03.05 为什么水是判断外星是否存在生命的理论依据呢?如果外星生物并不需要水呢?

玎尔


人类目前认识到的高等生物生存的基础是必须蓝天白云下纯正的氧气、充足的水资源和氮气等,这是人类基于碳基生物基础上,是在合理范围内的一种设想,想象外星生物和人类有着类似的生存条件,这种想象有一个前提就是外星生物的生命形式和地球生物的生命形式类似。


普通人能想到外星生物可能不是碳基生物,科学家当然能想到了,那为什么目前探测外星生命存在还是先探测水、氧气等物质来预测的?

1、在已知的元素中,碳元素是相对稳定的元素,碳基大分子结合相对容易

那么多种元素,结合的种类不胜枚举,但是高等的生物必然是由大分子为基础构成的,碳基大分子相对于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类似也是碳基生物。

2、探测全不知的生命形式比探测碳基生物概率更难

苍茫宇宙,生命的形式肯定不止碳基这一种,但是从人类认识的角度来看,目前能认识的到的只有碳基这一种,可能即使有其他的生命形式就在我们身边,只是我们无法识别罢了。探测一个全不知的生命形式来说难度更大,不如探测一种我们人类更熟悉的生命形式,况且这种生命形式存在的概率还相对较大。

综上,科学家也清楚碳基生物不是宇宙间唯一的生物样本,只不过是认识最深,最容易探测的一种生命形式罢了。其实,并没有科学家公开发表文章表达过外星生命一定也是是碳基生物,更没有表达过水是外星生命诞生的基本条件的观点。


核先生科普


题主猜测的非常正确,这就是以人类为中心的结果。但是,这是没办法,为什么?请听我慢慢道来。

我们对这个世界的认识,有多种途径,第一种是基于现有事实和理论的认识,第二种是基于想象的认识。

前者,我们可以称之为科学,后者的话,你自己命名吧,宗教也行,迷信也可以。

我们的所有认识,都是基于已有知识的,比如你给一个从未吃过匹萨的老太太介绍匹萨,那么,她会基于她已有的认识得出,匹萨是一种类似肉饼的食物。而不是初见匹萨就能认出这是匹萨或者凭空想出匹萨是什么样子怎么做的。

科学是什么?科学就是认识这个世界的一种方法,这种方法的特点是,你必须基于已有的事实和证据给出结论,而不能脱离这个基础,否则,科学就是无本之源。我们对世界的认识是从地球开始的,我们所有的研究对象几乎都是地球的,所以,我们的结论必然是基于地球的。

比如,目前,我们在地球上发现所有的生物都是碳基生物,那么我们有理由推测地外文明也应该是基于碳基的。这是有证据的:地球生命,地球化学,地球物理。

但是,你要是问,万一地外文明是基于硅基的呢?不好意思,这纯属于想象了,因为你无任何证据证明硅基可以形成生命,这一点很关键。既然没有证据,那么,你接下来的推论的基础就不存在了。这不是局限性,而是严谨性。否则的话,他还说万一外星文明是基于暗物质呢,反正都是想象了,放飞思维呗。

这样的话,就是一个无穷无尽了,甲说外星人是基于金的,乙说基于木得,丙说基于土的……这样有无数种猜测,问题来了,你能告诉科学家们,哪一个才行?毕竟地球的能力有限啊!

无论如何,科学是当今的基本共识,连探索外太空也是科学在做,其他的标准,你无法得到共识啊。

各国宇航局可是花的全人类的钱,他们必须有依据的出发,去探索,所以他们的认识必然是基于现代人类的共识,也就是科学。

除此以外,还有个重要因素就是,我们现有的认识都是基于当前的地球,我们的检测手段也是基于此,比如红外多普勒,比如各种光学探测,这是我们在地球的基本认识,如果换成其他的,我们根本不知道如何检测和验证了。

水是地球生命之源,所以我们自然要基于此来认识世界。


为什么直到今天,我们仍然否认神鬼的存在?因为这些内容脱离了我们的基本科学。你说鬼存在,请问,有照片证据吗?请问能够用现有技术手段检测吗?红外探测?磁场检测?或者干脆喷点颜料让他们现身?如果做不到,那么请问这种脱离了我们已有认知的东西,你说是鬼?他还可以说是神,别人还可以说是龙呢,反正就你知道,其他人完全无法验证。

再比如有人说,万一外星人是擎天柱呢?很好的想法。但是,请问,你这样的猜测能够说服谁?又有谁去采纳?

最后,一句话总结,以人类认识为前提探索未来,是基于几百年人类科学进步的结论,也是目前广大的共识,能够得到各大机构的认可并且提供经费。

—————终极大招———————

如果你不认可这些,那么,我们做个假设:

一个月后我们要开始探测外星人了,参与机构有NASA,欧洲航天局,我国的航天局等多家单位。我们需要一个探测的标准,请问,你们如何说服他们采取你们的标准,而不是采取当下认可的探测水的标准?

这是个现实问题,不是你在那里猜测,因为任何一个探测,那都是实打实的人财物啊,上百亿啊。


李雷博士


科学研究表明,我们的宇宙中可能拥有多达六种不同形式的生命,其中我们的生命形式是以水为介质的核酸/蛋白质(以氧为基础的)生命。除此之外还有五种其他类型的生命形式:

第一种是以氟化硅酮为介质的氟化硅酮生命,

第二种是以硫为介质的氟化硫生命。

这两种生命形式具有耐高温的特点,因此有可能会在一些高温星球上出现。

第三种是以氨为介质的核酸/蛋白质(以氮为基础的)生命。

第四种是以甲烷为介质的类脂化合物生命。

第五种是以氢为介质的类脂化合物生命。

后面这三种则有可能在一些比较寒冷的星球上出现。从上面几种生命形式中可以看到,以水为介质的生命形式要比其他五种的适应范围要广一些。因此,在寻找外星生物时,把精力放在主要目标上是正常的。


也有科学家提出利用探测星球上是否存在甲烷和二氧化碳的同时又不没有一氧化碳的方式来寻找生命。因为生命体本身会产生甲烷,而很多生命活动又会产生二氧化碳。

虽然火山爆发也会产生甲烷和二氧化碳,但是同时也会产生大量一氧化碳。而如果这个星球存在生命的话,那些微生物会消耗掉一氧化碳,因此,这应该可以做为判断一颗星球是否存在生命的标准之一。


此外,也有人提出以探测太空病毒的方式来寻找生命,因为科学家们发现,病毒的适应能力比一般的生命体要强得多。而且,也许它们的出现还早于细胞的形成,因此,如果能够在一颗星球上发现太空病毒,或许这意味着这颗星球存在生物。。。


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洪一下


诚然,如题主所说的,你可以说这是人类基于自己的标准来定义外星生命存在所需要的条件,但是这真的是我们的主观猜测吗?其实仔细一想还是挺有道理的。

寻找外星生命就一定需要水和氧气吗?这样的观点我们经常在新闻中或者报纸期刊上看到。科学家定义这样的范围是有一定的目的的,这么简单的问题,我们能够想到,科学家们也当然会考虑到。那又是因为什么导致科学家将水视为找到外星生命的必要条件呢?


首先基于人类的认知,我们目前已知的所有的生命都是碳基生命,在人类已知的所有的元素中,碳基生命是最容易形成的,碳元素广泛存在,且易行成复杂稳定的大分子有机物,所以从概率上,找到碳基生命的可能性最大。其次,在有可能诞生碳基生命的基础上,水又是必须的,因为水提供了大量的碳基有机物必备的氢氧元素,进一步提高了形成生命尤其是复杂生命的概率。

我们想要在茫茫的宇宙中寻找外星生命,就需要遵循一定的框架和前提,因为人类探索宇宙所拥有的资源是一定的,宇宙中可以观测到的恒星和行星的数量几乎是无限的,我们必须选取其中最有价值的目标进行探测,以提高命中几率。硅基生命,甚至是其它种种大家提到过的极端生命,并不排除他们存在的可能,但是要发现他们难度要大的多。他们对于人类来说也是完全未知的,我们也无法进行准确预测,探测的难度和成本必然很大。水环境下的碳基生命才是人类已知的最易形成的生命形式,且人可以只有地球一个样本。



到目前为止,科学家已经发现了超过1800颗系外行星,其中大部分与太阳系内的行星截然不同,太阳系内的类地行星在太阳系外似乎并不多见,这可能与我们的观测方式有关。系外行星的多样性也决定了外星生命与地球生命完全不同,他们的世界或许并没有氧气和氮气,或许并没有岩质环境。我们的想象还是很有限的,水温高达100℃的热泉中还有细菌生存,根本不需要20-25℃的环境;在南极零下50度也可有生命存在;有一种生物叫做水熊,在真空的条件下都可以生存,不用任何的氧气,暴露在高强度的射线里存活几个月也不是问题。

外星生命真的存在吗?这个问题已经困扰人类很多年了,但是到目前为止,人类还是没有在地球之外太阳系之内发现生命存在的迹象,可以肯定的是生命存在的条件是很苛刻的,稍微有一点条件不满足就可能无法孕育出生命。至于说水和氧气是不是必须的那就说不定了。


镜像科普


题主这个题目很有代表性和可讨论性。

的确,现在世界上各个国家的天文机构都探测类地行星,应为就目前以地球上来看,所有的生命都是以碳水化合物的形态存在的。所以地球的生命体系中水是一个非常重要的因素。

以人类目前的科技能力也只能大致了解我们太阳中的行星情况。目前我们太阳系中的行星主要以两种形态纯在,一种是类地行星,在太阳系中有水星、金星、火星和地球。还有一种是类木行星,太阳中有木星、土星、海王星、天王星。这些行星以气态状态存在。

目前对于太阳系中的水星、金星、火星、木星、土星都有探测器探测过。水星、金星由于环境太恶劣,所以判定类似我们的生命无法存在,并且也没有发现其他的生命迹象。土星、木星由于无法穿透浓厚的大气,所以也无法探测到期真正的面貌,但是知道在这种恶劣的环境下也无法存在类似我们的生命。唯独火星有生命存在的可能性,因为火星是一颗类地行星,并且地貌环境没有那么恶劣。最近又发现了形成我们地球生命最为关键的水源。所以这的确是一个令人兴的发现,这证明了火星上可能有类地的生命或曾经存在。

题主提到宇宙中的生命可能以其他的类型存在,对于这点我非常赞同。但是就以人类目前的科学知识和能力来说我们在太阳系里并没有发现与我们不同类型的生命存在,连相同类型的生命都没有发现。茫茫宇宙这么多的行星,我们不可能去探索研究每一颗星。所以,既然地球这样的环境已经演变出了生命,那我们肯定就应该去寻找类地的行星,并且把水源作为生命存在的第一大因为而研究。

不知道我的回答能不能帮到题主?


趣车报告


科学家的想象力总要比我们普通人强的多,我们想到的,他们早已想到,并不是说,水一定就是宇宙生命通用的溶剂,只是说,在地球上,从人类经验的角度上,我们只能按照这个方向去寻找,可以说,在一个星球上,如果在其表面存在流动着的液态水,那么在其上存在生命的可能性就会大大提高,当然,也可以作为科学家搜寻地外宜居星球的标准。

站在人类的角度上看,我们认识到的生物中,百分百都是以水作为生命溶剂的动植物,那为什么可以将这样的思路拓宽到整个宇宙中呢?

别急,请看,水分子由2个氢原子与1个氧原子组成,在氢原子的一侧是水分子的正极,在氧原子的一侧是水分子的负极,这样来看,水就拥有了很好的溶解性,正极吸引负离子,负极吸引正离子,所以,对于水,它是一种最理想的溶剂。

继续看,宇宙中含量最丰富的前几种元素分别是什么呢?

答:排名第一是氢、排名第二是氦、排名第三是氧、排名第四是碳。组成水的氧与氢在宇宙中含量极为的丰富,那么就说明了一个问题,水,不是地球上的专利,它可以存在于宇宙中的任意一个满足其存在条件的星球上,而且,在其表面如果存在了流动着的液态水,也就说明该星球位于宜居带内。

所以,无论是在搜寻系外宜居星球时,还是在讨论外星生命时,水都是一个非常重要的因素,因为,没有其它的方向会更优于水,虽然不需要水的生物可能会有,但可能性会很低。


科学船坞



之所以要以星球上是否有水来判断是否可能存在外星人的观点其实并不是很准确,事实上科学家们在寻找外星生命的时候,更多的是以电磁波的探测为主的。

而至于你说的个那样子,其实也是一种误解,也许是你所看到的那一些关于外星球的探测内容,大多都是与水有关的。


一颗外星球有水和没水的存在,其实和外星人的存在与否的关系并不大,我们的科学家们在探测外星球上有水或者没有水,通常都是将人类的生存放在首位的,经常看新闻报道的你不会不知道:其实科学家们是以有水和没水来判断该星球是否适宜人类居住,而不是有没有外星人的存在。

当然,我们也不否认有外星人的存在,更没有去否定外星人会以另外的一种形态生活在宇宙的某一个角落。毕竟宇宙太大了,即使是银河系我们人类也了解得不多。


以水的存在与否来判断是否有外星人的存在与否的做法,其实也是我们人类现阶段最为实用的方法,因为我们人类从来都没有人见过外星人长着什么样子,他们们身体是什么构成的。所以,以现成的人类的存在来做为寻找外星人的模本,是最完美的选择。

科学家们应该不会为了某一些人的想象力去做无谓的付出与投入,所以,如果你有属于你自己的思考和想法,请你不要将之停留在幻想的层面上,用行动和可以使人信服的证据来证明。


当然,…也许你是对的,但是你可别忘了,你今天所提出的外星人可能不是依靠水来生存的观点,其实也是沿袭许多年前的一些科学家们的设想,设想中还假设了外星人是否以硅基来做为生命的基础,这个原始出处的资料估计你从来都没有阅读过。

想象力是一件很不错的好事,但是:你认为应该如何同那一些不同生命基础的外星人进行交流呢?用体内的脉冲信号?还是电压的强弱变化来触摸彼此?…


拉拉酋长


这么说吧,不是说水是生命生存的必须条件,而是说,液态水是判断一个星球是否存在过生命的可能性。

简单言之,宇宙中可能有很多类型的生命,譬如类似地球的碳基,或者还有硅基,再或者该生命已经进化到无形,甚至变形。当然就不需要水的存在。

然而,无论何种生命,都需要延续种族,传递基因物质(而不管基因物质是什么)。

同样,任何生命都有起源,即便神仙可以创造生命,但神仙本身也需要起源。

那么,在生命起源之时,其基因物质本身都必然是脆弱的,其传递行为都需要一个合理而且稳定,平和的媒介物质作为载体。

正常情况下,超固态,超气态,等离子态下的媒介是不适合成为载体的。

再简单说,固体虽然能够有效保护遗传物质不受外界环境影响,但自身难以移动,无法交换与传递遗传物质。气体虽然能够快速扩散,移动迅速,但无法控制方向,且所携带的遗传物质容易被外界的冷热及辐射所破坏。

液体就最合适,既能有效保护遗传物质不被辐射等破坏又能迅速移动。水也就脱颖而出,既在宇宙中普遍存在,常温又是液态,中性。利于生命交换与传递遗传物质。而显然甲烷这些物质成为液体的时候,温度是非常低的。

所以,液态水就是发现生命及生命存在的最便捷证据。


四川達州


这是个好问题,但以下两类人就不要来看答案了:第一类是那些相信生命都是上帝创造的所谓“有信仰”的人,你们只需要上帝,不需要真相;第二类是认为地球上得到的知识不适合其他星球的所谓“哲学爱好者”,这类人相信宇宙的真相是永远不可知的,他们是一群由“民间哲学家”培养起来的不可知论者,祝你们幸福。

下面我试着回答这个问题。在我看来,生命就是这个世界上最伟大的创造。创造是什么?是崭新的、有趣的东西。以前人们认为只有上帝才有能力做出新的创造,但生命的出现证明,仅仅依靠无机分子的排列组合,就有可能创造出生命。

1953年,两位美国科学家在实验室里模拟地球早期环境,然后用闪电提供能量,“无中生有”地制造出了相当多的有机大分子,包括所有20种氨基酸。这个过程利用了碳原子无以伦比的连接属性,它有4个化学键,可以和其他原子组成多种多样的大分子,这些有机大分子就是生命的基础。

水的作用是为这些大分子提供一个适合的环境,让它们进一步自由组合,创造出生命。水有两个特质,第一是溶解力超强。绝大部分碳基大分子都可以被水溶解,成为自由活动的个体,这样就可以来去自由地和其他大分子碰撞并结合,尝试多种可能性。

水的第二个特征是在一个很大的温度范围内保持液态。这一点也很重要,因为生命的诞生不但需要很多分子的随机碰撞,还需要为碰撞产生的新分子提供一个相对稳定的结构。气态物质虽然碰撞得更厉害,但太不稳定了,诞生不了生命。固态物质虽然稳定,但却无法自由活动,没法形成新的分子,同样诞生不了新的生命。只有液态才能满足上述这两个要求,所以液态水是生命诞生的必要条件。

生命,就是在碳基大分子和水的相互作用下从无到有地创造出来的,所以科学家们才会认为,水是判断外星球是否有生命的标准之一。


用户54914406796


题主这个问题可以说是非常有哲学了。人类对地外生命的探索一直在孜孜不倦地进行着,怎么探索呢?主要通过哪些指标来找?没错,第一要义就是水。



为什么要找水呢?作者此前在采访美国科学院院士林潮时,曾获得了这样的答案。在林潮看来,水是能够促使生命产生或者演化的一个很重要的因素。特别是液态水,实际上在很多的星球上,很多的星星上都可以找到固态的冰,甚至是气态的水蒸气。但是它不是唯一的因素。有水并不代表就一定有生命,有液态水也不一定代表就肯定会有生命。

最近,火星和月球都被证实有水。但在林潮看来,火星上有生命的可能性比在月球上更大。因为我们知道在早期的火星上,它的液态水是很普遍的。在月亮上的液态水并没有这么普遍。

事实上,如果真要在宇宙中寻找生物的话,我们不只是要找到它所需要的环境,而是找到它的一些迹象。当你要寻找老虎的时候,最好的方法是找到它留下来的一些迹象,包括它的粪便,或者是它的一些各种各样的痕迹,那么生命产生的痕迹是它会产生一些氧。

所以我们在其它系行星上寻找生命迹象的时候,除了寻找水以外,我们还要去寻找氧。

关于作者说的第二层意思,那外星生命或许并不需要水呢?这是完全有可能的。但是因为我们认知的局限性,我们现在还不知道用什么方法去找到它们,所以第一步,先找到你所最容易认出来的一些迹象,这也是为什么我们发现别的星球有水时总会觉得有希望的原因。


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