人究竟需要些什么自然条件

地球的引力场强度适中，它取决于电磁相互作用特征。实际上，地球上的物质都处于静电吸引力与简并电子气压相平衡的状态。由此可确定地球的平均密度和半径。从而也就确定了地球的质量。地球表面的重力场也就确定了。

人是一种生物，人靠不断的新陈代谢，不断有生化反应在体内进行。这就要求适当的温度。按生物的生长和发育的规律，温度过高则生命过程发展太快，人的寿命就会太短促；而温度太低，生命过程就会停止。而人体内有固态和液态的物质，人的呼吸又需要气体。因此，又需要地球上有大气。这些都对地球的温度和引力场的大小有一个限制。质量太小，气体就会不会存留在星体表面，而会逃逸到太空中去。像小行星和月球表面就没有大气。

另外，人是一种动物。他要运动、要走、要跑、要跳、要能承受相当大的冲击力而不致使人体断裂。因此，要求人体有一定的结构强度和适当的质量，特别是和地球质量的相对比。这是有了人的存在对地球质量的又一个限制。

人的存在，限制了地球的性质，而地球是在太阳系中，它的光和热来自太阳。因此，人对温度的要求又进一步限制了太阳和地球和太阳的相对状态。太阳系又在银河系中，银河系又存在于宇宙中。这样，人的存在就进一步限制了银河系和整个宇宙！一句话：为什么宇宙会是今天这个样子，那就是因为有了“人”！看起来这种说法近乎荒唐，似乎成了宇宙是因为人而存在！我国古代的文人就尖锐地批判过类似的观点。有人说：“天待人太好了，种植五谷供人作粮食，养育鱼鸟供人当菜肴。”而另一年轻人反驳说：“万物的产生都是各自禀了天地之气，不一定是为了人而生长的  蚊蚋吸人血，虎狼吃人肉，那是否上天有意为蚊蚋生人血，而为虎狼生人肉呢？”

的确，从达尔文的生物进化论观点看来，“适者生存”乃是生物进化的基本原则。人类之所以存在，就是因为在长期演化过程中适应了周围的大自然环境而存留下来了。而大量的不能适应者已受自然淘汰而消亡。犹如战场上的英雄，他仅是千百个阵亡战士中的幸存者。但如果从相反的角度来看，既然英雄已经出现了，人们是否可以分析他之所以能存留下来的客观条件呢？能否由他的存在而反推战场甚至整个战争的历史背景呢？我想，回答是肯定的。同样由于人的存在，由人类的进化和生存条件我们反推地球甚至宇宙过去应该是什么样并由此预测其将来，这的确也不失为一种好的科学方法。

102．重元素形成的主要源泉的确，宇宙的存在是与宇宙中是否有人存在是没有关系的。但宇宙中既然是有了人存在，它就必然是有适合与人的形成及生存发展的条件，以至使人类有可能来研究宇宙。

然而，要生成人必须首先形成有机物。而它又需要元素碳和氧。这些元素在早期宇宙中是没有的。这就要求宇宙在形成我们的太阳系之前先有超新星爆发，使在恒星演化过程中形成的重元素通过超新星爆发散入太空。我们的太阳系至少是第二代或第三代以后的恒星。太阳系的年龄大约是 50 亿年。地球在其形成后的头 10 亿或 20 亿年，对于有机物的生成尚嫌温度太高。余下的 30 亿年左右才适合于生物发生和发展。如果宇宙大爆炸发生在 100 亿年前，那么再头 50 亿年内是否来得及发生超新星爆发呢？恒星演化理论告诉我们，只有大质量恒星的晚期才可能产生超新星爆发。而大质量恒星的演化时标恰恰远短于小质量恒星。例如，一颗 10 个太阳质量的恒星，其在主星序上的停留时间约为 107 年，它仅为太阳的千分之一。它意味着，从宇宙大爆炸到我们的太阳系形成这 50 亿年间可能发生足够多次的超新星爆发，来提供生物形成所需要的重元素。

103．数以亿计的恒星（太阳）系中的行星都可能是生命的摇篮

地球上从没有生物到有生物大约经过了十亿年的化学演化，逐步形成了相当复杂的化合物。这以后才开始形成了细微的原始生命，产生原生物。人们很难对生命下一个明确的定义。但地球上现有的生物主要是由具有十分复杂的空间结构的巨大的有机化合物分子——蛋白质和核酸分子构成。蛋白质是生物体结构的基本材料，而核酸是存放遗传密码和诱导蛋白质合成的指挥部。蛋白质又可分解成 20 多种氨基酸。核酸又是由 5 种核苷酸组成。这些氨基酸和核苷酸就是谱写出奇花瑞草、珍禽异兽生命之曲的基本音符。它们本身并没有生命，甚至连单纯的蛋白质或核酸也没有生命，但它们一经奇妙地组合，就出现了生命。人类的科学发展史表明，生命就像非生命的物质一样受同样的自然规律支配。虽然我们很想对自然有一致的见解，但是在对待宇宙中有智慧生命的作用方面，人们会一直遇到这样一个难以处理的二重性问题：即人既作为研究对象又作为研究者。当我们问为什么我们的物理学原理是现在这个样子时，要避免谈及活着的观察者也是困难的。当我们思考自然规律与宇宙的初始条件怎样意想不到地允许能够观察它的人类存在的时侯，这些秘密是更加深不可测了。我们充分了解宇宙和我们在它中间所处的位置。但我们目前能解释的东西却是很有限的。地球仍然是迄今所知唯一可供生命栖息的星球，但是科学家们发现宇宙富含有生命的化学物质。

射电观测表明，银河系内存在大量的高分子甚至有很复杂结构的分子。如：甲醛（H2CO）、甲川（CH）、氨（NH3）、甲醇（CH3OH）、氰化氢（HCN）等，甚至有包含九个原子的高分子，乙醇（C2H5OH）和丙腈（CH3CH2OH）。一

般在恒星演化中的生成物中除了氢（H）、氦（He）、氧（O）、氖（Ne）外排第五位的是碳（C）。水（H2O）是生命必须的“溶剂”，而结构十分复杂

的大分子还需要十分容易和其他原子相联络的碳原子组成。这是因为它的最外层电子有四个。我们知道化学元素的最外层电子数决定了它的活性。最外层电子太多或太少都会表现出太大的活性。太多显酸性，太少显碱性。而最外层电子的饱和数除氦为二外其于均为八个，它们组成了不易发生化学反应的惰性气体。因此，组成复杂有机分子的“重任”必然落在碳的身上。这样，能形成生命的天体就要受到严格限制。就是那些在经过第一代大质量恒星发生超新星爆发后的环境中形成的第二代或更晚形成的恒星系。当然，它们还必须是在数十亿年形成的，以保证有足够的时间完成生命的演化过程。

恒星中有行星系结构的不在少数。70 年代以来，通过红外观测已发现了大量具有气体和尘埃盘的恒星。著名的织女星就是其中之一。1977 年在天鹅座发现有一颗称为 MWC349 的天体。通过地面上的光学观测和空间的红外观测都断定它是一个由气体和尘埃形成的炽热圆盘，亮度一直在下降。平均每月约降低原亮度的 1％，十分符合形成行星系的条件。

早在 60 年代就断定：距太阳仅有 5 至 9 光年，光谱型为 M5 的巴纳德星，有一颗相当于木星大小的伴星，至于是否有地球般大小的伴星，目前的观测手段尚难肯定。但有行星系统则是十分肯定的事。这就有了形成生命的必要条件。对于地外生命的探测无疑是天文学家感兴趣的问题之一。国际天文学会（IAU）第 51 专业委员会的名称就是“地外生命探索”。国际上很多天文台对较近的类似太阳的恒星进行了系统地观测发现：在 100 颗恒星中 1／3以上有视向速度的细微变化。这表明它们肯定有不可见的伴星。当然，目前尚不能断定它们究竟是双星或是行星系。但无论如何，宇宙中在数光年尺度内，恒星形成行星系的绝不是少数。据估计，仅银河系内具有文明生物进化条件的可能天体就有 10 万个。

最近，天文学家根据由脉冲星 PRSB1257＋12 发出的无线电发射定时的变化，明确无误地推断出存在着三颗围绕该脉冲星的行星。可能有一个更遥远的可供生命栖息的行星围绕着这颗恒星的残骸运行。有趣的是这些行星是在超新星爆发前就已形成而幸存下来的呢，或者是在爆发后由周围的碎片聚集形成的？无论如何，它们的存在表明行星的形成是一个目前尚无法预料的、常见的和普遍的过程。也有越来越多的证据表明，有一些行星系统环绕着许多类似太阳的恒星运行，它们为生命的发展提供了好的环境。

目前，天文学家正进行着在早期的和成熟的类似太阳的系统中寻找行星的工作。他们将用到大量的新技术。今后的十年中，他们将积累出一张内容十分丰富的清单，其中会列举出地球附近的那些恒星周围的行星。

太阳系内的九大行星中，除地球外最大可能具有文明生物的是火星。1976年先后两次“海盗号”登陆在火星上对生命的可能存在进行了探测，这两个登陆舱都装备了灵敏度极高的仪器。这些仪器即使在地球上无生命迹象的沙漠和荒原上也能探测出生命。但它们对火星的观测结果是否定的。可以完全肯定地说，火星至少现在是一个无生命的行星。但观测结果表明，在 40～38亿年前，火星上的条件可能有利于生命的产生。火星的表面覆盖着远古的河流、湖泊、乃至深达 100 多米的海洋的形迹。40 亿年前的火星比现在的火星要温暖和潮湿得多。不少人因此认为，目前尚没有充分理由排斥火星上可能存在生命或曾经存在过生命。问题的答案在很大程度上取决于这样一个我们迄今尚一无所知的问题：生命能以多快速度诞生。当然，生命现象也可能发生在像土星和木星这些行星的卫星上。不过现在也可以断言，它们上面肯定不存在“人类”。也就是说，在太阳系内，除地球外再没有别的天体上居住有“人类”。