在SCIENCE公布的未来100个科学前沿问题中，我最喜欢的问题是人类是否是宇宙中孤独的存在？？在过去一年我进行的公益讲座活动中，也有人问过我这样的问题：当人类登陆上月球时，是否看见了上帝？？等等......很多人说深空探测活动似乎有关于神学和哲学，在此我只想从科学和工程技术的角度告诉大家：开展有人和无人深空探测的动机就是要认识宇宙，包括探测地球以外的生命，寻找生命的起源。
但是我们该如何开展这样的探测呢？一种方法就是从地球上的陨石中去寻找组成生命的有机分子。另一种方法就是登陆地外天体进行采样和化学分析来确定土壤或岩石中是否存在有机分子。
地球上组成生命的化学元素，比如碳、氢、氧、磷和硫，这些元素本身就存在于宇宙中很多不可能存在生命的环境中，探索地外生命的有效策略不是寻找特定的化学元素，而是寻找特定的元素排列，即分子，可以提供生命的基本化学活动的证据。
地球上的生命基于有机分子。一些有机分子简单，像甲烷、甲醇、甲醛，还有一些复杂很多，像蛋白质、氨基酸、核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）。超过半实际以来，天文学家在致密的星际云、彗星尾部、外层太阳系的冰质卫星和光环，以及土卫六和巨行星的大气层中发现了许多简单的有机分子。
1、来自地球上陨石的信息
美国卡内基研究所的科学家们日前在一块古老的陨石中发现了有机物存在的证据。据悉，该陨石的年龄几乎与太阳系相当。此前专家们也曾在偶然落入地球大气层的星际尘埃中发现过碳化合物的，但它们的形成时间均在4.5-10亿年之间。
通过分析陨石中氮和氢同位素的比例，科学家们最终确定出了其中碳化合物的形成时间。氮-15和氘(即氢-2)的剩余量表明，该陨石的形成时间几乎与太阳系相同。专家们指出，通常情况下，陨石在飞行过程中会受到各种宇宙粒子的侵袭，导致它们中那些最原始的物质遭到破坏。而新近发现的这块古老陨石由于受到硅酸盐外壳的保护，才使得其中的原始物质得以保存下来。
科学家们由此认为，那些更大的天体(例如小行星)中可能也包含有原始的有机分子。而在此之前，专家们普遍认为只有彗星和星际尘埃中代包含有有机分子。到现在为止，美国的“星尘”号探测器已成功采集到了部分彗星物质并将它们送回了地球。
此外我国科学家也从天外飞来的吉林陨石雨中收集到陨石进行分析中，发现了氨基酸、核苷酸等多种与生命物质有关的有机小分子，这为原始生命可能来源于宇宙其他星球提供了证据．化学起源学说认为生命起源于非生命物质．陨石中除含有大量的氨基酸等与生命密切相关的有机小分子，说明其它天体上可能存在或曾经存在生命，且该陨石的年龄与地球相同，约46亿年，由此说明地球上的生命来可能起源于宇宙，也可能是地球上的简单有机物进化来的。
2、来自地外天体采样样本的信息
目前科学家们正努力在宇宙中寻找有机分子信号，进而发现可能存在的外星生命，因为有机分子可创建蛋白质和酶等生命关键物质。在实验室内，科学家已经通过高科技手段模拟宇宙环境并创造出类似的生命基础分子，下一步将在科学家们的努力下，微型高效液相色谱-质谱仪可以通过探测氨基酸分子的“手性”来发现宇宙生命，调查对象包括太阳系内其他行星的冰冷卫星群、小行星以及位于柯伊伯带上的冰封天体。研究如何从太空岩石或者外星物质样本中探测到这些有机分子的信号。
高效液相色谱-质谱仪
来自格林贝尔戈美国国家航空航天局达德空间飞行中心的工程师斯蒂芬妮·盖蒂（Stephanie Getty）认为可通过实验模拟技术手段来发现宇宙中的有机分子，该发明已经被评选为戈达德空间飞行中心先进仪器领域的年度创新工作，并获得了由美国国家航空航天局天体生物学科学与技术仪器发展计划提供的120万美元，用于研发天体寒冷表面采样先进有机物质分析仪(OASIS)。该仪器可由探测器携带，如同我们将一间装备精良的地球实验室送往另一颗小行星或者太阳系内的某一天体上，当探测器抵达后就可以展开对有机分子信号的探索。
借助冰冷天体表面采样先进有机物质分析仪，我们可以更进一步了解到太阳系中是如何形成有机化合物，以及哪些地方具备演化出生命的潜力。最新打造的先进天体有机物质分析仪较以往研发的探测器液相色谱质谱仪具有强大的探测能力，敏感度提高了近100倍。
根据目前掌握的信息，在太阳系的其他地方或者太阳系以外的宇宙天体都有可能存在氨基酸分子。氨基酸作为蛋白质的重要组成模块，可指示宇宙生命存在的关键信息，而蛋白质是一类生物大分子、复杂的有机化合物，被认为是地球生命的重要成分，其所形成的酶几乎参与到所有的细胞活动中，可调节细胞内化学反应的速度。
这就像26个英文字母可组成无数个英文单词，仅20多种不同的氨基酸可形成数百万计的不同蛋白质分子。重要的是，氨基酸有一个有趣的特点，由于碳原子的共价键形成的空间结构使得氨基酸分子基团的排列呈现非重叠现象，就像我们的左手和右手一样，只有的镜子中才可能完全重叠，因此氨基酸便具有“手性”的性质，同一个氨基酸一般都有与之对应的手性分子。上图中显示的便是氨基酸分子的手性图示，对于互为手性的氨基酸分子就像一面镜子形成了对应结构。
鉴于氨基酸分子具有手性特征，由此就有了左手性还是右手性之分，科学家们通过偏振光的照射发现地球生命分子几乎都是左手性，即由左旋氨基酸构成，并推测产生这种倾向性的原因是否一种随机过程，携带了左旋氨基酸分子的陨石坠落在地球上，最终使得地球生命几乎都是“左撇子”。为了找到答案，戈达德天体生物学分子实验室就了富碳陨石以及从彗星上收集到的细小微粒，结果发现在许多存在氨基酸的陨石样品中都是左旋性质。这表明在宇宙空间中存在左旋氨基酸的起源，而且尤其在小行星上体现得较为充分。
然而，太阳系中其他天体上是否存在类似的现象呢？行星环境是否对氨基酸的左旋和右旋特性产生决定性的影响？科学家认为先进天体有机物质分析仪的任务之一便是确定氨基酸左旋和右旋比率。早在1970年代，科学家就在海盗探测器上使用气相色谱-质谱仪来寻找火星有机物质，好奇号火星车也搭载了行星化学实验室来研究火星岩石样本中的有机物质。
3、结论
众所周知，生命需要液态水，像热量或者阳光这样的能量来源，丰富和复杂的有机分子。来自陨石和行星探测采样的样本信息中发现氨基酸有力地支持了这一理论：对生命至关重要的分子形成于非生物的环境，包括太阳星云盘、彗星、星子。生命在宇宙中或丰富的存在或者稀有，但是组成生命的原料物资却是到处可见的。
对于未来人类将开展的登陆月球和火星探测，您是否也和我一样，期待着早日发现地外生命存在的直接证据呢？
（本文来源于网络综合）
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