剛剛！“毅力”號(hào)登陸火星表面，人類首次在地外進(jìn)行生命考古
毅力號(hào)登陸火星模擬圖，圖片來(lái)自NASA
撰文 | 張同杰（北京師范大學(xué)天文系教授）
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2020年三個(gè)火星探測(cè)器中國(guó)的“天問(wèn)一號(hào)”、 阿聯(lián)酋的“希望”號(hào)和美國(guó)NASA“毅力”號(hào)（Perseverance）火星探測(cè)器，踏上飛往火星的征程，2021年將逐鹿火星，堪稱三雄爭(zhēng)霸。
“毅力”號(hào)火星著陸模擬圖，圖片來(lái)自NASA
“毅力”火星探測(cè)器預(yù)計(jì)北京時(shí)間2月18日今天晚上著陸火星，首先成為急先鋒。它的最重要任務(wù)就是尋找火星曾經(jīng)存在生命的痕跡，如同在地球上尋找古生物化石一樣，它要在地球之外的火星上對(duì)外星生命進(jìn)行“考古”探測(cè)研究，可以稱為人類首次地外生命考古。
宇宙中的生命包含低級(jí)生命和高級(jí)生命。低級(jí)生命是最簡(jiǎn)單的生命形式如微生物等。有機(jī)分子，例如氨基酸、糖和蛋白質(zhì)等，則是所有類型生命的物質(zhì)基礎(chǔ)。
20世紀(jì)60年代天文學(xué)四大發(fā)現(xiàn)包括星際有機(jī)分子。2020年天體生物學(xué)家在金星大氣層中發(fā)現(xiàn)了磷化氫（PH3），它視為“生物標(biāo)志”即可能存在著生命（低級(jí)生命）的跡象，文章在Nature上發(fā)表。上述這些研究都是依據(jù)生物物理化學(xué)等知識(shí)，依靠天文技術(shù)手段探測(cè)地外生命在當(dāng)今宇宙中是否存在。這是天體生物學(xué) (Astrobiology）的標(biāo)準(zhǔn)研究方法和內(nèi)容。
此次“毅力”號(hào)的火星生命探秘是天體生物學(xué)和考古學(xué)的結(jié)合，即天體生物考古學(xué)。這如同天文學(xué)和物理學(xué)的結(jié)合誕生出天體物理一樣。
杰澤羅隕石坑（Jezero Crater）三角洲。圖片由美國(guó)火星勘測(cè)軌道探測(cè)器拍攝。
那么此次“毅力”號(hào)著陸火星會(huì)成功找到生命遺跡嗎？首先根據(jù)太陽(yáng)系演化理論，地球和火星很相似，火星曾經(jīng)擁有生命存在的環(huán)境，其次前期火星探測(cè)已經(jīng)找到了最合適的考古地點(diǎn)杰澤羅隕石坑（Jezero crater）。研究表明，在著陸點(diǎn)杰澤羅隕石坑發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)古微生物存在跡象的可能性很高（如上圖）。
大約幾十億年前，杰澤羅隕石坑曾經(jīng)是一個(gè)大湖?；鹦巧嫌泻芏嚯E石坑都可能是古湖泊，但是不是所有的隕石坑都有證據(jù)表明確實(shí)曾經(jīng)是湖泊。杰澤羅隕石坑與眾不同，它有一個(gè)流入河流和一個(gè)留出河流，這意味著它曾經(jīng)存在水，因此杰澤羅隕石坑確實(shí)是古湖泊。另外在杰澤羅隕石坑內(nèi)觀測(cè)到了火星上最完整的三角洲沉淀物（上圖中藍(lán)色部分），這是微生物最適合生存的地方，也是保存這些微生物的極佳地點(diǎn)。
杰澤羅隕石坑在火星上是獨(dú)一無(wú)二的，除此之外找不到如此獨(dú)特完整的湖泊系統(tǒng)包含如此完整的三角洲地帶和多樣化的沉積礦物質(zhì)。因此，杰澤羅隕石坑是地外生命考古的最佳地點(diǎn)。最后“毅力”號(hào)攜帶著先進(jìn)的挖掘機(jī)-“洛陽(yáng)鏟”等用于取樣和分析的精密儀器。
因此，我們相信，經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)復(fù)雜的火星工作后，此次NASA“毅力”號(hào)火星探測(cè)器將有可能首次探測(cè)到地外生命（低級(jí)）存在的證據(jù)（如果在火星大氣層中發(fā)現(xiàn)了磷化氫（PH3）存在疑點(diǎn)）。這表明即使在太陽(yáng)系中我們也不孤獨(dú)，這將大大推進(jìn)了我們地球人類探索地外文明的步伐。
“毅力”號(hào)在火星上發(fā)現(xiàn)生命跡象，將驗(yàn)證我們已有的宇宙觀，而不能改變我們的宇宙觀，因?yàn)槲覀兊挠钪嬗^在當(dāng)今天文學(xué)發(fā)展歷史中早已形成，尤其是21世紀(jì)以來(lái)發(fā)展起來(lái)的精確宇宙學(xué)理論和觀測(cè)讓我們更加清楚地認(rèn)識(shí)到我們?cè)谟钪嬷胁⒉惶厥狻Ｎ覀冊(cè)谟钪嬷胁⒉惶厥?/span>（如上圖）。
我們一直在尋找宇宙的中心，從地球是中心，到太陽(yáng)，再到銀河系，一直到整個(gè)宇宙，最終我們發(fā)現(xiàn)宇宙沒(méi)有中心，或者處處是宇宙的中心。
我們認(rèn)為，生命必需的成分和條件在宇宙任何地方都是普遍存在的，這基于兩個(gè)假定。
1.德雷克公式從統(tǒng)計(jì)上揭示了銀河系中能夠與外界交流的文明的數(shù)量?？梢怨浪愠鲈阢y河系中大概有10億系外地球，即地外文明可達(dá)億級(jí)；
2. 哥白尼原理（The Copernican Principle），即宇宙處處是平權(quán)的，因此宇宙別處肯定有生命和地外文明。
因此，希望NASA“毅力”號(hào)將會(huì)證明我們?cè)谟钪嬷胁还陋?dú)，曾經(jīng)有其他古老的生命一直陪伴著我們，直至今日我們遠(yuǎn)隔重洋、突破種種限制才看到了它們。
注：本文部分內(nèi)容見(jiàn)此前文章“馬斯克想葬在火星？不過(guò)這里有可能早就埋藏了其他生物”。
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