在火星上寻找生命：维京实验团队成员反思引发争议的发现

帕特里夏·斯特拉特曾担任有史以来最受争议的火星实验之一的联合实验员：维京号火星着陆器上的标记释放仪器。该实验的首席研究员吉尔伯特·莱文至今仍坚持认为该项目发现了外星生命。大多数科学家对这种解释表示怀疑，但这个问题从未得到完全解决。

1976年，当维京1号和2号在火星着陆时，它们各自携带了几种仪器来研究这颗行星并寻找生命迹象。标记释放实验将少量火星土壤样本与含有营养液和一些放射性碳的水滴混合。然后，该仪器对内部腔室的大气进行采样。如果检测到放射性碳，人们认为土壤中的微生物肯定已经代谢了营养物质并释放了碳。相比之下，加热到被认为会杀死微生物的温度的对照版本周围的空气应该没有任何放射性碳。

这基本上就是研究人员发现的结果——然而，维京号的其他实验没有发现生命迹象或支持生命所需的有机化合物。许多科学家得出结论，这些结果太好而不令人相信，并且这些发现可以用火星土壤中诸如高氯酸盐等活性化学物质来解释。

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现在，斯特拉特出版了一本回忆录《带着爱去火星》，讲述了太空历史中这一章节的内幕故事（可在www.tomarswithlove.com上找到）。《大众科学》与斯特拉特谈论了规划实验和分析结果的动荡过程，以及如果红色星球上确实存在生命，那么火星探索的风险。

【以下是经过编辑的谈话记录。】

您一直对太空感兴趣吗？

到我 12 岁时，我就可以识别出我长大的地区的所有主要星座。

1969 年，我在电视上观看了登月，这真的让我兴奋起来。当时我还是约翰·霍普金斯大学的助理教授，从事分子生物学和酶系统方面的工作，这与任何与太空有关的事情都相差甚远。我决定要做出职业转变。

您是如何参与维京号的？

那是 1970 年，设计了标记释放生命探测实验的吉尔·莱文听说我正在考虑换工作，就打电话给我面试。当时我真的对离开学术界去私营企业不感兴趣。但我见到了吉尔，觉得他非常迷人。他刚刚得知他的实验被美国宇航局选中送往火星，他希望有人来实施这个实验，因为他有一家公司要经营。我所有的朋友都认为这是一次自杀式的职业选择，但这听起来太令人着迷了。

开发标记释放实验的过程是怎样的？

这是一项重大、重大、重大的努力。在最初的几年里，我们致力于完善科学，并与工程师合作开发硬件，在开发过程中进行测试。

1973 年秋季，首次在飞行仪器中对所有三个生命探测实验进行了测试。所有三个都失败了。这引发了一场重大危机。我们不停地开会，并且 24/7 全天候工作，以修复和测试硬件，使其为发射做好准备。当生物仪器被送往佛罗里达州卡纳维拉尔角进行发射时，我们仍在分析数据。

维京号于 1975 年发射，并于 1976 年在火星着陆。那是什么感觉？

我去了加利福尼亚州 [喷气推进实验室 (JPL)] 观看着陆，而且一半以为它会坠毁。整个团队都在那里。着陆器大约在午夜左右从轨道飞行器上释放，并用降落伞降落。我们有一个可以观看的大型电视屏幕，上面有几列数字，最后一列显示着陆器在火星表面以上的高度。我清楚地记得看到这些数字闪烁。当着陆器接近表面时，我看到的数字是 1,300 英尺、600 英尺、50 英尺，然后是绝对的寂静。我心想，“它肯定坠毁了。”突然，扬声器里传来了“我们已着陆”。这太令人兴奋了。大家静止了一秒钟，然后整个喷气推进实验室都响起了欢呼声。我试图在我的书中传达这种兴奋之情。

您对最初结果开始出现时的记忆是什么？

标记释放实验在第 10 个火星日 [维京号在星球上的第 10 个火星日] 开始。第一个数据大约在晚上 7:30 出现。我当时在计算机旁，周围是吉尔·莱文和其他几位团队成员。我操作键盘并点击打印按钮。然后，计算机打印出前九个小时的数据点。我看了看，说：“我的天哪，它是阳性的。”不仅仪器在工作，而且结果是阳性的。这真是太令人兴奋了。我们召集了整个生物学团队，试图了解它的含义，因为第二天早上我们将在新闻发布会上报告这些结果。

大多数团队成员都认为你们发现了生命吗？

哦，不。我们也没有被说服。该实验由两部分组成：一部分是将微量营养素添加到活性土壤样本中；第二部分是在添加营养物质之前对重复的土壤样本进行热灭菌，理论上是为了杀死可能存在的任何微生物。活性样本和热灭菌对照样本之间的差异将定义为阳性反应。因此，我们必须等待下一个周期，即下游的另外 15 个火星日，才能运行对照。令人惊讶的是，对照是阴性的。那时候争议才真正开始。

结果符合任务前对阳性生命反应的定义。但是，当然，当我们得到它时，每个人都提出了替代方案来解释非生物学的结果。

您当时是怎么想的？

我很震惊，但对这些非生物学假设非常感兴趣。我们当时可以说的是，结果与生命反应一致。我还没准备好说我们有生命反应，尤其是在考虑到所有反对意见的情况下。

我们试图想出一种方法来区分它是生物反应还是化学反应。我们已在 160 摄氏度下对对照样本进行了热灭菌。有人提出，如果我们能以某种方式降低灭菌温度，我们可能会加强生物学解释。如果 50 度左右杀死了活性反应，那么这将强烈表明阳性反应是生物性的。很少有化学物质会被 50 摄氏度破坏。然而，我们预计如此低的温度会对火星微生物产生重大影响，因为火星的环境比地球冷得多。

事实证明，需要两个加热器才能达到 160 度。我们估计，仅使用其中一个加热器会将土壤加热到大约 50 度。当我们在火星上进行此操作时，它显着降低了阳性反应。这相当有力地证明了活性反应是生物性的。然而，可能存在某种化学物质会产生相同的结果。不过，没有人能够找到这样的化学物质。

吉尔·莱文一直直言不讳地说，标记释放实验在火星上发现了生命。您同意吗？

起初我不同意。在 90 年代中期，吉尔认为，既然没有人发现合适的非生物学物质，那么就有足够的证据表明我们在火星上发现了生命。我不同意他的观点。但是，四五年后，当越来越多关于火星上存在微量水的证据被发现时，我开始同意，是的，我们确实发现了微生物生命。需要注意的是缺乏有机分子。在火星上发现了一些复杂的有机物，但他们还没有发现像丙氨酸和甘氨酸这样的简单有机物 [据推测生命需要这些物质]。

您如何看待维京号之后的火星任务？

我很失望，最近的任务没有寻找生命。他们研究了环境及其作为栖息地的潜力。我只是不理解。他们应该继续进行第二次维京任务，以验证并进一步描述阳性的标记释放结果。

现在他们正在谈论火星样本返回任务和载人火星任务。虽然非常令人兴奋，但我担心回溯污染问题。你不能把人送到火星再返回，而不把火星土壤带回地球。而且火星上确实可能存在生命，无论标记释放实验是否发现了它。人们在计划未来的任务时真的需要记住这一点。我认为在我们了解更多信息之前，我们应该非常谨慎地返回样本。

您如何看待对您实验结果的持续争议？

我会说这令人兴奋。我们可能认为我们在火星上发现了生命，但我们很久都不会知道真正的答案。我希望看到更多生命探测实验尽快被送往火星，以证明或反驳它。