# 娜塔莉·卡布罗尔：寻找外星生命

> 行星科学家娜塔莉·卡布罗尔谈极端环境中的生命、火星探测与搜寻外星生命的可行路径。

- 原标题：#348 – Nathalie Cabrol: Search for Alien Life
- 期数：第 348 期
- 发布日期：2022-12-19
- 嘉宾 / 主题：娜塔莉·卡布罗尔：寻找外星生命
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> 本文为 lex.qiaomu.ai 基于原始访谈的 AI 改写中文精读，非官方翻译；引用请注明出处并链接网页版。

娜塔莉·卡布罗尔（Nathalie Cabrol）在海拔六千米以上的火山湖里做过自由潜水，创下过高海拔自由潜水的女子世界纪录。她穿着潜水服，下潜到安第斯山脉那些空气稀薄得让人头晕的湖里。湖底的微生物群落可能是火星上曾经存在过的东西在地球上的镜像，这是她一次次往下跳的理由。

她是 SETI 研究所卡尔·萨根生命宇宙研究中心（Carl Sagan Center for the Study of Life in the Universe）的主任。SETI 这个词，绝大多数人第一反应是「找外星人」，是射电望远镜、是科幻电影里那种信号接收器。卡布罗尔做的事情，一半时间在分析火星轨道器传回来的数据，另一半时间在高原上背着气瓶往湖里跳。

Lex 问她，你这份工作要是发招聘广告，是不是得写成一百多年前沙克尔顿招募南极探险队员那种文案：危险旅程，微薄薪水，刺骨严寒，数月极夜，九死一生，有意者从速报名。

她说根本就没有这么一份招聘广告。

## 问题决定你去哪儿，不是反过来

科学家的路径常常是这样走出来的：脑子里先长出一个问题，然后这个问题逼着你去找一个能回答它的地方，最后那个地方可能在地球上最不讲理的一片荒原里。

卡布罗尔读博的时候研究火星上的水，具体看的是河谷、是水的历史演化。到了博士后阶段，她开始盯另一件事：那些水后来积在哪儿了。当时整个领域的注意力都在河道、在灾难性的洪水冲刷、在渗流，没多少人认真讨论「积水的湖」和「积水的海」。她回忆那场学术争论时说得很轻描淡写：大家在这种问题上都有点犹豫，来回拉扯了一阵。

她和她丈夫一起提出，火星上的撞击坑里可能有过湖。为什么非得是撞击坑？因为当时能用的数据只有维京号（Viking）的，分辨率和地形测量精度差到没法在地表上找出一片真正低洼的区域。

> 唯一确定的信息是，地上有一个坑，那就是撞击坑。（卡布罗尔）

换句话说，是数据的分辨率逼着人做出了一个技术性选择。这个选择本身谈不上优雅，它是当时唯一的出路。

维京计划 1976 年登陆火星，两个着陆器加两个轨道器，那是人类第一次真正把脚踩在火星表面上，虽然它们不会动，只是坐在那儿。

到了九十年代，卡布罗尔还在用维京的数据。火星全球勘测者（Mars Global Surveyor）还没上天，她硕士论文和博士论文都靠这批老数据做完，前前后后干了二十年。她拿到的第一笔启动经费，四万美元，是一笔自由支配的小额基金。

这笔钱在当时看来微不足道，但它开启的是一条完整的思维链条：先搞清楚三十五亿到四十亿年前火星的环境是什么样，再在地球上找一个类似的环境，再看看那种环境里还能活下来什么生物，最后反推，要什么样的仪器、什么样的分辨率，才可能把那点残余的生命信号从石头上抠出来。

## 从「火星人」到「火星微生物」，人类只用了三个月

水手四号（Mariner 4）是第一个成功拍到火星照片的探测器。在它之前，人类的期待被望远镜喂养了几百年。火星有极冠，有季节，自转轴倾角和地球几乎一样，看过去跟地球相似得让人浮想联翩。

> 当时的很多人以为我们会看到水晶城市、看到穹顶，看到另一个太阳系里与人类平行演化出来的文明。（卡布罗尔）

照片传回来，火星看起来像月球。失望是巨大的。

然后水手九号（Mariner 9）来了，一切翻盘。中间还插了一段戏剧性的插曲：火星恰好爆发了有记录以来最大的全球性沙尘暴，轨道器绕着火星飞了三个月，什么也看不见。等尘埃落定，火山、峡谷、古河道、沙丘场、极冠一个接一个冒出来。

卡布罗尔说了句很有意思的话：我真要跟你描述火星，不需要造任何新词。有山、有谷、有沙丘、有冰盖，全是地球上现成的词汇。火星文明的神话就此破灭，但科学家的想象力反而被点着了，因为眼前这颗星球变得完全可以用已知的地质语言去描述。

维京计划随即被推上快车道。当时卡尔·萨根（Carl Sagan）、克莱因（Klein）这些人已经在琢磨怎么设计实验去测火星上有没有生物学活动。维京上面那几台实验就是这么来的。

结果是一团混乱。到今天还有人坚信维京当年发现了火星生命，因为其中某个实验给出了一个奇怪的信号。主流的看法是，那可以用今天已经观察到的化学反应解释掉。

> 数据太混乱了，混乱到 NASA 决定：如果我们真的想认真找火星生命，就必须先搞清楚环境。因为生命和环境是共同演化的。（卡布罗尔）

这句话是整个访谈里最关键的一条方法论。生命和环境之间的关系，像先有场地再放球员那样简单。一颗行星提供了物理化学的边界条件，这些边界决定了生命能不能出现；一旦生命出现，它会反过来改造这颗行星。

地球历史上最大的一次「生命改造星球」事件，是 32 亿年前大气里被注入大量氧气。这件事改写了整个地球的表面化学，也改写了我们从太空中看过去的光谱特征。

所以找火星生命这件事，变成了一个二元方程组：你知道环境，但不知道生命；你知道生命可能存在，但不知道当时的环境。两个未知数。维京的失败，本质上是一次解题顺序上的错误。

## 如果火星上真有过生命，它会留下什么

地球用掉了自己地质历史的 82%，才从最简单的微生物走到复杂生命。这里说的「复杂」，还不是指人类，是指动物。

火星比地球小，磁场丢得很快，大气也丢得很快。假如生命在火星上真的出现过，那么当环境开始恶化时，它大概还停留在简单生命阶段。而那个恶化的时间点，距离行星形成还不到十亿年。

所以今天的火星表面，几乎不可能留下任何活的东西。能指望的只剩下形态学和化学的痕迹。

形态学上最好的参照物是叠层石（stromatolites），一种由微生物一层一层堆出来的岩石构造。我们已经知道怎么识别它们。化学层面上，盖尔陨石坑（Gale Crater）有个耐人寻味的问号：那里检测到碳 12 的富集。碳 12 在地球上通常被生命优先利用，但非生物过程也能造出同样的信号。

> 所以它本身算不上真正的生物标志物，但它让人忍不住盯着看。（卡布罗尔）

再加上甲烷。这两样东西凑在一起，构成了一个既不能证实也不能证伪的悬案。三十五亿年前的火星，表面被撞击事件反复撕碎，但确实还有一些极古老的岩石幸存下来了。火星车之所以都往古湖泊和撞击坑跑，就是因为那里的石头够老，老到有可能保存下那个窗口期的记录。

撞击坑这件事，对生命既是建设也是毁灭。构成生命的那些砖块，也就是碳、氢、氧、氮、磷，是星球吸积过程中由小行星和彗星一路带过来的。一颗小行星砸下来，毁灭性惊人，但它同时也把生命的原材料和大量能量一起送到了现场。如果周围环境合适，说不定就能凑出一锅汤来。

## 泛种论不解释生命的起源，它只负责送货

这就引出了泛种论（panspermia）：彗星和小行星体内本来就带着生命的建材，只要落在条件合适的行星上，就有可能把它「种」下去。

Lex 追问，你心里有多大比例相信，地球或火星上的生命其实是别处送来的？

卡布罗尔把这个问题拆开了。

> 泛种论是一种载体，是一种可能的运输机制，它把生命的材料撒得到处都是，但它并不解释生命是怎么起源的。（卡布罗尔）

这个区分很重要。很多人把「原料到处都是」和「生命一定会出现」混为一谈。实际上，构成我们的那些元素在星际介质里极其普遍，宇宙中到处都是，它们只是在等一个合适的环境。而那个环境需要什么，地球已经给出了答案：水、能量、庇护所、营养。

Lex 抛出了一个颇为激进的设想：既然地球文明也许只能再撑几百年，不如造一门「生命炮」，把地球上的微生物打包射向宇宙，主动制造泛种。他甚至分了两个层次：一个是把人类意识、复杂信息复制出去，另一个更简单粗暴，直接把一堆细菌、一堆地球上最皮实的生物扔出去。

卡布罗尔提醒他，后面这个方案送出去的东西是活生生的生物体，已经越过了「建材」的范畴。这确实是一条捷径，但它绕过了起源问题，算不上回答了起源问题。

至于把 DNA 存进各地的保险库、或者存到月球上，这类项目现在已经在做了。有人真的在讨论把 DNA 放到月球。再往前一步就是超人类主义：用 AI 和机器学习去增强人类本身。

她的回应带着一种长辈式的清醒。

> 备份当然是好事。但对我来说，照顾好这颗行星，回到与环境和 equilibrium 的状态，也许才是最好的备份。然后让演化去做它该做的事。（卡布罗尔）

她接着说了一句相当不客气的话：我们现在像是一群青少年，脑子够用，能造出很酷的工具，但脑子还不够用，理解不了自己在做什么的后果。而账单现在已经开始寄到家里了。

放在德雷克方程里，这就是那个 L，智慧文明能维持可探测状态的时间长度。文明从雷达上消失的方式有好几种：自我毁灭、被外部事件抹掉，或者进化到与宇宙完全同频、彻底融进背景噪声里，从此不可分辨。

还有些更野的猜想。有人提出，我们观测到的暗物质，说不定就是某种生物过程。卡布罗尔没有为这类猜想背书，只是把它摆出来，作为一种可能性存在。

## 一百二十三种定义，和一种「不知道生命是什么」的诚实

访谈进行到这里，话题从火星转向了更根本的地方。

> 关于生命，我们有一百二十三种定义。也有人说，我们其实一个定义都没有，我们只有对生命的描述。（卡布罗尔）

这句话听起来像玩笑，实际是这门学科的真实处境。我们要找的东西，连它是什么都说不清，手上只有几条关于它性质的线索。

最早的一条线索来自薛定谔，四十年代那本《生命是什么》。当代最常被提起的是杰里米·英格兰（Jeremy England）的生物物理论：生命是热力学的必然结果，是抵抗熵增的最优解。

如果这个说法成立，那意味着生命在地球之外同样成立，它是物理学在宇宙任何角落都会给出的同一个答案。物理学处处相同，那么生命就可能处处渗透。

卡布罗尔提出了一个我读到时停下来想了很久的类比。

她让读者去看人类语言的结构。语言千差万别，但功能完全一致：交换信息、存储信息、理解信息。一个细胞做的事情，本质上也是这个。

再看语言的层级：先有字母，字母组合成音节，音节组合成词，词本身只是静态的指称，得有动词给它方向，然后才是各种补语。

生命的层级是：原子，原子组成无机分子，无机分子变复杂，然后是更复杂的无机分子，再到有机分子，再到 RNA、DNA。

> 我们的语言结构，和生命的结构是同一套脚手架。我们只是在重复同一种模式。我管这个叫曼德博宇宙、分形宇宙，因为它本来就是这样。（卡布罗尔）

字母对应原子，音节对应简单分子，词对应有机分子，动词对应 RNA 和 DNA，补语对应蛋白质和各种调控层。这个类比在严格科学意义上当然算不上证明，但它提供了一个视角：信息处理这件事，从一个细胞到一门外语，走的是同一条路。

所以她说，我们该往内看，而不只是往外看。我们本身就是生命的表达。搞清「生命的本质」，比搞清「哪里有生命」更有价值。因为一旦抓住本质，你就得到了一个通用的生物标志，它不再依赖对方是否使用和我们一样的生化反应。

## 宇宙大概率到处是蓝细菌，复杂生命则是另一回事

为什么找「像我们这样的生命」这件事算不上偏见？她给了两条理由。

第一条是元素的代际。构成我们的碳、氢、氧，是上一代恒星死亡时锻造出来的。我们的太阳属于最年轻的一代恒星。第一代和第二代恒星基本只有氢和氦，或者金属极其贫乏，它们造不出这些东西。它们死掉，才有了太阳这样的恒星，才有了我们这套化学。

第二条是分布。开普勒（Kepler）、TESS，以及现在的詹姆斯·韦布（James Webb），已经在告诉我们，宜居带里的行星数量惊人，类型也极其多样。像太阳这样的恒星数不清，但更有意思的是别的类型恒星：它们也有宜居带，而寿命最长的那类，可以比太阳长一千倍。

一千倍是什么概念？太阳的寿命大约一百亿年。在这类恒星周围，一颗行星可以稳定地宜居上万亿年。你可以在那种地方尽情想象会发生什么。

而简单生命出现得极快。地球上的生命几乎是一有条件就冒出来了。因此她的判断是：

> 宇宙里大概到处是蓝细菌。但复杂生命，那是另一回事，需要更多时间。（卡布罗尔）

复杂生命跃迁的扳机在哪里，至今没有答案。寒武纪大爆发把地球推向了今天的我们，但中间插了一杠子恐龙，恐龙又被小行星抹掉。如果那颗小行星没来，演化的走向会完全不同。

她提到几层变量，层层叠加：

- **星系位置。**我们在银河系的宜居带里。太靠近中心，恒星密度太高，太阳系外围的奥尔特云（Oort Cloud）会被引力扰动撕开，彗星被大量抛向内太阳系，撞击频率飙升。再加上辐射，银河系中心是个不折不扣的危险街区。
- **气候历史。**有一个还在等观测证实的假说：演化的大跳跃似乎与「雪球地球」事件相关联。直觉上你会认为全球冰封应该导致生命萎缩，但每次雪球事件之后，反而出现了演化上的大跃进。为什么，不知道。
- **大灭绝。**百分之九十的物种被抹掉的地质事件，会重新洗牌演化的方向。

所以，一颗比地球宜居得多的行星，会不会走出和地球一样的路？她的回答是不确定。取决于灭绝事件，取决于气候，取决于一堆我们还列不全的变量。

但有一点她说得很确定：在寻找生命起源这件事上，我们有偏见，而且这种偏见是合理的。因为地球是唯一的模型，而这个模型背后有数字支撑，这就是中庸原则（principle of mediocrity）。地球极有可能代表着一大类行星。

当然，别的生物化学也存在。土卫六（Titan）就是候选：那里有碳氢化合物的湖、有雨、有一整套完全不同的溶剂体系。我们正在往那儿去，去了就会学到东西。

而寻找「生命的本质」这件事，没有这种偏见。因为物理学在宇宙各处都一样。

## 「宇宙正在通过我们变得有生命」

卡布罗尔提到量子物理里那种非局域的关联，光子与光子、原子与原子。她说自己可能是在错误地把两件事拼在一起，但在她的图景里，宇宙处处相连。

Lex 顺着这个往下推：那生命的连接也是一种渗透整个宇宙的东西。找到别处的生命起源，只是让「生命的本质」在我们眼前显形。

> 我认为我们最大的成就，会是找到那个过程本身。到那一刻，宇宙会用它自己的生命力把自己点亮。我只能管它叫一种活的力量。（卡布罗尔）

她描述的是一个随时间变得越来越复杂、越来越能收集信息、并且最终回过头来理解自己的宇宙。萨根那句话在这里落地了：我们是宇宙理解自己的一种方式。

然后 Lex 说出了他心里那点不太舒服的东西。他看着 AI 在自然科学里的突破，蛋白质折叠、物理模拟，忍不住想：最终解开生命本质之谜的，可能不是人，是 AI 系统。这让他有点难过。

卡布罗尔的回答很干脆：她还不买账。

> AI 没有意识。AI 是人造的，所以它是工具，一个极其聪明的工具。只要我们造它、用它当工具，它就还是工具。（卡布罗尔）

她说这行当里关于奇点的喧嚣，有大量是科幻电影添的柴。

Lex 正面顶了回去。他举 AlphaZero 对 Stockfish 的例子：AI 确实比最强的人类棋手更强，而且强的方式是人看不懂的。它会牺牲一个兵、一个后、一个象，人类棋手先是直觉地感到「这可能有道理」，然后发现自己其实并没有真正理解。他说，你可以坚持 AI 没有意识、不像人那样「懂」，但那套程序里确实存在一种人类不具备的智慧和知识纵深。AlphaFold 在蛋白质折叠上也是如此，把 AI 用到核反应模拟上也是如此。人类用诗意的直觉去触碰生命的本质，但真正的理解可能来自一个计算能力远超我们的系统。

卡布罗尔的反驳换了个角度：那套工具本身是人类给自己造出来的能力延伸。

> 如果这个工具能给我一个新的视角，那它就是工具。我们正在跳进对宇宙更深一层的认知里，不管是通过我们的大脑，还是通过另一种收集信息的方式。（卡布罗尔）

她说，人类一直就是这么干的：造工具，然后把工具整合进思维方式。下一代人从小泡在这些工具里，会把它们当成理所当然。现在很多人的心智已经和互联网长在一起了，记忆方式被重新配置，不再需要背诵大量事实，因为随时可以查。资源被从「死记硬背」重新分配到「思考」上。

## 她说的奇点，是人类与技术的共同演化

她在一月要出一本书，先出法文版。英文稿其实早就写好了，是先从英文写的，再自己译成法文，现在在找美国的出版社。

书里有个核心观点：人类正在与技术共同演化，与环境的共同演化正在被替换掉。

这在她看来才是真正的奇点。

紧接着她给了一个诊断，这个诊断值得单独拎出来：我们为什么把环境搞砸了？为什么面对大流行病反应如此糟糕？因为我们已经和环境脱节了。

过去，你获取信息的渠道就是这颗行星本身。环境给你什么信号，你就适应什么信号。现在，信息来自网络、来自手机，而且没有任何过滤层。

> 你没有办法判断这些信息是不是真的。（卡布罗尔）

Lex 在这里又一次打断，说他要反驳。文字稿在这里断了。但前面这一段已经足够清楚：一个研究生命起源的人，最后把矛头指向了信息生态。

这跟跑题沾不上边。她的整条思路是连贯的：生命是什么？是收集信息、交换信息、保存信息的能力。那么当一个物种的信息来源被切断、被污染、被从环境里剥离出来，它在生命演化的坐标上处在什么位置？

她前面说过，生命想要尽可能多地获取周围环境的信息，而复杂性就是获取、交换、保存最多信息的能力。用这把尺子量自己，结论不太好看。

## 能带走的东西

这场对话横跨火星地质、生命定义、星系宜居带和信息生态，散得很开，但底层有一条线：搞清楚「生命是什么」，比搞清楚「哪里有生命」更根本。前者一旦有答案，后者自动变成工程问题。

对读者来说，能落地的东西有这么几条：

- **用问题的形状去找地方，别用手边的地方去找问题。**卡布罗尔研究撞击坑里的湖，起因是当时的数据分辨率只允许她看撞击坑。约束条件不掩盖问题，它塑造问题。
- **看到「原料到处都是」时，别急着推「生命一定会有」。**碳氢氧氮磷在星际介质里极为普遍，但普遍的是建材，建筑还差得远。中间隔着一整套还没搞清的环境条件。
- **关注「生命的本质」这类基础问题，它们的回报周期长，但一旦突破就是通用解。**一个不依赖地球生化体系的生物标志，价值远超在任何单一行星上的一次确认。
- **把信息摄入当成一件需要过滤的工程来对待。**卡布罗尔说人类和环境脱节、信息没有过滤层，这话对个人同样成立。你每天接收的信息里，有多少是这颗行星直接给你的，有多少是算法喂的，这个比例值得定期盘一次。
- **对 AI 保持工具视角，同时承认它在某些领域已经产生了人类无法直接理解的知识。**这两件事可以同时成立。你可以既不同意奇点叙事，也承认 AlphaZero 在棋盘上看到了人类看不见的东西。

最后留一个她自己给出的判断，值得反复咀嚼：我们现在像一群握着先进工具的青少年。工具本身够好，问题出在成熟度上。而成熟度这件事，没有捷径，只能靠把后果一个个吃下去，慢慢长出来。