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地球生命 宇宙唯一?

我們生活在一顆小小的行星上,這顆行星繞著一顆中年恆星運行,這顆恆星是巨大銀河系旋臂中2000多億顆恆星成員之一......


撰文/沙爾夫(Caleb Scharf)
翻譯/甘錫安 

重點提要

  1. 地球繞著太陽運行,而太陽是銀河系數千億顆恆星之一,銀河系則是宇宙可觀測範圍內數千億個星系之一。由此看來,地球顯然一點也不特殊。哥白尼的理論同樣指出,地球不是宇宙的中心,只是太陽系中的平凡成員。

  2. 在此同時,我們也有理由相信地球和地球生物十分特殊,甚至可說獨一無二。有些證據來自地球的行星環境以及觀測結果,地球的某些基礎自然常數顯然特別適合生命生存。

  3. 科學家必須整合這些互相衝突的概念,以便更加理解人類在宇宙中的地位,以及宇宙中是否還有其他生物。

 

  我們生活在一顆小小的行星上,這顆行星繞著一顆中年恆星運行,這顆恆星是巨大銀河系旋臂中2000多億顆恆星成員之一,銀河系則是目前宇宙可觀測範圍內數千億個類似星系之一,而目前可觀測範圍的半徑大約為430000000000000000000000(4.3×1023)公里。

 

  從渺小人類的標準來看,宇宙中的恆星數目十分龐大,範圍也遼闊得難以想像。在宇宙的漫長歷史中,人類誕生至今只不過是一眨眼的時間,而更久遠的未來中,還不確定是否有人類存在。試圖尋找人類在宇宙中的地位並探索我們與宇宙的關聯,似乎是個天大的笑話。再者,想像我們能發現人類自身的重要性,顯然是更傻的想法。

 

  我們在宇宙中並非獨一無二,500年前,文藝復興時期的學者哥白尼(Nicolaus Copernicus)提出地球繞著太陽運行,因此並非太陽系的中心之後,這點變得更加確定,但我們仍然想這麼做。哥白尼的假說是最近數百年來最重要的科學理論之一,在人類認識宇宙基本結構和世界本質的歷程中,也是重要的里程碑。

 

  當我們要評定人類的獨特性時,面臨了一個難題:某些發現和理論認為生物十分尋常,卻有另一些理論認為完全相反。我們該如何整合從細菌到大霹靂等各種宇宙知識,說明人類是否與眾不同?此外,我們越來越了解自己在宇宙中的地位時,致力於尋找宇宙中是否有其他生命又有什麼意義?我們接下來可以採取什麼行動?

在生物尺度的光譜上尋找人類的位置 

  17世紀初,英國商人兼科學家雷文霍克(Antony van Leeuwenhoek)使用自製的顯微鏡,成為第一個看見細菌的人,這趟顯微鏡之旅帶領他進入微觀世界。在這個令人驚奇的下探過程中,物質尺度不斷縮小,直到進入生氣蓬勃的人體小宇宙中,我們在生物尺度光譜的另一端,尋找人體組成和分子結構的線索。在雷文霍克看見細菌的驚奇時刻之前,人類只能以十分粗淺的方式思考這件事。

 

  地球上有些生物的體型比人類更大、更重,鯨和大樹就是很好的例子,但在整個生物尺度光譜中,人類仍然比較靠近碩大體型這一端,而非微小體型那一端。地球上具有繁殖能力的細菌中,最小的細菌直徑只有0.2微米,最小的病毒更小了10倍。人類的體型大約是目前所知最簡單生物的1000萬到1億倍。

 

  在陸地哺乳動物中,人類的體型不是最大的,但也算是比較大的。在生物尺度的另一端,最小的陸地哺乳動物是非洲小香鼠,這種毛茸茸的小不點,體重只有2公克,牠們生存在生命可行性的邊緣,因為身體會不斷流失熱能,必須不斷進食才可以勉強補足。但是大多數哺乳動物的體型不像人類,反而比較接近非洲小香鼠,全世界所有哺乳動物的平均體重只有40公克。人類的身體構造複雜,又具備智能,與少數體型更大的哺乳動物並列最高等的一端。

 

【本文轉載自科學人2014年12月號】