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第5章 走向银河（上）（第5页）

也许宇宙中的大型复杂生命远没有我们想象的这么丰富。地球生命进化了30亿年才产生复杂的动植物。相比之下，简单的有机体更耐寒、适应性更强、分布更广。因此，宇宙生命博物馆最大的展馆可能是微生物馆。即使发现最微小的外来微生物，也有着深远的意义。最小的生命也将携带惊人的信息。就像地球上的叠层石一样，随着时间推移，一层层微生物可能堆积成巨大的岩石球，记录下进化的历程。如果数量足够大，细菌还可以给出独特的生物信号，比如通过呼吸产生氧气和甲烷。在没有生命的情况下，单独出现氧气或甲烷都是有可能的；但如果两者同时出现，则几乎可以断定该行星表面存在生物。这种生物信号会在行星的反照光谱上反映出来。下一代太空望远镜将有能力在不太远的太空中找到这样的信号。最近的处在宜居带中的类日恒星和类地行星有可能距我们不过20光年，甚至可以用肉眼观察到。

除了类地行星外，也许还有更容易寻找的目标——比恒星小、比行星大的褐矮星。大多数褐矮星温度都太高，无法容纳已知的生命形式；但有一些褐矮星温度足够低，在它们的大气层中已经探测到了孕育生命所需要的基本元素。某些云层也许能够为繁衍生命提供理想的温度和压力。例如，可以进行光合作用的浮游生物可以借助向上搅动的气流漂浮在空中；如果气流足够强，甚至可能出现更大、更复杂的生命体，比如捕食性动物。仅银河系就有250多亿颗褐矮星，它们都有可能为创造生命提供条件。

生命博物馆中的第一个标本很可能不是来自类地行星或褐矮星。这引出了一个至关重要的问题：我们的探索方向会不会错了呢？如果大自然另有打算呢？

2号展区：未知生命形式

对于维持生命所需的水和化合物来说，宇宙的大部分区域不是温度太高就是太低了。但是为了避免被自己的偏见误导，我们必须拓展视野，在那些看似无法孕育生命的宜居带之外寻找生命。奇异的环境将催生奇异的生化结构。虽然任何元素都不能与碳的多样性相媲美，但是有一个元素却非常接近——硅。乍一看，硅与碳非常相似：它的原子最外层同样有4个电子，而且在宇宙中随处可见。但仔细观察就会发现它们之间存在细微差异：硅的化学键稳定性较差，不易形成较大的复杂分子；但硅的化合物却能承受极端的温度，从而带来更多的可能性。硅基生命抵御严寒的能力比碳基生命强，因此可能会出现更怪异的生命形式。但硅有一个问题：在有氧环境下它会与氧结合成固体。因此，硅基生命也许只能在无氧环境下生存，例如土星冰冷的卫星泰坦。泰坦上有由液态甲烷和乙烷组成的大湖，也许是孕育硅基生命和其他奇异生命的理想环境。像泰坦这样缺乏阳光的星球上的生物很可能是化学合成的——它们通过分解岩石获得能量。这类生命的新陈代谢极其缓慢且生命周期很长——甚至以百万年计。

冰冷的世界并非天外生命唯一的港湾。在高温环境下，典型的刚性硅氧键会变得具有弹性和活性并引发更活跃的化学反应——这有可能催生一种生活在岩浆中的硅基怪物。理论上来说，这种硅基生物也有可能存在于地球的岩浆里。果真如此的话，那外星人就在我们眼皮底下！

人们还提出了其他可能存在的生命形式——那些就生活在我们身边却不为我们所知的生命形式。它们包括微小的RNA生命体（小到无法被现有仪器发现）以及等离子体生命体等。尘埃云和空旷的太空似乎是最不可能找到生命的地方；但当宇宙尘埃遇到等离子体时会发生奇怪的事情——在模拟实验中人们发现尘埃粒子自发地形成了类dNA的螺旋结构！这些等离子晶体甚至表现出类似生命的行为：自我复制、进化成更稳定的形式并传递信息！可以认为这些晶体就是生命吗？有些研究人员认为它们满足无机生命形成的所有标准！到目前为止它们只出现在计算机的模拟实验里；但有人推测可以在天王星环的冰粒子中找到它们！

等离子体是宇宙中最常见的物质状态之一；如果复杂的等离子晶体真的存在并且被认定为生命的话，那它将是最普遍的生命形式之一！或许生命正潜伏在两极颠倒的环境里——例如死星内部！某些大质量的恒星爆炸后会坍缩成致命的星体——称为中子星！大量的原子核像沙丁鱼一样挤在一起；其表面重力比地球强1000亿倍！但是在这铁壳之下却有着奇特的景象——由中子和其他亚原子粒子组成的炙热海洋！丢掉了外层电子的这些粒子将遵循完全不同的化学规律——处于支配地位的力不再是电磁力而是强大的能约束原子核的核力！理论上来说这些粒子可以组合起来形成更大的聚合体；

形成更大的聚合体，随后又可以结合成更大的超级核心。如果是这样，那么这个奇特的环境将为创造生命提供最基本的条件。重核分子漂浮在复杂粒子的海洋中，有些科学家大胆猜测，在这奇异的粒子海洋中可能存在生命。它们的生死和进化速度之快，快到我们无法理解的程度。我们可能永远没有机会发现这种奇异的生物，但也许有希望找到另一种更奇特的生命形态。生命不一定都是自然进化的产物，还有可能是被设计出来的。如果进化过程中出现了智能干预，那就仿佛打开了潘多拉的魔盒，摆脱了生物学上的限制。合成生物和机器生物可能会成为最成功的生命形式，它们几乎可以在任何地方存活，包括太空中的真空地带，开辟出有机生物无法涉足的广阔领域。

与自然选择缓慢的速度相比，技术进化将大幅提高生物的繁衍速度、适应性和韧性。据估计，主动自我复制的机器可以在短短100万年内占领整个星系。我们无法预测，硅的电学性质可能使它成为机器智能的基本材料，这种智能是对其生理缺陷的一种弥补。由于具备独特的优势，机器生命甚至可能成为进化的终点，即最终的生命形态。随着宇宙年龄的增长，智能机器也许将占据统治地位，而自然进化的生命将被视为一个奇特的起点。也许我们正在经历这一转变过程，而人类的出现仅仅是这个宏大宇宙生命链的第一环。

目前，我们仍然是宇宙生命博物馆中唯一的已知生物。为了真正认清自己，我们必须知道我们是否是宇宙中唯一的生命。洛伦·艾斯利说过：“人只有通过另一种生命的眼睛看到自己时，才算真正认识自己。”有一天，那眼睛很可能来自一个有智慧的外星生物。我们越早抛弃狭隘的进化观，就能越早认清我们从哪里来，到哪里去。我们已经知道天外生命可能的模样，也知道如何寻找它们，现在唯一要做的事情就是去寻找。

量子隐形传态

是一种利用量子纠缠将所谓的量子信息传到很遥远的地方的技术，而不传送信息载体本身。那么这里面的原理就相当于，比如说我在北京开会，今天赶不过来了，那么怎么能够很快到达呢？飞机来不及了，那么我们可以想象一种所谓的隐形传态的方法。比如说，北京和杭州之间有很多纠缠的物质，那么把北京的我与那团纠缠物质做一点超重的测量，会测到一个测量数据。这种数据通过无线电台传到杭州，那么我们在杭州就可以用同样多的物质分子把我构造出来。这种现象就叫做量子隐形传态。当然，我们要传送人还比较困难，因为人由10的28次方的粒子构成，太困难了。但是如果我们传送几十个、几百个粒子是完全可以的。

修改后的文本如下：

无穷和0可以相等吗？

在数学中，无穷和0在特定情境下可以被视为有某种关联，但这种关联并非简单的相等。要深入理解这层关系，我们需要站在更高的维度，拥有更广阔的视野。在我们现实的三维世界里，要获得一个更高的维度和视野来观察无穷和0之间的关系，确实需要一些想象力和理解力。

诺贝尔物理学奖得主罗杰·彭罗斯曾对此有过深入探讨。他表示，三维世界的我们想要拥有更高维度的视野，可以构造一个符合一切宇宙规则的四维坐标系。虽然说起来简单，但想要构建一个既符合广义相对论，又符合爱因斯坦方程，还能囊括整个无限宇宙的四维坐标系，确实是一件非常困难的事情。不过，这正是科学探索的魅力所在。

彭罗斯先构建了一个简单的四维坐标系，将三维空间作为横轴表示空间，再加上一个时间维度作为纵轴。为了让这个坐标系符合广义相对论和爱因斯坦方程，并且能够容纳无限的宇宙，彭罗斯进行了复杂的计算，并对坐标系进行了变形。变形后的坐标系呈现出一个正方形，正方形的四个顶点分别表示无穷远的未来、无穷远的过去以及空间上的无穷远，而四条边则表示了宇宙的边界，彭罗斯称之为“永恒边界”。

根据他的计算，自然界中有质量的物质永远不可能达到永恒边界，因为它们无法超过光速，从而无法逃脱时空的束缚。在这个坐标系中，物质的路径大同小异，既起始于无穷远的过去，消散于无穷远的未来。而一旦拥有光速，时空的束缚就不再存在，可以从宇宙的一个边界瞬间到达另一个边界。