03.05 為什麼水是判斷外星是否存在生命的理論依據呢?如果外星生物並不需要水呢?

玎爾


人類目前認識到的高等生物生存的基礎是必須藍天白雲下純正的氧氣、充足的水資源和氮氣等,這是人類基於碳基生物基礎上,是在合理範圍內的一種設想,想象外星生物和人類有著類似的生存條件,這種想象有一個前提就是外星生物的生命形式和地球生物的生命形式類似。


普通人能想到外星生物可能不是碳基生物,科學家當然能想到了,那為什麼目前探測外星生命存在還是先探測水、氧氣等物質來預測的?

1、在已知的元素中,碳元素是相對穩定的元素,碳基大分子結合相對容易

那麼多種元素,結合的種類不勝枚舉,但是高等的生物必然是由大分子為基礎構成的,碳基大分子相對於其他大分子更容易形成,因此外星生物很可能也和地球生物類似也是碳基生物。

2、探測全不知的生命形式比探測碳基生物概率更難

蒼茫宇宙,生命的形式肯定不止碳基這一種,但是從人類認識的角度來看,目前能認識的到的只有碳基這一種,可能即使有其他的生命形式就在我們身邊,只是我們無法識別罷了。探測一個全不知的生命形式來說難度更大,不如探測一種我們人類更熟悉的生命形式,況且這種生命形式存在的概率還相對較大。

綜上,科學家也清楚碳基生物不是宇宙間唯一的生物樣本,只不過是認識最深,最容易探測的一種生命形式罷了。其實,並沒有科學家公開發表文章表達過外星生命一定也是是碳基生物,更沒有表達過水是外星生命誕生的基本條件的觀點。


核先生科普


題主猜測的非常正確,這就是以人類為中心的結果。但是,這是沒辦法,為什麼?請聽我慢慢道來。

我們對這個世界的認識,有多種途徑,第一種是基於現有事實和理論的認識,第二種是基於想象的認識。

前者,我們可以稱之為科學,後者的話,你自己命名吧,宗教也行,迷信也可以。

我們的所有認識,都是基於已有知識的,比如你給一個從未吃過匹薩的老太太介紹匹薩,那麼,她會基於她已有的認識得出,匹薩是一種類似肉餅的食物。而不是初見匹薩就能認出這是匹薩或者憑空想出匹薩是什麼樣子怎麼做的。

科學是什麼?科學就是認識這個世界的一種方法,這種方法的特點是,你必須基於已有的事實和證據給出結論,而不能脫離這個基礎,否則,科學就是無本之源。我們對世界的認識是從地球開始的,我們所有的研究對象幾乎都是地球的,所以,我們的結論必然是基於地球的。

比如,目前,我們在地球上發現所有的生物都是碳基生物,那麼我們有理由推測地外文明也應該是基於碳基的。這是有證據的:地球生命,地球化學,地球物理。

但是,你要是問,萬一地外文明是基於硅基的呢?不好意思,這純屬於想象了,因為你無任何證據證明硅基可以形成生命,這一點很關鍵。既然沒有證據,那麼,你接下來的推論的基礎就不存在了。這不是侷限性,而是嚴謹性。否則的話,他還說萬一外星文明是基於暗物質呢,反正都是想象了,放飛思維唄。

這樣的話,就是一個無窮無盡了,甲說外星人是基於金的,乙說基於木得,丙說基於土的……這樣有無數種猜測,問題來了,你能告訴科學家們,哪一個才行?畢竟地球的能力有限啊!

無論如何,科學是當今的基本共識,連探索外太空也是科學在做,其他的標準,你無法得到共識啊。

各國宇航局可是花的全人類的錢,他們必須有依據的出發,去探索,所以他們的認識必然是基於現代人類的共識,也就是科學。

除此以外,還有個重要因素就是,我們現有的認識都是基於當前的地球,我們的檢測手段也是基於此,比如紅外多普勒,比如各種光學探測,這是我們在地球的基本認識,如果換成其他的,我們根本不知道如何檢測和驗證了。

水是地球生命之源,所以我們自然要基於此來認識世界。


為什麼直到今天,我們仍然否認神鬼的存在?因為這些內容脫離了我們的基本科學。你說鬼存在,請問,有照片證據嗎?請問能夠用現有技術手段檢測嗎?紅外探測?磁場檢測?或者乾脆噴點顏料讓他們現身?如果做不到,那麼請問這種脫離了我們已有認知的東西,你說是鬼?他還可以說是神,別人還可以說是龍呢,反正就你知道,其他人完全無法驗證。

再比如有人說,萬一外星人是擎天柱呢?很好的想法。但是,請問,你這樣的猜測能夠說服誰?又有誰去採納?

最後,一句話總結,以人類認識為前提探索未來,是基於幾百年人類科學進步的結論,也是目前廣大的共識,能夠得到各大機構的認可並且提供經費。

—————終極大招———————

如果你不認可這些,那麼,我們做個假設:

一個月後我們要開始探測外星人了,參與機構有NASA,歐洲航天局,我國的航天局等多家單位。我們需要一個探測的標準,請問,你們如何說服他們採取你們的標準,而不是採取當下認可的探測水的標準?

這是個現實問題,不是你在那裡猜測,因為任何一個探測,那都是實打實的人財物啊,上百億啊。


李雷博士


科學研究表明,我們的宇宙中可能擁有多達六種不同形式的生命,其中我們的生命形式是以水為介質的核酸/蛋白質(以氧為基礎的)生命。除此之外還有五種其他類型的生命形式:

第一種是以氟化硅酮為介質的氟化硅酮生命,

第二種是以硫為介質的氟化硫生命。

這兩種生命形式具有耐高溫的特點,因此有可能會在一些高溫星球上出現。

第三種是以氨為介質的核酸/蛋白質(以氮為基礎的)生命。

第四種是以甲烷為介質的類脂化合物生命。

第五種是以氫為介質的類脂化合物生命。

後面這三種則有可能在一些比較寒冷的星球上出現。從上面幾種生命形式中可以看到,以水為介質的生命形式要比其他五種的適應範圍要廣一些。因此,在尋找外星生物時,把精力放在主要目標上是正常的。


也有科學家提出利用探測星球上是否存在甲烷和二氧化碳的同時又不沒有一氧化碳的方式來尋找生命。因為生命體本身會產生甲烷,而很多生命活動又會產生二氧化碳。

雖然火山爆發也會產生甲烷和二氧化碳,但是同時也會產生大量一氧化碳。而如果這個星球存在生命的話,那些微生物會消耗掉一氧化碳,因此,這應該可以做為判斷一顆星球是否存在生命的標準之一。


此外,也有人提出以探測太空病毒的方式來尋找生命,因為科學家們發現,病毒的適應能力比一般的生命體要強得多。而且,也許它們的出現還早於細胞的形成,因此,如果能夠在一顆星球上發現太空病毒,或許這意味著這顆星球存在生物。。。


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洪一下


誠然,如題主所說的,你可以說這是人類基於自己的標準來定義外星生命存在所需要的條件,但是這真的是我們的主觀猜測嗎?其實仔細一想還是挺有道理的。

尋找外星生命就一定需要水和氧氣嗎?這樣的觀點我們經常在新聞中或者報紙期刊上看到。科學家定義這樣的範圍是有一定的目的的,這麼簡單的問題,我們能夠想到,科學家們也當然會考慮到。那又是因為什麼導致科學家將水視為找到外星生命的必要條件呢?


首先基於人類的認知,我們目前已知的所有的生命都是碳基生命,在人類已知的所有的元素中,碳基生命是最容易形成的,碳元素廣泛存在,且易行成複雜穩定的大分子有機物,所以從概率上,找到碳基生命的可能性最大。其次,在有可能誕生碳基生命的基礎上,水又是必須的,因為水提供了大量的碳基有機物必備的氫氧元素,進一步提高了形成生命尤其是複雜生命的概率。

我們想要在茫茫的宇宙中尋找外星生命,就需要遵循一定的框架和前提,因為人類探索宇宙所擁有的資源是一定的,宇宙中可以觀測到的恆星和行星的數量幾乎是無限的,我們必須選取其中最有價值的目標進行探測,以提高命中幾率。硅基生命,甚至是其它種種大家提到過的極端生命,並不排除他們存在的可能,但是要發現他們難度要大的多。他們對於人類來說也是完全未知的,我們也無法進行準確預測,探測的難度和成本必然很大。水環境下的碳基生命才是人類已知的最易形成的生命形式,且人可以只有地球一個樣本。



到目前為止,科學家已經發現了超過1800顆系外行星,其中大部分與太陽系內的行星截然不同,太陽系內的類地行星在太陽系外似乎並不多見,這可能與我們的觀測方式有關。系外行星的多樣性也決定了外星生命與地球生命完全不同,他們的世界或許並沒有氧氣和氮氣,或許並沒有巖質環境。我們的想象還是很有限的,水溫高達100℃的熱泉中還有細菌生存,根本不需要20-25℃的環境;在南極零下50度也可有生命存在;有一種生物叫做水熊,在真空的條件下都可以生存,不用任何的氧氣,暴露在高強度的射線裡存活幾個月也不是問題。

外星生命真的存在嗎?這個問題已經困擾人類很多年了,但是到目前為止,人類還是沒有在地球之外太陽系之內發現生命存在的跡象,可以肯定的是生命存在的條件是很苛刻的,稍微有一點條件不滿足就可能無法孕育出生命。至於說水和氧氣是不是必須的那就說不定了。


鏡像科普


題主這個題目很有代表性和可討論性。

的確,現在世界上各個國家的天文機構都探測類地行星,應為就目前以地球上來看,所有的生命都是以碳水化合物的形態存在的。所以地球的生命體系中水是一個非常重要的因素。

以人類目前的科技能力也只能大致瞭解我們太陽中的行星情況。目前我們太陽系中的行星主要以兩種形態純在,一種是類地行星,在太陽系中有水星、金星、火星和地球。還有一種是類木行星,太陽中有木星、土星、海王星、天王星。這些行星以氣態狀態存在。

目前對於太陽系中的水星、金星、火星、木星、土星都有探測器探測過。水星、金星由於環境太惡劣,所以判定類似我們的生命無法存在,並且也沒有發現其他的生命跡象。土星、木星由於無法穿透濃厚的大氣,所以也無法探測到期真正的面貌,但是知道在這種惡劣的環境下也無法存在類似我們的生命。唯獨火星有生命存在的可能性,因為火星是一顆類地行星,並且地貌環境沒有那麼惡劣。最近又發現了形成我們地球生命最為關鍵的水源。所以這的確是一個令人興的發現,這證明了火星上可能有類地的生命或曾經存在。

題主提到宇宙中的生命可能以其他的類型存在,對於這點我非常贊同。但是就以人類目前的科學知識和能力來說我們在太陽系裡並沒有發現與我們不同類型的生命存在,連相同類型的生命都沒有發現。茫茫宇宙這麼多的行星,我們不可能去探索研究每一顆星。所以,既然地球這樣的環境已經演變出了生命,那我們肯定就應該去尋找類地的行星,並且把水源作為生命存在的第一大因為而研究。

不知道我的回答能不能幫到題主?


趣車報告


科學家的想象力總要比我們普通人強的多,我們想到的,他們早已想到,並不是說,水一定就是宇宙生命通用的溶劑,只是說,在地球上,從人類經驗的角度上,我們只能按照這個方向去尋找,可以說,在一個星球上,如果在其表面存在流動著的液態水,那麼在其上存在生命的可能性就會大大提高,當然,也可以作為科學家搜尋地外宜居星球的標準。

站在人類的角度上看,我們認識到的生物中,百分百都是以水作為生命溶劑的動植物,那為什麼可以將這樣的思路拓寬到整個宇宙中呢?

別急,請看,水分子由2個氫原子與1個氧原子組成,在氫原子的一側是水分子的正極,在氧原子的一側是水分子的負極,這樣來看,水就擁有了很好的溶解性,正極吸引負離子,負極吸引正離子,所以,對於水,它是一種最理想的溶劑。

繼續看,宇宙中含量最豐富的前幾種元素分別是什麼呢?

答:排名第一是氫、排名第二是氦、排名第三是氧、排名第四是碳。組成水的氧與氫在宇宙中含量極為的豐富,那麼就說明了一個問題,水,不是地球上的專利,它可以存在於宇宙中的任意一個滿足其存在條件的星球上,而且,在其表面如果存在了流動著的液態水,也就說明該星球位於宜居帶內。

所以,無論是在搜尋系外宜居星球時,還是在討論外星生命時,水都是一個非常重要的因素,因為,沒有其它的方向會更優於水,雖然不需要水的生物可能會有,但可能性會很低。


科學船塢



之所以要以星球上是否有水來判斷是否可能存在外星人的觀點其實並不是很準確,事實上科學家們在尋找外星生命的時候,更多的是以電磁波的探測為主的。

而至於你說的個那樣子,其實也是一種誤解,也許是你所看到的那一些關於外星球的探測內容,大多都是與水有關的。


一顆外星球有水和沒水的存在,其實和外星人的存在與否的關係並不大,我們的科學家們在探測外星球上有水或者沒有水,通常都是將人類的生存放在首位的,經常看新聞報道的你不會不知道:其實科學家們是以有水和沒水來判斷該星球是否適宜人類居住,而不是有沒有外星人的存在。

當然,我們也不否認有外星人的存在,更沒有去否定外星人會以另外的一種形態生活在宇宙的某一個角落。畢竟宇宙太大了,即使是銀河系我們人類也瞭解得不多。


以水的存在與否來判斷是否有外星人的存在與否的做法,其實也是我們人類現階段最為實用的方法,因為我們人類從來都沒有人見過外星人長著什麼樣子,他們們身體是什麼構成的。所以,以現成的人類的存在來做為尋找外星人的模本,是最完美的選擇。

科學家們應該不會為了某一些人的想象力去做無謂的付出與投入,所以,如果你有屬於你自己的思考和想法,請你不要將之停留在幻想的層面上,用行動和可以使人信服的證據來證明。


當然,…也許你是對的,但是你可別忘了,你今天所提出的外星人可能不是依靠水來生存的觀點,其實也是沿襲許多年前的一些科學家們的設想,設想中還假設了外星人是否以硅基來做為生命的基礎,這個原始出處的資料估計你從來都沒有閱讀過。

想象力是一件很不錯的好事,但是:你認為應該如何同那一些不同生命基礎的外星人進行交流呢?用體內的脈衝信號?還是電壓的強弱變化來觸摸彼此?…


拉拉酋長


這麼說吧,不是說水是生命生存的必須條件,而是說,液態水是判斷一個星球是否存在過生命的可能性。

簡單言之,宇宙中可能有很多類型的生命,譬如類似地球的碳基,或者還有硅基,再或者該生命已經進化到無形,甚至變形。當然就不需要水的存在。

然而,無論何種生命,都需要延續種族,傳遞基因物質(而不管基因物質是什麼)。

同樣,任何生命都有起源,即便神仙可以創造生命,但神仙本身也需要起源。

那麼,在生命起源之時,其基因物質本身都必然是脆弱的,其傳遞行為都需要一個合理而且穩定,平和的媒介物質作為載體。

正常情況下,超固態,超氣態,等離子態下的媒介是不適合成為載體的。

再簡單說,固體雖然能夠有效保護遺傳物質不受外界環境影響,但自身難以移動,無法交換與傳遞遺傳物質。氣體雖然能夠快速擴散,移動迅速,但無法控制方向,且所攜帶的遺傳物質容易被外界的冷熱及輻射所破壞。

液體就最合適,既能有效保護遺傳物質不被輻射等破壞又能迅速移動。水也就脫穎而出,既在宇宙中普遍存在,常溫又是液態,中性。利於生命交換與傳遞遺傳物質。而顯然甲烷這些物質成為液體的時候,溫度是非常低的。

所以,液態水就是發現生命及生命存在的最便捷證據。


四川達州


這是個好問題,但以下兩類人就不要來看答案了:第一類是那些相信生命都是上帝創造的所謂“有信仰”的人,你們只需要上帝,不需要真相;第二類是認為地球上得到的知識不適合其他星球的所謂“哲學愛好者”,這類人相信宇宙的真相是永遠不可知的,他們是一群由“民間哲學家”培養起來的不可知論者,祝你們幸福。

下面我試著回答這個問題。在我看來,生命就是這個世界上最偉大的創造。創造是什麼?是嶄新的、有趣的東西。以前人們認為只有上帝才有能力做出新的創造,但生命的出現證明,僅僅依靠無機分子的排列組合,就有可能創造出生命。

1953年,兩位美國科學家在實驗室裡模擬地球早期環境,然後用閃電提供能量,“無中生有”地製造出了相當多的有機大分子,包括所有20種氨基酸。這個過程利用了碳原子無以倫比的連接屬性,它有4個化學鍵,可以和其他原子組成多種多樣的大分子,這些有機大分子就是生命的基礎。

水的作用是為這些大分子提供一個適合的環境,讓它們進一步自由組合,創造出生命。水有兩個特質,第一是溶解力超強。絕大部分碳基大分子都可以被水溶解,成為自由活動的個體,這樣就可以來去自由地和其他大分子碰撞並結合,嘗試多種可能性。

水的第二個特徵是在一個很大的溫度範圍內保持液態。這一點也很重要,因為生命的誕生不但需要很多分子的隨機碰撞,還需要為碰撞產生的新分子提供一個相對穩定的結構。氣態物質雖然碰撞得更厲害,但太不穩定了,誕生不了生命。固態物質雖然穩定,但卻無法自由活動,沒法形成新的分子,同樣誕生不了新的生命。只有液態才能滿足上述這兩個要求,所以液態水是生命誕生的必要條件。

生命,就是在碳基大分子和水的相互作用下從無到有地創造出來的,所以科學家們才會認為,水是判斷外星球是否有生命的標準之一。


用戶54914406796


題主這個問題可以說是非常有哲學了。人類對地外生命的探索一直在孜孜不倦地進行著,怎麼探索呢?主要通過哪些指標來找?沒錯,第一要義就是水。



為什麼要找水呢?作者此前在採訪美國科學院院士林潮時,曾獲得了這樣的答案。在林潮看來,水是能夠促使生命產生或者演化的一個很重要的因素。特別是液態水,實際上在很多的星球上,很多的星星上都可以找到固態的冰,甚至是氣態的水蒸氣。但是它不是唯一的因素。有水並不代表就一定有生命,有液態水也不一定代表就肯定會有生命。

最近,火星和月球都被證實有水。但在林潮看來,火星上有生命的可能性比在月球上更大。因為我們知道在早期的火星上,它的液態水是很普遍的。在月亮上的液態水並沒有這麼普遍。

事實上,如果真要在宇宙中尋找生物的話,我們不只是要找到它所需要的環境,而是找到它的一些跡象。當你要尋找老虎的時候,最好的方法是找到它留下來的一些跡象,包括它的糞便,或者是它的一些各種各樣的痕跡,那麼生命產生的痕跡是它會產生一些氧。

所以我們在其它系行星上尋找生命跡象的時候,除了尋找水以外,我們還要去尋找氧。

關於作者說的第二層意思,那外星生命或許並不需要水呢?這是完全有可能的。但是因為我們認知的侷限性,我們現在還不知道用什麼方法去找到它們,所以第一步,先找到你所最容易認出來的一些跡象,這也是為什麼我們發現別的星球有水時總會覺得有希望的原因。


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