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第9章 生命的发生比想像的容易（第1页）

“我们的工作需要各位对生命和文明有一定程度的理解。”马跃锋说。“我们必须了解文明的出现是偶然的还是必然的？生命的发生比我们想像的要容易，文明的出现比我们想像的要难。前半句是今天学术讨论会的主题，后半句作为第二次生命学术讨论会的主题。我们的星际生物学家奚骥骜先生将作为这两次学术讨论会的主讲人。现在请大家欢迎奚骥骜先生作主题发言。”大家鼓掌。马跃峰向奚骥骜点点头。

“谢谢给我这个机会。”奚骥骜向大家敬礼，开讲。“相信星际生物学比流时论要直观得多。比起流时论艰苦的抽象，我希望我们一起轻松地看看我们自己。我是谁？从何而来，到何而去？我们是否唯一？银河系有200多亿颗类似地球的岩质海洋行星，文明多多，他们都在干什么？体会一下我们的终极目的。”会场上各人轻松地微笑是一个美好的响应。

“宇宙中的生命估计最初出现在大爆炸之后的5亿年左右。为什么是5亿年呢？让我们的相对论专家们先为大家作一个准备。”奚骥骜说着向吴长川点点头，吴长川也点了点头。

“大家都知道宇宙大爆炸之后的产物是质子和氦核以及电子等等。第38万年之后结合成氢原子和氦原子。氢占大约72。氦占大约28，只有极少量尘埃状的锂和铍。这就是宇宙气体云，138亿年一直是按这个比例存在的，或者比例变化并不大。大爆炸理论对这个比例的计算与实测很好地符合。”吴长川说。“至于为什么大爆炸产生了氢核和氦核以及电子、光子等等，以后讨论流时论的时候很容易理解。目下我们只关心生命发生的条件。主要由于引力原因，氢气和氦气会聚集成第一代恒星。物质绕原始恒星旋转，角动量会把气体云甩成一个圆饼。引力越造成收缩，结果旋转越快。只有气体云自身旋转产生的磁场所起的刹车作用，才能使得旋转中心达到‘点燃’氢聚变所需的高温高压高密度。这些磁场就是由氢、氦形成的原始磁场。恒星外围的气体则形成行星。第一代恒星只能有气态行星。”

“你能否现在说几句？是什么的大爆炸产生了宇宙？大爆炸的热从何而来？以你对流时论的理解，大爆炸的主要产物是什么？”富西安发问。

“谢谢。是时空元的集聚产生了大爆炸。大爆炸是宇宙的一段演化过程。据我们所知，大爆炸之前宇宙大洋葱只有时观层次和宇观层次。大爆炸使得宇宙由宇观和时观演化出高一级的微观。大爆炸的热来源于时空元集聚，流时论称之为引力热。这个引力热与星体因为引力潮汐变形产生的潮汐热有时名称混淆，但本质不同。大爆炸的主要产物是各种高维卷缩结构，也就是形成氢核和电子光子等微观粒子的东西，其他较少。顺变说一句，大爆炸之后先由微观粒子及其组合形成宇观星体、星云等等。恒星作为炉子才造出了建造宏观的其他材料，就是各种化学元素。宇宙的内容物以宏观方式存在的最少，而以时观方式存在的最多。这个请秦玉山先生讲一讲。”吴长川边说边向秦玉山示意。

“燃烧氢的恒星就是处于主序阶段的恒星。”秦玉山说。“原始恒星，主序恒星，氢烧完了就是主序后恒星。太阳的主序阶段大约100亿年，05太阳质量的恒星主序阶段大约1000亿年，30太阳质量的恒星主序阶段只有100万年。越大核聚变越剧烈，温度越高，生命周期越短。恒星像个大炉子，在主序阶段产生的‘炉渣’就是碳氢氧按原子序数直到铁原子核。至于金等等原子核则是双星产生的。构成生命的元素都齐备了。到主序后阶段，恒星外部的温度极高，当热压力大于引力的时候，恒星就会爆炸。各种元素都会散落在宇宙中。大爆炸后的第一代恒星有许多十分巨大，这些蓝巨星最终把各种元素抛撒开来，形成宇宙尘埃。为形成第二代恒星的岩质行星作好了准备。”

“混进了各种元素的宇宙气体云会形成第二代恒星。”田小园说。“当然，这些所谓炉渣对恒星的主序阶段演化几乎没有太大影响，但是对生命则是决定性的。我们的太阳就是第二代恒星。因此旋转圆饼的外部形成的行星不光有成份复杂的气态行星，重要的是还有岩质行星。太阳系的四个内行星都是岩质的，4个外行星都是气态的，这当然不是偶然的。”

“可能第二代恒星的‘炉渣’元素会来自若干个恒星。”黄瑞雪说。“同一个人，构成他身体的元素就可能来自相距几光年几十几百几千光年的若干个恒星，当然也可能更近或者更远。大约在宇宙大爆炸之后1亿年到2亿年左右就应该出现了恒星宜居带上的岩质行星。宇宙中氢氧最常见，于是宇宙中水随处可见。例如，在银河系中，离地球1500光年有猎户座大星云。巨大的气体尘埃云中隐藏着形成水的原材料氢和氧。水形成的速度很快，每24分钟可以灌满地球的海洋一次。”

“非常幸运，科学家发现，巨大的氢气云中不光有水，有各种化学元素，2003年通过光谱分析，还发现有氨基酸。”奚骥骜说。“氨基酸和复杂的有机分子飘浮分布于星际之间。不光是水在宇宙中随处可见，构成地球生命的材料在宇宙中也是随处可见。已经证明地球上的水来自太阳系的冰质彗星。我们现在喝的水，与6500万年以前恐龙喝的水是一样的。2010美国科学家分析了哈特利2号慧星喷射出的尘埃和冰晶，这些冰与地球海洋中的水有着同样的化学属性。这是第一次发现海洋的冰来自彗星的确凿证据。在地球形成的早期，每天都可能有这样的彗星撞击地球。大约40亿年以前，地球上第一场暴雨降临了，蓝色星球诞生了。液态水是任何生命家园中都不可或缺的要素。而对于整个宇宙，大爆炸之后大约4亿年，第二代恒星的宜居带上的岩质行星海洋被灌满了水，再过大约1亿年，也就是大爆炸之后的大约5亿年，宇宙中的第一批生命就出现了。由近及远。我们是看着地球生命演化来估计宇宙生命演化的。也有说地球生命出现于45亿到35亿年之前的。各种说法根据不同，差别较大。但是上下限确定，还是严谨的。”

“请你解释，为什么液态水是任何生命家园中都不可或缺的要素？”吴长川问。

“地球表面的生物归根结底都吃的是太阳能。光合作用。”奚骥骜说。“这些生物也可能就是在海边的潮池中产生的最初生命的进化后代。在深海热液喷口没有阳光，但是有生命，可以直接说这些生命吃的是热液的化学能。并且可以相信这些生命就是在热液中产生的。说明水比阳光更基本。没有空气也会有某种生命这是大家都知道的，但是水总不会缺席，因此，在宇宙中寻找系外生命时，从液态水入手是理所当然的。”

“为什么水会如此特殊呢？”黄瑞雪问。

“水是极性分子。”奚骥骜说。“其中氧原子带微弱的负电性，两个氢原子带微弱的正电性。下落的水线会因为带静电橡胶棒靠近而弯曲。请记住这个实验。液态水的极性分子会分解碳氢化合物并且在细胞中加以输运，作为生化动力。而碳氢化合物是自然界中无处不在的碳基分子。另外，许多分子可以溶解于水，然后相互作用形成更复杂的分子链。几乎没有其他液体分子能做到如此。”

“请你解释，为什么宇宙间构成地球生命的材料到处可见？”田小园说。

“构成生命的氨基酸有20种。”奚骥骜说。“另外还有几种合成脱氧核糖核酸，一些脂类，脱氧核糖核酸的核苷酸碱基，生命的化学组成就这四种要素。生命就是由这四种‘积木’组装出来的。1953年美国化学家斯泰利米勒用实验证明了这些‘积木’来得一点也不神秘。将水蒸汽甲烷氢气氨气一氧化碳等气体注入密闭容器，以重现地球早期的大气环境，通过释放电火花电击混合气体，摸拟闪电轰击大气，结果产生了组成生命的基本要素。实验产生的一些氨基酸与生命体中合成的某些氨基酸相同。”

“米勒实验证明了，氨基酸的产生条件是如此简单，宇宙气体云中是否也产生‘组装’生命的这些材料？星际气体云中甲烷，乙酸肯定是不少的。”田小园问。

“这是肯定的。”奚骥骜说。“银河系最大的天体是比银河系星体分布空间还要广大的银河系磁场，闪电随时会轰击星际气体，星际气体中存在氨基酸和复杂有机分子，分析与观测一致。”

“形成太阳系的星际气体中的氨基酸对地球生命有何影响？”田小园问。

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