外星人：地球以外存在其他生命嗎？（簡體書）

這是一本探索外星人存在與否的科普作品，不同于以往的科幻作品與少兒讀物，這本書涉及的話題雖然廣泛，但主要是從科學角度講述外星人存在的可能性。本書內容由十九位科學家的文章組成，他們將帶你去獲悉可能存活于宇宙中微小的八腳生物；去了解執迷于外星人綁架背后的神經科學；還會讓你走進章魚的內心世界，得出我們發現外星文明的可能概率；并探索量子計算中是否存在生命本身的秘密。

吉姆·阿爾-卡利里（Jim Al-Khalili），是一位英國物理學家、作家和廣播電視主持人，曾獲得大英帝國官佐勛章。他目前是薩里大學的教授和公眾參與科學教授。他還曾為 BBC主持過眾多的電視和廣播節目。2016年，他成為了首位斯蒂芬·霍金科學交流獎章的得主。

l如果你曾仰首望向那片星空，疑惑于人類是否獨自存在于這寰宇之中，那么這部生動、嚴謹又充滿著科學洞察力的關于外星人的作品，對你而言就再合適不過了。l外星人如果存在，會是怎樣的？為什么外星人可能會造訪我們？如果它們發現了我們，會發生什么？這本書生動有趣地告訴了我們答案。l本書作者是畢生都在尋求外星人真相的科學家們，這些知識廣博的科學家提出了很多鮮明的觀點，讀后會有非常多的收獲。l介紹了一些有趣的話題，如：類木衛星的生命之謎、德雷克公式、未來對地外智能的搜索等。l科學家們還分析了科幻電影中的外星文明、飛碟事件、外星人綁架事件等信息的真實性。??編者簡介：吉姆·阿爾-卡利里（Jim Al-Khalili）是一位英國物理學家、作家和廣播電視主持人，曾獲得大英帝國官佐勛章。他目前是薩里大學的教授和公眾參與科學教授。他還曾為 BBC主持過眾多的電視和廣播節目。2016年，他成為了首位斯蒂芬·霍金科學交流獎章的得主。???

第1章?6?9外星人與我們：后人類能否散布于銀河系？011?第1篇?6?9近距離接觸第2章?6?9（不）受歡迎的訪客：為什么外星人可能會造訪我們？022第3章?6?9飛碟：回溯目擊與陰謀論031第4章?6?9地球上的外星人：章魚的心智能告之我們哪些有關外星人意識的信息？043第5章?6?9綁架：第一類接觸的心理特征053?第2篇?6?9宇宙別處的生命在哪？第6章?6?9甜蜜的歸途：是什么造就了一顆宜居行星？066第7章?6?9隔壁的鄰居：探尋火星生命075第8章?6?9更遠處：類木衛星的生命之謎085第9章?6?9怪物、受害者、朋友：科幻中的外星人094?第3篇?6?9我們所知的生命第10章?6?9隨機性對復雜性：生命的化學成分108第11章?6?9深海熱液噴口中電的起源：生命是如何在地球起始的118第12章?6?9量子跨越：量子物理中是否可能隱藏著（外星）生命的奧秘？128第13章?6?9一個宇宙之必然：生命有多容易起始？138第14章?6?9獨自于這寰宇：不大可能的外星文明147?第4篇?6?9尋找外星人第15章?6?9它來自銀幕外！電影中的外星人160第16章?6?9我們在尋找什么？地外生命搜尋概述170第17章?6?9它們在地球之外嗎？技術、德雷克公式和搜尋其他星球上的生命179第18章?6?9優質的大氣：識別遙遠星球上的生命跡象188第19章?6?9下一步是什么？未來對地外智能的搜索198?撰稿人介紹209推薦書目215亞當·拉瑟福德的外星人電影清單219

??內容簡介：這是一本探索外星人存在與否的科普作品，不同于以往的科幻作品與少兒讀物，這本書涉及的話題雖然廣泛，但主要是從科學角度講述外星人存在的可能性。本書內容由十九位科學家的文章組成，他們將帶你去獲悉可能存活于宇宙中微小的八腳生物；去了解執迷于外星人綁架背后的神經科學；還會讓你走進章魚的內心世界，得出我們發現外星文明的可能概率；并探索量子計算中是否存在生命本身的秘密。?????

第2章（不）受歡迎的訪客：為什么外星人可能會造訪我們？◎路易斯·達特內爾?作為一名天體生物學者，我花費了大量時間在實驗室中研究那些采集于極端環境下的生物標本，以推測生命是否可能存活在銀河系中的其他地方，以及如何發現這些潛在生命的存在跡象。zui為可能出現在地球以外的生命是耐受力極強的單細胞微生命形式，因為比起更高級的有機體，它們能夠在更為極端的條件下存活。在本書中，有其他幾位作者談論了為什么銀河系中基本不可能存在其他生命的種種原因。坦率地說，我持著同樣的悲觀態度，但不要誤解我的意思——如果明天外星人給地球發了條推特，或者通過無線電或激光脈沖向人類發送了其他某種短信息，我絕對會興奮不已的。然而至今為止，我們并沒有發現一絲一毫可證明我們的夜空中存在著其他文明的確鑿證據。但為了便于討論，我們就當銀河里中存在著若干個掌握了星際航行的文明吧。大家一定不會對好萊塢電影中各種邪惡的外星人感到陌生：摧毀白宮，把人類像牛群一樣地捕殺以當作食物，抽干我們的海水……這些場景造就了那些經典影片，但用理智的眼光來看，它們都是站不住腳的。我們可以來嘗試做一個實驗，想想外星人們可能會有哪些非來地球不可的理由。當然，這么做并不意味著我覺得我們該為外星人的入侵未雨綢繆，或者我們得準備一個盛大的歡迎會。之所以這么做，是因為我認為這是一個探討天體生物學中許多關鍵問題的絕好方法。外星人來地球是為了奴役人類或繁衍后代。外星種族間的相互奴役是科幻作品中司空見慣的情節。雖然對戰敗者或者孱弱族群的奴役是人類歷史一個令人遺憾的特征，但對于一個能夠穿行于星海的外星種族，這已然彰顯出了它們高度發達的機械水平和極為高效的能源利用技術，難道還需要以奴役作為強盛的佐證嗎？相較于需要食物并會被疾病困擾的人類，機器人或者其他的自動化和機械化技術具有更為高效的勞動力。此外，一個外星種族需要人類為它們繁衍后代的想法，同樣經不起推敲。從基因層面來看，有性繁殖是兩個個體將DNA（脫氧核糖核酸）進行結合。如若一個外星種族要與人類相匹配，那么必須得滿足一系列zui基本的條件：必須使用相同的聚合物——DNA——作為遺傳信息的載體，必須使用一致的四堿基序列（不能是化學結構中其他的嘌呤和嘧啶堿基）；必須使用相同的用于將基因序列轉譯為蛋白質氨基酸序列的遺傳密碼；必須使用相同的染色體基因結構……如今有大量的研究正致力于探索地外生命具備DNA或其他生物分子的可能性。但總體來看，外星生命極有可能具有與人類相似的基因特性。人類況且無法與作為我們進化近親的黑猩猩進行雜交繁殖（事實上，對不同物種的一個基本定義是：無法繁殖具有繁殖力后代的兩個有機體），那就更不要提某種來自完全不同的進化譜系的外星生命了。外星人來地球是為了捕殺人類以作為食物。如果外星人來地球根本不是要奴役人類或與我們進行繁殖，那它們有沒有可能只是單單為了補給食物？外星人的生化結構是否能消化人類取決于一些生命分子的基本特性。本書中其他幾個章節描述了構成地球生命的核心分子基礎：蛋白質（氨基酸聚合物）、脫氧核酸和脫氧核酸（鹽基與糖基聚合物），以及磷脂膜。此外，為了滿足機體新陳代謝、生長和修復的需求，我們需要一個能量源來為此不斷地提供新細胞。我們把其他的動物和植物吃進肚子，然后我們的消化系統將它們分解為構成它們的氨基酸、糖和脂肪酸，以作為我們自己的構筑基元。因此，一個外星人若要通過進食人類來攝取養分，那么它則必須要有與人類趨于一致的基本生化結構，否則無法提供能夠催化人體組成分子的酶。人類確實在一些隕石上發現過產生于外太空的氨基酸分子、糖基分子和脂肪分子，并且類型廣泛。據此可推斷出，地外生命的構筑基元與人體很可能是一樣的。另外一個引人遐想的微妙之處在于，氨基酸和單糖這類簡單的有機分子都能以兩種不同但又互為鏡像的形式得以存在（正如你的雙手，雖然形狀相似，但你無法將一只手的手掌毫無偏差地落在另一只手的手背上），我們將其稱之為對映異構體。地球上所有的生命都使用左手性的氨基酸和右手性的糖，然而非生命的化學結構卻能制造出等量的對映異構體。因此，如果我們能發現火星上存在著微量的氨基酸，我們可以用一個很好的辦法來判斷這些有機分子到底是火星古生命的遺存，還是天體化學的產物。我們只要查明它們是左手性的量占優，還是右手性的居多，抑或是處于一個相等的量上。如果能找到火星上含有微量的古代細菌，并證實它們利用著相反形式的有機分子，即右手性的氨基酸和左手性的糖，那無疑將是zui為振奮人心的發現，因為我們可以就此推論出，這種生命絕對是源于地外的，而非來自地球的污染。那么，我們可以懷揣著一個迷人的想法：外星入侵者同樣是基于諸如氨基酸和糖之類的有機分子的生命，但在它們的母星上，生命起源所依賴的對映異構體與我們是相反的，那么它們根本無法通過食用人類而得到任何養分。在分子的層面上，我們和它們互為鏡像。外星人來地球是為了吸干我們的海洋。如果說外星劫匪必須要有與人類大體一致的生化結構，才能將我們當作食物予以捕殺，否則這么做太過麻煩，那么它們也許會為地球上其他的關鍵物質而來。地球上所有的生命都離不開水。作為生化結構的溶劑和構成，水擁有驚人的多用途性。所以說，地外生命也極有可能會依賴于水這種化合物。那如此以來，外星人也許會覬覦我們寬廣的海洋、河流與湖泊，或者說它們希望抽走我們的水文循環。這種假設存在一個邏輯問題——宇宙中有大量更為優質的水源地。事實上我們認為，地球zui初在一個圍繞著原太陽的氣體塵埃環中形成時，是一顆異常干枯的行星。地球上的水是由大量來自太陽系外部低溫區域的流星和彗星撞擊地球時所帶來的。實際上，歐羅巴——木星的衛星之一，其冰凍的地表下所蘊含的液態水含量比地球上水的總量要多得多。太陽系中真正的水世界是歐羅巴，而非地球。那么假設你是一個為尋找飲用水而穿行于不同星系的外星人,你完全能夠從處于外太陽系中那些冰冷的衛星和彗暈中獲得更多量的水。此外，你還會發現，在太空中獲取水資源，遠比在地球上抽取海水來得實際，因為你無須對抗地心引力。外星人來地球是為了獲取某些其他的原料。倘若不是水，那外星人侵略地球為的則可能是掠奪其他的自然資源。它們或許會把我們的城市從地表上抹去，然后露天開采地殼中的鐵礦石，繼而將從中提取金屬，用以建造更為巨大的宇宙飛船。但事實上，地球在形成期時曾處于過熔巖狀態，而鐵在那時都沉向了地心深處，所以地殼中諸如鐵、鎳、鉑、鎢和金這些可被利用的金屬的含量是極為匱乏的。此外，正如水資源一樣，我們很難找到一個外星人要克服地心引力來采集這些原料的理由，特別是在構成小行星的基礎巖質與地球是相同的情況下。實際上，有一些小行星被認為根本就是金屬塊，在銀河系的形成時期，它們曾是一些原行星在劇烈的撞擊后所分解的地核。現在有好幾家公司正提議展開小行星開采行動，以開發那些地球上稀缺的資源。我們設想中的外星人將會來開采地球的資源，也許這確實是一個能站得住腳的理由。盡管小行星、地球和其他類地行星的確是有相同巖質所構成的，可地球并不是一團惰性的巖塊，而是一個活躍的、動態的地方，尤其是我們的單薄地殼，在斷裂為獨立的板塊后，仍舊在黏稠的地幔上緩慢地滑動的。這些板塊相互摩擦、撞擊、潛沒或分裂為新的板塊，而這正是地質構造的攪拌過程。迄今為止，天文學家們已經發現了4500多顆類地行星（環繞其他恒星運行的天體），并預測銀河系中巖質行星的數量達幾十億之多，但當今行星科學和天體生物學zui為關注的是那些稀少的存在著地質構造活動的類地行星。地質構造除了被認為對維持地球氣候的穩定起著關鍵的作用，還能將特定的金屬匯集為高含量的礦石。在整個宇宙中，具有地質構造活動的類地行星可能只占有一個微乎其微的比重。因此，一個外星文明可能會因為極其少見的地質構造活動和某些金屬的集中化現象而來到地球。當然，同樣由地質構造活動所造就的這個具有多樣性的地球生物圈，對外星人來說，也許只不過是不得不處理掉的累贅。外星人來地球是為了尋獲一個新家園。銀河系中有相當可觀的巖質“地產”可作為外星人的遷居地，但貫穿本書的一個重要點是，一顆地外行星的宜居區域并不是可滿足復雜生命存在的唯yi條件。生命力頑強的微生物細胞群落可依靠地底深處的無機能量得以生長，因此它們幾乎能夠在任何地方生存下來，但地面上的復雜生命對環境條件的需求則苛刻得多。除了溫暖的海洋，還有許多其他的客觀條件決定了地表環境能夠在不同的地質時期保持著穩定。這些條件包括：調節氣候的地質構造活動；可防止地球自轉發生太劇烈晃動的月球；可驅離太陽風和維系大氣不被吹散到宇宙中的地磁場。基于這些原因，我們可推測類似地球的行星是屈指可數的，那么外星人若將地球作為殖民目標，也就不足為奇了。也許我們這樣的星球對于處于進化初級階段的復雜生命是不可或缺的，但當一個智能物種發展到了能夠在星際間穿梭的技術水平，那么它們很可能也掌握了對一個行星的環境進行調控的能力。比如說，如今很多人都開始嚴肅地討論起如何通過無限大工程和地球工程來避免全球變暖的各種負面效應。同時，在廣義上，我們已推算出人類還需要多久才能對火星進行地球化改造，以人工制造出一個無須穿著太空服的地表生存環境。對一個與我們的生化結構有著天壤之別的外星物種來說，地球本身的生命（尤其是那些影響著大氣和海洋化學特性的高耐受性微生物）很可能會是它們殖民地球的一項阻礙。而尋找一顆還未孕育出生命的類地星球，并將自身的生物圈遷移到其中，顯然會是一個更為簡單的辦法。外星人來地球是為了地球人。在我心里，在銀河系中完成星際旅行所需的大量時間和能量，以及更易被開采的原料，在宇宙里隨處可見這兩個客觀因素，可以排除掉外星人將會為獲取某種東西而來地球的這種可能。我想我們對可能存在著的外星人大可放心，它們的入侵艦隊不會出現在我們的天際，它們的到來也不會是為了燒殺搶掠。也許真正可能吸引外星人造訪地球的是人類自身。我猜想，外星人若真抵達了地球，那將是一支由生物學家、人類學家和語言學家所組成的研究團隊。它們渴望理解人造物，渴望與人類進行會晤，渴望學習我們的藝術、音樂、文化、語言、哲學和宗教。電影通常對外星人降臨場面的刻畫方式，可能完全是錯誤的。物理定律（基于目前人類已了解到的，畢竟我們不能排除人類將會在百年內發展出切實可行的曲率傳動，或者通過穩定的蟲洞來拉伸時空結構）極大地限制了跨越恒星間巨大鴻溝的可能性。要把兩個星系間的旅程控制在幾十年的時間內，你必須把你的飛船加速到接近光速。由于加速對象的質量越大，所需的能量就更多，你一定會希望你的飛船盡可能的小和輕。當你想將一組人和他們所需的整套生命保障和細胞再生系統送入太空時，你會發現任何類似于人類的智能生命形式，其軀體都過于龐大了。那為何不考慮一下馬丁·里斯在上一章中所提到的那個更為合理的替代選擇呢？寄望外星人愿意經受星際旅行所將帶來的身心疲憊，跋涉星海去造訪那些遙遠的星球，根本是不現實的。但若讓代理人進行星際旅行，就另當別論了。為了穿越銀河，與其將脆弱的生物性有機體包裹在復雜的生命保障設備中，不如讓不具備情感但具備著更高耐久性的技術本身來完成這個任務。當人類對我們自身大腦的運作機制——造就了心智的神經元連接結構和其他神經活動——達到一個更為全面的認識時，我們有理由相信，除了在硬件端制造出能完美模擬人類心智的人工智能外，將一個人完整的意識上傳至一臺電腦中，說不定也是可以實現的。將你的心智儲存在一個可自行修復的微型電子和系統容器中，意味著你將獲得本質上的永生，其緊湊的結構和輕巧的外形也更為適合于星際旅行。從這個意義上講，銀河中絕大多數的生命或許并不是碳基的（有機的），而是硅基的。當然，我所說的硅基的生命并不是指類似于《X檔案》或《星際迷航》中那些棲息于火山中的硅基機器怪物（silicoid monsters），而是那些依賴于硬件并具有感知力的電腦程序。硅基生命都應歸為第二世代的生命，因為它們都是被父輩們——在宜居星球上完成了自然進化的有機物種——所設計并制造出來的。基于上述原因，我感覺即使銀河系中有智能外星生命，它們造訪我們的方式也絕不會是親自駕駛著諾大如城的母艦，而是派遣作為密使的感知型機器人。但首要問題是，它們如何得知我們的存在呢？在過去的1個世紀里，人類的無線電波在不斷地向宇宙中泄露出去（或被有意地傳送出去），那么一個同樣在實施著類似于SETI計劃的外星文明，就能借助高敏度射電望遠鏡探測到我們。這些昭告了我們出現的無線電波，如同一個正以光速在不斷膨脹著的氣泡，但至今為止，這個氣泡的邊界離地球也不過200多光年之距。相較于直徑達10萬光年的銀河，這個范圍不過是九牛一毛罷了。不言而喻，那些銀河系中潛在的智能生命很可能完全沒有察覺到我們的出現。但盡管人類發展到可被探測到的階段不過百年，地球本身卻從未曾在這過往的億萬年間隱匿過片刻，而這又關系到了如今天體生物學中的另一個熱點話題。地球上那些可進行光合作用的生命，比如依靠吸收日光和分解水而生長的植物和藍藻，氧氣作為它們所釋放的代謝氣體，在經年累月間，從zui初只占極小的比重的大氣成分，逐漸成了地球空氣1/5的構成。作為一種高活性氣體，氧氣能夠在大氣中不斷積聚，得益于生命體對它不斷的補充。事實上，氧氣在大氣中的出現，在地球化學中被認為是極不尋常的現象，天體化學家將其視為一種生命所具有的生物信號（尤其是氧氣和某種還原性氣體，比如甲烷，同時出現的情況下）。我們正在建造使用光譜術讀取系外類地行星大氣成分的太空望遠鏡，并將用于檢視星空中是否存在著生命跡象。從銀河的維度看，我們不過是初來乍到的。在銀河系漫長的歷史里，此時此刻也是平淡無奇的。也許另一顆行星上的生命，在幾百萬年前便已進化出了智能，并開始搜尋顯露著富氧大氣跡象的行星。但顯而易見的是，迄今為止，“穿戴”著生命機理的地球并沒有致使任何人向我們發來問候。這樣一個極為耐人尋味的局面，在我看來，可能是由兩種概率均等的可能所造成的。地球的富氧大氣之所以沒能吸引到別人的注意，或許只是因為銀河系里根本就沒有另一個文明，那么一切也就無從談起了。另外一種可能則是，具有富氧大氣的行星其實是難以勝數的，而地球則淹沒在了其中。在第一種可能中，作為銀河系中唯yi的智能生物，我們是孤單和寂寞的；而在第二種可能中，宇宙中滿載著生命。令人興奮不已的是，能夠進行大氣讀取的太空望遠鏡，將在我們的有生之年里被發射升空，而天體生物學也終將能讓我們知道哪種可能才是正確的。作為地球上的一個智能生命，我欣慰不已！????內文式樣????媒體推薦?一本觀點鮮明的作品集。——尼古拉·戴維斯 《觀察者》 吉姆·阿爾-卡利里召集了空間科學界才思zui為卓絕的代表人物……這是一本清晰簡明又令人愛不釋手的書。——奧利弗·穆迪《泰晤士報》 對于狂熱的外星人愛好者而言，這本有著漂亮封面的書，是一份合適的圣誕禮物。——簡·希林 《每日郵報》?