「我在路上沒有看見任何人，」艾麗絲說。「我只希望我有這樣一雙眼睛，」國王以焦急的聲調說道。「能夠看不見任何人！就在這樣的距離上也見不到！為什麼呢？因為憑借這點光線，所能見到的只能是現實的人！」
劉易斯·卡羅爾
《透過眼睛的觀察》
三百多年以前，荷蘭德爾夫特市的安東·范·列文虎克（Anton van Leeuwenhoek）開拓了一個新世界。他用第一架顯微鏡觀看了一滴浸泡過乾草的不流動的水，發現它充滿著微小生物而驚詫不已，他寫道：
「1676年4月24日，在我偶爾觀察到這顆水滴時，非常驚奇地看到許許多多不可思議的各種微小的生物；有些微生物的身長為其寬度的三至四倍。據我判斷，它們的整個厚度比虱子身上的一根毫毛厚不了多少。這些小生物具有很短很細的腿，位於頭部的前面（雖然我沒能認出它們的頭，但由於動起來這一部分老是走在前面，我還是把它叫做頭）……的靠近最後部分，附有一個明顯的球狀物體；而我判斷，這最後部分是稍為分叉的。這些微生物很靈活，活動起來時常到處亂竄。」
這些纖細的「微生物」是任何人以前從未見過的。而列文虎克卻毫無困難地認出了它們是具有生命力的。
兩個世紀之後，路易斯·巴斯德（Louis Pasteur）根據列文虎克的發現，發展為疾病的病菌學說，並為許多現代醫學領域奠定了基礎。列文虎克當時的研究完全不是為了某個實用目的，但卻是開創性的，多少有點奇遇性質。他自己決沒有想到他的工作在將來的實際應用。
1974年5月，英國皇家學會舉行了一次題為「對異域生命的認識」的討論會。地球上的生命，通過一種緩慢、曲折、一步一步的進步方式發展起來，也就是以我們所知的通過自然選擇進化而來的。在這一過程中，偶然因素往往起著關鍵作用——例如，哪一基因在什麼時候會被紫外線光子或來自太空的宇宙射線引起突變或改變，就是一種偶然因素。地球上的一切有機體都能巧妙地適應它們周圍變幻莫測的自然環境。在其它的行星上，由於偶然因素的差異，以及極其異常的自然環境，生命可能已經以一種截然不同的方式進化了。這即是說，假若我們的一艘宇宙飛船在火星上著陸，我們是否有能力認出當地活生生的生命形式來呢？
有一種論點在皇家學會討論會上受到與會者的重視，即其它地方的生命可以依據非概然性的原則識別出來。就拿樹木來說吧。樹木是一種具有長長的帶皮結構物，地面上的頂部大於根部。顯而易見，經過上千年的風吹雨打，絕大多數的樹將會倒下去死亡。它們處於一種力學的不平衡狀態。它們的結構沒有長久生存的希望。但並非所有頂部重的結構都是由於生物學上的原因造成的。例如，沙漠中就有一些上重下輕的岩石。但是，倘若我們看到眾多頂部重的結構物全都非常相似，我們就有理由推測它們都具有生物的起源。就像列文虎克觀察到的那些微小生物一樣。它們當中的很多同類，是如此地相似，如此高度複雜，令人不可思議，既使我們以前從未見過這些動物，也能準確地猜出它們是生物。
對於生命的本質和定義，有過許多廣泛而認真的爭論。那些最成功的定義都以進化的過程為主旨。但是，我們沒有在別的星球上登陸，也就不能等待看到是否附近有什麼東西在進化。我們沒有那個時間。而有關生命的探索就只能採取更為實際的方式。這一觀點是由彼得·梅多沃爵士（Sir PeterMedawar）在皇家學會的討論會上策略地提出來的。當時會場上漫無邊際且故弄玄虛的交談剛剛結束，梅多沃站起來說道，「先生們，在座的每一位都知道，一匹活馬與一匹死馬二者是不同的。因此，請讓我們停止鞭撻死馬吧。」對此，梅多沃和列文虎克的見解可謂不謀而合。
但是，在我們太陽系的其它星球上是否有樹木和微小的生物呢？簡單的答覆是，誰也不知道。就距離最近的幾顆行星來說，要在我們自己這個行星上通過攝像技術來探測出它們那裡是否存在著生命是不可能的。甚至根據迄今美國宇宙飛船「水手9號」和「海盜1號」與「2號」圍繞火星軌道飛行的最近距離的觀察，火星上100米跨距以內的許多細貌仍然看不出來。鑒於對地球以外的生命探索待有最樂觀態度的人也不曾預見火星上的大象體積會超出100米，因此，很多重要試驗還尚未開始。
目前，我們只能大致測定其它行星上的物理環境，確定它們是否嚴酷到排斥生命的程度——既使是與我們所知的地球上的生命形式極不相同——而如果環境較溫和的話，也許可以推測出生命的存在。但「海盜號」登陸探測的結果卻並非如此，下面將加以簡略敘述。
對於生命來說，有的地方可能是太熱或太冷了。如果溫度非常高——比如說，高達攝氏幾千度——那麼，構成有機體的分子將分裂成碎片。因此，通常把太陽排除在生命的棲居地之外的。另一方面，如果溫度過低，那麼，驅動有機體內的新陳代謝的化學反應將以極其緩慢的速度進行。鑒於此，寒冷的荒漠冥王星通常被認為沒有生命棲息。不過，在低溫情況下，化學反應仍可能以可觀的速度進行，但我們在地球上還沒有對這方面進行過探索，因為化學家們不願在-230℃的溫度下的實驗室中工作。對於這一點，我們切不可自以為是。
太陽系外層的巨大行星，諸如木星、土星、天王星和海王星，有時被排除在具有生物學意義的行星之外，因為它們的溫度太低了。但是，這些溫度是它們的上部雲層的溫度。往下深入到這類行星的大氣層，能遇到溫和得多的條件，就像地球上的大氣層一樣。這些行星似乎也富有有機分子。決不能把它們排除在外。
雖然我們人類喜歡氧氣，但卻很難為某些生物所接受，因為許多有機體反而會被氧氣中毒的。如果我們大氣層中不存在一層由陽光對氧氣加工而產生的稀薄的臭氧保護層，我們將很快被來自太陽的紫外線灼焦。但在其它星球上，近紫外線照射無法穿透的防紫外線的生物或生物分子的存在，並不是無法想像的。這種設想只不過突出地說明了我們的無知。
在我們太陽系的其它一些世界中，有一項重要的差別是它們的大氣厚度各不相同。如果完全沒有大氣，生命是難以孕育出來的。我們認為，就像在地球上一樣，其它行星上的生物也一定要有陽光照射以促成生物成長。在我們這個行星上，植物吸收陽光，而動物則以植物為生。假如地球上的一切有機體被迫（被某些意想不到的災難）轉入地下生存的話，一旦所積存的糧食被吃光了，生命就將終止。植物，任何行星上的基本有機體，都必須依靠太陽。但是，如果一個行星上沒有大氣層，那麼，不僅紫外線，而且還有X射線和伽馬射線以及來自太陽風的帶電粒子，都將暢行無阻地落到這顆行星表面，並將植物烤焦。
此外，大氣也是物質相互交換以保持生物的基本分子不致耗光所必不可少的東西。例如，在地球上，綠色植物放出氧氣——一種廢料——到大氣中去。許多呼吸空氣的動物如人類，吸入氧氣而呼出二氧化碳，植物則反過來又將二氧化碳加以吸收。如果沒有動、植物之間的這種奇妙的平衡（這也是經過痛苦的進化演變而成的平衡），我們的氧氣或二氧化碳將迅速消耗貽盡。由於這兩種緣故——輻射的防護和分子的交換——對於生命來說，大氣似乎是必不可缺的。
在我們的太陽系中，有些星球僅有一層極其稀薄的大氣層。例如．在我們的月球上，其表面的大氣壓還不到地球大氣壓的1/10000002。在月球向著地球的這一邊，有六處地方經「阿波羅號」宇航員考查過。沒有發現頂部重的結構物，也沒有發現形體笨重的獸類。從月球上帶回來將近四百公斤的樣品，已在地球上的實驗室中進行了仔細的檢驗。這些樣品裡沒有微小動物，沒有微生物，幾乎沒有有機化合物，甚至沒有一滴水。我們原來預料月亮上是沒有生命的，事實顯然如此。最靠近太陽的行星水星，和月亮相類似。它的大氣極其稀薄，應當是無法孕育生命的。在太陽系的外層，有許多很大的衛星，大小如水星或我們的月亮，系由某些岩石混合物（猶如月球和水星的情形一樣）和冰凌所組成。木衛二艾歐即屬這一類。它的表面似乎覆蓋著一種紅色的鹽類沉積物。我們對此一無所知。但是，由於它的大氣壓非常低，我們不能指望它上面有生命存在。
另外，有的行星具有中等厚度的大氣層。地球就是我們最熟悉的例子。在這裡，生命在決定我們大氣的組成上起著主要作用。氧氣當然是通過綠色植物的光合作用產生的，但即使是氮氣也被認為是由細菌製造的。氧和氮加起來構成我們大氣的百分之九十九，它顯然是由我們行星上的生命大範圍內反覆加工的。
火星上的大氣總壓力約為地球上的百分之一的一半，但那裡的大氣大部分系由二氧化碳組成。還有少量的氧氣、水蒸氣、氮氣和其它氣體。火星上的大氣沒有明顯的被生物再加工過，但我門對火星的有限瞭解，使得無法排除那裡存在生命的可能性。火星在某些時候和某些地點具有適宜的氣候、濃度足夠大的大氣，並且具有充足的水，這些水被封存在地底下和兩個極冠處。甚至地球上很多種類的微小的有機物能在那裡生存得很好。「水手9號」和「海盜號」發現了數以百計的乾涸河床，它們清楚地表明，在該行星的近代地質史中，曾經有一個水域充沛的時期。這是一個亟待探索的世界。
第三個具有中等厚度大氣層的、我們還不太熟悉的例子是提坦，它是土星諸衛星中的第二個，也是最大的一個。提坦上現有的大氣厚度，看來介於火星與地球兩種大氣密度之間。不過，這種大氣大部分由氫和甲烷組成，並為一層完整的淺紅色雲彩所包圍——也許是複雜的有機分子。由於其距離遙遠，提坦只是在最近才引起外空生物學家的興趣，但它會給人們以長久的魅力。
大氣很密的行星，有一個很特殊的問題。像地球一樣，它們的大氣層是頂部寒冷而底部較溫暖。但是，當大氣很厚時，底部的溫度變得過高，生物受不了。拿金星為例，表面溫度大約為480℃；就木星式諸行星來說，達攝氏幾千度。我們認為，一切這樣的大氣將會是對流不息的，有力地夾帶著許多物質上下翻騰。由於溫度很高，大概不堪設想它們的表面會有生命。雲層的環境極為溫暖，但對流會把假設的雲內有機體往下帶到深處，並在那裡使它們灼焦。有兩種明顯的解決辦法。或者那裡微小有機體再繁殖的速度之快，可以與它們彼往下帶到油鍋似的該行星速度相比；或者就是有機體可能具有浮力而不至於被帶下去。地球上的魚為了類似的目的而具有浮鰾，可以想像，在金星和木星這兩顆行星上，也許存在著帶有氫氣囊的有機體。它們要在金星的適當溫度中浮起，就至少需要有幾厘米寬的身軀，但是，在木星上，為了同樣的目的，它們必需有幾米寬的身材才行——即分別為乒乓球和氣象氣球那樣大小。我們不知道是否有這樣的動物存在，但多少令人感興趣的是，已能預知它們在那裡還沒有所謂已知的物理、化學和生物學的強烈影響。
我們對於其它行星上是否隱藏著生命深感無知的狀態，可能在本世紀內就要結束了。有選擇地對其中許多有存在生命可能的行星進行化學和生物考察的計劃，業已開始執行。第一步是美國的「海盜號」宇宙飛船，它們於1976年夏季將兩座尖端水平的自動實驗室降落在火星上，距離列文虎克發現乾草上的纖毛蟲綱類微小生物，幾乎已過了三百年之久。「海盜號」沒有發現附近（或沿途）有頂部重的奇異結構物，也沒有發現能觀測出來的有機分子。在三組微生物新陳代謝的實驗中，在著陸點的兩組實驗都重複得出近乎肯定的結果。這些結果的含意仍在熱烈爭論中。另外，我們還必須記住，兩艘「海盜號」著陸者作了近距離考察，甚至進行了攝影，考察的面積還不足該行星表面積的百萬分之一。作更進一步的觀察——尤其是用更精密的儀器（包括顯微鏡）和旅行車進行觀測——是很有必要的。儘管「海盜號」的探測結果有些含糊不清，但是，這些使者們顯示出，在人類歷史上首次對其它行星上有無生命的問題進行著認真的探索。
今後幾十年中，很有可能要對金星、木星和土星的大氣層進行令人矚目的深入探索，並且要在「提坦」上著陸，同時，還要更加詳細地研究火星的表面。一個新的行星探索和外空生物學黎明期在二十敗紀七十年代業已來臨。我們正生活在一個大膽探求和智力高度激發的時代；同時，正如歷史從列文虎克走向巴斯德那一步所啟迪的那樣。這亦是一個人類正在從宇宙空間探索中有指望獲得巨大實際利益的時代。
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