第2章 科学(2)

广义的生命宜居带还涉及恒星在星系中的位置。比如，这颗恒星不能靠近一些太大的恒星，因为大质量恒星演化到最后阶段会发生剧烈的爆炸（新星和超新星爆发），产生强烈的辐射，不利于生命生存。因此，恒星在其星系中的位置也要恰到好处，就如我们的太阳在银河系的位置。

过去二十年间，天文学家共发现几千颗太阳系外行星。不过，绝大多数已证实的系外行星都属于木星这样的巨型气态行星，或者是温度极高、轨道距离母星很近的行星。也就是说，在这些星球上发现生命的可能性非常渺茫。

尽管如此，科学家根据观测结果推算，银河系几乎每颗恒星都有一颗行星环绕，所以整个银河系约有1000亿颗行星，其中，大约有17%——多达170亿颗——是大小与地球类似的行星。那么，这些行星中位于生命宜居带的又有多少呢？答案是约10亿颗。

科学家在搜索地外生命时，多以液态水和有机物的存在作为外星生命存在的前提条件。有人批评说，这样以地球生物为蓝本的先入为主的观点阻碍了对外星生命的探索，例如在远离恒星的生命宜居带之外，可能存在通过地热等方式维持地下的生物圈；也有生物能够在高砷低磷的环境下存活，这说明生物组成“必备”的六大基本元素碳、氢、氧、氮、磷、硫，可能不是必需的。除了碳基生命之外，科学家还认为，外星生命也可能以硅基、硫基、氨基等生命形态存在。所以，如果下一部《异形》系列影片中出现了在气态行星的大气层中飞翔的水母状氨基生物，请不要大惊小怪。

生命摇篮本身

根据地球的经验外推，生命很有可能出现在围绕恒星运转的行星上。如果行星的卫星条件适宜，卫星也是不错的生命温床。无论是行星还是卫星，下面这些小过滤器决定了生命能否在上面进化为星际文明。

地质活动。生命出现后，星球上不宜再有频繁的地质活动。类似木卫一这样的大卫星，受木星强大引力的牵扯，产生了太阳系最活跃的火山，显然不适合生命的发展。

冰期。对于地球这样表面富含水分的星球，只有融化的水才能成为生命活动的溶质。在40多亿年的地质历史中，曾出现过多次显著降温变冷的时期，也就是冰期。前寒武纪晚期、石炭纪至二叠纪和新生代的冰期，都是持续数百万年的大冰期。冰期改变了全球气候带的分布，导致大量喜暖性动植物种灭绝。对于目前的人类而言，遭遇冰期也是灾难性的，靠天吃饭的农业会被彻底摧毁。

磁极倒转。地磁场包围着整个地球，就像一把巨伞，保护着地球上的生物免受宇宙射线的伤害。根据各年代岩石磁化的方向，可以推测出地球曾经多次发生磁极倒转。过去1.6亿年间，每百万年磁极有2至6次的倒转，但间隔不等。如果磁极倒转，地球会有一段时间完全没有磁场，这时的地球将完全暴露在宇宙射线辐射下，这将会对生命产生致命影响。部分动物会失去定向能力导致灭绝，生态系统破坏。而且，太阳风中的带电粒子不再有地磁场阻挡，会强烈冲击电离层，引起电离层暴，对无线电通信、卫星、航天设备造成损害。如果在下次磁极倒转前，人类有能力抵御上述不良影响，则有可能成长为星际文明，否则，将被禁锢在地球上。

自然资源。人类使用的所有资源几乎都取自地球本身，即便是太阳能也大量以化石能源和风能等形式存在。所以，一颗星球上的资源如果无法支持文明扩张到另一资源地，那么这个文明自然没有可能进化为星际文明。

合适的星球跳板

月球以柔和的引力（大约1.98x1020牛顿）轻轻牵扯着地球。地球上直接朝向或背向月球的区域被这个力拉起来。如果这个区域是海洋，就会形成潮汐。地球每自转一周，都要有两次潮涨潮落。月潮把富含有机物的海水带到陆地边缘。在远古的海陆交界处，一些喜氧生物顽强地生存下来，成了最早的陆地生物。四亿年前的一天，一条长相古怪的鱼被潮水留在岸上，它拼命地张着鳃，扭动着身体，终于跳回了海洋。后来，它的后代渐渐能适应了短暂的陆地生活，直到有一天它们深入岸上太远，以致无法返回海洋。这些早期的两栖动物，就是包括人类在内的所有陆生脊椎动物的直系祖先。

可以说，月球直接促成了生命从海洋到陆地的发展。月球还是科学发展的天然实验工具。很早以前，古希腊人就从月球的形状出发推测出脚下的大地是球形的。

1609年12月的一个夜晚，伽利略把自制的望远镜对准月球，惊奇地发现月球的表面凹凸不平，根本不像大家公认的“天体都是完美无缺的”。作为一个坚定的哥白尼学说的信徒，伽利略在不知不觉中从他所观察到的月球阴影区内的亮点和黑斑中，得出了有关月球表面情况的结论。他设想，月球的表面与地球的表面是相似的。因为他通过新发明的望远镜注视月球时，他“看到了”与地球上类似的情况。天和地是统一的，这一发现给了他驳斥旧学说的勇气。

60年后，牛顿提出万有引力定律时，月球同样帮了大忙，为了验证自己关于“引力随距离的平方而减小”的想法，他只能从天体的运动中寻求支持。无疑，只有月球能担此重任。当地月距离和月球公转周期被精确测定后，万有引力理论被证明是正确的。万一地球没有月球这个邻居，在当时的条件下，牛顿没任何办法验证自己理论的正确性，科学的发展可能会延迟许多年。

又过了两个半世纪，月亮帮忙验证了另一位科学巨人的理论，并使之扬名天下。这个人比牛顿走得更远，他就是爱因斯坦。在1919年5月29日普林西比岛发生的日全食中观测到遥远星光经过太阳时发生了偏转，广义相对论指出的空间弯曲确有其事。全世界为之轰动。要是月球的大小不足以恰好遮住太阳，任何掠过太阳的星光都将不可分辨。从这一点上看，拥有这样的卫星真是科学的福音。

一颗远近适度的卫星还能召唤文明走出摇篮，迈向星际。中国古代就有嫦娥奔月的神话，科学先驱开普勒、伽利略也把月球设想为人类飞天的第一站。月球既不远得难以到达，也不近得一蹴而就，它只等待那些科技水平足够高的智慧生命来触摸自己。就像阿瑟·克拉克在科幻小说《岗哨》中说的那样：“只有当穿越太空，逃离人的摇篮地球，以此证明自己适合于生存下去的时候，星际文明才会对我们的文明感兴趣。”登月的成功使人类对自身的力量有了新的认识。如果月球不存在，面对茫茫繁星，人类敢于贸然登临遥远的火星或金星吗？也许不会。月球以及火星是地球人迈向星际的跳板，是通向宇宙的桥梁。通过登陆这些星球并尝试在上面生活，文明可以实现星际航行的技术积累。

如果没有月球，地球上不会存在我们熟悉的生命形式。或者，陆地永远是蛮荒之地。受水的粘滞力所限，海洋生物即使有智慧，也无法产生像我们一样的工业文明。他们可能构成有组织的社会，但没有可以建造房屋与工具的肢体。

甚至，地球上也许永远进化不出智慧生命：陨星时不时地给地球以致命一击，生命的链条还没延伸到文明阶段就断裂了。或者，随着地轴频繁摆动，大海不时被冻成大冰坨……可能存在着的动物为了适应漆黑的夜晚都长着可以看见红外线的眼睛……

所以，拥有抵御小天体撞击的天然屏障，也是高等生命进化乃至文明延续的合适条件之一。月球一样的卫星（火星的卫星太小了，就没有这个功能）、大行星（如木星）等像太空中的挡箭牌一样庇护着潜在的星际文明，并静待它们有朝一日改造自己。

【责任编辑：杨枫】

本刊2016年第2期将刊载《筛选星际文明（二）》，探讨满足什么条件的生命才有可能成长为星际文明（生命筛）、怎样的社会文化更适于星际移民（文化筛），欢迎关注。