提出的指导方针虽然严格，但很合理。这个路线图可以用来确认多种情况下的生命，也可以确认我们不知道的生命，比如不需要水就能生存的生命。正如格林所解释的，被定义为这样的生命需要新陈代谢、繁殖和进化。如果它能做所有这些事情，我们就称它为生命。

下一步，除了细化规范之外，是让社区参与进来。并不是所有的科学家都愿意与他人分享他们的研究成果，也不是所有的科学家都愿意遵守这个提议的框架，但格林说，如果研究人员希望获得NASA的项目资助，他们可能必须遵守新的规则。

詹姆斯·格林最后表示：“我希望得到NASA资助的科学家自己进行评估，确定他们处于哪个CoLD指数。所以，当大家阅读他们的论文，看到CoLD 4或CoLD 5时，我们就会知道他们取得了多大的进展。重要的是，我们还将知道，还有多少工作需要完成。这样，科学家们就可以专注于下一步需要做什么啦。”

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