天体生物学是什么？这门学科有何用处？

天体生物学（英文astrobiology），指研究天体上存在生物的条件及探测天体上是否有生物存在的学科。该学科的研究手段需要运用分子生物学、生物物理学、生物化学、化学、天文学、地质学、行星科学和计算机科学等的知识，是一门典型的的交叉学科。因此，天体生物学涵盖广泛的研究领域，从前生命化学到地质微生物学、大气科学和天文学，从分子级别到生态系统和行星系统，从地球表面到数千光年以外的天体，从了解生命的起源到今后的演化。

天体生物学的概念是由俄罗斯天文学家加夫里尔·蒂科夫于1945年首次提出的。后来，美国天文学家及科普作家卡尔·萨根将天体生物学带给公众和科学界，该领域开始获得认可。目前，天体生物学作为一门新兴的交叉学科发展十分迅速，许多发达国家均投入很大的力量和资金致力于这门学科的研究工作，美、英、俄、日等国在高等院校中都设有天体生物专业。近年来，我国在一些重点高校中也开设天体生物专业，并在人才培养方面取得了明显成效。

我们的银河系中大约有1000亿颗恒星；根据开普勒的观测结果，其中四分之一的恒星至少拥有一颗和地球一样大小、具有生命的类地行星。这意味着银河系中约有250亿颗类似我们地球的行星；在这些行星上很可能存在着各种各样的生命。由于银河系太大，即使以概率来算，银河系之内的地外生命是不少的，只是限于人类的科技水平，我们无法走遍整个银河系，想要发现它们非常困难。虽然人类还没有发现地外生命，但科学家们却从来不否认它们的存在，并日夜不停地探索这一宇宙奥秘。

众所周知，地球上产生生命的基础是碳、水和氧气；但在其他天体上产生生命的基础不一定是碳分子，可能是其他分子，如硅、

氢等。其他天体上生命存在的条件和进化的道路有可能与地球上的生物很不相同。另外，如果构成生命的基本粒子并不结成通常所称的原子和分子，那就会形成完全不同的生物。即使由分子组成的生物也不一定会和地球上相似；那种生物可能由超导物质组成，其形状和性质就会完全不同。所有这些都是天体生物学家必须考虑的问题，至于如何解决这些问题将决定我们探索的成败。

天体生物学中最引人瞩目的问题是地外智慧生命（俗称“外星人”）。英国天文学家马丁·赖尔极力反对地球人主动与外星人建立联系，以免招来“杀身之祸”。英国物理学家及宇宙学家史蒂芬·霍金虽然承认外星人的存在，但又多次声称它们对地球人很有威胁。然而，中国科学家及未来学家周海中却认为，担心外星人威胁是完全没有必要的，它们与我们将来是能够和平共处、友好合作和共同发展的。美国天体生物学家大卫·莫里森也认为，外星人是“和平使者”且友善可爱；并风趣地说：“如果外星人来访，我会好好款待它们。”

天体生物学这门学科目前仍然处于初级发展阶段，其研究方法和理论体系有待于进一步完善，学科特色和学科建设还有待于进一步强化。但是随着人类社会发展和现代科技进步，天体生物学将会越来越重要，最终必将在人类探索宇宙过程中发挥巨大作用。

文/刘永康（作者单位：中国科学技术大学地球和空间科学学院）