诺奖得主跨界合作：我们在宇宙中是否唯一？

《宇宙生命起源》，马里奥·利维奥、杰克·绍斯塔克 著，王文浩 译，鹦鹉螺|中信出版集团出版

知名天体物理学家马里奥·利维奥和2009年诺贝尔生理学或医学奖得主杰克·绍斯塔克合作，结合物理学和生物学来解答关于生命起源的最基本问题：生命是如何产生的，以及我们在宇宙中是否唯一？

为了回答这两个问题，两个领域的科学家沿着两条截然不同的道路前进。在这本书中，物理学，尤其是天体物理学，为生命起源提供宏观背景。生物学则从微观层面探究生命本质和起源机制。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。

关于生命起源和地外生命的七个问题

《宇宙生命起源》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。

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。

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”（Starship）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，本书也发出了警告：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》将读者推向认知的边界。它告诉我们：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。

原标题：《诺奖得主跨界合作：我们在宇宙中是否唯一？》

栏目主编：朱自奋 文字编辑：金久超

来源：作者：马里奥·利维奥、杰克·绍斯塔克