文/网易科技 秉翰
本周是名副其实的天文周，“新地平线”号9年飞行后到达冥王星发回了冥王星的“近距离”照片。冥王星虽然不再是第九大行星，但是这个谜一般的冰冷星球还是引起了全球的关注。这次的观测不仅确认了冥王星的直径和地表环境，还在某些区域发现了冰山的存在。最新的消息是NASA的专家在观测到一个类似火山口的地方后，进一步分析认为冥王星即使如此寒冷也有可能存在生命。这个火山口意味着冥王星曾经“活跃”过，至少内核是“温暖的”。而炙热的内核意味着，水的存在具有更高的可能性。而水是生命起源的触发媒介。
今年的《科学》杂志上，NASA就放过话20年内绝对找到地外生命。NASA要在2017年推出系外行星勘测人造卫星，2018年推出詹姆斯·韦伯太空望远镜。未来十年，还有可能推出宽视场红外巡天望远镜等天体物理望远镜。科学家们已经信誓旦旦的表示，以目前的科技水平，人类已经非常接近找到另一个“地球”和地外生命迹象。未来10年的宇宙空间活动会越来密集，难道我们这代人就能见证外星生命的存在了吗？小编作为一个半吊子天文爱好者和科幻迷，想来还有些小激动。所以本周就来谈一谈外星人这件事。有什么不准确的地方还望易友指正。
地外生命到底需不需要水？
每次有这种宇宙探索活动时，许多易友都会留言表示，这些科学家们找外星人时是不是脑抽了，为什么觉得外星人一定跟H20有关，难道人家不能由别的物质组成吗？这话说的也对也不对。所以小编首先就来厘清这一问题。
把液态水作为外星生物的生化指标看起来确实是有点地球思维了。考虑到浩瀚宇宙中氢氧并不是最丰富的化学元素，外星生物的化学组成确有其他可能。但是，基于我们地球人现有的生物化学知识，液态水的存在会让生命的出现多上好几倍的几率。生命的出现其实就是一个复杂的化学反应过程（当然还是基于人类目前的知识，如果非要不服来辩这事就没法聊了）。无论何种蛋白质都需要经过化学反应才能形成。而化学反应过程中重要的一环就是溶剂的参与。根据人类目前的知识，生命的形成需要溶剂和形成生命功能单位的多种元素（比如碳）的共同参与。之所以溶剂很重要的是因为，为了产生生物化学反应，需要溶剂对化合物进行溶解再反应。
这种生物化学溶剂最有可能来自宇宙中最常见的元素，比如氢、氦、氧、氖、氮、碳、硅、镁、铁、硫。氦和氖基本不用考虑，作为惰性气体和很少可以形成化合物，也没有明显的溶剂性质。基于化学键的组合，宇宙中最可能出现的溶剂化合物可以看出有水（H2O）、氨（NH3）、氟化氢（HF）和硫化氢（H2S）。氨就不用说了，木星上存在液氨的海洋，的确可以成为生命形成的基本条件。也确实有科学家一直在研究木星上存在不同形式生命的可能。2016年老美还会有一艘飞船朱诺号到达木星，到时人类会第一次近距离接触这颗行星。所以没准木星上面有生命也说不定。但是液氨跟水比作为生物化学溶剂还有不少劣势，我们后面会仔细分析。
氟化氢也是一种稳定的生物化学溶剂，也有较强的生物活化能力（电子传输的能力）。氟化氢在-80摄氏度和20摄氏度之间为液态。这是少见的在人类可接受温度范围内的液体生物溶剂物质。但是，最大的问题是氟本身在宇宙中并不是一种非常丰富的元素。
硫化氢也具有较强的生物活化能力，并且地球上有一些细菌也确实把这种物质的气态形式当做生物“燃料”， 但是硫化氢的液态形势只存在于-90摄氏度到-60摄氏度之间，存在概率相对较低。
所以尽管宇宙中潜在这其他承载生物化学反应的溶剂物质，水仍然是创造复杂生态系统的最佳候选。它的液体状态温度范围有100度比任何其他溶剂都要大。而且生化过程在相对温暖的环境下更有活力，液氨就有点太冷了。温度越高意味着生命的进化也就越快。
另外，水还具有其他优点：因为水的氢化学键较强可以赋予其更强的表面张力，是液氨的三倍。这将让化学物质更容易聚集，从而发展处细胞膜类的物质；水还能够与其它化合物形成弱共价键。最简单的例子就是支持地球生物的蛋白质三维结构；最后，氢离子可以有效进行电子传递反应（地球生物产生自身能量的主要手段）。
综上，液态水是支持复杂的生态系统最有可能的备选物质。这也是为什么科学家在找地外生命时，老是要找水的原因。
星际旅行到底靠谱不？
好吧，如果假设有一天我们找到了类地行星，也找到了水。我们有没有可能飞过去找地外生命。基于目前的知识，基本是不可能。（当然某天相对论被推翻了，没准会有新的希望。谁让爱因斯坦说光速最大呢。）因为目前发现的类地行星都在光年计算的距离之外。比如，最近的半人马座也要在4.2光年之外。用脱离太阳系的第三宇宙速度飞也要8万年。这可不是睡一觉就能解决的问题。而且半人马座的行星轨道离其恒星太近，基本已经被烤焦了。
但是，就像因果论已经被物理学推翻一样。当我们真的尝试去实现星际旅行时，所得到的结果也许并不是我们想的那样。有这样一个延迟选择实验，可以告诉你，只要你想，没什么做不到。高中的时候，学过物理的同学都应该做过双缝干涉实验。我们知道双缝干涉实验中，由于光的波粒二象性，正常情况下会产生多条条纹（光以波的形式通过），但是一旦使用观测仪器就只出现两道条纹（光以粒子的形式通过）。（不记得的同学可以温故知新下，这里不再赘述。）
所谓延迟实验就是有人提出如果我们在确定电子已经通过双缝之后，再迅速的放上摄影机效果会是怎样。当年，这个疑问曾经一度引起物理学界的狂热追捧，无数科学家前仆后继。最后终于有人做出了令人满意的实验。结果竟是即使电子已经通过双缝，放上观测设备后，也是两道条纹。也就是说当前的行为竟然影响了电子的过去。传统的因果世界，天崩地裂。
所以，少年请大胆的想象吧。这里有点偏题了，我们还是回到现实世界来看看去见证地外生命的可能性。首先说说我们面临的困难。最明显的问题是我们现在运行最快的飞行器也比光速要慢很多，所以一光年的时间，真的不是一年时间这么简单。再者爱因斯坦相对论把所有物体的速度都限制在光速内。
好吧，即使我们有了飞的超快的飞行器。管你是暗物质推进，还是引力推进，下一个遇到的困难是如何进行导航并成功到达所选行星。这中间还要涉及到通信问题。不管有人飞行器还是无人飞行器，信号还是只能以光速传播，光年距离所产生的延迟不可想象。最后，就算以亚光速前进航行时间也要几十万到几百万年，飞船能不能有这个耐久度是很大的问题，除非它有自我修复能力。
当然，困难是巨大的，但是物理学已经为我们提供了星际旅行的理论基础。比如说通信，就有所谓的虫洞通信理论。虫洞应该易友不陌生吧，《星际穿越》里用的就是这种媒介做了穿越。
目前最靠谱的星际穿越方式应该是超高速恒星。目前银河系中有移动速度比银河系的逃逸速度更快的恒星。这些恒星的旅行速度可达约3000公里/秒。而且去年，有科学家已经论证过这些恒星接近光速的可能。人类则可以等待这些行星进入地球周围（当然这个周围也不近）轨道，然后举家移民到这颗恒星，繁衍生息直到有一天到达目标行星。而且以上方案最棒的地方是根据时间膨胀理论接近光速后，旅行者的时间会变慢（虽然从地球人的角度看没有变化）。
最后就是超越光速飞行的理论。当然这些理论基本是纯科幻理论。有人期望能够制造出比光速还快的飞行器。当然，飞船本身不可能比光速快，但周围的空间可以。目前，还没有已知的方法来创建这种空间扭曲。不过理论上有这种可以自然形成的空间扭曲也就是前面说的虫洞。不过无论是虫洞还是黑洞都只存在于数学公式中，目前从没观测到。所以，星际旅行到底靠不靠谱，很不幸这不是我们这代人能够实践的事情，也许我们的孙子或者重孙可以亲身体验一下。我们只能好好教育下一代的宇宙探险意识，再附上一句“家祭无忘告乃翁”。
找外星人然并卵？
其实并不是这样的。各国都在积极寻找地外生命。去年欧洲天文台斥资13亿美元修建了E-ELT天文望远镜，这个天文望远镜的最大作用就是寻找外星生命。今年美国众议院也打算给NASA拨款2.26亿美元用来探索太阳系内外的外星生命。其中1.4亿美元用来探测木星卫星是否有水资源。木卫二上拥有大量岩石和冰块，星球表面之下可能还有液态海洋的存在。在如此拨款的支持下，NASA的外星探测器不会局限于冥王星的探测模式，可能会建造航天器尝试着陆，甚至深入星球内部。
如果，地外生命真的被发现，无疑会让人类再次产生太空探索的巨大热情。从精神层面来说，这意味着我们不在是宇宙中唯一存在生命的星球，人类对于自我的认识将会上升到一个全新的层次。从现实层面来讲也并不是全然没有意义，对于太空的探索会极大的促进多种学科的科技进步。
拿美国登月计划做个例子。阿姆斯特朗的一小步对很多科技领域，尤其对航天动力和通讯科技产生了极大的推动作用。火箭技术、物理学和天文学都产生了长足的进步。太空竞赛也改变了美国科技教育的方式。由于美国最初在太空竞赛处于劣势，迫使美国人开始关心美国的数学和物理教育。1958年通过的美国国家防卫教育法案增加了教育方面的财政投入。同时超过1200所美国高中保留了天文观测设备。太空科技带来的影响深入美国人的生活，从厨房到户外，都能看到登月计划的副产品。脱水蔬菜、即食食品、食物保鲜、无菌处理、快干衣物甚至防雾滑雪镜都来自登月计划的科技创新。
最后，就是希望中国的地外生命探索计划靠点谱。去年张召忠将军说中国最好别招惹外星人，小编差点没吐血。张将军说，“外星人跟我们打起来，那不是一个数量级的。”（不过想想雾霾防美国侦测的事也就算了。）地外生命探索不是闲扯。老美的空间飞行器正在玩命的飞向各大行星时，我国的地外生命探索计划是否也应脱离嘴炮阶段呢？
（本文主观性陈述仅代表小编个人意见，不代表网易科技观点）
本文来源：网易科技报道
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