Yee君說——
外星人就像鬼魂一樣,我們從來沒有見過。因?yàn)閺膩頉]有見過,所以我們根本不知道它是什么樣子什么形態(tài)。也就是說,即便哪一天外星人就在我們面前,因?yàn)槲覀儾荒軌蜃R(shí)別它,也就相當(dāng)于直接忽略,看不見它們。
現(xiàn)在我們所有的關(guān)于外星人形象的想象,不過是基于魯迅先生所說的,基于人本身的樣子去變化我們想象中的形狀。原話如下:“描神畫鬼,毫無(wú)對(duì)證。本可以??可袼?,所謂‘天馬行空’地?fù)]寫了。然而他們寫出來的卻是三只眼、長(zhǎng)脖子,也就是正常的人體身上增加了眼睛一只,拉長(zhǎng)了頸子二三尺而已。”正是這一點(diǎn)尤其有趣,因?yàn)闆]有辦法驗(yàn)證想象,也就無(wú)法識(shí)別。
所以呢,再開個(gè)腦洞,也許外星人看起來像黏在桌子上的一塊木頭。不過這是玩笑,本文還是很科學(xué)地從達(dá)爾文進(jìn)化論的角度探討了我們逐漸接受外星人長(zhǎng)這樣的問題,通過進(jìn)化的過程逐漸描畫清晰外星人的樣貌。
什么東西會(huì)讓你相信外星人的存在?這個(gè)問題在最近加州斯坦福大學(xué)舉行的天體生物學(xué)會(huì)議上被提了出來。有幾個(gè)理由被大家反復(fù)提到,比如一些行星大氣中不常見的氣體,星球表面異常的熱梯度,但這些理由都沒有那么強(qiáng)的說服力。最后,一位科學(xué)家提出了一種解決方案:拍一張外星人的照片。在場(chǎng)發(fā)出了一片笑聲,一些研究人員低聲的表示贊同:沒錯(cuò),拍到一張外星人的照片是最令人信服的證據(jù),這是證明我們并不孤單的最好證據(jù)。
為什么一幅畫會(huì)如此讓我們相信它的真實(shí)性?我們究竟在一幅畫中獲取到了什么視覺信息,才讓我們知道自己不是在看另一堆巖石?居住在圍繞遙遠(yuǎn)恒星運(yùn)行的行星上的外星人也許是非常奇異的物種,甚至讓我們難以想象。那么,什么東西才能讓這些外星人以生命的形式展現(xiàn)在我們面前 ?答案與我們對(duì)外星人的搜索與追尋有關(guān),也與我們期待發(fā)現(xiàn)的東西有關(guān)。
天體生物學(xué)是一門研究其他行星上的生命情況的科學(xué),它已經(jīng)從生物學(xué)、化學(xué)和天文學(xué)的分支學(xué)科發(fā)展成為一個(gè)領(lǐng)先的跨學(xué)科領(lǐng)域,這門學(xué)科吸引了來自世界各地頂尖機(jī)構(gòu)的研究人員,并從NASA和私人資助機(jī)構(gòu)獲得了大筆科研資金。但是天體生物學(xué)家究竟在尋找什么呢?我們什么時(shí)候才能開香檳慶祝這門學(xué)科的突破呢?
生命與非生命形式的區(qū)別在于它們的外觀設(shè)計(jì)。從最簡(jiǎn)單的細(xì)菌到大紅杉,都由大量復(fù)雜的器官構(gòu)成,從而讓母體保持正常運(yùn)行,使生物體發(fā)揮相應(yīng)的功能。想想你的手、心臟、脾臟、線粒體、纖毛、神經(jīng)元、腳趾甲——所有這些東西都是同步協(xié)作的,從而讓你可以開車、吃飯、思考和生存下去。即使是最美麗的自然巖層,也比不上單個(gè)細(xì)菌細(xì)胞的一小部分構(gòu)成的復(fù)雜程度,它們相互協(xié)調(diào),幫助細(xì)胞分裂和繁殖。
與塵土和風(fēng)這些自然元素不同的是,生物似乎一直在做一些事情——例如進(jìn)食、成長(zhǎng)、生存、繁殖。如果你曾經(jīng)嘗試過抑制一種適應(yīng)性強(qiáng)的細(xì)菌繁殖,你就會(huì)知道一個(gè)有機(jī)體想要生存下去其實(shí)并不需要復(fù)雜的思維,比如一只松鼠想要從一根樹枝跳到另一根樹枝,或者讓植物找到朝向陽(yáng)光的一面,從土壤中吸收養(yǎng)分。
生物由許多復(fù)雜的部分組成,但是所有的這些部分都有一個(gè)共同的目標(biāo)-——生存和繁殖。這種復(fù)雜的設(shè)計(jì)和明顯的目的的結(jié)合,也被稱為生物適應(yīng)性,由此定義了不同生物的生活。當(dāng)我們看到外星人的照片時(shí),正是這種對(duì)周圍的適應(yīng)能力會(huì)讓我們發(fā)出:‘啊哈!“這樣語(yǔ)氣詞,我們會(huì)清楚地看到普通的巖石和令人興奮的外星設(shè)計(jì)之間的區(qū)別。這對(duì)我們來講是個(gè)好消息,因?yàn)橹挥幸环N方法可以創(chuàng)造出這些設(shè)計(jì):即自然選擇。
當(dāng)你擁有一個(gè)具有這些東西(細(xì)胞、復(fù)制因子、鳥類,我們稱之為“Glipgloops”的假想物種)并表現(xiàn)出以下三種特性的物種(變異、遺傳和差別成功)時(shí),自然選擇就會(huì)發(fā)生。例如,我們假設(shè)一些Glipgloops的眼睛比其他的長(zhǎng)得更長(zhǎng)(變異)。長(zhǎng)眼的Glipgloops生下長(zhǎng)眼的幼體(遺傳變異)。由于長(zhǎng)眼睛的Glipgloops能夠更好地看到甲烷坑外面的環(huán)境,因此有更多的長(zhǎng)眼睛Glipgloops的嬰兒出生(差別優(yōu)勢(shì)與這種變異產(chǎn)生了聯(lián)系)。結(jié)果是,隨著時(shí)間的推移,Glipgloops進(jìn)化出了細(xì)長(zhǎng)的眼睛。
這是自然選擇決定物種外貌的一個(gè)過程:在每一時(shí)刻、每一代的出生,具有更好繁殖能力的個(gè)體都在被自然“選擇”。因此,隨著時(shí)間的推移,種群會(huì)逐漸演變成由那些看起來是為了繁殖而設(shè)計(jì)的個(gè)體組成。這是因?yàn)樽匀贿x擇標(biāo)準(zhǔn)總是一樣的,這使得設(shè)計(jì)可以往好的方向發(fā)展。想象如果有一輛車所有的零件都需要不同的藍(lán)圖設(shè)計(jì),到最后你可能沒法造出一輛完整的汽車。所以就是因?yàn)樽匀贿x擇的固定性——基因?qū)蟠呢暙I(xiàn)才使得那些設(shè)計(jì)在沒有設(shè)計(jì)師的情況下得以出現(xiàn)。
實(shí)際上自然選擇的標(biāo)準(zhǔn)非常一致,以至于一個(gè)有機(jī)體被設(shè)計(jì)成只能為后代貢獻(xiàn)基因的“機(jī)器”。這就是為什么我們找不到為物種整體利益而犧牲的生物。一般來說,生物體都是自私的——以犧牲他人為代價(jià)來保證繁殖的連續(xù)性是一種很好的基因傳遞方式。我們有時(shí)確實(shí)會(huì)在大自然中看到犧牲和合作——但這只會(huì)出現(xiàn)在合作對(duì)你自己有好處,或者犧牲對(duì)你的合作方有利的時(shí)候。
家族是共享基因的,所以蜜蜂可以為蜂王(它的母親)做出犧牲,如果這意味著蜂王可以多生育100個(gè)姐妹的話,每個(gè)姐妹都會(huì)攜帶蜂王一半的基因。對(duì)于哪些特征會(huì)導(dǎo)致更多的基因表現(xiàn),以及在什么時(shí)候以及在多大程度上做出犧牲的計(jì)算是精確而嚴(yán)格的,這就是為什么進(jìn)化生物學(xué)家可以建立數(shù)學(xué)模型來正確地預(yù)測(cè)一只鳥會(huì)允許多少幼鳥生存在它的巢里,以及一只黃蜂吃掉自己的兄弟姐妹的概率。這種自然選擇嚴(yán)格的算法對(duì)于天體生物學(xué)家來說同樣具有很大的研究?jī)r(jià)值。
那么到現(xiàn)在為止這個(gè)想法應(yīng)該是顯而易見的了:生命因?yàn)樗耐庥^設(shè)計(jì)而變得特殊。在沒有設(shè)計(jì)師的情況下獲得設(shè)計(jì)的唯一方法就是自然選擇。因此,外星人必定是自然選擇的產(chǎn)物,而自然選擇會(huì)遵循一定的規(guī)則從而產(chǎn)生特定種類的生物。因此,天體生物學(xué)家可以利用自然選擇理論和進(jìn)化數(shù)學(xué)來預(yù)測(cè)外星人的存在。
那有可能會(huì)出現(xiàn)一些意料之外的情況嗎?沒有自然選擇,我們不可能成為或發(fā)現(xiàn)那么多復(fù)雜的生物,更不要說像細(xì)菌這樣簡(jiǎn)單的生物。即使是一個(gè)處于后生物體時(shí)代、基于計(jì)算機(jī)科技的外星人,最終也會(huì)是自然選擇的產(chǎn)物。但讓我們考慮一個(gè)邊緣性情況:想象一下,在一個(gè)外星星球上有一群復(fù)制分子,它們就像游蕩的微小的原基因一樣。如果這些復(fù)制因子能夠復(fù)制自己的基因,而且每次復(fù)制都完美無(wú)缺(沒有變異或差別成功),那么自然選擇會(huì)不會(huì)就不適用于這種情況了呢?
這樣算是生命嗎?也許吧,但這種生命的產(chǎn)生毫無(wú)讓人產(chǎn)生興趣的點(diǎn)。首先,沒有變異,分子就永遠(yuǎn)不會(huì)改變,也就意味著這種物種不會(huì)變得更具有適應(yīng)性,或進(jìn)化成任何更有趣或更復(fù)雜的東西。在一個(gè)遙遠(yuǎn)的星球上發(fā)現(xiàn)細(xì)菌意味著宇宙中可能充滿了各種形狀和大小的生命體。但這些復(fù)制因子不會(huì)有任何價(jià)值和意義,更重要的是,它們的存在可能是轉(zhuǎn)瞬即逝的——如果沒有自然選擇,它們將無(wú)法應(yīng)對(duì)行星上環(huán)境的變化,因此在我們發(fā)現(xiàn)它們之前就會(huì)滅亡。
自然選擇的論證是有力的,甚至在邊緣情況上也同樣適用。這讓我們可以自由地使用我們?cè)诘厍蛏嫌脕眍A(yù)測(cè)生物進(jìn)化的工具來預(yù)測(cè)其他地方的生命狀況。
之前天體生物學(xué)領(lǐng)域的工作是從地球上發(fā)生的進(jìn)化推斷出相關(guān)的科學(xué)結(jié)論,這可能會(huì)限制我們的視野,使我們只注意到某些特定的方面,比如DNA或碳基生命,而這些特征在其他行星上是不存在的。另一方面,自然選擇是普遍的,它不依賴于DNA(記住,查爾斯·達(dá)爾文對(duì)基因一無(wú)所知)或碳化學(xué)或水的存在,它的運(yùn)行非常簡(jiǎn)單,只需要一些成分——這是創(chuàng)造生命的唯一方法。
這張珍貴照片的心理預(yù)期圖像開始形成,照片上的實(shí)體顯然是為適應(yīng)周圍環(huán)境而設(shè)計(jì)的。我們不能根據(jù)這幅顆粒狀圖就說外星人像是有眼睛的,有四肢的,還是綠色的,這不是好的進(jìn)化論所能做出的預(yù)測(cè)。但自然選擇告訴我們,它的外表、生存目標(biāo)和進(jìn)化路徑都是受限的。
我們的團(tuán)隊(duì)在上面的草圖的基礎(chǔ)上想象出了一種結(jié)節(jié)式外星人,我們開玩笑地稱之為“octomite”——一個(gè)由曾經(jīng)分散的實(shí)體組成的整體,現(xiàn)在為了生存、繁殖和進(jìn)化而共同努力。我們要如何才能認(rèn)出外星人呢?它將包括實(shí)體的層次結(jié)構(gòu),每個(gè)較低級(jí)別的利益與其上面級(jí)別的組成保持一致。我們?cè)O(shè)想的這張照片將展示勞動(dòng)分工,各個(gè)部分相互依賴的同時(shí)專門從事不同的任務(wù)。
將進(jìn)化論納入我們天體生物學(xué)作為工具的工作才剛剛開始。關(guān)于外星人,達(dá)爾文還能告訴我們什么?也許還有很多。這張照片上的生物如果真的出現(xiàn)在地球上就好了,那么它對(duì)我們來講是完全新的物種。但是對(duì)于進(jìn)化生物學(xué)的學(xué)生來說,這可能看起來會(huì)十分眼熟。
作者:Samuel Levin
譯者:Sara Yang
編輯:楊柿子
基于創(chuàng)作共同協(xié)議(BY-NC)在譯言發(fā)布
原文標(biāo)題:
Proof of life: how would we recognise an alien if we saw one?
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