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智慧生命,是一个千难万难的历程

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online_member 发表于 2015-10-15 11:23:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
当我们研究生命的起源与进化时就十分清楚化学复杂性的与一系列的其他因素对于生命的产生及其千变万化,具有重大作用。

其重要的步骤如下:

1,无机化学----2,有机化学----3,生物化学----4,最初的生命----5,原核细胞---,6,真核细胞----7,多细胞生命----8,复杂多细胞生命----9,高级动物----10,智慧生命。

下面分析:

1,生命需要碳,氧,氢,氮等原始的化学元素。

即使有奇异的生命存在,它所使用的基本化学元素大致上也不会与我们的化学元素有太大的不同。一个好消息是多亏有超新星爆发,让这些化学元素遍布宇宙

2,这些原始化学元素必须结合成分子,比如水(H2O),氨基酸(NH3),一氧化碳(CO2),然后再结合成简单的有机分子,比如甲烷(CH4)和其他物质。

这里还有一个好消息,天文学家发现了甚至在寒冷的星际空间,都拥有众多的有机分子,其中有几种对于生命具有重要意义。

3,这些有机分子必须找到一种环境,在这个环境里,有机分子彼此发生化学反应,变得越来越复杂,最后生成生物分子。

正是在这个地方事情变得更加的复杂了。

正如我们所知道的那样,水对于生命的存在而言是至关重要的一种要素。因为生命需要水来交换化学生命能量。当然,我们不能不相信在没有水的情况下,奇异的生物化学是可能产生的。由于缺乏它们独立存在的证据,我们必须满怀信心的把讨论重点放在我们【能理解及其能测量出来的事物上】。

对【潮湿】环境的需求严重限制了天体间所能生存的生命种类。

行星必须存在于它们的恒星的适宜居住的区域内,尽管正如酷热的金星和不毛的火星所显示的那样,仅有这一条件是不够的(该条件还可以进一步完善)。而另一方面,卫星可以存在于可居住区域之外的更加寒冷的区域,但是,它们必须维持足够的潮汐热量以使水处于液体状态,比如木卫二。

米勒-尤列实验表明只要大气和行星表面提供合适的条件,那么生命链条上的最初步骤,即【氨基酸】的形成,也许是相当简单的。

然而,仅有液态的水和合适的化学元素,是远远不够的。要发生化学反应,化学元素要具有足够高的【浓度】。而行星,必须要处于相对静止状态。也就是说,不是在小行星的猛烈撞击之下。另外,其表面也必须相对稳定,没有大的潮汐和火山爆发。比如,金星这样火山频繁爆发的环境是不可能诞生生命的。


4,假设上述的步骤都已经完成,那么下面就进入最最难以理解的步骤之一:

无生命的化学,向有生命的化学进化,能够从环境与复制中吸收能量的一套自立的化学反应。

注意,生命的基本瓦砖的左旋性或者右旋性也进化形成了。

5,从这一“简单的”初始到原核细胞的复杂蛋白质和核酸,所经过的步骤也是很【模糊】的。

由脂肪分子组成的保护膜包围了参加反应的化学元素,把它们同外部环境隔绝。

膜,以越来越大的效率允许能量与养料进入和废物排出。与此同时,原始细胞内的基因材料进行复制,导致快速形成多样化。这是原生动物世界。

6,生命复杂性的下一个步骤,即真核细胞从原核细胞中产生的过程,也是我们所不知的,尽管我们知道这一过程历时近20亿年。最受推崇的是林恩.马古利斯的观点,他认为真核细胞产生于原核细胞之间的共栖联姻。据说线粒体-现代细胞的发动机,在遥远的过去就是独立的生物体,它们被其他细胞吃掉了,或者吸收了。


7,接下来是同样困难同样关键性的一步,大约在已知最初生命痕迹30亿年之后,从单细胞生物向多细胞生物的转变。

与从原核细胞向真核细胞转变一样,多细胞生物可能也经历了反复试验的共栖过程。在此过程中,不同种类的单细胞生物彼此结合(或者彼此吞噬)实现了形式与功能的多元化。然而,很难理解不同种类的DNA如何相互形成了一个单一的基因组。作为一种可供选择的解释,【群落理论】提出单细胞生物聚集在缓慢进化为多细胞动物的群落里。尽管争论还在继续,但是群落理论拥有越来越多的拥护者。

8,很多科学家提出,地球上的环境变化在加速复杂多细胞生物多样化方面起了主要作用,复杂多细胞生物的多样性大约在5.5亿年前所谓的【寒武纪】爆炸期间达到顶峰。其中最主要的是氧气的快速增加与板块结构的出现,以及随之发生的地表与海洋化学的再混合。

【板块结构起全球恒温器的作用】,它是有助于调节二氧化碳水平的化学元素循环,并使得地球上的温度保持稳定。失去了它,地球上的水就不可能在数十亿年的时间内保持【液态】,而生命,特别是复杂生命,就会遇到不可逾越的鸿沟障碍!!!!火星,就缺乏这种结构。

9,即使复杂生命出现,想进化成智慧生命也是无比的罕见和困难。恐龙在地球上统治了上亿年,却智慧低下,因为它们缺乏一双灵巧的手。即使恐龙没有灭绝,再存在数亿年,也不能进化成人类这样的智慧生命。


10,多细胞分子生物大约经历了5亿年的进化后,包括许多严重的集群绝灭与气候变化,大约在400万年前,人类中最早的成员在非洲出现。

我们所知道的智慧生命存在了将近400万年,大约仅仅占据0.02%的地球历史。
即使智慧生命出现,也面临着种种的未知的危险。
比如,1万多年前的冰河末期,全球人类存活的只有区区几千人不足一万人。如果不是气候转暖,人类不可能建立起文明。

任何人只要知道上述的每一个步骤的实现需要什么,或者只要观察过我们自己的【荒芜】的太阳系,就不会满有把握的说生命在宇宙间是无处不在的;或者更确切一些,宇宙“恰好”适合生命。

无疑,我们必须积极寻找与地球类似的行星,目前美国国家航空航天局的开普勒项目正在执行这一使命,而欧洲的达尔文计划在要上马。令人惊奇的是,天文学家们很快就能得出关于这些类似地球的行星的组成成分的信息,寻找预示生命存在迹象的化学元素:水,氧气,臭氧,甲烷,或者还包括叶绿素。我也满怀希望的期望尽快找到生命迹象。

我们,能找到什么样的生命呢?

在著名科学家合著的《罕见的地球----为什么复杂的生命在宇宙中如此罕见》一书中,彼得.沃德和唐纳德.布朗利用大量的科学证据,非常让人信服的提出:
【也许生命并非那么罕见,很可能生命只是以最简单的形式存在于其他地方:外星类似于地球的行星应当维系外星微生物的存在,但基本仅此而已。即使在消除了所有的化学障碍之后,复杂的多细胞生命也是依赖太多的因素以至于难以常见。】

比如,除了水星以外,太阳系中的每一个行星都以一定的倾斜角度自传,就像一个摇摇晃晃的陀螺一样。如果地球没有相对较重的卫星伴侣----月球----的话,那么地球的23.4度的倾斜度就会随着岁月的更迭而发生混乱变化。其结果,对于复杂生命来说,将是致命性质的和灾难性质的。

【行星的倾斜度决定季节与其持续时间。】

正如宾州州立大学詹姆斯.卡斯丁所强调过的,【变化的倾斜度会使地球的可居住性为0。】
例如,在相当长的时间里,地球上就不会有四季轮回也不会有对地球表面产生压力的液态水。
另一个更加重要的元素是,地球的磁场及其防止来自外太空的致命辐射的防护。(想想火星为什么没有生命吧!)如果没有地球磁场,来自太阳和外太空的辐射结合起来就会慢慢把大气层吹散,使地球的表面(包括生物)裸露着。
比如【火星】上所发生的情况就是如此!


也许,只是也许,在遥远的过去火星真养育了生命,那么这种生命潜伏的实在太好了,让我们无法发现。尽管如此,只要我们继续探索火星的表面与次表面,就一定可以得出确切的结论。或许,某些休眠的微生物可以居住在冰封的极地,就和地球的南极洲一样。但是请注意,这样的生命无疑与电影中的绿色小矮人大相径庭。

火星的水只存在了短暂的时间,然后就被蒸发了。而且火星没有电离层,大气层不能保持,密度只有地球的0.5%,生命即使有过,也很快消逝了。想孕育智慧生命根本不可能。

美国宇航局的“开普勒”望远镜发现,大约有17%的恒星拥有类地行星。但到目前为止,还没有发现任何外星生命存在的痕迹。
当提到宇宙中的生命时,你或许会感觉宇宙真是太浪费空间了!生命在宇宙中存在的概率如此之低,以至于至今还没有发现任何外星生命存在的痕迹。最近,天体生物学家研究显示,即使宇宙中存在外星生命,概率也非常低,在宇宙中也极罕见。
近年来,随着系外行星巡天项目的进展,我们发现了越来越多的系外行星。科学家认为,即使有些系外行星拥有适宜的环境,也并不意味着那里一定能演化出生命。
虽然类地行星在宇宙中并不罕见,但是能演化出生命的概率还是非常低。鼓吹宇宙中普遍存在生命的观点是不妥的,当在宇宙中丝毫没有发现生命存在迹象的时候,会令人们感到失望。


1996年,科学家曾经宣称他们在南极洲发现代号为ALH84001的一颗火星陨石,很可能携带外星生命的痕迹。这块岩石大约在1.1万年前降落地球,并一直被埋在冰下。

然而,时至今日,大多数几乎所有的科学家深信,在ALH84001陨石上发现的生命迹象并非是真实的。在陨石标本上寻找生物活动的方法之一,是确认深嵌在岩石之中的细小的与生命相类似的结构。但难点在于【非生物的地质过程也能产生类似于细菌活动的印记】。而且,它们的结构过于细小,比地球上所发现的细菌要小100倍。即使有人可能会说火星上的生命形式与地球上的生命截然不同,显然还是需要更多的证据。

据我们所知,地球生命是宇宙中唯一已知的生命。更不要说智慧生命了。

尽管原始生命形式或许并不罕见,但是类似地球的行星是罕见的。而如果类似地球的恒星是罕见的,那么复杂生命也是罕见的。从复杂生命进化到智慧生命的罕见性更是令人发指!也就是说,有意识的生命,能够独立思考自身存在的生命,就更加罕见加罕见,甚至可能在我们的银河系是独一无二的。

本着科学的精神,我们不要毫无根据的说宇宙“恰好适合”生命,因为这意味着生命很普遍。

让我们为生命的存在而惊叹吧!!!!
因为它经受了宇宙残酷环境的洗礼。

我们是不是宇宙中的孤独行者呢?

宇宙那么大,银河系有上百亿颗行星没有错。然而适合生命的恒星系非常有限。靠近银河系中心的白矮星之类的恒星系占据了银河系所有恒星的九成九。然而这里非常不安全,别说三体了,三体已经算少了,四五六体非常多。何况那里是白矮星的乐园。行星如果无法拥有大量重金属,就不可能发展出高等级文明。这里的环境太不安全了。唯有远离银心的地方才有可能发展出高等文明。越边边越安全。文明出现的必要条件是各种科学的出现,必须有元素周期表上的大部分元素出现在该星球才可能发展出文明。这需要恒星的前代至少是中子星。所以几十亿行星算下来,有九成九不可能产生外星人如果再给他们漫长的时间,他们有可能产生高级智慧生命,但135亿年太短了,刚刚发展出生命,又死光真不好玩,即使有生命也只是低级生命。至于1%中又有大部分没有条件产生高级生命智慧生命。有很多星球缺少必要的元素。连铜器也不会有怎么发展文明呢?又有许多气体行星液体行星在那里,毕竟类地星球也很少。这样算下来,能发展出高级文明的星球屈指可数了。宇宙是很大,但文明依然是珍贵的稀少的。外星人哪有那么多?!


外星人存在的可能性具有极大的诱惑性,甚至发现一种单一的外星微生物都是科学上最伟大的发现。世界是运动发展的。如果我们拥有确凿的证据证明外星生命独立存在于某处,那么,智慧生命在宇宙中存在的可能性就会大增。
可惜,现在的证据越来越不支持这一假设。
我们需要时间。
假如物理法则在全宇宙适用,并且在其他星系中发现了与地球同意的化学元素,则我们可以期待生命无处不在,其前提是我们【至少在附近银河系中的另一颗行星或者卫星上发现原始生命】。
而折中原则,至少就其与生命存在的关系而言,就得到了支撑。
宇宙是对生命“友好”的吗?生命与宇宙又有何密切关系呢?
正如保罗.戴维斯所写的:“如果生命从原始汤中偶然诞生,那么自然规则就会成为其潜台词编码,一道宇宙命令,告诉他们:‘制造生命!’……这是自然界令人叹为观止的壮景,横扫一切,荡气回肠。”
但是,根据达尔文的进化论,不存在生命的计划与目标。
当生物在具有挑战性的环境中挣扎着求生存的时候,生命戏剧就此展开。缺乏自信的我们总会把创造目标生命的“宇宙命令”和神喜欢生命(甚至创造生命)的宇宙特性联系起来。
而根据进化论,生命的诞生是偶然的,是万亿偶然中的偶然。
除非,进化论在宇宙中不适用。


退几步说,就算假设外星微生物真的在宇宙中大量存在,可是找到外星变形虫是一回事,找到复杂的具有不同的控制新陈代谢和运动功能器官的生命形式是另一回事儿。想想地球的生命在迈向复杂多细胞形式发展的道路上要克服的巨大的艰辛的障碍,再想一想我们的太阳系是多么的荒芜(尽管壮丽辉煌),我们【能期待复杂生命有多大程度的普及性呢】?!
即使是复杂生命,想继续进化成“人”这样的智慧之灵,又是多么的逆天呢?!
个人打个比方,一个微生物想进化成为智慧生命,其难度相对于仙侠小说中春哥(没有主角光环)修炼成宇宙规则掌控者(比如秦羽),还要难上万亿倍。


我可以告诉大家,【生命越复杂,它也就越脆弱】。
比如,一些细菌可以在极端的温度下或者强酸的环境中生存,其顽强程度十分惊人。
但是,复杂生命却难以承受巨大的气温波动,更无法在极端的温度或者环境中生存。
它们的宿主行星必须具有一个大的恒温器,即如楼上说的,一种具有一系列的大气与地质构造限制的环境。
还有,生物越大,它越任意遭受袭击(外星人不会闲的无聊跨越亿万光年消灭地球上的一朵蘑菇),生存所需要的能量也越大,适应环境突然变化的能力也就越差。

即使外星上真的有生命,我们也应该牢记,【人的智慧是宇宙随机进化的附带产物】--------正如具有1.5亿年历史的恐龙所表现的那样--------【智慧并不是进化的终极目的】。
宇宙吧的高级别会员都知道一个费米悖论,对为什么人类没有发现外星人有种种推测。从某种意义上说,费米悖论已经间接暗示了外星智慧生命的不存在。
即使费米悖论具有局限性,那它依然可以在很大的宇宙区域里证明其有效性。
不管这怎么说,即使外星智慧生命存在,它们也是无比的罕见。
实际的情况是,即使“它们”真在那里,我们也从来都不知道。
实际上,在我们学会新的技术之前,而这需要非常非常漫长的时间,我们是地球上的独行客。
正确的认识到这一点,我们就应该改变我们认识自我的方式以及认识我们所居住的世界的方式。

宇宙是孤独的。
人类是孤独的。
技术不是无上限的。
我们乘坐最快的宇宙飞船去太阳系最近的邻居半人马座a也要10几万年,即使以1/10的光速旅行,也要接近50年。
尽管我们信心满满,坦率的说,在寻找外太空智慧生命60年之后,我们得到的是一片寂静,是外星人光顾地球的零证据。
即使智慧生命存在于我们遥远的银河系的某一个角落,我们也许永远也收不到它们的音信,也不会知道它们的存在。要知道,跨越银河系至少得10几亿年,而人类文明能否支撑这么漫长的时间呢?
即使我们并不是宇宙孤独的行者,我们也会觉得形单影只。



科学就是科学,它是理性的。不以个人的喜好为转移。
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