外星生物可能長什麼樣？
本文由公眾號「把科學帶回家」提供
給孩子最好的科學教育
編譯 七君
蝸牛、鴕鳥和鯨之間有什麼共同點呢？它們的共同點很多：都住在地球上；它們的生命都基於相同的化學基礎——水、碳；它們都用 DNA （脫氧核糖核酸）和 RNA （核糖核酸）作為遺傳信息的載體...…
但是，我們世界的生命的建構原則在全宇宙是不是通用呢？這個問題一點也不簡單。過去的幾十年里，科學家們給出了各種各樣的假設，比如，除了碳基生命以外，生命或許可以以硅基、砷基、磷基，甚至氯基形式存在。它們甚至可以不依賴水，而利用氨來滋潤生命。如果真的是這樣，那麼如何去描繪和我們截然不同的外星生命呢？
即使外星人和我們的基本化學基礎是一樣的，外星球生命之樹的分叉方式可能和地球相距甚遠。
在電影和電視劇里，我們經常可以看到光頭綠皮膚的外星人，它們的眼睛又大又可怕。外星人是不是真的長這樣呢？大自然有沒有什麼物理定律來約束生命的形態呢？讓我們來問問科學家和科幻作家他們的看法吧！
伯吉斯頁岩中發現的古生物奇蝦（Anomalocaris）還原模型，它有一對複眼。 圖片來源：倫敦自然史博物館
>>>>羅蘭?勒烏克（Roland Lehoucq）
法國原子能委員會天體物理學家
「
海參和水熊蟲，哪一個更像外星生物？地球過去的生命形態，比如恐龍，很有可能就是外星人的樣子。埃迪卡拉生物群（Ediacaran biota）還有伯吉斯頁岩（Burgess）發掘出的古生物都具有驚人的多樣性。這些古生物生活在距今5億年前的地球上，但是後來它們都消失了。它們和現在地球上的生物的樣子可謂南轅北轍。如果外星球上有生命，它們可能和地球經歷了一樣的演變歷程。物理學是全宇宙到處適用的，因此它們也要受到相同的物理條件的約束。
傳說中「不死的」水熊蟲，它能忍耐-272到150攝氏度的溫度範圍、 6倍最深海溝的壓力，以及對人類來說超過致死量幾百倍的電離輻射；熱帶、南極、深海的水中都可以見到這種神奇生物圖片來源：4gifs
外星人可能是左右對稱的，因為它們有可能是水陸兩棲的。如果外星人需要在水中（環境密度較大）和陸地上（環境密度較小）移動的話，對稱性就是它們必須要遵守的物理原則。要在液體中運動，外星生物可能會具有雙側對稱、垂直對稱和水平對稱的體貌。如果外星生物的外貌不對稱，那麼它的身體雙側會受到不等同的壓力，這會讓它的行動軌跡一直偏左或者偏右。想要筆直移動的話，左右壓力均衡是必要條件。
美國藝術家創作的外星人 圖片來源：David Aguilar
但是在微觀水平上，雙側對稱性就沒那麼重要，因為在這個水平上的生物需要滿足中心對稱。比如許多和微生物都是球狀的，這樣可以減小和外界的接觸面積，減少移動時的摩擦力。
血液里是血綠素的竹節蟲圖片來源：reptileforums
為了在行走時掌握平衡，生物的腿得是偶數。但是指頭的數量卻沒什麼限制。
實際上星球的質量決定了上面居住的生命所能達到的最大值。如果星球的質量太大，那麼上面的生物就不太可能長很大。根據星球的具體情況，我們可以推測外星人骨骼的強度，尤其是它的關節和肌腱的力量。
至於嘴巴。如果嘴巴長在消化器官上面，就可以防止食物倒流。但是，大腦和心臟卻沒有這種限制，它們可以長在身體中心或是長在身體上部。
」
根據物理法則，並參考了地球生物設計出的外星人，有點像螳螂和馬的結合體 圖片來源：scienceetavenir
>>>>凱文?安德森（Kevin Anderson）
美國科幻作家，曾為《星球大戰》、《X檔案》等電影電視劇進行劇本創作。他著有超過50本暢銷小說。
「
看看地球上的物種吧，它們的多樣性和生物型（biotype）簡直叫人吃驚，要知道它們都是出生在同一個星球上的。我不相信具有和我們不同的生化基礎的外星生物也會長著兩隻眼睛、兩條腿、兩個耳朵、兩個鼻孔，也有兩個性別、也是溫血動物…如果外星生物也有智慧，那麼它們的腦容量一定不會小，而且需要有保護機制來支持它們的大腦，比如外骨骼、顱骨什麼的。
美國藝術家創作的外星人 圖片來源：David Aguilar
如果它們要造工具的話就需要能夠操縱物體的手指，就像人類的一樣，或者是觸角什麼的。它們也需要一個生殖系統，但是生殖方式可能是發芽、結籽、分裂生殖或者產卵。它們也需要感覺系統，比如眼睛、耳朵、鼻子。但是它們的眼睛可能會根據它們所在星系的光譜而進化。
梁龍是地球上最大的生物之一 圖片來源：中國國家地理網
它們住在海里嗎？或者住在一個以氣體構成的巨大星球的雲層中？地上？沙漠里?森林裡？不管怎麼說，它們都需要吃東西或者吸收能量才能生存。當然它們也需要排泄廢物。對於智能生物來說，它們之間需要溝通，可能通過聲音、外激素或者閃光的方式。
」
>>>>哈里?E?凱勒（Harry E. Keller）
美國東北大學的化學教授
「
宇宙中一定有，或者曾經存在過高級文明。但是活著的人見過這些文明的可能性非常低。但是這並不妨礙我們想像外星人的樣子。
首先，真正的外星人可能是雙側對稱、溫血而且有優異的工具使用本領的。它們可能有個裝載大腦的硬殼。
屬於前寒武紀時代埃迪卡拉生物群的狄更遜蠕蟲，它具有完美的對稱性 圖片來源：wikipedia
它們有眼睛，因為它們得建造文明。烏賊的眼睛就比人類的好，而且看起來經歷了許多次進化。外星人的眼睛可能也有晶狀體和虹膜。如果要感知距離的話，一隻眼睛是不夠的，它們可能有好幾隻眼睛。但是眼睛太多的話，對進化會造成負擔。
有4個眼的藍血的鱟[hòu]是一種非常古老的生物，它們的祖先出現在泥盆紀，那時恐龍尚未稱霸地球。鱟的血液中是血藍蛋白圖片來源：National Geographic
外星人也必須要有鼻子來呼吸。鼻子應該也是對稱的。如果鼻子長在臉中間，就可以和嘴巴共用咽。外星人也要有進食的器官。所有的大型動物都有吞咽食物的器官。雖然許多地球上的生物都有牙齒，但是其他進食方式也可能存在。比如鳥就不嚼，直接讓砂囊消化。
南極銀魚，它的血液是白色的，裡面含有抗凍蛋白 圖片來源：animalstown
外星人八成有腿。如果用別的方式移動，速度不會太快，可能就只能生活在洞穴中或者只能長出背甲，這樣對智力的發展是不利的。那麼幾條腿合適呢？在地球上，有內骨骼的陸地生物沒有超過4條腿的。那麼外星人的腿的數量可能也不超過4條。
」
>>>>亞倫?羅森堡（Aaron Rosenberg）
美國科幻作家，曾經為《星際迷航》、暴雪公司的《星際爭霸》等作品創作腳本。
「
不要去管電影電視劇裡面的骨瘦如柴，有一條蠍子式的長尾還有一張長滿了利齒的嘴的外星人形象。也不要相信那些矮矮的、灰灰的、腦袋和眼睛都特別大的外星人形象。什麼藍皮貓人、蜥蜴人，耳朵尖尖、身上有紋身一樣的圖案的外星人更是不可信。為什麼外星人一定要長得像人類？
雙側對稱並不是一個很好的設計。戴立克（註：英國 BBC 電視台科幻劇神秘博士中的外星人）就是一個比較靠譜的外星人設計，它們的一邊的手臂是吸盤，另一邊的是激光槍。
伯吉斯頁岩發現的生物Kerygmachela，長得很像鱟圖片來源：wikipedia
雙足行走也十分可笑。只要輕輕推一下我們就倒了。別的世界的生物為什麼要有同樣的進化缺陷？外星人為什麼也要有眼睛鼻子舌頭？
生物對所在的環境進行反應。我們的大拇指和其他幾個手指方向相反是為了更好地抓握東西。猴子的尾巴可以繞樹也是這個原因。我們有眼睛是因為光在電磁頻譜的末端分成了一系列的可見光。
美國藝術家創作的外星人 圖片來源：David Aguilar
如果我們出生在溫度、地形、植物志和動物志都不同的世界上，我們長得可能和現在的樣子很不一樣。如果別的世界由不同的化學基礎構成，那麼我們的化學構成也會隨之改變。所有地球上的生物都是碳基的，但是其他星球可不一定。其他星球上的生物可能是硅基、鐵基什麼的。
美國藝術家創作的外星人 圖片來源：David Aguilar
或許其他星球上的生物並沒有物理形態或是固定的形態。可能有些外星人長得像一片雲朵，它的身體可以根據情況變形。它們或許可以不藉助工具進行星際旅行，它們或許吃星際輻射，就像蝙蝠感受聲波一樣接收來自宇宙的輻射。它們的全身可能都可以接收振動因此不需要耳朵。它們的全身都有意識所以不需要具有和我們一樣的神經末梢。
地球上的物種多樣性已經足以使我們震驚。我們的星球和宇宙相比就好像購物袋中的一粒M&M巧克力那樣微不足道。宇宙「糖果店」里的糖果，你可能聽都沒聽過。真實的外星人可能超出我們的想像。
」
美國藝術家創作的外星人 圖片來源：David Aguilar
通過上述採訪我們可以發現，科學家、科幻作家們都會借用地球的知識，或是用地球作為參考系來想像外星生命。此外，我們也注意到對稱性、是否有大腦、手足的形態、眼睛和骨骼也是科學家和科幻作家用來搭建外星人形態的基本框架。
聰明的小讀者們，你們的腦中外星人是什麼樣子的呢？快打開你們的腦洞，給把科學帶回家留言吧！
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※我們能推想出外星生物長什麼樣嗎？
※硅基生命可能存在嗎？外星生物可能存在哪些形態？
※「外星生物」大爆照，長得可真是丑啊
※什麼時候能發現外星生命？哪怕是微生物！
※一張大口宛如外星生物 人類祖先可能長這樣
※外星生物究竟長什麼樣？說不定你見過
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