何 謂 生 命 ？
第 十 二 章 尋 找 E.T.
地 球 之 外 是 否 其 他 生 命 存 在 ？ 地 球 與 人 類 在 浩 瀚 的 宇 宙
是 否 是 唯 一 的 ？ 這 類 的 問 題 ， 數 千 年 來 一 直 困 惑 著 哲 學 家 與 科 學 家 ， 但 直 到 最 近 ， 人 類 才 有 足 夠 的 科 技 能 力 ， 試 著 去 回 答 這 些 問 題 。
到 目 前 為 止 ， 地 球 上 的 億 萬 的 生 命 是 我 們 唯 一 的 範 本 ， 地 球 上 的 生 命 體 ， 可 以 簡 單 歸 類 為 「 碳 基 」(carbon-based) 生 命 。 我 們 不 能 排 除 其 他 生 命 形 式﹙ 例 如 「 矽 基 」 … ﹚存 在 的 可 能 性， 但 在 現 階 段 ， 只 能 很 主 觀 地 以 地 球 生 命 為 藍 圖 。
傳 統 的 生 物 教 科 書 對 生 命 的 定 義 如 下 ， 具 有 以 下 特 徵 的 生 命 體 ， 謂 之 為 生 命 。
? 組 織 化 ﹕ 有 機 體 維 持 高 度 的 複 雜 性 與有 序 。
? 細 胞 ﹕ 有 機 體 是 由 單 一 或 多 細 胞 所 組 成 。
? 能 量 ： 有 機 體 須 要 取 得 與 使 用 能 量。
? 生 殖 ﹕ 有 機 體能 產 生 與 自 已 相 似 的 下 一 代 。
? 遺 傳 性 ﹕ 有 機 體 具 有 決 定 其 特 性 的 基 因 藍 圖 。
? 成 長 與 發 展 ﹕ 有 機 體 能 成 長 ， 並 改 變 其 外 貌 與 能 力 。
? 適 應 力 ： 有 機 體 能 回 應 外 界 的 誘 因 。
? 新 陳 代 謝 ﹕ 有 機 體 執 行 一 些 控 制 性 的 化 學 反 應 。
? 體 內 平 衡 ﹕ 雖 然 外 界 環 境 條 件 的 變 化 ， 有 機 體 仍 能 維 持 相 當 穩 定 內 部 環 境 。
簡 而 言 之 ：
在 地 球 上 的 生 命 體 中 ， 人 體 內最 主 要 的 十 二 種 化 學 元 素﹙ 氧 、 碳 ， 氫 、 氮 、 鈣 、 磷 、 鉀 、 硫 、 鈉 、 氯 、 鎂 ， 鐵 ﹚， 佔 體 內 元 素 比 例 的99%以 上 ， 同 樣 的 這 十 二 種 元 素 ， 也 佔 地 球 其 他 生 命 體 內 元 素 的99%以 上 。 另脊 椎 動 物 在 胚 胎 初 期， 其 外 形 與 結 構 皆 神 似 ， 這 是 否 可 視 為 這 些 生 命 體 同 源 的 證 據 ？
我 們 假 設 外 太 空 文 明 的 生 命， 與 科 技 發 展 的 歷 程 與 地 球 相 似 。 但 適 合 生 命 孕 育 及 文 明 發 展 的 環 境 為 何 ？
生 命 區(Life-zone/ecosphere) 與 適 合 E.T.居 住 的「 太 陽 系 」
生 命 體 只 能 在 行 星 上 生 存 與 演 化 。 我 們 是 否 有 其 他 太 陽 系 存 在 的 証 據 ？
行 星 體 積 小，主 要 以 反 射「 太 陽 」 的 光 為 主 ， 另 由 地 球 觀 測 ， 行 星 被 其 「 太 陽 」 所 發 出 的 強 光 所 湮 沒 ， 目 前 並 無 直 接 觀 測 證 據。
間 接 証 據 ﹕
當 恆 星 有 伴 隨 之 行 星 時 ， 由 地 球 看 去 ， 恆 星 會 繞 系 統 的 質 心 運 動 ﹙ 參 見 恆 星 視 運 動 之 示 意 圖 ﹚， 其 情 形 與 雙 星 系 統 類 似 ， 但 視 運 動 效 應 極 小 ， 估 計 大 約 只 有 0.001秒 角 的 變 化 ， 偵 測 極 為 困 難 。
由 地 球 看 出 去 ， 恆 星 繞 行 與 行 星 所 形 成 的 質 心 ， 其 光 譜 會 因 恆 星 行 近 與 遠 離 我 們 ， 而 衍 生 可 被 偵 測 的 杜 卜 勒 位 移 。 經 許 多 研 究 群 數 年 的 觀 測 ， 1995年 宣 佈 51 Pegasi﹙ 典 型 的 實 驗 數 據 ﹚ 的 周 圍 有 行 星 存 在﹙ 最 早 的 發 現 者 為Michel Mayor與Didier Queloz ﹚， 截 至 目 前 為 止 ， 以 相 同 的 方 法 又 陸 續 發 現 了，
70 Virginis (G.Marcy & P.Butler)
47 Ursae Majoris (G.Marcy & P.Butler)
55 Rho1 Cnc = HR3522 (G.Marcy & P.Butler)
HD114762 (Dave Latham et al.)
HR5185 (G.Marcy & P.Butler)
HR458 (G.Marcy & P.Butler)
16 Cyg B(D. Willian, D. Cochran, A. Hatzes, G.Marcy & P.Butler, 23 Oct. 1996)
的 周 圍 也 有 行 星 的 存 在 。 部 份 外 太 陽 系 行 星 的 表 面 或 大 氣 狀 態 ， 能 容 許 水 以 液 態 的 方 式 存 在 。 這 些 外 太 陽 系 行 星 的 質 量 通 常 大 於 木 星 ﹙ 請 參 見 摘 要 圖：舊 版 、新 版﹚， 有 關 新 行 星 的 發 現 請 參 見 Marcy & Butler 的 網 站。
例 如 ： 獵 戶 座 大 星 雲 中 心 附 近 的 數 百 顆 新 恆 星 ， 有 近 一 半 具 有 吸 積 盤 ， 這 些 吸 積 盤 或 許 會 形 成 行 星 。
由星 光 光 譜 可 知 ， 宇 宙 各 處 的 元 素 相 同 。 採 較 主 觀 的 觀 點 ， 適 合 地 球 生 物 生 存 的 溫 度 區 間 為200 K與373 K之 間 ， 分 別 為 極 區 與 海 底 火 山 溫 泉 的 溫 度 。
我 們 預 期 行 星 的 表 面 溫 度， 如 在 此 範 圍 之 內 就 有 孕 育 生 命 的 機 會 。 如 行 星 的 能 源 全 靠 其 太 陽 提 供 ， 在「太 陽 系」 的「生 命 區」 範 圍 內 的 行 星 稱 為 「適 居 行 星 」。
本 太 陽 系 的 生 命 區 界 於 0.56 AU 與 1.95 AU 之 間， 共 有 金 星(0.72 AU)、 地 球(1 AU)與 火 星(1.52 AU) 處 於 生 命 區 之 內 。
地 球 形 成 後 ， 經 過 了46 億 年 才 有 所 謂 通 訊 的 文 明 的 存 在 ， 故 在 主 序 星 中 O, B, A 與 F型 星 的 主 序 生 命 期(gif或 表 格 形 式﹚過 短 ， 孕 育 通 訊 的 文 明 的 機 率 過 小， 故 只 須 要 考 慮 G, K, 與 M型 的 恆 星 。
M型 星 的 生 命 區 過 小 ， 恰 巧 有 行 星 在 這 區 間 的 的 機 率 不 高 ， 另 如 此 靠 近 恆 星 的 行 星 ， 可 能 會 受潮 汐 鎖 定(tidal locking)的 影 響 ， 而 永 遠 以 同 一 面 面 向 恆 星 ﹙月 亮 即 是 最 佳 的 例 子 ﹚，表 面 環 境 極 端 ， 不 利 於 生 命 體 之 孕 育 與 演 化 。
一 般 以 質 量 為0.5 偣 太 陽 質 量 的 的 恆 星 為 適 居 星 之 下 限 ， 所 以 對 E.T.來 說 適 居 太 陽 系 的 主 角 為G型 與K型 星 。
本 銀 河 系 各 類 星 的 分 佈 比 率 為 ：
由 上 述 數 據 看 來 ， 太 陽(G2 V) 事 實 上 並 不 是 我 們 常 說 的 「 典 型 」 恆 星 。
在1961年 ， 天 文 學 家 Frank Drake 提 出 一 方 程 式 來 粗 估 在 任 何 銀 河 系 中 ， 通 訊 文 明 的 可 能 數 目 。
| 表 12.2 本 銀 河 系 通 訊 文 明 之 可 能 數 目 |
| 參 數 | 註 解 | 悲 觀 估 計 | 樂 觀 估 計 |
| RS | 銀 河 系 中 ， 適 居 恆 星 產 生 的 速 率 | 1.4 | 1.4 |
| fP | 有 行 星 的 適 居 恆 星 之 百 分 比 | 0.01 | 0.5 |
| nLZ | 在 生 命 區 內 的 行 星 數 ﹙ 適 居 行 星﹚ | 0.01 | 1 |
| fL | 孕 有 生 命 之 適 居 行 星 的 百 分 比 | 0.01 | 1 |
| fI | 「 生 命 行 星 」 中， 發 展 出 智 慧 生 物 的 百 分 比 | 0.01 | 1 |
| fC | 智 慧 生 物 發 展 至 通 訊 文 明 的 百 分 比 | 10-8 | 1 |
| L | 通 訊 文 明 的 生 命 期 ﹙ 年 ﹚ | 1000 | 1010 |
| NC | 銀 河 系 中 ， 通 訊 文 明 的 總 數 | 1.4*10-13 | 7*109 |
註 ：
|
由 表 12.2可 以 看 出， 上 列 問 題 的 答 案 很 分 歧 ， 由 「 零 」 到 「 到 處 多 是」 都 可 能 ， 端 視 你 採 取 悲 觀 或 樂 觀 的 態 度 而 定 。 不 過 可 以 確 定 的 是 ， 以 人 類 的 習 性， 只 要 是 答 案 未 定 ， 尋 找 外 太 空 生 命 的 努 力 就 會 持 續 。
我 們 應 期 待 「 第 三 類 接 觸 」 嗎 ？
也 許 應 相 當 戒 慎 ， 以 人 類 過 去 的 歷 史 為 範 本 ， 不 同 文 化 或 種 族 初 次 接 觸 ， 其 結 果 往 往 是 悲 劇 性 ， 期 望 地 球 與 其 他 外 太 空 文 明 的 接 觸 ， 能 有 不 同 的 結 果 。
人 類 己 多 次 在 探 測 器 上 ， 裝 設 宣 告 人 類 存 在 的 物 件 ， 希 望 外 太 空 文 明 在 太 空 探 險 的 旅 程， 能 發 現 我 們 發 射 的 探 測 器 與 物 件 ， 也 曾 以 電 磁 波 向 外 宣 告 我 們 存 在 的 訊 息 ，這 些 活 動 也 應 歸 類 為 SETI研 究 之 一 部 份 。
過 去 的 火 星 的 探 測 顯 示 ， 火 星 上 並 無 生 命 存 在 的 跡 象 ， 而 現 在 的 SETI 活 動， 主 要 是 聆 聽 與 尋 找， 可 能 來 自 外 太 空 文 明 的 無 線 電 訊 號 。
SETI = Search for ExtraTerrestrial Intelligence
脫 離 太 陽 系 的 首 件 人 造 物 體 ﹙先 峰 者 十 號﹚。 各 載 一 片 宣 告 地 球 人 類 存 在 的 金 屬 版 。 八 萬 年 後 ， 先 峰 者 約 距 地 球 三 光 年 ， 尚 未 到 達 最 鄰 近 的 毗 鄰 星 。 這 可 稍 窺 現 階 段 遠 程 太 空 探 險 的 不 可 行 性 。
航 行 家 一 號 與 二 號 (Voyager 1 & 2)
各 載 一 片 宣 告 地 球 人 類 存 在 的 金 屬 蓋 ， 與 一 張 錄 有 六 十 種 不 同 語 言 問 候 詞 、 一 百 多 幅 人 類 活 動 照 片 、 各 種 自 然 界 聲 音 與 其 他 訊 息 的 金 屬 片 。
1974年 ， Arecibo無 線 電 望 遠 鏡 啟 用 時 ， 曾 以 此 望 遠 鏡 向 M13﹙ 球 狀 星 團 ﹚ 發 射 了 1679 bytes訊 號 ， 宣 告 人 類 的 存 在 ， 屆 時 三 分 鐘 。 M13距 地 球 二 萬 五 千 光 年 ， 在 M13的 外 太 空 文 明 ， 如 於 收 訊 後 立 即 覆 電 ， 五 萬 年 後 ， 我 們 才 能 收 到 回 電 。
太 陽 系 的 生 命 區 內 ， 另 有 金 星 與 火 星 兩 顆 行 星 。
金 星 的 表 面 溫 度 高 達 攝 氏472度 ， 足 以 熔 鉛 ， 科 學 家 並 不 期 待 有 金 星 生 命 存 在 。
火 星 的 稀 薄 大 氣 含 有 微 量 的 氧 ， 表 面 也 留 有 水 痕 ， 顯 示 火 星 過 去 的 環 境 ， 遠 較 現 在 適 宜 生 命 成 長 ， 科 學 家 對 火 星 生 命 的 存 在， 一 直 存 有 厚 望 ， 但 1976年 經 海 盜 1 號 與 2 號 的 探 測 並 無 所 得 。 根 據 現 在 的 証 據 ， 科 學 家 已 經 排 除 火 星 上 住 有 足 以 侵 略 地 球 的 火 星 人 。 不 過 它 們 仍 然 不 排 除 ， 在 火 星 表 層 之 下 ， 可 能 有 低 等 的 微 生 物 存 活 著 ， 不 過 直 接 的 証 實 ， 只 有 待 未 來 更 進 一 步 的 火 星 探 險 才 有 定 論 。
探 索 火 星 生 命 的 研 究 在 1996 年 八 月 ， 出 現 了 相 當 戲 劇 性 的 新 發 現 。 美 國 太 空 總 署 (NASA) 的 一 個 研 究 群 ， 由 一 萬 三 千 年 前 掉 落 到 地 星 的 火 星 隕 石 ， 找 到 了 早 期 火 星 ， 可 能 有 微 生 物 存 在 的 間 接 証 據 。 如 果 這 個 新 發 現 ， 能 夠 通 過 更 進 一 步 的 檢 驗 與 証 實 ， 對 地 球 外 生 命 存 在 的 可 能 性 ， 實 在 是 一 劑 無 與 倫 比 的 強 心 針 。
如 果 綜 合 了 過 去 的 一 些 証 據 ： (1) 由 過 去 在 隕 石 中， 不 斷 的 發 現 有 機 分 子 ， 而 在 實 驗 室 中 ， 用 早 期 地 球 原 始 大 氣 或 其 他 星 體 的 大 氣 (參 見 下 一 頁)作 為 成 份 ， 也 可 以 輕 易 的 製 造 出 有 機 分 子 。 (2) 1995 年 十 一 月 以 來 ， 宣 佈 發 現 了 數 顆 外 太 陽 系 行 星 。 (3) 上 述 的 火 星 生 命 的 間 接 証 據 。 似 乎 都 在 暗 示 我 們 ， 外 太 空 生 物 存 在 的 事 實 ， 應 該 是 己 經 不 容 懷 疑 。 而 且 外 太 空 高 等 智 慧 生 物 存 在 的 可 能 性 ， 也 是 我 們 今 後 應 當 正 視 的 課 題 。
行 星 的 衛 星 仍 有 生 命 存 在 的 可 能 性 ， 例 如 土 星 的 衛 星 泰 坦 (Titan)， 泰 坦 的 太 氣 中 含 有 大 量 的 甲 烷 與 氮 ， 這 兩 種 氣 體 在類 似Miller-Urey氏的 實 驗 中 ， 己 被 證 實 能 產 生 多 種 可 組 成 胺 基 酸 的 有 機 物 質 ， 但 航 行 家 飛 越 時 ， 並 未 發 現 有 生 命 存 在 的 跡 象 。
SETI研 究 中 最 主 要 的 部 份， 在 於 偵 測 、 辦 認 來 自 外 太 空 的 「 人 造」 電 磁 波 訊 號 。
1960年Frank Drake的Project OZMA為 這 類 SETI研 究 的 第 一 個 ， 1995年 剛 完 成 的 Project Phoenix為 較 近 期 的 努 力 ， 前 後 人 類 己 執 行 了 近 百 個 SETI計 劃 ， 但 皆 未 能 得 到 確 切 的 結 論 ， 詳 見Jill Tarter博 士 所 編 的SETI總 集。
在 廣 泛 電 磁 波 波 段 中 ， 我 們 應 選 擇 何 種 波 長 ？
如 果 你 曾 看 週 Star_Trek影 集， 或 許 對 下 列 這 句 話 並 不 漠 生 ：
"Hailing frequency open, Captain!"
很 不 幸 的 是 ， SETI研 究 者 並 沒 有 所 謂 的 〝 問 候 頻 率 〞 可 以 使 用 ， 研 究 者 只 能 假 設 ， 其 他 的 通 訊 文 明 也 對 天 文 研 究 有 興 趣 ， 而 在 探 尋 的 過 程 同 樣 也 發 現 ， 無 線 電 波 段 最 能 穿 透 星 際 物 質 、 星 塵， 所 以 對 SETI研 究 者， 最 自 然 的 選 擇 為 無 線 電 波 。 如 再 考 慮 本 銀 河 系 無 線 雜 訊 干 擾 等 問 題 ，3公 分 –30公 分 之 間 的 區 域 最 為 寧 靜。 SETI研 究 最 常 使 用 的 波 長 在 氫 的21公 分 線 與 OH分 子 的18公 分 線 之 間 ， 常 稱 之 為 water-hole ，此 稱 謂 起 因 於 無 線 電 雜 訊 曲 線 ， 在 在 波 長 範 圍 附 近 下 凹 ， 另H與OH分 子 合 起 來 與 水 的 分 子 式H2O相 同 。
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最 近 更 新 日 期 ： 一 九 九 八 年 一 月 三 日
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