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它們都去哪兒了:系外行星的新世界 版權(quán)信息
- ISBN：9787559645579
- 條形碼：9787559645579 ; 978-7-5596-4557-9
- 裝幀：一般純質(zhì)紙
- 冊(cè)數(shù)：暫無(wú)
- 重量：暫無(wú)
- 所屬分類：>
它們都去哪兒了:系外行星的新世界 本書特色
低音出品│為什么會(huì)有“大沉默”？我們是宇宙中的孤兒還是身處“黑暗森林”？NASA“新視野”號(hào)任務(wù)研究員、行星科學(xué)家寫給你看的人類終極突圍——我們?nèi)绾螌ふ翌惖厍蛐行牵弧稌鴨巍贰冻霭嬲咧芸贰犊瓶怂乖u(píng)論》《優(yōu)選》聯(lián)合推薦1. 了解系外行星及科學(xué)進(jìn)展的*佳讀物。系外行星科學(xué)是當(dāng)前天文學(xué)*熱門和*前沿的研究領(lǐng)域之一，也是其中發(fā)展*快的一門學(xué)科。2019年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)就授予了“發(fā)現(xiàn)環(huán)繞太陽(yáng)類的恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的系外行星”的兩位天文學(xué)家。 2. 由“一線”行星科學(xué)家和屢獲寫作獎(jiǎng)的物理學(xué)家共同完成。行文簡(jiǎn)明扼要，所描述的五種系外行星的想象之旅均來(lái)自觀測(cè)實(shí)證和理論推斷，兼具知識(shí)性與趣味性。 3. 譯者為行星科學(xué)博士，長(zhǎng)期從事科普工作，譯筆嚴(yán)謹(jǐn)，質(zhì)量上乘。同時(shí)補(bǔ)充了*新的系外行星科學(xué)研究成果及探索項(xiàng)目進(jìn)展，豐富了原書的內(nèi)容。 4. 適合各個(gè)年齡段的讀者，即使你不是天文愛好者，只是關(guān)心人類未來(lái)命運(yùn)的人，本書都是為你而寫。 本書引人入勝，讀來(lái)津津有味，介紹了系外行星這一令人眼花繚亂和興趣盎然的知識(shí)領(lǐng)域。作者利用天文學(xué)家獲得的數(shù)據(jù)，模擬出站在不同系外行星表面的感覺，帶領(lǐng)讀者探索*異乎尋常的世界。 ——保羅·戈德史密斯(Paul Goldsmith)，康奈爾大學(xué)天文學(xué)名譽(yù)教授 本書是對(duì)環(huán)繞我們宇宙近鄰恒星運(yùn)行的系外行星一次令人驚嘆的探索之旅。我們發(fā)現(xiàn)的多元新世界，有些新奇到超出人類的理解。這一全新的科學(xué)領(lǐng)域無(wú)疑將對(duì)宇宙和我們自己的起源提供重要的新見解。 ——保羅·D. 斯普蒂斯(Paul D. Spudis)，著有《月亮的價(jià)值》(The Value of the Moon)流浪行星、環(huán)聯(lián)星行星、鉆石行星——我們的宇宙比我們以前想象的要奇特得多。近年來(lái)，關(guān)于行星可能存在于太陽(yáng)系之外的想法已徹底革新，而本書讓讀者踏上理解這一前沿領(lǐng)域的迷人旅程，向我們展示了令人興奮的新可能性的王國(guó)。 ——弗蘭西斯·弗倫奇(Francis French)，圣迭戈航空航天博物館教育總監(jiān) 1. 了解系外行星及科學(xué)進(jìn)展的*佳讀物。系外行星科學(xué)是當(dāng)前天文學(xué)*熱門和*前沿的研究領(lǐng)域之一，也是其中發(fā)展*快的一門學(xué)科。2019年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)就授予了“發(fā)現(xiàn)環(huán)繞太陽(yáng)類的恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的系外行星”的兩位天文學(xué)家。 2. 由“一線”行星科學(xué)家和屢獲寫作獎(jiǎng)的物理學(xué)家共同完成。行文簡(jiǎn)明扼要，所描述的五種系外行星的想象之旅均來(lái)自觀測(cè)實(shí)證和理論推斷，兼具知識(shí)性與趣味性。 3. 譯者為行星科學(xué)博士，長(zhǎng)期從事科普工作，譯筆嚴(yán)謹(jǐn)，質(zhì)量上乘。同時(shí)補(bǔ)充了*新的系外行星科學(xué)研究成果及探索項(xiàng)目進(jìn)展，豐富了原書的內(nèi)容。 4. 適合各個(gè)年齡段的讀者，即使你不是天文愛好者，只是關(guān)心人類未來(lái)命運(yùn)的人，本書都是為你而寫。 長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直認(rèn)為存在系外行星，升級(jí)的望遠(yuǎn)鏡和研究衛(wèi)星等*新技術(shù)不僅證實(shí)了它們的存在，還揭示了各種驚喜。……天體物理學(xué)家薩默斯和特賴菲爾在這本奇妙而迷人的書中簡(jiǎn)明扼要地闡述了探訪五種系外行星的想象之旅，以及它們對(duì)地球以外其他地方生命的影響。 ——《書單》(Booklist)雜志，星級(jí)評(píng)論 本書的寫作自信而直接，為那些長(zhǎng)期思考系外行星以及我們藍(lán)色星球以外存在生命可能性的非專業(yè)讀者提供了可能的答案。 ——《出版者周刊》(Publishers Weekly)本書為各個(gè)年齡段的天文愛好者提供了對(duì)*遙遠(yuǎn)宇宙以及天文學(xué)研究前沿知識(shí)的探索享受。 ——《科克斯評(píng)論》(Kirkus Review)
它們都去哪兒了:系外行星的新世界 內(nèi)容簡(jiǎn)介
過去幾年中，我們對(duì)宇宙的知識(shí)呈爆炸式增長(zhǎng)，尤其是對(duì)地球以外多元世界的認(rèn)識(shí)與日俱增。美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）于2009年發(fā)射開普勒探測(cè)器，至今發(fā)現(xiàn)了近3000顆系外行星。每天都有更多的系外行星被發(fā)現(xiàn)，比數(shù)量更引人注目的是它們的多樣性。本書展示了這些難以想象的世界：圍繞脈沖星公轉(zhuǎn)的行星、由鉆石制成的行星、主要由水組成的行星，以及在無(wú)垠的太空中徜徉的流浪行星。 本書運(yùn)用通俗易懂的語(yǔ)言，帶領(lǐng)讀者探訪近期新發(fā)現(xiàn)的系外行星，描述它們的知識(shí)來(lái)自觀測(cè)實(shí)證和理論推斷。這些新世界的豐富性和復(fù)雜性足以改變我們對(duì)宇宙形成的認(rèn)識(shí)，打破固有觀念，也將更新我們對(duì)自己在宇宙中所處位置的看法。尋找系外行星的意義在于搜尋地外生命和宜居行星，無(wú)論未來(lái)等待我們的是繼續(xù)沉默的宇宙還是大過濾器，人類都不會(huì)停下探索的腳步。
它們都去哪兒了:系外行星的新世界 目錄
第1章 不再是祖輩時(shí)候的銀河
尋找系外行星
那么生命呢
關(guān)于沙文主義
第2章 我們的“后院”
探索太陽(yáng)系
水，水，到處都是水
冥王星和更遠(yuǎn)的地方
為什么會(huì)這樣？過去盛行的理論
第3章 多元世界
第4章 什么是行星
冥王星的分類
在系外行星的世界里定義“行星”
第5章 開普勒探測(cè)器
凌星法
運(yùn)行中的開普勒探測(cè)器
從感興趣的目標(biāo)到確認(rèn)新行星
開普勒探測(cè)器的傳奇
開普勒探測(cè)器的世界
探訪系外行星世界
第6章 巨蟹座55e：鉆石星球
注意事項(xiàng)
第7章 港灣：流浪行星
注意事項(xiàng)
第8章 冰之世界
生命會(huì)怎么樣
注意事項(xiàng)
第9章 開普勒186f：超級(jí)地球、群島世界
注意事項(xiàng)
第10章 格利澤1214b：水之世界
海洋世界
水之世界
蒸汽和冰之世界
注意事項(xiàng)
第11章 地球上的生命
自然選擇
化學(xué)演化
在哪里誕生
何時(shí)誕生
如何誕生
對(duì)系外行星的影響
第12章 搜尋地外生命
尋找火星上的生命
進(jìn)入銀河系
那么系外衛(wèi)星呢
如果真的看到了，我們肯定能認(rèn)出來(lái)嗎
第13章 搜尋地外智慧生命
格林班克會(huì)議與德雷克公式
如今的德雷克公式
智慧生命
地外文明搜尋計(jì)劃
德雷克公式可能毫無(wú)指導(dǎo)意義嗎
我們應(yīng)該繼續(xù)搜尋地外智慧生命嗎
第14章 費(fèi)米悖論
大過濾器
有一個(gè)大過濾器在未來(lái)等著我們嗎
結(jié) 語(yǔ)
術(shù)語(yǔ)表
展開全部
它們都去哪兒了:系外行星的新世界 節(jié)選
第1章 不再是祖輩時(shí)候的銀河 宇宙，曾經(jīng)是一個(gè)無(wú)比簡(jiǎn)單的地方。我們生活在一個(gè)寧?kù)o的太陽(yáng)系中，九顆行星2環(huán)繞著一顆普通的恒星，一同淹沒恒星系統(tǒng)的話，人們假想它們應(yīng)該也很像我們的太陽(yáng)系。那么其他恒星系統(tǒng)中是否可能有生命存在呢？人們既友好地質(zhì)疑它們的存在，又同時(shí)深深沉浸于《星際迷航》和《星球大戰(zhàn)》這樣的故事和遐想之中。在這些科幻探險(xiǎn)故事里，銀河系總是居住著有趣（也常常具有攻擊性）的生命—而且還會(huì)說(shuō)英語(yǔ)。然而，一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)是：我們?cè)诤荛L(zhǎng)一段時(shí)間里只知道唯一一個(gè)恒星系統(tǒng)，我們置身于“孤證的詛咒”之中。 無(wú)論是一個(gè)恒星系統(tǒng)還是一種蝴蝶，如果你對(duì)一種東西只知道唯一一個(gè)樣本，很自然的猜測(cè)就是，下一個(gè)找到的這類東西一定和之前這種一樣。還是以蝴蝶為例，如果你只見過帝王斑蝶這一種蝴蝶，那么很自然地，你會(huì)認(rèn)為所有蝴蝶都應(yīng)該是這樣巨大的、橙色的，而且還會(huì)每年遷徙到加利福尼亞州某個(gè)固定的地方去。那么，當(dāng)你一旦見到菜粉蝶這種小個(gè)頭、白色的，而且不遷徙的蝴蝶時(shí)，會(huì)很自然地感到迷茫和困惑。這時(shí)候，你的科學(xué)家同行會(huì)開始爭(zhēng)論，認(rèn)為你看到的菜粉蝶壓根就不是蝴蝶，而只是一種甲蟲而已。但*終，等到你更進(jìn)一步探索這個(gè)問題后，會(huì)發(fā)現(xiàn)菜粉蝶只不過是一個(gè)開端，自然界其實(shí)有數(shù)千種不同種類的蝴蝶—通向一個(gè)復(fù)雜而多樣到令人驚訝的新世界的大門，已經(jīng)緩緩打開了。你終將意識(shí)到，自己*初的那個(gè)認(rèn)為世界上只有一種蝴蝶的觀念，不僅完完全全是錯(cuò)的，而且阻礙了你探索這個(gè)復(fù)雜的真實(shí)世界的腳步。 在本書里我們將會(huì)看到，人類近期對(duì)系外行星，也就是對(duì)宇宙中太陽(yáng)系之外的其他行星的探索過程，其實(shí)和上面這個(gè)認(rèn)識(shí)蝴蝶的故事極其相像。僅僅在30年前，大多數(shù)科學(xué)家還認(rèn)為可以以我們所知的物理和化學(xué)規(guī)律為基石，來(lái)完美地解釋太陽(yáng)系中天體的起源和演化。根據(jù)這些規(guī)律，我們?cè)?jīng)認(rèn)為任何其他恒星系統(tǒng)中的行星也一定是這么分布的：內(nèi)側(cè)是小型巖質(zhì)行星，外側(cè)是巨大的氣態(tài)行星—就像太陽(yáng)系那樣。然而，正如認(rèn)識(shí)蝴蝶的比喻一樣，我們打從一開始就在以預(yù)先設(shè)定的觀念來(lái)探索太陽(yáng)系以外的世界。也正如蝴蝶的故事中一樣，當(dāng)我們真的看到了外面的世界之后，也終將被這個(gè)世界令人驚訝的復(fù)雜和多樣所折服。 行星帶來(lái)的驚喜令人應(yīng)接不暇。甚至在我們走出“自家后院”，探索太陽(yáng)系外之前，對(duì)太陽(yáng)系的認(rèn)知就經(jīng)歷了巨大變革。我們開始發(fā)現(xiàn)，不同于那些安靜地環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的行星，外太陽(yáng)系的衛(wèi)星別有一番洞天。舉其中一個(gè)例子，木星的衛(wèi)星木衛(wèi)二的冰層之下，其實(shí)有一個(gè)廣闊的液態(tài)水海洋，這讓它一躍成為科學(xué)家試圖尋找地外生命的熱門天體。除此之外，我們還從木星的其他衛(wèi)星、土星的衛(wèi)星土衛(wèi)二，甚至冥王星的冰層之下發(fā)現(xiàn)了液態(tài)水海洋。也就是說(shuō)，液態(tài)水似乎并不是地球所獨(dú)有的，甚至僅僅在我們的太陽(yáng)系中都廣泛存在。過去那個(gè)“液態(tài)水只能存在于天體表面”的固有觀念，則完全是錯(cuò)誤的。 當(dāng)我們開始探尋太陽(yáng)系更外圍的區(qū)域時(shí)，一切變得更加有意思了。我們會(huì)在第4章簡(jiǎn)單介紹冥王星“降級(jí)”的故事，不過事實(shí)是，冥王星的降級(jí)其實(shí)打開了太陽(yáng)系中一個(gè)新世界的大門。這個(gè)叫作柯伊伯帶的地方，是一個(gè)盤狀分布、延伸到冥王星以外的小天體聚集地。柯伊伯帶以荷蘭天文學(xué)家杰拉德·柯伊伯（1905—1973）命名，他在1951年對(duì)這個(gè)區(qū)域的存在做出了重要的理論推測(cè)。盡管在這之前，人們已經(jīng)知道這個(gè)盤狀區(qū)域很久了，但那時(shí)候普遍認(rèn)為柯伊伯帶天體遠(yuǎn)沒有太陽(yáng)系內(nèi)側(cè)的幾顆行星那么重要。確實(shí)，本書的其中一位作者詹姆斯·特賴菲爾就曾經(jīng)把柯伊伯帶比作一座重要的大廈完成后留下的邊角料。 然而，在天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)柯伊伯帶確實(shí)是諸多矮行星的發(fā)源地，而非僅僅是一些無(wú)足輕重的小石塊群之后，這一態(tài)度迅速發(fā)生了改變。在這些矮行星中，有些大小和冥王星相當(dāng)，有些甚至還有衛(wèi)星。如今，一些天文學(xué)家估算這里可能有幾十顆矮行星，數(shù)目力壓太陽(yáng)系中包括地球在內(nèi)的行星。換句話說(shuō)，在我們“走出”太陽(yáng)系之前，“九大行星環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)”的固有認(rèn)知就已經(jīng)被打破了。這一事件中的主角冥王星，則從被拒之門外的孤獨(dú)“降級(jí)者”，轉(zhuǎn)而華麗變身為未知新世界的“領(lǐng)跑者”。 尋找系外行星 人類搜尋環(huán)繞其他恒星的行星已有很長(zhǎng)的歷史，我們將在第3章詳細(xì)討論搜尋系外行星的種種困難和問題。盡管如此，你還是可以想象到，當(dāng)我們?cè)?992年終于找到**個(gè)這樣的行星系統(tǒng)時(shí)有多么驚喜。這些新發(fā)現(xiàn)的行星雖然確認(rèn)無(wú)疑是存在的，但它們所環(huán)繞的母恒星卻不是一顆通常意義上的“恒星”，而是一顆脈沖星。脈沖星是一種體積很小、密度極高、快速自轉(zhuǎn)的天體，是巨大的恒星在超新星爆發(fā)之后留下的殘骸。超新星爆發(fā)事件標(biāo)志著某些類型的恒星演化的終結(jié)，劇烈的爆發(fā)會(huì)把大量物質(zhì)“炸飛”，散逸入宇宙空間。可以想象，如果有行星不幸環(huán)繞著這樣的恒星將會(huì)面臨怎樣的命運(yùn)—它會(huì)被完全摧毀。也就是說(shuō)，這個(gè)發(fā)現(xiàn)了行星的系統(tǒng)中本不應(yīng)該有行星存在。 發(fā)現(xiàn)脈沖星的行星給我們帶來(lái)了*初的驚喜，接下來(lái)則輪到探測(cè)到主序星的行星。早先可以探測(cè)系外行星的方法（我們?cè)诘?章會(huì)詳細(xì)介紹）是探測(cè)行星的引力拖曳引起的恒星運(yùn)動(dòng)微小變化。顯然，這種方法只在探測(cè)質(zhì)量很大的行星時(shí)才有效—因?yàn)榇笮行遣庞心芰?duì)恒星產(chǎn)生較大的引力拖曳。這種方法有時(shí)也被用來(lái)觀察我們太陽(yáng)系中的天體，例如我們可以看到木星對(duì)太陽(yáng)的引力影響會(huì)比地球顯著得多。 總之，通過這種方法探測(cè)到的系外行星往往非常巨大，大多屬于“熱木星”。這是一種質(zhì)量非常大的行星（通常幾倍于木星的質(zhì)量），以距母恒星非常近的距離環(huán)繞運(yùn)行（通常比水星到太陽(yáng)的距離還要近）。但是根據(jù)我們對(duì)太陽(yáng)系的固有認(rèn)知，熱木星是不可能存在的，因?yàn)橄低庑行窍到y(tǒng)應(yīng)當(dāng)和我們的太陽(yáng)系一樣，或者說(shuō)，木星這樣的氣態(tài)巨行星應(yīng)當(dāng)形成于距離母恒星很遠(yuǎn)的地方，而非附近。這不僅令人驚訝，也意味著又一個(gè)固有觀念被打破。隨著發(fā)現(xiàn)越來(lái)越多的熱木星，天文學(xué)家甚至開始懷疑：太陽(yáng)系外的恒星系統(tǒng)里，到底有沒有和我們的太陽(yáng)系相似的？ 不過人們很快就發(fā)現(xiàn)，這種擔(dān)憂是完全不必要的，因?yàn)槲覀冎砸婚_始發(fā)現(xiàn)了那么多熱木星，僅僅是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的探測(cè)技術(shù)只能探測(cè)到大而重的系外行星。而隨著2009年開普勒探測(cè)器的發(fā)射，形勢(shì)迅速發(fā)生了改變。開普勒探測(cè)器搜尋系外行星的基本方法是“凌星法”，也就是尋找行星飛過恒星前面并遮擋住一部分恒星光芒時(shí)引起的恒星亮度變暗。我們將在第5章詳細(xì)介紹這顆了不起的探測(cè)器的細(xì)節(jié)。 不過有一點(diǎn)我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，那就是凌星法只適用于公轉(zhuǎn)軌道符合一定條件的行星，因?yàn)橹挥行行堑墓D(zhuǎn)軌道能夠穿過地球和恒星之間的時(shí)候，這種方法才有用。也就是說(shuō)，如果一顆行星的公轉(zhuǎn)軌道面垂直于從地球看恒星的“視線方向”的話，我們是無(wú)法通過凌星法探測(cè)到這顆行星的。此外，開普勒探測(cè)器其實(shí)僅僅搜尋了整個(gè)天空一片很小的區(qū)域——也就比我們從地球上看滿月的那個(gè)角度范圍大幾倍吧。盡管如此，開普勒探測(cè)器在近10年的觀測(cè)里已經(jīng)確認(rèn)發(fā)現(xiàn)了近3000顆系外行星。 還是繼續(xù)說(shuō)說(shuō)驚喜！開普勒探測(cè)器帶來(lái)的**個(gè)驚喜當(dāng)然是系外行星驚人的數(shù)目。天文學(xué)家迅速意識(shí)到，如果按開普勒探測(cè)器搜尋到的系外行星數(shù)目把它的探測(cè)天區(qū)擴(kuò)大到整個(gè)銀河系，那么銀河系中必然還能找到更多行星。也就是說(shuō)，恒星周圍誕生行星系統(tǒng)并不是一個(gè)偶然事件，而是非常普遍的事。就像本章一開始舉的蝴蝶的例子，我們不得不調(diào)整觀念，告訴自己宇宙遠(yuǎn)比我們想象得復(fù)雜和多樣。 在*初的震撼平復(fù)之后，新的驚喜接踵而至。隨著探測(cè)技術(shù)的不斷提升，各種各樣新奇的行星開始涌現(xiàn)。熱木星慢慢退出人們的視野，轉(zhuǎn)而讓位于各種新發(fā)現(xiàn)的行星種類。這里僅簡(jiǎn)單列舉一些新的行星類型，我們會(huì)在接下來(lái)的各章里詳細(xì)討論其中一部分類型： ? 超級(jí)地球：數(shù)倍于地球大小的巖質(zhì)行星，似乎數(shù)目眾多。 ? “泡沫”行星：密度極小的行星，以至于我們無(wú)法解釋為什么它們沒有因?yàn)樽陨淼闹亓Χ?? 鉆石行星：主要由碳組成的行星，可能具有鉆石的幔層和液態(tài)鉆石的內(nèi)核，后者是地球上所未知的物質(zhì)。 ? 環(huán)聯(lián)星行星：環(huán)繞著多顆恒星（目前*多的達(dá)四顆）公轉(zhuǎn)的行星，這樣的行星系統(tǒng)曾被認(rèn)為是動(dòng)力學(xué)上不可能形成的。 ? 熱地球：距離母恒星太近，以至于表面的巖石會(huì)氣化的行星。這類行星在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，會(huì)有固態(tài)巖石像“雪片”一般從空中簌簌掉落。 ? 流浪行星：不固定環(huán)繞任何一顆恒星的游蕩行星。銀河系中的大部分行星可能都屬于這一類。 面對(duì)如此之多（而且還在不斷增多）的系外行星種類，我們不得不放棄之前對(duì)行星系形成理論的認(rèn)識(shí)并承認(rèn)一個(gè)事實(shí)：我們的太陽(yáng)系并不是宇宙中的普遍情況，太陽(yáng)系中的行星排布僅僅是眾多行星系統(tǒng)類型中的一種而已。換句話說(shuō)，我們必須通過對(duì)系外行星的了解來(lái)建立新的行星系統(tǒng)形成理論。 另一方面，隨著越來(lái)越多打破常識(shí)的奇異行星被發(fā)現(xiàn)，我們也開始意識(shí)到“金鳳花行星”這個(gè)詞其實(shí)在表達(dá)上并不合適。所謂的“金鳳花行星”1，是指一顆行星（比如地球）距離母恒星的位置不近不遠(yuǎn)，也就是處于“既不太熱，也不太冷，剛剛好”的位置上。這里的“剛剛好”一詞，我們?cè)鞠氡磉_(dá)的意思是溫度剛剛好能允許液態(tài)水在天體表面穩(wěn)定存在。之所以用這個(gè)表達(dá)，自然是因?yàn)槲覀兤诖@樣的行星可以作為像我們這樣的生命的家園。 那么生命呢 這或許是我們對(duì)系外行星*感興趣的部分了：這些新發(fā)現(xiàn)的系外行星里，有哪顆會(huì)是生命的家園嗎？然而，一旦我們把注意力轉(zhuǎn)向生命的存在，就不得不再次面對(duì)“孤證的詛咒”——我們僅僅知道一種類型的生命，是單次“實(shí)驗(yàn)”的產(chǎn)物。在*基本的分子水平上，地球上任何生命都來(lái)自于*初的那個(gè)單細(xì)胞，也都以相同的基因編碼方式和相同的脫氧核糖核酸（DNA）結(jié)構(gòu)生息繁衍。在分子水平上，你和草坪里的草的相似之處可能遠(yuǎn)比你以為的要多。當(dāng)我們開始探索系外行星時(shí)，自然也無(wú)法擺脫自己的思維定式，我們只能以“與地球生命有一定程度上的相似”為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)搜尋。 我們可以把地球上生命的起源分為兩個(gè)階段，頗有點(diǎn)像汽車換擋。**個(gè)階段是從無(wú)機(jī)物中產(chǎn)生**個(gè)生命細(xì)胞，第二個(gè)階段是從這個(gè)生命細(xì)胞進(jìn)而發(fā)展出各種各樣我們?nèi)缃窨吹降纳问健?事實(shí)上，我們對(duì)地球上的生命是如何從**個(gè)細(xì)胞演化至今的過程還是相當(dāng)了解的—都在“進(jìn)化論”里了。就像拼圖一樣，把關(guān)于**個(gè)細(xì)胞如何形成的那些拼圖塊放好位置之后，就會(huì)有大量的研究來(lái)填補(bǔ)其他空白。我們知道地球上的生命開始于35億年前，但此后30億年里，地球依然是一個(gè)沉悶無(wú)趣的地方。如果那時(shí)候有地外生命造訪地球的話，它們只會(huì)看到遍布藻類的綠色海水—復(fù)雜的多細(xì)胞生命僅僅在距今5億年前才出現(xiàn)在地球上，而智慧生命和科技文明還要更晚才會(huì)出現(xiàn)。因此，我們可以預(yù)見到，如果我們?cè)谀硞(gè)系外行星上找到了生命，那么*可能找到的也是這樣的“藻類星球”。 一個(gè)非常盛行的固有觀念是：任何生命都應(yīng)該是和我們地球生命一樣是碳基的，也以相似的方式在生息繁衍，哪怕這些生命有著和我們不同的分子構(gòu)成。如果系外行星上的生命和地球的一樣也是以分子化學(xué)為基礎(chǔ)的，那么它們也應(yīng)該有相同的分子機(jī)制來(lái)完成像我們的DNA從一代往下一代傳遞基因信息的過程。這樣的分子應(yīng)當(dāng)大而復(fù)雜，因此人們進(jìn)一步推測(cè)，它們應(yīng)當(dāng)包含長(zhǎng)碳鏈。而與碳有關(guān)的化學(xué)過程又常常在液態(tài)水中反應(yīng)*迅速，這解釋了為什么我們總在尋找“金鳳花行星”。 然而，盡管我們目前只著重關(guān)注基于分子的生命存在的可能性，但新發(fā)現(xiàn)的系外行星數(shù)目之多、種類之豐富還是意味著：我們應(yīng)當(dāng)時(shí)刻準(zhǔn)備著迎接驚喜，準(zhǔn)備著發(fā)現(xiàn)我們?cè)诘厍蛏喜辉娺^的生命形式。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，地球上生命的自然選擇和演化一部分是由地球的板塊構(gòu)造活動(dòng)引發(fā)的。也就是說(shuō)，由于地球上的地理位置不斷發(fā)生遷移，相應(yīng)的生態(tài)環(huán)境也在不斷發(fā)生變化，于是生命也必須不斷地演化，*終留下適應(yīng)新環(huán)境的一部分種類。例如，有些研究就認(rèn)為，直立行走和早期智人的出現(xiàn)很大程度上是幾百萬(wàn)年前非洲中北部熱帶雨林干枯的結(jié)果。那么我們會(huì)問，一個(gè)地表不怎么發(fā)生變化的星球上會(huì)演化出什么樣的生命呢？這種生命的演化會(huì)停止嗎？我們能在這些星球上看到地球上的化石所記錄下的那些復(fù)雜的演化歷程嗎？這些星球上的智慧和科技水平還會(huì)發(fā)展嗎？或許某顆系外行星上就有這些問題的答案。 我們可能還會(huì)問更深刻的問題：生命真的必須要建立在分子化學(xué)的基礎(chǔ)上嗎？生命真的會(huì)像在地球上一樣，根據(jù)自然選擇來(lái)演化嗎？科學(xué)家常常戲稱：生命就像色情作品——我們無(wú)法定義它們，但一旦看到，就能知道是不是。有人也會(huì)堅(jiān)持認(rèn)為并不是這樣，他們會(huì)極力拓展想象力，提出各種（可能）存在但并不“像我們”的生命形式的可能性。我們將在第12章里介紹，正如需要重新定義系外行星一樣，我們或許也需要重新定義生命—一種必然和我們對(duì)金鳳花行星上期待的形式截然不同，但更加豐富多樣、激動(dòng)人心的生命形式。 這些不可思議的行星也再一次讓我們思考一個(gè)由來(lái)已久的問題—費(fèi)米悖論。這個(gè)以意大利裔美籍物理學(xué)家恩里科·費(fèi)米（1901—1954）命名的悖論來(lái)自于一次非正式討論，當(dāng)聽到一些認(rèn)為銀河系中應(yīng)當(dāng)充滿高科技文明的觀點(diǎn)之后，費(fèi)米問出了一個(gè)簡(jiǎn)單的問題：“那它們都去哪兒了？”如果銀河系是一個(gè)充滿智慧生命的世界，為什么我們地球生命在宇宙中看起來(lái)那么孤單？ *后，這或許是我們?cè)趯?duì)銀河系的新認(rèn)知之下提出的*重要的問題了。
它們都去哪兒了:系外行星的新世界 作者簡(jiǎn)介
邁克爾·薩默斯（Michael Summers），喬治梅森大學(xué)行星科學(xué)家兼物理學(xué)和天文學(xué)教授。自1989年以來(lái)，就職于多個(gè)美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）太空探測(cè)器任務(wù)團(tuán)隊(duì)，承擔(dān)科學(xué)規(guī)劃和航天器觀測(cè)結(jié)果解釋等工作。目前是NASA“新視野”冥王星與冥衛(wèi)一雙星任務(wù)的共同研究員，擔(dān)任其中大氣主題團(tuán)隊(duì)（Atmospheres Theme Team）副主任。 詹姆斯·特賴菲爾（James Trefil），喬治梅森大學(xué)克拉倫斯·羅賓森（Clarence J. Robinson）物理學(xué)教授。著有超過50本科學(xué)類書籍，作品獲美國(guó)物理學(xué)會(huì)科學(xué)寫作獎(jiǎng)、美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)西屋科學(xué)新聞獎(jiǎng)等多項(xiàng)榮譽(yù)。 譯者簡(jiǎn)介： 徐蒙，行星科學(xué)博士，科普作者，知乎、微博知名科普博主，公眾號(hào)“行星事務(wù)所”主筆，《月亮全書》合作譯者。
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