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思想史上的天體生物學(xué)

盡管天體生物學(xué)的概念在20世紀(jì)90年代才問世,關(guān)于我們?cè)谟钪嬷惺欠窆陋?dú)的思考卻可以追溯到幾千年以前。約公元前600年,西方哲學(xué)之父泰勒斯已經(jīng)開始贊同生命的多世界論的觀點(diǎn)。后來,希臘原子論學(xué)派(認(rèn)為物質(zhì)是由不可再分的原子構(gòu)成的)的擁躉,從留基伯到德謨克里特和伊壁鳩魯,也支持這種“多元主義”。約公元前400年,德謨克里特的追隨者邁特羅多魯斯曾寫道:“在一望無垠的宇宙中只有一個(gè)擁有生命的世界,好比在一片遼闊的原野上只有一株小麥—多么反常而不自然?。 辈贿^,將古代哲學(xué)家的多元主義直接等同于現(xiàn)代設(shè)想的火星或者系外行星上存在生命可能并不正確。邁特羅多魯斯全然不知天上的星星只不過是極遠(yuǎn)的類似于太陽的物體,而認(rèn)為它們是由地球大氣層中的水汽造成的日常現(xiàn)象。原子論學(xué)者們想象中的生命世界存在于一個(gè)抽象空間中,與現(xiàn)代的平行宇宙觀點(diǎn)很類似。與這些相反,柏拉圖(公元前427—前347)和亞里士多德(公元前384—前322)認(rèn)為地球是唯一有生命的天體且居于宇宙中心,這一觀點(diǎn)最終還是占了上風(fēng)并盛行了一千多年。

文藝復(fù)興時(shí)期,天文學(xué)家們終于證明了地球是圍繞太陽運(yùn)行的。而隨著人們逐漸認(rèn)識(shí)到地球也不過是太陽系諸多行星中的一員,很快就出現(xiàn)了對(duì)其他行星上存在地外生命的猜測(cè)。例如,德國(guó)天文學(xué)家約翰尼斯 ·開普勒(1571—1630,提出行星運(yùn)動(dòng)三定律)欣然提出其他星球上可能存在生命的觀點(diǎn)。隨后,在17世紀(jì)末,丹麥天文學(xué)家克里斯蒂安 ·惠更斯(1629—1695)在他的著作《被發(fā)現(xiàn)的天上的世界》(1968)中想象太陽系之外的生命:“那無數(shù)恒星周圍環(huán)繞著的所有行星啊—它們一定也有自己的植物和動(dòng)物,不僅如此,還會(huì)有智慧生物!”彼時(shí),地外生命論一度非常流行,以至于哲學(xué)家伊曼努爾 ·康德(1724—1804)在1755年寫過聰慧的木星人和多情的金星人。

與之相對(duì)立的是,一些學(xué)者囿于宗教認(rèn)識(shí),仍然堅(jiān)持認(rèn)為地球是獨(dú)一無二的。一個(gè)例子就是劍橋大學(xué)的威廉 ·休厄爾(1794—1866),他在《論世界的多樣性》一書中反對(duì)其他行星上有生命的觀點(diǎn)。從某種程度上來說,這是現(xiàn)代“稀有地球”假說的先驅(qū)。我們將在第八章討論這一假說。

到了19世紀(jì)末,地球外是否有生命的問題已經(jīng)被視為一個(gè)純粹的科學(xué)問題,但科學(xué)研究很快走進(jìn)了死胡同。喬范尼 ·夏帕雷利(1835—1910)和帕西瓦爾 ·羅威爾(1855—1916)通過天文望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)了火星表面,這大大激發(fā)了人們對(duì)火星上可能存在智慧生命的興趣。遺憾的是,羅威爾所看到的火星運(yùn)河,只不過是由于心理因素將模糊圖像中的小點(diǎn)連起來而造成的錯(cuò)覺,而他關(guān)于火星文明的想法也都僅僅是幻想。隨著天文學(xué)家更多地開始使用諸如行星光譜分析等更精細(xì)的觀測(cè)技術(shù),大家越來越清晰地認(rèn)識(shí)到,太陽系中許多行星上的物理?xiàng)l件可能并不利于生命存活。局勢(shì)開始不可避免地向相反的方向發(fā)展—到20世紀(jì)中葉幾乎沒有天文學(xué)家對(duì)行星感興趣了。這一舊時(shí)的好奇心直到太空時(shí)代到來才被重新點(diǎn)燃。

盡管天體生物學(xué)研究的基本問題有悠久的歷史,但是“天體生物學(xué)”這一專業(yè)術(shù)語一直都是偶爾現(xiàn)身,直到20世紀(jì)90年代才開始變得常見。1941年,紐約市立大學(xué)布魯克林學(xué)院的哲學(xué)家勞倫斯 ·拉弗勒的一篇題為《天體生物學(xué)》的短文對(duì)該詞的解釋比現(xiàn)代的詮釋狹隘一些,僅僅考慮了地球之外的生命。1955年,加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的天文學(xué)家奧托 ·斯特魯維也將“天體生物學(xué)”描述為對(duì)地外生命的搜尋。而俄羅斯天體物理學(xué)家加夫里爾 ·季科夫(1875—1960)和德國(guó)天文學(xué)家約阿希姆 ·赫爾曼則分別于1953年和1974年出版了名為《天體生物學(xué)》的書,涵蓋了當(dāng)時(shí)關(guān)于地外生命的流行觀點(diǎn)。

現(xiàn)代意義上的“天體生物學(xué)”一詞是由韋斯利 ·亨特里斯于1995年在位于華盛頓特區(qū)的NASA總部首次使用的。當(dāng)時(shí),NASA的科學(xué)家們認(rèn)為,對(duì)生命進(jìn)行從微生物到宇宙尺度的研究是理解宇宙中生命的必由之路。亨特里斯出于這一愿景而喜歡上天體生物學(xué)一詞,并最終敲定這一術(shù)語。

實(shí)際上,天體生物學(xué)確實(shí)是太空生物學(xué)的重塑與擴(kuò)展,而太空生物學(xué)研究可以追溯到幾十年前。1960年,喬舒亞 ·萊德伯格(1925—2008)首次使用了這個(gè)詞,指“地球之外生命的演化”。萊德伯格—因在細(xì)菌遺傳學(xué)方面的發(fā)現(xiàn)而榮獲諾貝爾獎(jiǎng)—認(rèn)為尋找生命是太空探索必不可少的一部分。隨后,從20世紀(jì)60年代開始,NASA遵循了萊德伯格的建議,為太空生物學(xué)研究提供資金支持。但是,批評(píng)太空生物學(xué)的聲音也隨之而出現(xiàn)。例如,1964年,哈佛大學(xué)的生物學(xué)家喬治 ·蓋洛德 ·辛普森曾譏諷道:“這門所謂的‘科學(xué)’甚至尚未證實(shí)其研究對(duì)象是存在的!”

現(xiàn)代的天體生物學(xué)則無須擔(dān)憂如何回應(yīng)辛普森的指責(zé)了,因?yàn)樗暮诵膬?nèi)容涵蓋了對(duì)地球上生命的起源與演化的研究。天體生物學(xué)同樣強(qiáng)調(diào)作為生命存在環(huán)境的行星的起源與演化,因此相比于太空生物學(xué),天體生物學(xué)更加明確地涉及了天文學(xué)家們的研究。

太空生物學(xué)并不是唯一一個(gè)與天體生物學(xué)相近的術(shù)語。自1982年開始,天文學(xué)家已經(jīng)正式使用生命天文學(xué)這一術(shù)語,指天文學(xué)研究中涉及地外生命搜尋的部分。更早些時(shí)候,德斯蒙德 ·J. 貝爾納(1901—1971,著名愛爾蘭裔英國(guó)物理化學(xué)家)曾青睞宇宙生物學(xué)。不過,它們都未曾被廣泛使用。

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