第2章 宇宙孕育着无限的生命(1)
地球上的生命，来自于宇宙的恩赐。尽管人类至今无法确定，宇宙是以怎样的形式传播生命的种子，但可以确定的是：宇宙中的某一颗星球或者说无数颗星球，一定存在着生命的智慧生物。因为，科学家已经告诉了我们，具备生命存在条件的星体有很多，也就是说，人类的远亲应当有很多。
一、拥有无限生命的宇宙
1.生命之源——宇宙中的水
明亮的旋涡白云和湛蓝的海水，使地球在繁星天宇间相貌出众，楚楚动人。包裹地表的水以液态为主，约13.6亿立方公里，呈不连续分布水体状。生命的诞生发展，人类的文明昌盛，都离不开水。
（1）干渴的星球
天文学研究和登月考察证实，我们的近邻——月球几乎是赤地千里的天国。月球的大气气压还不足地球的1×10—12倍。所以，130℃的向阳月面对沸点远远低于100℃的月球水来说，只能沸腾蒸发，绝不可能存在液体。而且，月球体态娇小，引力柔弱，根本没有使水汽存留的能力。
然而，在月岩样品中还是发现有含有针铁矿内的结构水。结构水以（OH）-、H＋离子形式，牢固地与其他离子连接在矿物晶体的一定位置，因而就不同于结晶水、吸附水之类的矿物水，非600℃～1000℃高温而不能逸出。这些数量极微的结构水的存在，表明月球也并非滴水皆无。因此，在终年-33℃的月表深层和极区倒还是有希望找到永久冰冻层。
水星距太阳仅0.39天文单位，其表面特征、大气稀薄等诸方面与月球酷似。水星表面温度170℃～430℃。而且，水星地下温差极小，几乎永远保持在冰点以上。所以，水在水星上简直无立锥之地。
轨道近于圆形的金星比地球更临近太阳，加之浓厚CO₂大气的巨大“温室蒸气效应”，使金星表面烈日酷暑、铄石流金，温度达420℃～485℃。因此，金星上的水始终以蒸气的形式漂浮于浓厚大气中。美国麦克唐纳天文台在60年代末首次获得金星水蒸气光谱，并测定其含量很少，只有1％。苏联“金星号”测定金星低层大气水蒸气含量不大于0.1％或0.2％。按照相当地球水量百万分之一的估计，则金星大气中水蒸气水量约为1.4千立方公里，只覆盖其表面不到10厘米深的一圈水层。金星大气重氢与氢比值约为地球的100倍，从而可推知金星也曾与地球一样拥有大量水体，而水的消失则是环境日趋恶化的结果。
（2）水0℃就沸腾的地方
火星离太阳较远，其自转周期、黄赤交角等与地球相近，曾使人们对火星水寄以厚望。研究表明，火星水量虽不能与地球同日而语，但堪称充裕。
1963年，美国塞浦拉德等测定出火星大气光谱约含1/1000的微弱水蒸气带。空间探测器发现火星大气含水量悬殊极大，从无法测定到100微米降水量均有分布，平均含水量约0.03％，全部含水量约13立方公里。
平均仅有6.1毫巴气压的稀薄大气，无疑使火星水大约在0℃就会沸腾。因此，在火星赤道，水便会很快沸腾汽化，而在两极则能迅速凝结成冰。只有蒸气和冰才是火星水存储于世的稳定形态。
关于火星极冠，目前已认定它们是干冰和水冰混合组成的冰帽。在火星上，水蒸气的凝结温度（-80℃）远高于CO₂的凝结温度（-125℃），所以，水冰可形成夏季冰帽。它们分布的面积分别为：南极冰帽27.6万平方公里，北极冰帽110.0万平方公里。此外，两极冰帽总共含水不超过136万立方公里，足以形成环绕火星表面近10米厚的水层。
高空飞行器的红外探测和“海盗号”登陆舱对火星表面物质的研究，均表明火星中含约1％的结合水。鉴于火星高纬度区地下终年寒冷，无疑也会形成类似地球极区的永冻层。此外，火星表面分布着宽阔蜿蜒的河床和树枝网状渠沟的干涸水道等，这些也都说明火星当年也曾流水潺潺、碧波荡漾，后随日月嬗变而水量锐减，才到了今天的地步。
（3）冰天霜地的类木行星
与类地行星相比，距太阳较远的类木行星不仅以表面-130℃～-230℃的低温见长，更以其体积大并拥有浓厚氢氦大气而闻名。这些星球上，虽然是滴水成冰，但仍不失为水的太空“福地”。
木星大气含水极微。光谱分析揭示，水蒸气连同甲（CH₄）、氨（NH₃）等气体总量仅占大气1％。维台茨林等依据“先驱者号”红外资料，计算了木星云的成分和结构理论模式，指出其下部是一些冰晶体组分。据此，人们确信其他类木行星大气中也多少不等地含有水。
除木星表面没有固化而呈液氢外，其他固态化的类木行星理论上讲都可能具有不同厚度的水冰幔或冰包层。据推测，土星就有厚约5000公里的冰幔。而在天王星和海王星的各种结构模式中，对含水量的估计从50％～80％不等，一般认为可达到65％～68％。构成它们厚厚冰幔的主要成分是水。经鲍适拉克等推算，水冰以及一些其他冰冻气体的总含量如下：木星，5％；土星，12％；天王星，60％；海王星，70％。
对距离最远、发现较晚的冥王星虽了解甚少，但从其低密度（0.79克/厘米³）推断，也主要由水冰和某些石质冰冻气体组成。
此外，“先驱者11号”探明，土星环主要由约1厘米大小的冰块，以及表面包裹冰或薄冰霜的硅酸盐颗粒组成。
木卫2、木卫3和木卫4的反射波谱和红外研究也都表明，木星卫星的表面分别覆盖有50％～100％、20％～65％和5％～25％的水冰或霜。木卫2厚75米～150米的冰表层分布不均匀，致使其半球明亮半球暗。从木卫3的密度（1.9克/厘米³）来看，其含水达30％～50％之多。目前认为，木卫3有近100公里厚的冰壳覆盖于400公里～800公里的液态水幔上。
而且，土卫1、土卫2、土卫3、土卫4和土卫5都具有高反照率，还具有较低密度（1.0克/厘米³～1.4克/厘米³），这说明它们有着冰天霜地的表面，而且水冰或水将可能是它们70％～80％的组分。近红外照片已使人一睹土卫2那“满面冰霜”的神采。
（4）远道而来的太空水
早在1947年陨石水就首次崭露头角，使人眼界大开，其中尤以碳质球粒陨石含水丰盛而著称，达20.08％。这主要是一些含于绿泥石、蛇纹石和石膏等矿物内的结构水。因此，它们既经得住漫游太空长途跋涉的考验，也能免遭坠落地球大气的灼热焙烧。科学家们发现，陨冰密度大于地球冰，而且其中含有氨基酸和高于地冰的金属元素。
陨石水和陨冰揭示了太空水的奥秘，使人们对与陨石有“亲缘”关系的天体——彗星、小行星等萌生有水的联想。1940年在彗星光谱中首次发现可能是来自水分解的羟基。目前，估计彗星中水的含量在30％～75％左右，并主要以固态——冰存在。只有经过近日点附近时，冰受热才会升华蒸发成汽并喷散空间产生彗尾。
对回归的哈雷彗星的近探，在包裹约1厘米厚的多孔高熔点物质的哈雷彗核表层以下依然严寒如冬，保持-80℃～-90℃的低温，仍不失为冰的久居之地。经测算，哈雷彗星含冰80％左右。
目前仅在一些小行星表面发现有含水化合物。这种结合水在谷神星表面含10％～15％，智神星也含5％左右。此外，诸如小行星福尔申娜以及奈玛由兹、维比莱等小行星，均表现出可能有水的姿态。1982年地面红外光谱进一步揭示，在谷神星上还可能有水和冰体存在。
（5）倩影普存的星际水
水，不仅在太阳系内踪迹遍布，而且在浩瀚广宇间也倩影普存。除90％的氢和9％的氦外，宇宙中最普通的原子就是氧。氢与氧在适当条件下的结合就形成水。
射电天文学为人类开创了宇宙探水之路。1963年在仙后座A射电源首次发现预示水分子存在的星际羟基。1968年获得了星际空间分布的水分子的1.35厘米波长的射电谱线。后来，水分子谱线在人马座B2射电源、猎户座大星云和其他射电源中相继出现。特别是在金牛座一个被认为包裹着新生恒星的冷尘埃星云中，还观测到大量微粒状冰的3.1微米波长的红外特征谱线。
此外，水分子还能在温度低于5000°K的低温的M型恒星大气中及红外光谱中存在。距我们240万光年的三角座旋涡星系是最先观测到水微波谱线的河外星系。1978年，发现了远离1200万光年的河外星系表面“水澹澹兮生烟”，弥漫着大量氤氲水汽。
宇宙中已发现的清冽水、晶莹冰和蒙蒙汽，以及似乎微不足道的水分子，说明宇宙间的生命、智慧生物和文明星球也并非地球一家，这正是科学家们对宇宙水的兴趣所在。
2.茫茫宇宙中可能有智慧生物
地球外的茫茫宇宙中，究竟有没有生命？究竟有没有类似地球人甚至更文明的高级外星人？随着空间科学技术的不断发展，这个富有神话色彩的猜测，越来越激励着人们。对这个亘古未解之谜，目前众说纷纭，莫衷一是。
大致说来，科学家们分成了两大派。其中一派说，既然我们人类居住的地球是个最普通的行星，那么有智慧的生命就应当广泛地存在和传播在宇宙中。另一派却说，尽管生命可能在宇宙中广为存在和传播，但能使单细胞有机体转变成人的进化过程所需的特定环境出现的可能性是极小的，因此在地球外存在智慧生命就不大可能了。就科学的发展来看，这样的争论是正常的、有益的，而且会推动对“地外文明”的探索。
（1）火星：可能存在生命的星球
在被怀疑拥有原始生命的太阳系诸天体中，火星是被议论得最多的一个。
在20世纪70年代，“水手号”和“海盗号”飞行器对火星的探测，终于否定了“火星人”的神话。然而，从海盗号探测站所做的三项实验来看，却不能绝对地肯定，那里不存在任何生命形态。
第一项实验是检查有无以光合作用为基础的物质交换，结果是否定了。第二项实验是仿效地球上的物质交换，以澄清土壤样品，视察其中有无微生物。实验时在土壤样品中加入含碳-14的培养液，若土壤中有生物，会吸收与消化养分，会排出有放射性的碳-14，这可在计数管中进行检测，结果记录到了。而在预先经过消毒处理的土壤中则没有记录到。第三项实验是测量生物与周围环境所发生的气体交换。在加入培养液的土壤样品中，质谱仪记录到有氧的发生，但两小时后却突然停止，不过微量二氧化碳的析出却持续了11天之久。有人指出，如果土壤中存在过氧化物，那么氧的析出就可能不是生物造成的。因此根据这三项实验的结果，人们既不敢肯定火星上有生命存在，也不能否定火星生命存在的可能性。
即使退一步说，这三项实验证明了火星没有生命。但它毕竟只能反映实验地点的情况，而不能以点代面地说明整个火星的情况。要知道，40多年前，人们对环境恶劣的地球南极地区进行考察时，也曾认为那里是不适宜生命存在的，在早期的考察活动中也确实没有发现“定居型”的生物。然而在1977年，人们却在那里的石缝中找到了地衣和水藻。此外，一些火星研究者还指出，在火星赤道附近有两个地方，土壤中水的含量要比别处丰富得多。每天每平方厘米的地面至少能释放出100毫克的水（一到夜晚，水汽则凝结为霜，因此这两个地方从地球看去要比火星其他地方明亮得多）。他们认为这两个地方的环境比地球上一些已发现有微生物的极端恶劣环境相比，更适于生命的存在。
总之，对火星是否拥有生命体这一问题。目前我们还无法作出肯定与否的回答。
（2）土卫六：也可能会存在生命
土卫六是土星的第六颗卫星。它的直径约5800公里，是太阳系中最大的一颗卫星。它也是太阳系里已知的惟一具有真正大气层的卫星。根据1944年奎伯对其光谱的分析，认为它的大气主要由甲烷和氢组成，其大气压约在0.1～1个大气压之间。也就是说，其大气密度虽不及我们地球，但比火星大气却要密得多。土卫六的表面温度，因距太阳较远，大约维持在零下150℃左右。
1979年9月，“先驱者”11号宇宙探测器在距离土卫六356000公里处拍摄到的照片显示，这颗卫星呈现桃红色。这表明它的大气中确实含有甲烷、乙烷、乙炔等，还可能有氮的一些成分。乙烷、乙炔的存在使人们相信，土卫六上有可能找到更复杂的有机物。因此人们认为，在土卫六表面可能存在一层由较复杂的有机物构成的海洋和湖泊，其情形也许酷似地球生命发生前夕的所谓“有机汤海”。如果这一推测是可靠的，那么土卫六上就很可能有一些原始的生命形态。
1980年底，“旅行者”号飞船飞临土星上空时，人们曾期望它能给我们带来更多的有关土卫六的信息。遗憾的是，它发现土卫六的大气并不像早先所认为的以甲烷为主，而是以氮为主，氮约占98％，甲烷占不到1％。此外，还有乙烷、乙烯、乙炔和氢。不过，在红外探测资料中，发现其云层顶端含有与生命有关的分子，可能是属于生命前的氢氰酸分子。可是，由于它的大气几乎完全呈雾状，妨碍了飞船对土卫六表面的观测。因此土卫六上是否真有生命，也还有待进一步证实。