等离子体生命、油滴生命，或许其它形态生命已经遍布宇宙

碳基生命需要非常特殊的条件才能生存，地球上的生命就是一个很好的例子。人们投入了大量的时间和研究，试图在宇宙的其他地方找到以碳为基础的生命。但现在，科学家认为这种搜索可能过于狭隘。

等离子体生命

生命的起源在某种程度上似乎与热力学第二定律相矛盾。根据这一定律，我们的宇宙的无序或随机性(熵)的程度总是在增加。然而生命的特征却是有序地增加 (熵的减少)。因此当考虑一个“复杂”系统时，就会出现一些“涌现”的性质，而这些性质不能用类似于热力学第二定律这种基本原理来解释。

等离子体也是这样一种“复杂”系统。基于等离子体的生命是基于有时被称为“物质的第四态”的假想生命，这种非物质生命存在的可能性是科幻小说中常见的主题。但实际上，物理学家已经成功地创造出了能够自己生长、繁殖和交流的等离子球体，这满足了生物细胞的大多数传统要求。

米尔恰·桑杜洛维奇和他在罗马尼亚库扎大学的同事，在实验室中创造一个气态复杂空间电荷配置。尽管这可能是一个最简单的等离子系统，但却实现了一些生物细胞的行为：能够捕获和转换能量，跨系统边界的物质交换，以及通过系统所有组件的连续“合成”来进行内部物质转换。由于它们的组成中没有遗传物质，所以不能说它们是活着的。但研究人员认为，这些奇怪的球体可能为生命的起源提供了一种全新的解释。

电火花产生的生命

大多数生物学家认为，活细胞是化学物质经过复杂而漫长的进化而产生的，这一过程历时数百万年，从简单的分子开始，经过氨基酸、原始蛋白质，最终形成有组织的结构。但是如果桑杜洛维奇是正确的，那么这个理论可能需要修改。因为他们认为，类似细胞的自组织可以在几微秒内发生。

研究人员在实验室所创造的环境条件类似于生命诞生之前地球上的环境条件，当时地球被电风暴吞噬，导致大气中形成等离子体。他们将两个电极插入一个装有低温氩气等离子体的容器中。在这种气体中，一些原子被分裂成电子和带电离子。之后他们在电极上施加高电压，使能量弧线穿过它们之间的空隙，就像一个微型闪电。

桑杜洛维奇说，这种电火花会在带正电的电极上产生高浓度的离子和电子，自发形成球体。每个球体都有一个由两层组成的边界——外层是带负电荷的电子，内层是带正电荷的离子。在边界内部有一个由气体原子组成的内核。

地球上最早的细胞

最初火花中的能量决定了它们的大小和寿命。桑多洛维奇成功地将球体的直径从几微米提高到3厘米。一个清晰的边界层将一个物体与它的环境分隔开来，这是定义活细胞常用的四个主要标准之一。

桑多洛维奇决定找出他的细胞是否符合其他标准：复制、传递信息、新陈代谢和生长的能力。他发现球体可以复制，分成两部分。在适当的条件下，它们也会增大尺寸，吸收中性氩原子并将它们分裂成离子和电子来补充它们的边界层。然后它们可以通过发射电磁能量来传递信息，使其他球体内的原子以一定的频率振动。

这些等离子球并不是满足所有这些要求的唯一的自组织系统。但它们是第一批气体“细胞”。桑多洛维奇甚至认为它们可能是地球上最早的细胞，起源于雷暴。

“这种球体的出现可能是生物化学进化的先决条件。”桑杜洛维奇说。

油滴的生命行为

也许生命真的是从电火花开始的，但这并不是除了碳基外唯一的选择。欧登塞南丹麦大学的马丁·汉奇克在油滴中就寻找到了类似生命的行为。

汉奇克把油滴放入一种水溶液中，并给它们注入一种化学“燃料”，比如氰化氢，这种物质在早期的地球上就存在。当燃料与水滴边界的水发生反应时，它会改变水滴的表面张力，从而导致水滴移动。

实验表明，这些油滴不仅能在自己的蒸汽下移动，还能感知化学梯度并做出反应。这些液滴还可以相互感知，这是化学交流的一种基本形式。而且，令人惊讶的是，它们过去的行为会影响未来的行为，你可以把这理解为一种记忆。油滴内部的水层可能会开始形成更复杂的结构，汉奇克和他的同事们现在正致力于让这些液滴分裂和复制。

虽然很多人不相信这与地球上生命的起源有任何关系，但汉奇克说，他希望他的工作能够提醒人们生命可能存在的多种形式。“在油滴中看到的行为非常容易发生，只要把东西扔进锅里。”汉奇克说到。他还指出，许多生物反应在油中比在水中更容易发生。“现在地球上可能存在以石油为基础的生命形式，与我们自己的以水为基础的生命形式平行。或者它可能在宇宙的其他地方出现，比如在氰化氢含量丰富的土卫六上。”

遗传信息

当然，等离子球体和油滴都有一个很大的缺点。尽管它们表现出的行为范围令人印象深刻，但批评者认为，它们都缺乏任何种类的遗传物质，而且很难看到如何添加这种物质。但或许还有很多未知的东西能实现类似的功能。如果不了解其他情况，我们可能也会这么说基于水的生物细胞。

汉奇克认为，无论如何，要求信息被编码到专门的遗传分子中是一种狭隘地看待生命的方式。油滴的特性和结构可以“代代相传”，换句话说，遗传信息是存在的，但它嵌入在液滴本身的化学成分中，而不是编码在遗传分子中。

“虽然这种特征取决于环境，如果条件改变，很容易失去，”汉奇克说道，“但我们应该对一种生命形式以这种方式与环境密切交织的可能性持开放态度。”

实际上，科学家在这方面已经有进展。一个由马普学会地外物理研究所的物理学家格雷戈尔.莫菲尔领导的研究小组发现，在适当的条件下，等离子体内的粒子能够自发地形成丝状结构，这些丝状结构会互相吸引并缠绕，进而形成一种类似于DNA的双螺旋结构。

研究人员发现，这种复杂的双螺旋结构具备信息编码的可能性，并且还可以通过相互作用而产生变化，在这个过程中，那些不稳定的结构将随着时间重新分解，而那些稳定的结构则会保存下来，这就意味着，它们表现出了进化的特性。

生命遍布宇宙？

这些研究提出了一种耐人寻味的可能性，即整个宇宙中的生命可能拥有比普遍承认的更广泛的基础。碳基生命形式可能不是很早就在我们的宇宙中出现的，因为碳基生命形式的基本元素是在恒星内部产生的，所以这意味着要过几十亿年这些元素才足够丰富，让碳基生命形式成为现实。

如果等离子体中的生命可以自然产生，那么它的搜索地点可以是恒星(太阳)的外层或内部，行星的磁层，高温区域，甚至球状闪电；而如果油滴生命体存在，那么很多我们之前认为不可能存在生命的星球，可能已经生机勃勃。

不但如此，由于基于等离子体的生命形式可以存在于“空”空间中，实际上没有任何东西可以减缓它们向任何方向的扩张。所以如果是这样的话，基于等离子体的生命形式可能遍布整个宇宙。我们可能会遗漏一些可能就在我们自家后院的东西，而我们没有看到它是因为我们没有去寻找它。