科学家寻找外星生命都会提到水,地球生物离不开水,难道外星生物也一样吗?
人类在寻找外星生命时,认为外星生命要想存在,就必须要在有水的环境中。实际上,这是一种很大的误解。具体来说,这是一种经验哲学导致的结果。因为人类现在的科学研究发现,地球上一切生命的存在都离不开水,甚至据说地球上生命的起源也离不开水。于是人类就相信,如果存在外星人,那么这种外星生命应该也离不开水。但是了解科学史的人都知道,经验哲学往往会导致错误的认识。
比如,过去人们认为,在二三百度的高温环境中,生物是无法生存的。这确实符合人们大多数时候的观察经验。然而,后来科学家发现,在某些海底深处的热液喷口附近,在几百度的高温热海水中,仍然有一些微生物能生存。这就说明,经验主义的认识往往是错误的。
另外,水熊虫这种号称世界上生命力最强的生物,能够在零下一百多度至零上一百多度的环境中生存,它还能够忍受高强度的辐射和巨大的气压,还能够在真空中生存。此外,水熊虫也能在无水的干燥环境中长期生存。这些都颠覆了过去人们对生命的认识。
既然水熊虫这种生物能够在无水的环境中长期生存,那么,怎么能排除不需要水的外星生命的存在呢?
此外,人类和其他生物都是在地球这个有巨大海洋的星球上产生和发展出来的,因此这些生命都有适应含水环境的机体和身体机制,它们的生存也离不开水。按照同样的逻辑,在无水的星球上产生的生命,也会有适应它们自己环境的机体和身体机制。例如有的外星生命可能生活在有高浓度二氧化碳、无水的星球上;还有的外星生命可能生存在高温、干燥、没有空气的星球上;还有些生命可能会用闪电来补充自己所需的能量,而完全不需要水。当然,这些外星生命如果存在,它们的外在形态、能力等等,肯定也是与地球生命大不相同,甚至是完全不同的。
然而,目前看来人类还没有准备好承认或认识到这种外星生命的存在。如果那样的外星生命存在,人类只会把他们当做神、鬼或妖魔一类的存在。因为即使是在地球上,与人类和其他生物形态、能力差异太大的智慧存在,就是这样被归类的。说到底,这还是因为“物以类聚,人以群分”,当前人类无法承认和接受其他高级智慧存在这种现实。也许归根到底,这是人类的一种自我保护机制。
但是,这种心理或机制,将会极大地制约人类对宇宙和文明的探索。人类迟早需要认识到,在无水的星球上,是完全可能存在生命的,只不过,那些生命的形式也许是与地球上的生命很不相同的。
展开全部水是构成生命所需生物分子进行化学反应的最佳媒介
考虑到我们目前所知道的所有生命的温度范围和化学成分,水对于大多数元素在目前所知的最大温度范围内是最好的液体溶剂。考虑到宇宙中最丰富的化学元素可能性,即使存在不同生物化学属性的外星人科学家,也会认同基于水为溶剂的生化反应是最有可能发展成一个复杂生态系统的智能生命的基础。
根据人类对生命和生物化学的了解,一个外星生物个体内发生生物化学反应需要一个溶剂(如水)和一个或多个元素(如碳)基本单位来进行生物构造和功能,溶剂对于化学反应和物理运输都及其重要。
普通生物化学可用溶剂只能从宇宙中最常见的元素中形成——氢、氦、氧、氖、氮、碳、硅、镁、铁和硫,按照元素含量顺序排列。极性溶剂的电荷很弱,可以溶解大多数的物质,而非极性溶剂则没有电荷,所以物质更难溶。氦和氖是惰性气体,很少形成化合物,没有具有溶剂的性质。因此,最容易获得的支撑生物化学反应的极性溶剂是水(H2O),然后是氨(NH3)和硫化氢(H2S)。
在这些溶剂中,水是支持复杂生态系统的最佳候选
水是宇宙中最丰富的溶剂——而且它的熔点比其他的要高,生物化学在温暖环境中会更有活力,有更多的能量可以驱动生化反应。这样的动态环境更有可能支持生物体可以快速生长和繁殖(从而进化)。
水的其它优点:
•拥有强大的氢键,使其具有很强的表面张力——可以促进化合物的聚集;
•能够与其他化合物形成弱的非共价键;
•通过捐赠一个氢离子及其相应的电子,能够参与电子传输反应(地球生物化学中能量生产-光合作用中的关键步骤)。
氟化氢(HF)被认为是一种替代性的稳定溶剂,也可以参与电子传输反应——当处于1个 大气压大气压-80度和20度之间的液相时,除了水以外的其他可能的溶剂温度范围更低。然而,氟本身并不是一个非常丰富的元素,而且在水中,氟化氢会变成氢氟酸。
H2S也可以用于电子传输反应——一些地球化能细菌所使用——但作为一种液体,H2S只存在于相对狭窄而且寒冷的温度范围内,即1 个大气压下-90 度到-60 度。
以上表明,液态水是发展能够支持智能生命的复杂生态系统的最具统计学意义的基础。尽管其他溶剂的生物化学成分也有可能——但只局限于寒冷、低能环境,这种环境中生物多样性和进化的发展速度非常缓慢。唯一例外可能是高压环境,可以促使更高温度下维持其他溶剂液体状态。