查尔斯·达尔文与早期对外星生命的探索

1881年8月,期刊《科学》发表了一篇文章,其中包含两位业余地质学家——英国人查尔斯·R

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点


1881年8月,期刊《科学发表了一篇文章,其中包含两位业余地质学家——英国人查尔斯·R·达尔文和德国人奥托·哈恩——之间的信件交流,讨论了外星生命的可能性。就在几年前,达尔文出版了《物种起源》一书,提出复杂的生命形式是随着时间的推移,从简单的生命形式缓慢演化而来的。然而,由于地球似乎太年轻(基于今天被称为开尔文勋爵的某位物理学家的错误计算),无法解释观测到的现代复杂性,因此太空中的微生物起源(其存在会早于地球的形成)可以解决这一明显的矛盾。

来自外太空的生命并不是一个新想法。早在1865年,德国医生赫尔曼·埃伯哈德·里希特就认为生命是宇宙的内在属性,它在太空中通过较小的岩石碎片传播,休眠的微生物可以像种子一样发挥作用,在宿主岩石撞击到合适的行星上后,会在短时间内进化成复杂的生物体。


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奥托·哈恩(1828-1904)曾是一名律师,后来转为业余博物学家和地质学家,对生命的起源特别感兴趣。哈恩因其对始生动物Eozoon(“黎明动物”)的研究而为科学界所知——这是一种在1864年从加拿大石灰岩地层中描述的神秘的太古代化石——被认为是某种巨大的微生物,它比所有其他已知的化石生物都要早。然而,最古老的生命形式竟然是一种高度进化的动物似乎很奇怪,哈恩本人也怀疑它是否真的是化石。1880年,在仔细研究了一些收集的岩石样本后,哈恩改变了他的想法,将始生动物重新归类为一种古老的藻类,并将这种化石重新命名为Eophyllum(“黎明植物”)。

图1.始生动物标本,规则的层状结构被解释为有壳生物的腔室或生长线,图片来自道森(1888):地质时期的生命链(图片属于公共领域)。然而,在1894年,在维苏威火山喷发物中发现了类似的岩石,证明这种纹理是由无机过程形成的,原因是地下岩浆的热量改变了石灰岩。

取得这一成就后,哈恩突然开始在各种岩石中发现原始生物的化石,不仅在沉积岩中,还在古老的、部分熔化的变质岩中,甚至在像花岗岩或玄武岩这样的火成岩中,这些火成岩完全是从熔融岩浆中结晶出来的。他在1879年出版了一本名为《Die Urzelle》——原始细胞的书,认为实际上所有可观察到的岩石都属于某种沉积岩,由这些微小的、尚未识别的原始微生物的外壳组成——并将一份副本也寄给了查尔斯·达尔文,邀请他推广这一革命性的发现。

哈恩很快将一些外星物质添加到他收集的微生物衍生的岩石中。毫不奇怪,他在陨石样本中也发现了他的原始细胞,以及看起来像海绵甚至珊瑚的物质。他在1880年出版的《Die Meteorite (Chondrite) und ihre Organismen》(球粒陨石及其生物)一书中发表了他的发现,这也是最早包含外星岩石切片图像的书籍之一。哈恩认为,研究的陨石是形成我们太阳系的气体、蒸汽和尘埃宇宙云的残余物。在这种半液态环境中,生命形成,至少进化到无脊椎动物的阶段。在行星形成后,成团的物质将这些原始生物输送到地球,在那里它们继续进化,直到人类的出现。

图2.哈恩的《陨石(球粒陨石)及其生物》的扉页,显示了陨石中假定的植物或海绵状化石,今天被重新解释为破碎的矿物颗粒(球粒),图片属于公共领域。

这本书也被寄给了达尔文,他——以他谨慎的方式——感谢了这份礼物,并回复说,所提出的科学假设当然值得进一步研究。

如果您成功地说服了像奎恩斯特教授*一样值得信赖的几位评委,您肯定会做出有史以来最卓越的发现之一。”* [弗里德里希·奥古斯特·奎恩斯特(1809-1889),著名的德国矿物学和地质学教授]

然而,哈恩在给朋友的一封私人信件中声称,“达尔文宣布:这是有史以来最重要的阐明之一。”奇怪的是,在1881年的《科学》文章中,也出现了其他非常不像达尔文的行为。据称,达尔文在显微镜下观察岩石碎片时,从座位上跳起来,惊呼“全能的上帝!多么奇妙的发现!太棒了!”,并表示确实“生命[来自]太空!

没有确凿的证据表明哈恩曾去肯特的唐屋拜访达尔文,向他展示他的样本,但这也不能完全排除。也许哈恩在去加拿大研究太古代化石之前,也确实去过英国。他认为所有岩石都来源于微生物的想法,尽管今天听起来可能很奇怪,但在当时至少被一些博物学家认真对待。然而,达尔文研究过火山及其火成岩产品,所以毫无疑问他并不认同哈恩的这一部分观点。而且,达尔文似乎也不可能认为有必要将生命的起源转移到外太空。

达尔文从未公开讨论过生命的起源这一神秘的谜团。他的自然选择理论处理的是已经繁殖的生命形式的多样化,从未打算(就像神创论者错误地声称的那样)解释生命的起源。在私人信件中,他提出了原始汤中的化学演化,但他同时也承认,他那个时代的科学还无法检验这一假设。

至于地球年龄过小和陆地生物进化过快的问题,达尔文已经在他的《物种起源》的后期版本中发表了各种对开尔文勋爵的主张的反驳——他认为,即使没有外星干预,陆地生命也有足够的时间进化。

参考书目

PERETO, J.; BADA, J., & LAZCANO, A. (2009): 查尔斯·达尔文与生命起源。《生命起源与生物圈进化》,39(5), 395-406

BRASIER, M. (2009): 《达尔文失落的世界——动物生命的隐秘历史》。牛津大学出版社:304

WYHE, van J. (2010): “全能的上帝!多么奇妙的发现!”:查尔斯·达尔文真的相信生命来自太空吗? 《努力》,34(3): 95-103

My name is David Bressan and I'm a freelance geologist working mainly in the Austroalpine crystalline rocks and the South Alpine Palaeozoic and Mesozoic cover-sediments in the Eastern Alps. I graduated with a project on Rock Glaciers dynamics and hydrology, this phase left a special interest for quaternary deposits and modern glacial environments. During my research on glaciers, studying old maps, photography and reports on the former extent of these features, I became interested in history, especially the development of geomorphologic and geological concepts by naturalists and geologists. Living in one of the key area for the history of geology, I combine field trips with the historic research done in these regions, accompanied by historic maps and depictions. I discuss broadly also general geological concepts, especially in glaciology, seismology, volcanology, palaeontology and the relationship of society and geology.

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