诺奖得主 X 天体物理学家，破解困扰人类数千年的终极命题！

1897年，德国天文学家斯基亚帕雷利透过望远镜，在火星表面观测到细密的线状结构。

一场翻译失误——将意大利语“canali”（天然沟渠）误读为“运河”——点燃了人类对火星文明的狂热想象：火星上是否存在着智慧文明？

H.G.威尔斯在《世界大战》中描绘的火星人“入侵”地球的场景，成为20世纪初最震撼的科幻预言。

然而，随着探测器传回荒凉的火星影像，幻想破灭，但科学家的追问从未停止——如果火星曾有水，是否也曾孕育过生命？地球生命是宇宙中的偶然，还是必然？

答案或许藏在一枚“硬币”的两面：一面是地球生命的起源，另一面是地外生命的可能性。

这正是阿信今天给大家推荐的《宇宙生命起源》的核心命题。

两大科学前沿的共生交响

本书由天体物理学家马里奥·利维奥与诺贝尔奖得主、化学生物学家杰克·绍斯塔克联袂撰写。

马里奥·利维奥是哈勃太空望远镜科学家，畅销科普作家，擅以诗意的语言解读宇宙奥秘；杰克·绍斯塔克是2009年诺贝尔生理学或医学奖得主，也是RNA世界假说的实验验证者。

书中，两位作者结合各自深厚的学术背景，以跨学科的宏大视角，将实验室中的分子反应与宇宙尺度的天文观测熔铸一体，试图回答人类最古老的哲学谜题：

“我们是谁？我们从哪里来？我们在宇宙中是否孤独？”

物理学，尤其是天体物理学，为生命起源提供宏观背景。

天体物理学家通过观测太阳系及遥远恒星周围的行星，研究宇宙演化、恒星形成与死亡、行星形成与分布等，确定生命诞生的物理条件，如适宜温度、引力和辐射环境。

生物学则从微观层面探究生命本质和起源机制，研究细胞及生物大分子，如 DNA、RNA 和蛋白质，探索生命起源的化学过程和生物学机制。

绍斯塔克提出的RNA世界假说，认为RNA是生命起源关键分子，为生命起源研究提供理论基础。

全书始终围绕一个核心逻辑展开——生命是“化学事故”还是“宇宙必然”？

这让我们不禁思考：若地球生命的诞生存在必然路径，则生命可能在宇宙中普遍存在；反之，若纯属偶然，人类或将永远孤独。

一书解答关于

生命起源和地外生命的7个问题

书中不仅通过跨学科的视角探讨了生命起源的深奥问题，还对人类关于地外生命的种种好奇做了回答：

1. 地球生命在何时何地产生？

地球生命的诞生不会晚于35亿年前，且地球生命是在地球形成不到10亿年后出现的。

地球生命诞生的环境最有可能是“一个温暖的小池塘”，而不太可能是海洋。

2. 生命是如何开始的？是先有蛋还是先有鸡？

生命的产生需要4个子系统：细胞、新陈代谢、催化和遗传。

最新的想法表明，子系统的构建块可能是同时形成的，不存在先后。而且，RNA是生命起源的关键。

3. 太阳系还有其他生命存在吗？我们最有可能在哪里发现它们？

截至2023年秋，天文学家在4100多个行星系统中发现了5500多颗已确认的（太阳）系外行星。

其中有930多个行星系统拥有至少一颗行星。银河系中至少有1/5的类太阳恒星或更小的恒星在其宜居带中存在一颗与地球大小差不多的行星（甚至每三颗恒星中可能就有一颗是这种情况）。

目前人们探索最多的是火星、金星，事实上，SpaceX公司CEO埃隆·马斯克在2024年9月称，他计划“在两年内向火星发射不载人的‘星舰’飞船，4年内启动载人飞船探索火星任务”。

除了这两颗行星外，木卫一、土卫二、土卫六也有可能存在生命。

欧洲航天局的木星冰月探测器（JUICE）的任务，将会研究木卫三、木卫四和欧罗巴。这个探测器于2023年4月14日成功发射，预计8年后到达木星。

4. 生命是罕见的，还是常见的？

从整个银河系的尺度看，生命可能并不罕见。

5. 宇宙中会有其他智慧生命吗？

目前的研究认为，微生物生命在宇宙中可能很常见，但复杂的智慧生命可能极为罕见。

但本书两位作者认为，之所以目前还没有发现其他智慧生命，是因为它们在灭绝前，没有来得及留下可被检测到的印记。

6. 如果存在外星智慧生命，是比人类高级还是低级？是对人类友好还是敌对？

技术一旦出现就会迅速发展，所以如果地外技术文明并非无处不在，那么这种文明与我们处于同步进化状态的可能性很小。

相反，就技术实力而言，这些文明更有可能比我们先进数亿年乃至数十亿年。在这种情况下，鉴于我们作为一个相对年轻的技术物种，我们可能远远落后于它们。

7. 目前寻找地外生命的进展如何？

美国国家科学院、美国国家工程院和美国国家医学院2021年11月发布了一份报告称，在太阳以外的恒星周围的行星—系外行星—上寻找生命，现在已成为美国天文学界的一致目标。

现在大多数天文学家相信，他们有可能在未来10年到20年左右探测到地外生命的存在。

拆解书中的科学冒险：

从RNA世界到火星车

RNA：生命起源的“万能钥匙”

现代生命依赖DNA、蛋白质与细胞膜的精密协作，但最初的生命一定更简单。书中第二章至第四章揭示了一个颠覆性发现：RNA可能是生命的第一块“基石”。

1982年，托马斯·切赫发现RNA酶，证明RNA可独立完成剪接，彻底颠覆了“酶必为蛋白质”的教条。

这一发现为“RNA世界”假说提供了关键证据：在早期地球的“原细胞”中，RNA同时扮演基因与工具的角色，直到进化出更专业的DNA和蛋白质。

书中甚至给出实验证据——现代核糖体的催化核心仍是RNA，堪称“RNA世界”的活化石。

绍斯塔克团队进一步发现，RNA的核苷酸在紫外线照射下更具稳定性，而“失败”的分子会被自然淘汰。

这种“适者生存”的化学版本，解释了RNA为何从混沌汤中胜出。

这一发现不仅揭示了生命起源的可能路径，也为实验室中“重建”生命提供了关键线索。

生命需要边界。

生命诞生与演化或许离不开边界。书中绘了原细胞膜的奇迹：脂肪酸分子在水中自发形成双层结构，包裹住RNA链。

更惊人的是，这种膜允许营养物质自由进出，却不会泄漏大分子。当环境中的脂肪酸浓度变化，膜会像气球一样膨胀，最终分裂成子细胞。无需蛋白质参与，纯靠物理规律！

进一步的模拟实验也印证了这一点，在模拟早期地球的冻融循环实验中，活化核苷酸在冰晶缝隙中浓缩，自发连接成短链RNA，推测生命可能诞生于冬季池塘边缘，在特定的环境条件下，生命的雏形逐渐形成并发展，这些发现都指向了边界在生命起源与早期发展中的关键作用。

火星：失落的水世界与生命“时间胶囊”

全书最令人瞩目的部分当属对火星的深入探讨。

毅力号火星车在杰泽罗陨石坑发现了远古河床与湖泊沉积物，这表明30亿年前的火星或许比地球更为湿润。

书中提出了一些大胆的猜想，试图揭示“火星生命”的可能性。

首先，地表矿物中的线索令人瞩目。黏土中的有机分子、硫酸盐层的波浪痕迹，暗示液态水长期存在。

这一发现支持了火星过去具备孕育生命条件的假设。此外，地下避难所也被认为是可能存在生命的场所。

研究指出，火星土壤可能庇护着休眠的微生物，就像地球南极冰层下的嗜极生物。

然而，“地球化”的悖论也凸显了火星的悲剧性命运。

由于其小质量，火星无法留住大气层，而磁场缺失则导致太阳风剥离水分，使其逐渐变成如今干燥荒凉的样子。

但正是这一过程，让火星成为保存远古生命证据的“时间胶囊”。

现实回响：

马斯克的星际野心与科学追问

埃隆·马斯克的SpaceX计划在2030年前用“星舰”运送人类登陆火星，并建立永久基地。

这一宏伟目标并非遥不可及：书中提到的火星地下水、冻融循环证据，恰恰为“就地取材”提供可能——未来殖民者或能利用冰层提取水，甚至通过改造大气创造宜居环境。

然而，书中也发出了警告：若火星曾孕育生命，人类活动可能污染这颗“红色星球”，永远埋葬外星生命的证据。

科学界正与时间赛跑：在宇航员踏上火星前，机器人需完成生命搜寻的终极任务。

从实验室中自我复制的RNA分子，到火星车钻探的远古岩芯，从哲学思辨到技术蓝图，《宇宙生命起源》将我们推向认知的边界，告诉我们：解答“我们从何而来”，就是在定义“我们向何处去”。

无论是仰望星空的少年，还是实验室中的研究者，都能在这本书中找到属于自己的答案——关于生命，关于宇宙，也关于人类在无尽时空中的位置。

-End-

2025.3.3

编辑：孙小悠 | 审核：醒醒