火星上的生命
火星下面有著小偷和強盜……夜賊和吵吵鬧鬧的膽小鬼。
自吹自擂者、嘲笑和譏諷別人的傢伙。這些火星人引發了斗
毆、兇殺和戰爭。它們會樂意地成為鐵匠或鐵礦工人……拜
倒在你的面前,宣誓效忠於你。
——《桫欏謬斯合集》
那是1984年的一個夏日,天氣晴朗,氣溫在0℃以下。地
質學家斯科爾(Roberta Score)遇到一件事。 說不定它不久將
被證明是人類與外星生命的首次接觸。斯科爾結束了一天的工
作後,與她的一幫同事一起離開了工作室。當她開著雪地摩托
車在艾倫山他們的南極工作基地附近閒逛時,發現冰雪中有一
塊黑色的岩石。她把車子停在一旁,上前看個究竟。
這塊石頭就是12年後, 在1996年8月出現在全世界各報刊
頭版的火星岩石。這塊被命名為“艾倫山84001”(ALH84001)
的隕石據稱是第一塊來自其他世界的生物化石樣本。
斯科爾博士參加的探險活動由美國國家科學基金會的“南
極隕石”計畫資助,這一計畫旨在尋找墜落在南極的隕石。也
許會讓你有些驚訝,在南極有著大量的隕石,其中有許多都來
自很遙遠的空間。據估計,每年僅從火星飛來落在冰層上的地
外物質就有大約100噸。
由於辨認不出這是一塊什麼樣的岩石,斯科爾博士按照慣
例將它包了起來,送到位於德克薩斯州休斯頓的詹森空間中
心的隕石處理實驗室。它被放在一間充滿氮氣的實驗室中保存
了8年。 這間實驗室最初是為保存“阿波羅號”字航員帶回的
月球岩石樣本而建立的。
1993年,對一小片艾倫山84001隕石切片進行的檢測表明,
該隕石中所含的氣體與(根據1976年“海盜號”探測火星得出
的)火星大氣中的氣體成分相吻合。然後又過了一年,一支由
麥凱(David S. McKay)領導的, 在詹森空間中心為美國國
家航天局(NASA)工作的科研小組又取下一部分來進行研究。
他們的具體任務是在火星隕石中搜尋生物化石。
英國化學家克萊梅特(Simon Clemett)是最先收到該工作
組送來的小塊試驗樣本的人之一。他當時正在加利福尼亞州斯
坦福大學攻讀博士學位。這塊岩石樣本被裝在密封罐中,由聯
邦速遞用一個看起來不怎么吉利的棕色封套包裝著送到了他的
實驗室。在所附的信件中,詹森空間中心的聯繫人要求他對
樣品進行分析,並報告他的發現,卻隻字未提樣本的出處。
克菜梅特博士把它作為自己學位工作的一部分或又一項日
常工作對待,做完測試送出結果後就把這一切拋到腦後去了。
2年過去了,克菜梅特博士已經回到英格蘭。1996年8月的
一個清晨,他過去在史丹福大學的指導教授突然打電話給他,
要他立刻坐第一班飛機飛往華盛頓,並建議他找一份當天的報
紙看一下頭版新聞。
克萊梅特一出門,立即就被一大群記者圍住。當這些記者
的好奇心得不到滿足時,他們便緊隨克萊梅特來到了機場。不
幸的是,飛往華盛頓的飛機在跑道上出了一些故障,飛機上的
乘客不得不下飛機等候。在機場的休息室里,克萊梅特又重新
陷入了記者的重重包圍中。幾小時後,就在柯林頓(Clinton)
總統登上講台向全世界宣布國家航天局的這一重大發現前一刻,
克萊梅特終於在一間坐滿了來自世界各地的記者、閃光燈閃爍
不斷的房間中召開了一個臨時記者招待會。
由於訊息的泄漏, 關於火星岩石艾倫山84001的新聞很快
充斥了各個報亭。第一則相關的報導刊在一本名為《空間新聞》
的專業雜誌上。該報導暗示在南極的廢墟中發現了某些不同尋
常的東西。這篇報導很快被某一全國性報紙的兩位機敏的新聞
記者注意到,關於國家航天局的這項發現立刻就以燎原之勢散
播開來,這一切著實給研究人員來了個措手不及。他們原本計
劃在8月16日的《科學》雜誌上發表這則聲明, 但面對外界對
他們這項研究意味著什麼的強烈關注,他們不得不立即召開了
一個記者招待會,並把研究成果呈報了總統。
在華盛頓的記者招待會上,柯林頓總統稱這一發現為偉大
的發現,並宣布將在11月召開一個高層會議來討論和評價美國
的太空計畫。他更進一步地強調在這個大會上各位代表將研討
美國該如何“ 尋求艾倫山84001帶來的許多科學問題的解答。
這塊岩石經歷數十億年的時間,跨越數千萬千米的距離來向我
們傳遞信息。它說的是存在生命的機遇”。
柯林頓講完後,國家航天局的代表作了慷慨激昂的發言。
首席行政官丹·戈爾丁(Dan Goldin)的一番話使會場氣氛空前
熱烈。他說:“我們正站在通往天界的大門口,這是一個多么
令人振奮的時刻啊!在過去的一年裡,我們在鄰近的恆星旁發
現了行星,我們探索宇宙的深處以查明星系的誕生和形成。而
今,我們又行將證實是否只有地球上才有生命……我們也許將
發現在我們這顆小小的行星——太陽附近的第三塊巨石之外存
在生命的第一項證據。”
緊接著,他又謹慎地補充說:“我希望各位明白,我們現
在並不是在討論什麼小綠人。目前並沒有任何跡象表明火星上
存在任何高等形式的生命。”
這確實令那些支持國家航天局的人們感到歡欣鼓舞。華盛
頓大學的行星際塵埃專家布朗利(Donald Brownlee)說: “我
想他們已經找到了一些可能是微化石的東西,這可能是史無前
例的。假如這是真的,那可是科學上最重大的發現。外星生物
學是非常有趣的,但是倘若沒有任何資料的話,那就只能進行
一些推測猜想。我想,現在是有一些資料了。[1]
卡爾·薩根(Carl Sagan)這位幾十年來始終熱心支持尋找
地球以外生命,並以此為題出過多本著作的作家如是說:“一
旦這些結果被證實,它將是人類歷史上的一個轉折點。它表明
生命不僅局限於我們這個微不足道的太陽系裡的兩顆行星上,
而是遍及浩瀚無際的整個宇宙。[2]
與此同時,在總部設在加里福尼亞州芒廷維尤的尋找地外
智慧生命(the Search for Extraterrestrial Intelligence,簡稱SETI)
的總部,該組織的主席弗蘭克·德雷克(Frank Drake)及其研
究人員正圍在電視機旁為每一位走上講台的發言者歡呼。德雷
克後來說:“這一切證實了我們始終深信不疑的一件事,那就
是只要條件適宜就會有生命存在,我們只不過是茫茫宇宙之滄
海一粟罷了。[3]
國家航天局當然充分預見到了緊接著如潮水般湧來的或支
持或懷疑的反應。他們甚至極其謹慎地在電台及電視節目中與
加利福尼亞大學洛杉磯分校的古生物學家舍普夫(William Schopf)
通了話。舍普夫是一位聲名顯赫的科學家。早在官方發布訊息
之前,他就已經知悉了這一研究的情況,但他一直持有懷疑態
度。舍普夫不以為然他說:“我是個樂觀的懷疑論者或是個持
懷疑論的樂觀者。這是一項細緻的研究工作,而且絕對不是一
門簡單容易的學問。這是一門兼容並蓄的交叉學科。我認為有
關火星上過去或現在存在生命的聲明都是不同凡響的。我想,
應該有不同凡響的證據來支持這些斷言。”
在評述了化石的結構以及隕石的化學和生物化學特徵後,
他得出了如下的結論:“這種生物學的解釋似乎並不合理。”
其他一些非國家航天局的研究人員也贊同這一觀點。倫敦自然
歷史博物館的隕石管理員莫妮卡·格雷迪(Monica Grady) 在
一個專門研究火星隕石的小組中工作了十餘年。她的評論是:
“我想這的確是非常有價值的研究。但這個結果卻不能令人信
服。事實上它完全可以用無機物反應來解釋。”
莫妮卡是在暗示美國國家航天局聲稱的那塊含有原始生命
跡象的岩石不過是非生命(在這裡是無機的)系統的產物罷了。
儘管有種種爭執和少量的反對意見,這一重大發現及其潛在含
意最初著實給人帶來不少興奮和驚訝。
人們如此激動的理由是完全可以理解的。自從我們人類有
閒暇思考及探索以來,我們就一直在觀測星空並幻想在某個遙
遠的星球上可能有生命存在。自從19世紀凡爾納(Jules Verne)
的時代以來,大量的科幻作品都以地外生命作為題材。許多科
幻小說作家把他們的注意力放在了太陽系中的第四顆行星——
火星上。
在西方國家,火星以羅馬神話中的戰神馬爾斯(Mars)的
名字命名。這部分是因為它在夜空中呈現血一般的顏色。在17
世紀,一位名叫卡西尼(Giovanni Cassini)的天文學家用一架早
期的望遠鏡首次觀測到火星表面的白色極冠。大約一個半世紀
以後,在19世紀30年代,貝爾(Wilhelm Beer)和梅德勒(Johann
von Madler)注意到火星極冠的大小和表面顏色會有周期性的變
化。他們推測火星上也許生長有季節性變化的植物,就好像地
球上植物的葉片枯萎凋零後長出鮮嫩的新芽一般——這兩位天
文學家稱其為“黯[淡之]波”。
然而,真正令人興奮的訊息卻是1877年斯基帕雷利(Giovanni
Schiaparelli)觀測到火星的紅色表面上有著線狀的紋理。他把這
種現象叫作“CANALI”,意思是“水道”。但這個詞卻被錯誤地
從義大利語英譯成了“canal”,意為“運河”。
美國業餘天文學家洛厄爾(Percival Lowell)依據火星運河
的想法精心構想了一個寒冷乾旱、瀕臨滅亡的世界。富有智慧
的火星人建造了巨大的運河將水從一處輸送至另一處以灌溉農
田。他宣稱這就是引起火星表面色澤變化及造成那些線狀印記
的原因,井進一步說:“我並不清楚火星生命是什麼樣子的,
但那裡一定有某種形式的生命存在。”
令人遺憾的是,這些都只是過於活躍的幻想而已,完全沒
有事實根據。不過洛厄爾的想法倒是為一系列關於火星的科幻
小說提供了素材。從威爾斯(H.G.Wells)那部關於邪惡的火星
人在英國登入的《世界間的戰爭》(1898),到伯勒斯(Edgar
Rice Burroughs)的一系列古怪而有影響力的小說(《巴松叢書》,
始於1912年)。魯賓遜(Kim Stanley Robinson)的現代經典《紅
火星》(1992),《綠火星》(1993),和《藍火星)(1996)
則更是登峰造極。
然而,這些科幻小說家們的夢想與平凡單調的現實相去甚
遠。20世紀60年代到70年代,蘇聯和美國都向火星發射了不少
精密的探測器。這些探測器送回的圖象表明火星是個不毛之地,
絲毫沒有生命的跡象。這一系列探測行動始於1964年的“水手
4號” (它飛近這顆行星並發現火星如月球那樣布滿了斑斑點
點的環形山),一直到1976年的“海盜號”著陸器。這些從地
球上去的探訪者分析了火星土壤樣品,發現這顆行星完全沒有
生命。由於沒有像地球大氣那樣的保護層,強烈的紫外光照射
使得火星土壤完全不能孕育生命。
這一系列探測所帶回的數據並沒有使人們完全失去信心,
因為隨著對生命可以在何等嚴酷的條件下生存的認識的加深,
我們對於在火星上的某處——也許在地下深處可以發現某種非
常簡單的生命形式的信心也愈來愈強。更何況,正如我們在後
文中可以看到的那樣,由“海盜1號”和“海盜2號”所帶來
的證據有許多可爭議的地方,同時在這些探測器上做的實驗得
出的結果也是模稜兩可的。
儘管正在研究艾倫山84001的科學家們不敢想像在火星的
極區或地下深處的某個角落仍有生命存在,更不會在沒有任何
決定性的證據之前做出什麼暗示,但人們對於在火星上發現生
命的希望始終縈系於心且日益增長。加的夫威爾斯大學的物理
學家維克拉馬辛( Chandra Wickramasinghe )說這樣的可能性
“當然不能排除”。他說,“事實上,我相信‘火星生命’仍
然存在,過去數載的微生物研究告訴我們生命能在我們從未想
象到的某些條件下生存。”反對的意見來自倫敦大學學院的克
勞福德(Ian Crawford)。他引用了洛夫羅克(James Lovelock)
的“蓋亞”假說。他說,在“洛夫羅克的模式”中,“生命要
么適應環境而後繁盛起來,否則就會逐漸消亡。如果火星上曾
有生命,它就應該遍布這顆行星——而不應停滯不前。”
火星並不是離地球最近的行星——最近的是金星。但火星
直至現在仍被認為是太陽系中除地球外生命最有可能繁盛過並
生存至今的地方。金星的表面灼熱異常,足有500℃。 它的大
氣層主要由二氧化碳組成,含有大量腐蝕性有毒氣體。這些氣
體產生的強烈溫室效應在很大程度上決定了金星表面的高溫狀
況。
水星與太陽的平均距離只有3600萬英里(5800萬千米)左
右(略大於地球到太陽距離的1/3)。 水星上幾乎不可能有任
何形式的生命。它的表面溫度只比金星略低一些,而且由於太
靠近太陽,太陽釋放的各種各樣的射線不時地轟擊它的表面。
的確很難想像會有生命落腳在那樣的地方。
比火星更遠一些的是氣體巨行星:木星和土星。它們的大
氣層由有毒氣體組成並受強大磁場的劇烈擾動,不停地翻騰著。
據我們目前所知,在那兒有生命存在的可能性極小。太陽系中
最大的兩顆衛星——土衛六和木衛三倒是可能更有希望。土衛
六環繞土星轉動,木衛三則是木星最大的衛星。業已從土衛六
近旁越過的“旅行者號”探測器在這顆衛星的表面發現了據信
是有機分子的東西(參見第三章)。
在太陽系更外圍的地方是天王星、海王星和冥王星:它們
或是溫度過低,大氣有毒,或是如天王星的情況,整個行星就
是一個被火山煮沸的覆蓋著有毒氣體的海洋。這些行星不會適
宜於科學家所說的“以碳為基礎”的生命形式。
艾倫山84001當時所處的那種可能存有微生物的火星環境
(距今約36億至40億年前)與地球當時的情形很相似。如果我
們能夠接受生命存在於地球之外的可能性,那么火星就(像地
球一樣)是極有可能孕育著生命的地方。
縱觀近百年來人類對於火星的巨大興趣,以及現代科學認
定它是近鄰星球中最有可能存有生命的地方(儘管可能性仍很
小)這一事實, 由於艾倫山84001中可能存有微生物化石這一
新聞而引起巨大震撼也就不足為奇了。事實上,不論文化信仰
有何不同,人們都不會相信我們在無限宇宙中是唯一的。這的
確是一個令人有些心寒的想法。對於那些不可知論者來說,這
也許就是人類創造“神”這一概念的最好解釋——這樣我們才
有了一個伴。
但是,如果我們撇開對休斯頓詹森空間中心的研究者們
之發現的種種期望和情緒因素,那么這一發現的實質究竟如何
呢?在這之前幾十億年,這塊火星岩石標本上曾經有生命居住
的證據究竟有多少分量呢?
歷史上也曾出現過虛假的科學聲明。一些較為偏激的人因
為“辟爾唐人”①之類讓科學界蒙羞的事件,而把他們看到的一
切都當成科學家的騙局,並對一些基本的科學觀點表示懷疑。
另一個這樣的例子是1989年所謂的“冷核聚變”。當時一群科
學家聲稱他們能產生一種幾乎用之不竭的能源——試管中的核
聚變。
在外空生物學(研究地球外的生命)領域至少也已出現過
一則關於發現地外化石的假聲明。1961年,一位叫納吉(Batholomew
Nagy)的科學家從1864年墜落在法國的一塊岩石上發現了火星
古化石,這塊岩石後來被謔稱為“納吉隕石”。
納吉的研究與今天美國國家航天局對艾倫山84001 樣品所
做的研究幾乎相同,但分析技術要粗糙許多,最終發現納吉的
火星化石只是些地球上的細菌化石而已,所以他的結論很成問
題。
在艾倫山84001工作小組發布訊息後一周內, 世界各地的
科學家及科學評論家相繼提出了質疑,(有些人認為並不恰當
地)把它和納吉的發現相提並論。[4]
圖 1 艾倫山84001是如何到達地球的
在艾倫山84001 上發現的微生物化石與1961年在納吉隕石
上的發現是明顯不同的。即便忽略20世紀60年代和90年代探測
和分析設備上的差距, 艾倫山84001上的發現相對說來仍要可
靠得多。
艾倫山84001是一塊重約1.75千克,大小似土豆般的隕石。
除了包含著化石外,這塊岩石毫不起眼。一般相信它和火星上
的其他岩石一樣,是在40億至45億年前形成的。在那段時間裡,
擁有固態核的行星凝聚並逐步演化成今天這樣密度較高的狀態
——主要由鐵和其他礦物質組成(如石英和其他矽化合物)的
天體。
然後,在距今約36億至40億年時,水以液態的形式滲入岩
石的間隙中。據信當時火星上很可能有大量的水,這些水飽含
著大氣層中的二氧化碳,正因為這樣,水能夠在岩石中藉助碳
酸鹽的形式殘留下來。
據信,是微生物(也許曾生活在那些水中)促成了這些碳
酸鹽的產生。微生物死後就在岩石中變成了化石,就像地球上
的石灰岩中保存了不同地質時期的大量生物化石一樣。
這塊岩石也許在某個地方逗留了數十億年。或許它是某個
懸崖的一部分,或者是暴露於地面上的一塊巨岩的一部分。大
約1600萬年前的一天,一顆巨大的彗星或小行星與火星相撞,
我們的這塊岩石被猛烈撞擊後與火星地表分離,進入了宇宙空
間。
隨後這1600萬年中, 艾倫山84001幾乎都在星際空間中漂
浮,在這段時間裡,地球上一種看上去無足輕重的哺乳動物漸
漸進化出靈長目。隨後經過幾百萬年,又分化為幾支,其中的
一支就是智人。
這之後又過了很久,當早期的人類社會發展農業時,也就
是建造巨石陣和金字塔之前大約7000~8000年時,艾倫山84001
進入地球引力影響範圍, 在大約13000年前落在南極冰凍的荒
原上。
它一直靜靜地呆在那裡,直至1984年的那個下午,斯科爾
博士為命運所安排發現了它。
在艾倫山84001中發現的, 據信是非常微小、幾乎看不見
的類似於原始細菌的生物體化石。這些化石非常小,最大者尺
度也只有人的頭髮絲寬度的1/100,而且大多數都只及最大者的
1/10大小。也就是說,如果把1000個這樣的生物體排成一串,
才有這句句子後的那個句號的寬度那么長。
有些化石呈卵形,有些呈管狀,但令人驚奇的是,它們同
地球上的一些細菌及其他微生物化石非常相似。事實上它們與
地球上的細菌在外觀上是如此相似,以至於它們第一次出現時
真被當成細菌了。在它們被發現的那一天,來自詹森空間中
心的那個國家航天局工作小組的一名工作人員吉布森(Everett
Gibson)把這種微生物的第一批照片拿回家放在廚房的桌上時,
他那位生物學家的妻子立刻問道:“這些是什麼細菌?”
那么,究竟有哪些證據可以用來支持這些幾乎看不見的“
小點”是我們人類第一次遭遇的地外生命這一論斷呢?
第一項有利的證據是:這塊岩石確確實實來自火星。科學
家對這一點相當肯定。因為在隕石結構中捕獲的氣體成分與20
年前“海盜號”探測器測定的火星大氣成分相符。該混合氣體
中最主要的成分是二氧化碳(CO2)。一位英國研究者在訊息
發布後不久研究了隕石樣本,他說“‘明顯的相似之處’讓人
相信它確實是從火星上來的。我們認出了火星大氣的特徵,它
的主要成分是二氧化碳。如果隕石中沒有高濃度的二氧化碳,
它就不是火星隕石。”
現在,我們已經清楚了隕石從何而來,那么又憑什麼說這
些生物化石和地球物理結構也源於地外呢?一條重要的證據是
岩石表面保存在碳酸鹽沉積物中、形似單細胞生物的化石。碳
酸鹽本身就是以碳為基礎的化合物,它們往往是有機結構,但
不一定具有生物學的起源。那些細胞似的結構實在太小了,即
便用當今最先進的顯微鏡來觀察也看不清它的細胞壁。它們被
稱為“納(米級)細菌”(由“納”這個前綴得名,表示其後
所跟的物體尺度為十億分之一米,即10-9米)。
第三項證據是沉積物中的無機化合物——含鐵的晶體。主
要是氧化鐵和硫化鐵。地球上的細菌可以製造出這樣的化合物。
但是, 在艾倫山84001上發現的這些沉積物卻著實令科學家們
困惑不解。在地球上,有些較為罕見的細菌製造以磁鐵礦(恰
如其名稱所示,這種物質具有磁性)的形式存在的氧化鐵。據
猜測,它們依靠這種磁性來調整自身相對於地球天然磁場的取
向,並以此幫助引導行動方向。但是,火星上的微生物也製造
這種磁性物質就顯得有些不同尋常了。既然火星的磁場不超過
地球磁場的0.2%(即1/50),岩石上的這些微生物為什麼還要
生產“磁鐵礦”呢?
另外還有最後一條證據,也許是最有力支持該隕石中的化
石源自地外的證據。科學家們在這塊隕石里發現了在其他火星
隕石中從未見過的大有機分子。這些分子的名稱是“多環芳香
烴”(或簡稱為PAH)——一類在煤和萘(是樟腦丸的主要成
分)之類的普通物質中可以見到的油性化合物。PAH可以由地
球上細菌的屍體轉化而成, 這使人很容易想到艾倫山84001中
的這些分子可能是在南極受地面污染而沾上的。然而,研究的
結果表明,隕石內部的PAH濃度要比表面高。 艾倫山84001化
學分析小組的負責人扎雷(Richard Zare)教授對這一發現給予
這樣的評價:“不管怎樣說,這是人類第一次發現與火星相關
的有機分子。”
但是,反對者們仍不相信這個結論,並指出其中一系列不
正常的分析結果。首先,他們指出(化石或其他形式的)PAH
往往可以從毫無生命跡象的隕石——包括不時地從全無生命的
小行星飛來墜落在地球上的岩石中找到。地球物理學家克萊頓
(Robert Clayton)說道: “PAH是小行星上非常普遍的一種化
合物,這並不是什麼生命的徵兆。” 他還說艾倫山84001中的
PAH濃度還不及地球化石中濃度的1/1000。[5]
不過,他最後的這句補充似乎反而加強了這些微生物來自
地球以外的可能性。我們很難說清在火星上形成的微生物與地
球上它們的表兄妹究竟有什麼不同。 況且,艾倫山84001中的
那些分子完全有可能系形成該岩石和培育生命的環境與地球截
然不同,同時也說明它確實沒有被污染。從某種意義上來說,
很有限的PAH品種範圍恰好反映了這些微生物形成時火星生命
的局限性。
麥凱和他的小組竭盡全力保護艾倫山84001, 使之免受污
染,以防產生任何有關火星生命的假象。他們首先確認在第一
次分析岩石時沒有任何活的生命,隨後又證實岩石確實來自火
星。但岩石內部PAH濃度高於外部的事實仍不能讓某些批評家
信服。他們認為一些像這塊隕石那樣的黑色物體也會吸收熱量,
使周圍的積雪融化,這樣水就會滲入岩石內部並將導致PAH的
沉積。不但如此,由於紫外線可使PAH分解,所以近於表面的
PAH更易受南極強烈的光照影響,一位美國科學家甚至說麥凱
之所述“過於簡單,經不起推敲。風化作用是一個相當緩慢的
過程。有些東西悄悄地滲了進去,又慢慢散去,這並不是一種
明顯的變化”。[6]
此後,在1998年1月, 加利福尼亞州斯克里普斯海洋學研
究院的巴達(Jeff Bada)領導的小組發布了一個廣為流傳的聲
明。這個聲明對於國家航大局研究小組的結果是個致命打擊。
巴達的研究結果表明艾倫山84001中的有機物質源自地球。 巴
達說,“這項研究表明該隕石中的大量有機碳源自地球,我要
說這些化合物是地球的。看來它已經被污染了。”然而,即使
這份聲明中,他隨後的一些引起爭議的提醒話也在一定程度上
削弱了先前講的話:“我們要向大家證明的,就是目前我們還
沒有取得任何證據可以絕對他說隕石上的化合物與火星有任何
聯繫……不過那上面可能有一些我們目前還不十分清楚的微小
的神秘成分。”
儘管斯克里普斯研究組率先發布了訊息並成為新聞焦點,
但他們的研究結果也受到了強烈的駁斥。反對意見來自英國的
開放大學。皮林格(Colin Pillinger) 教授的科研組認為巴達的
分析結果是“完全錯誤的”, 而且“另一顆隕石的4個樣品提
供了絲毫未受污染的強有力的證據表明那顆紅色的行星上確實
存在有機物質。這是不容忽視的。”[7]
即便如此,仍有許多針對麥凱及其小組的非難。其中最為
棘手的是關於微生物大小的疑問。
生物學家們相信生物個體的尺度有一個下限。這是因為需
要空間來存放遺傳物質以供其機體生長、運動和繁衍。在地球
上,大多數細菌的長度在0.5至20微米之間(一微米是百萬分
之一米,即10-6米)。在火星樣品中發現的這些物體的大小
則在20至100納米之間(一納米是十億分之一米)。 換言之,
即便是其中個頭最大的也要比地球上最小的普通細菌小几百倍。
直到最近有研究者在地球上發現了與那些火星物體大小相
近的微生物之前,科學家一直抱著這樣的觀點。微生物學家史
蒂文斯(Todd Stevens)在美國華盛頓州里奇蒙的太平洋西北實
驗室工作。他聲稱發現了大小僅兩倍於火星樣品中的最大個體
的細菌。這些古怪的生物生長在華盛頓州哥倫比亞河河底深處
的岩縫中。它們沒有有機食物來源,也沒有陽光的照射,它們
靠水和岩石之間的某種化學反應來產生能量,製造氫氣,隨後
利用氫氣將二氧化碳轉化成甲烷——一種獲取能量的化學過程。
有趣的是,所有這些原材料在40億年前這類微生物形成的時期,
火星上全都存在。
另一位研究人員福克(Robert Folk)在義大利的熱泉中也
發現了大小與前述火星化石相仿的細菌化石。他估計這些化石
有20億年的年齡, 但其大小與與艾倫山84001中發現的一些最
大的個體大小相同。
還有一條反對意見涉及嵌有那些化石的碳酸鹽化合物的性
質。麥凱及他的組員認為這是某種生物學活動引起的——火星
生物的排泄產物。另一些人則認為當這塊岩石從火星上分離飛
入太空時也會產生類似的化合物。
甚至在隕石和微生物的實際年齡這一問題上也存在著分歧。
國家航天局科研小組稱這些微生物距今有36億~40億年之久,
但根據芝加哥菲爾德博物館的沃德瓦(Meenakshi Wadhwa)博
士的實驗結果,岩石中的碳酸鹽和生命物質可能只有13.9億
年,誤差在1億年左右。
如果這是真的話,那么對於這塊隕石和在它上面發現的微
生物的地球化學及生物學分析就將完全不同。不過,這並不意
味著那些印記一定不是某種非常簡單的古老火星生命的化石。
我們對於生命如何在其他星球上起源和演化知之甚少,而且根
據福克的研究,在這兩個相距極遠的時期里(他那些生物估計
是20億年前的,國家航天局的前述結果是36億~40億年,而沃
德瓦博士的估計則為13.9億年),地球上也已存在著類似的與
世隔絕的生物。
面對一系列的質疑,麥凱及其小組目前正在進行更深入的
實驗。有些成員認為這是一些在首次發布訊息前早該進行的試
驗。化學組的扎雷教授正在分析樣本、希望藉以證明岩石中的
PAHs來自火星,而非地球上的污染所致。看起來這確實是最有
說服力的方法,只是成功實施的困難極大。
該研究小組的下一個目標是找到胺基酸,或找到他們宣稱
在這塊岩石上發現的細胞的內部結構。胺基酸是生命的基本構
件,所有生命中都有這種物質、它們形成更大的分子群——蛋
白質,並在脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)等生物
化學物質的形成過程中起著重要作用,這些都是生命物質的標
記(關於這些化合物之間的相互關係請參見下一章)。問題在
於麥凱他們所發現的細胞狀物體如此微小,以至於從中發現其
內部結構或成分已非當今光學技術力所能及。看來要證實其發
現的最佳途徑就是發明更先進的觀測儀器來一探這些微小結構
的究竟。
支持國家航天局結論的另一條途徑是在更多的火星隕石上
發現微生物化石。截至本書撰寫之時,只有一個英國研究小組
有一些模稜兩可的發現。具有諷刺意味的是,他們首先考慮到
艾倫山84001中的微生物, 卻被美國人的聲明搶盡風頭。
1994年向全世界各地的研究人員傳送隕石艾倫山84001 的
小樣品時, 有一份正是送到開放大學皮林格教授的辦公桌上
(就是那位1998年時駁斥對這塊南極隕石來源置疑的教授)。
他與一對現在倫敦自然博物館任職的夫妻搭擋賴特(Ian Wright)
博士和格雷迪博士一起對樣品進行了分析。他們什麼也沒有發
現。但是他們與火星隕石的緣份還未就此結束。
在美國的小組開始研究艾倫山84001之前5年,賴特和格雷
迪一直在分析另一塊類似的隕石。這塊代號為EETA79001的石
頭是1979年在南極發現的,這時距艾倫山84001的出現尚有5年。
在認真分析了EETA79001之後,這個英國研究小組在具有
相當影響的科學期刊《自然》上公布了他們的發現。他們的結
論是,這塊隕石的有機物質濃度相當高,其中有包括與後來在
艾倫山84001化石四周發現的碳酸鹽相似的分子。岩石內部PAHs
的含量明顯比外表高。但關健的是,他們考慮到隕石受地球物
質污染的因素而不能斷定這是不是火星生命的化石。
他們的另一個疑惑是EETA79001要比艾倫山84001年輕許多。
按他們的估計只有1.8億年(大約是艾倫山84001年齡的1/20),
而且是最近60萬年才脫離火星的(大約是直立人漫遊非洲平原
的時候)。
這一截然不同的時間框架意味著:如果他們真的發現了火
星上的生物化石,那么,大約在60萬年到1.8億年以前火星上
是有生命的。大多數科學家都鑒於現代火星的環境如此惡劣而
認為幾乎不存在這種可能。由於這些疑惑,皮林格及其同事在
《自然》雜誌上發表的論文中低調他說,這一發現具有“顯而
易見的內涵”。
當全世界在國家航天局的發現面前覺醒的時候,皮林格等
人也為之激動,公開了他們的研究並進行了一些補充。現在,
國家航天局也承認皮林格等人作出了“非常重要的貢獻”。國
家航天局的一位研究人員說:“我們今天之所以完成了對艾倫
山84001的許多研究, 在很大程度上是受這些英國人及其他人
早先對火星隕石的研究的鼓舞。”。[8]
公正他說來,英國人的發現並沒有美國科學家對艾倫山84001
的研究那樣具有決定意義。不過,看來英國人的保守確實使開
放大學和英國自然博物館的研究者們失去了發現可能是本世紀
(如果不是空前絕後的)最重要發現的機會。
那么,我們從這些或支持或反對的聲明中,從那些或證實
或反駁艾倫山84001含有原始化石的證據中能得到什麼結論呢?
似乎各派評論家和科學家的不同呼聲中只有一點是肯定的:在
我們能確認南極艾倫山這塊火星隕石的不同尋常之處確實來自
另一個世界的生物化石之前,我們還有太多太多的研究工作要
做。
上面已經提過, 目前的證據開始越來越傾向艾倫山84001
上的生物是地球微生物這一說法。但對於冷靜客觀的觀察者來
說,在該隕石上發現的那些化石的不尋常的性質仍然是一個難
解的神秘疑團。
顯然,幾乎所有聽說這個發現的人,更不用說那些對結果
(無論出於什麼動機)抱有極大興趣的人了,都希望該隕石碎
片中那些長形、圓形的印記會是某種生命的殘餘。當然,即使
有一天找到確鑿的證據證明隕石艾倫山84001起源於地球, 這
也不能解釋英國人對EETA79001做出的發現,也不能否決火星
上也許曾經存在過生命的想法。
有趣的是,自從這次的發現後,出版商希爾(William Hill)
已將在火星上發現智慧生命的賭注賠率從500比1縮小到了25比
1。 當然,希望不等於事實。威廉·斯考夫說得好:非凡的結
論需要不同尋常的證據。
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①辟爾唐人:這是科學史上最著名的騙局之一。“辟爾唐人”學
名Eoanthropus dawsoni,是1912年在英國辟爾唐發現的”人類頭
骨”,1953年被證實是蓄意偽造人與猿之間失落的一環。