2020年7月，全球启动了三项非载人航天任务，均发射前往火星。这三项任务分别是：中国的天问一号、美国宇航局（NASA）的毅力号和阿拉伯联合酋长国的希望号。中国和美国的航天任务都设计了探测器，这些探测器将寻找火星上当前或过去的生命迹象。此外，NASA还计划发射“欧罗巴快艇”（Europa Clipper）探测器去勘探木卫二，发射“蜻蜓”（Dragonfly）机器人探测器去勘探土卫六。科学家普遍认为：太阳系中的这两颗卫星也有望找到生命，正如土星冰封的卫星——土卫二，其冰下的海洋中可能存在生命。
同时，我们可以了解系外行星大气的化学构成。系外行星是围绕其他恒星旋转的行星，目前已知的系外行星有4 000多颗。一些科学家希望这些研究能够披露潜在的生命信号。
但是，如果我们对什么是“生命”没有明确的认识，这些搜寻工作还能正常进行吗？NASA对“生命”给出的非官方初步定义是：能够自我维持达尔文进化的化学系统。剑桥大学动物学家阿里克 · 科申鲍姆（Arik Kershenbaum）说：“NASA需要明确 ‘生命’的定义，这样才能知道如何建造探测器以及在航天任务中使用什么样的仪器。”但是，并非每个人都认为NASA使用的定义是正确的。
在米尔恩（AA Milne）撰写的《小熊维尼》一书的情节中，NASA加州艾姆斯研究中心天体生物学家林恩 · 罗斯柴尔德（Lynn Rothschild）看到了一个警示性的故事：小熊维尼和小猪皮杰在不知道大臭鼠长什么样子的情况去猎捕它，并把自己的脚印误认为是它的足迹。罗斯柴尔德说：“如果不知道某个东西是什么，你就无法去搜寻它。”
1976年，NASA的两台“海盗”（Viking）号探测器在火星上着陆。自从那时，定义“生命”的问题就一直困扰着行星科学家。到目前为止，各种探测器已经在火星平原上行驶了几十英里，但没有发现任何生命的迹象。不过，如果发现了生命的迹象，我们能辨认出来吗？
天体生物学家研究其他星球上存在生命的可能性。有些天体生物学家认为，我们的观点过于狭隘。我们只知道一种生命：地球上的那种生命。地球上所有的生物都是由适应水环境的细胞组成的，都会利用由蛋白质构建的分子机制，并在DNA中编码为基因。几乎所有科学家都认为：如果地外生命真正存在的话，它们不会依赖同样的化学物质而存在。科申鲍姆称：“如果认为我们所熟悉的生物化学现象就是我们在其他星球上将要发现的情况，那么这将是错误的。”例如，土卫六的表面温度太低（达-179℃），不会存在液态水。然而，“惠更斯”（Huygens）号探测器于2005年执行任务时揭示，土卫六上存在另一种湖泊，其中的液体像汽油中的碳氢化合物，主要成分是甲烷和乙烷。
罗斯柴尔德认为，化学的普遍规则将某些选择的范围缩小了。她说：“我很难想象，还有什么另外的生命形式不是以碳为基础的。”因此，在设计寻找生命的行星探索任务时，考虑到这一点是有意义的。水作为生命物质的溶剂，也有着巨大的优势。即使土卫六的甲烷湖中发生了有趣的化学反应，这些反应也会因为极低的温度而大大减缓。生命能以如此缓慢的速度进化下去吗？帕萨迪纳市加州理工学院的行星科学家斯图尔特 · 巴特利特（Stuart Bartlett）保持着开放的态度，他说：“有机物可能会漂浮在土卫六的大气层中，它们基本上通过喝汽油来维持自己的生命。”
长期以来，人们一直认为：任何有理由被称为有生命的实体都有共同的属性，而这些属性并不取决于其精确的化学成分。然而，令人沮丧的是，很难说清楚这些共同特性是什么。生命系统，甚至是细菌，都是极其复杂的。生命系统由世代之间传递的信息来维持，并产生一定的结构。我们人类是通过基因来传递信息的。然而，生命系统产生的结构不是晶体那种冰冷的、死板的排列。在晶体中，原子是以规则模式罗列起来的。生命系统结构更像是一座城市或一片云朵形成时的动态排列，科学家将其说成是“失去平衡”：它不断摄取能量，而且不会停留在静止状态。
詹姆斯 · 洛夫洛克（James Lovelock）以提出盖亚假说而闻名于世，该假说认为：我们整个地球类似于一个生命实体。20世纪70年代，洛夫洛克参与设计海盗号探测器时，他建议在环境中寻找这种化学失衡状态，也许只有生命才能在跨越地质年代的时间尺度上维持这种状态。但是，“有序失衡”的状态也可以在非生命系统中找到，比如流动的液体。因此，单用这个标准并不能将生命挑选出来。
巴特利特跟西雅图华盛顿大学天体生物学家迈克尔 · 王（Michael Wong）合作进行研究，他们认为：关于生命，我们需要摆脱思维上的束缚，抛开基于地球的想法。他们建议引入一个更加广义的生命类别，称为“泛生命”（lyfe），我们所了解的生命只是其中的一个种类。巴特利特说：“由于我们就是泛生命中的一个实例，我们的建议就是为了摆脱一些潜在的偏见。”
巴特利特和王为泛生命提出了四个标准：它吸收环境中的能源，不至于使自身固定不变；它能够以指数级增长（例如通过复制来实现）；它能够自我调节，在变化的环境中保持稳定；它能够学习和记忆有关所处环境的信息，达尔文进化就是这种在特别长的时间尺度上进行学习的一个例子：对于特定的环境，基因保留了有益的适应能力。
这两位研究人员称：有一些“次泛生命”（sublyfe）系统只符合其中的一些标准；也可能存在“超泛生命”（superlyfe），它们符合额外的标准，这种超泛形式的生命在能力上超越了我们，或许，它们看待我们就像我们看待晶体生长之类的过程一样——复杂但非生命。
巴特利特说：“我们希望这个定义能够解放我们的想象力，使我们不会错过可能隐藏在众目睽睽之下的泛生命。”巴特利特和王认为，一些泛生命有机体可能会利用地球上未被开发的能源，例如磁场或动能（运动产生的能量）。目前，还没有任何已知的生命形式能够直接利用动能来进行新陈代谢。除了在DNA等遗传链中储存信息，可能还有其他的存储方式。例如，科学家已经设计出了人工方法，利用合成分子的二维阵列来存储和处理信息，比如棋盘阵列或算盘。巴特利特说：“泛生命和非泛生命之间的区别可能是朦胧的，算不算‘泛泛地活着’可能只是程度上的问题。”毕竟，尽管没有人怀疑病毒对生命具有造成破坏的能力，但是科学家已经在争论病毒是否算作生命了。
巴特利特对NASA初步定义中的概念表示怀疑，即生命只能通过达尔文进化的方式产生和发展。即使是地球上的生物，不依靠达尔文提出的机制，不利用随机变异，不利用对资源的竞争而选择的有利变异机制，也可以塑造自己的行为。他说：“尽管达尔文进化一定会发生，但是我认为需要将其扩展到一个更大的生物学习框架之中。”
亚利桑那州立大学天体生物学家兼物理学家萨拉 · 沃克（Sara Walker）同意这一点，她说：“可能有些系统具有生命的许多属性，但是从未跨入达尔文对生命定义的范围。”然而，在新书《银河系动物学家指南》（The Zoologist’s Guide to the Galaxy）中，科申鲍姆说：“很难想象还有什么其他的过程能产生值得被认为是有生命的复杂化学系统。自然选择式的进化遵循明确的原则，我们知道这些原则不仅适用于地球，而且适用于宇宙中的其他地方。”他非常有把握，坚信“这种进化方式将推动外星生命的多样性”。如果情况是这样的话，我们就可以对生命将会拥有的其他属性做出合理的假设，例如，生命将经历一个像光合作用这样的过程，以便通过主恒星采集能量。
此外，泛生物是否一定有着明显的物理边界呢？巴特利特和王对此也提出了质疑。毕竟，我们可能会想象，我们就是这副皮囊之内的一切，但是我们还要依赖体内的其他生物——我们内脏中由细菌构成的微生物组。然而，一些哲学家认为我们的思想超越了大脑和身体，例如，进入了我们的技术设备之中。巴特利特说：“我们赞成这一点，泛生命可能是在整个星球的规模上发生的过程。”沃克同意这个观点：“生命过程唯一的自然边界是其所在的那颗行星。”这不由得让人想起洛夫洛克的盖亚假说。
但是，罗斯柴尔德认为，如果对于分子成分没有某种限制性的边界，一个生命系统的所有成分都会稀释于环境中，就像水中的墨滴一样。科申鲍姆认为，如果属于达尔文进化，就需要独立的、有边界的生物体，因为只有这样，才会有别的生物与之竞争。
沃克说：“事实上，巴特利特和王试图将有关生命的观念从地球中心论的束缚中解脱出来，但他们在这方面做得还不够。他们提出的泛生命概念，是在现有定义的基础上提出的一个更加宽泛的定义，该定义把当前生命定义中普遍存在的许多问题暴露出来，但是它本身仍然有着许多相同的基本问题。我们不需要生命的新定义，我们需要的是新理论，用来理解控制宇宙中生命物理现象的基本原理。”
有关生命可能会是什么，拓宽我们视野的另一种可能性是：我们能够在实验室里无中生有地创造出生命系统，这种生命系统完全不同于任何已知的生命。罗斯柴尔德说：“我们做的远比你想象的更加接近这一点。“她半开玩笑地补充说道：“事实上，可能已经创造出这种生命系统了，只是此前我们没有认识到而已。如果我们不知道自己在寻找什么，那么某个研究人员已经创造出的一种新形式的生命，可能就顺着水槽冲走了！最终，我们也许不该太过相信这一点——生命符合任何自然的定义。我认为我们现在所拥有的定义是生命的非自然定义，因为我们只有一个数据点。我想知道，生命是否就是我们定义的那样。”
科申鲍姆说：“我们可能会发现一些系统，这些系统如此离奇古怪和出人意料，以至于我们无法完全确定它们是否活着。但是，如果我们发现了某个非常有趣、极为复杂的东西，而这个东西又不太符合生命的定义，那仍将是一个真正令人兴奋的成就，我们不会因其不符合我们的定义而置之不理！”
资料来源 The Guardian
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本文作者菲利普·鲍尔（Philip Ball）是一位科学作家，他最新的著作是《超级怪异：量子物理学非你所知》。