加利福尼亞州爾灣市—美國國家航空航天局（NASA）的天體生物學高階科學家瑪麗·沃伊泰克喜歡告訴其他研究人員，“人人都是天體生物學家；他們只是自己還不知道。”
她的意思是，解答目前天體生物學的核心問題——地球之外是否存在生命？——需要來自極其廣泛學科的投入，包括天體物理學、地質學、系外行星科學、行星科學、化學以及生物學的各個子領域。
從好的方面來說，這意味著天體生物學家可以利用大量的資源。但這也意味著像沃伊泰克這樣的人必須處理從所有這些科學領域湧入的大量相關資訊，並弄清楚如何讓這些學科的科學家協同工作。沃伊泰克和其他NASA代表在本週於加利福尼亞大學爾灣分校舉行的由美國國家科學、工程和醫學院主辦的“宇宙生命搜尋的天體生物學科學戰略”會議上，討論了他們如何處理資訊湧入以及該領域的跨學科性質。[我們是孤獨的嗎？科學家討論生命探索和外星人的可能性]
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資訊的湧入
2017年，美國國會對定義NASA宗旨和目標的法律進行了修訂：新的措辭明確規定，該機構應追求理解地球之外生命（如果存在）的性質和分佈。當然，NASA一直在尋找外星生命已經很長時間了，但新的措辭可能反映了一個事實，即即使是公眾（和國會議員）也意識到天體生物學領域正在升溫。
沃伊泰克在接受Space.com採訪時表示：“長期以來，我們在天體生物學領域所做的研究受到技術限制。” 但現代技術創新“為我們打開了局面”，她說，這意味著天體生物學正在看到來自各個方向的大量相關資訊，從醫學到行星科學。
以下是一些資訊來源的例子
美國國家航空航天局的開普勒任務揭示了地球太陽系之外存在數千個世界，這為天體生物學家提供了關於宇宙中不同行星型別的統計資訊，包括更好地瞭解類地世界可能有多普遍以及科學家最有可能在哪裡找到它們。
地球生物學家的研究揭示了我們星球上的生命形式，它們可以在極端環境中生存，例如海底或南極洲的冰原。與此同時，對土星和木星周圍冰冷衛星的研究揭示了這些衛星上存在地表下液態水海洋，從根本上改變了關於一個世界“宜居”意味著什麼的想法。其中一顆衛星，木衛二，是即將到來的NASA探測任務的主題，另外兩項“冰冷衛星”任務提案正處於不同的開發階段。
在天體物理學和行星科學中，研究人員正在共同努力，以找出是否有某些型別的恆星更可能擁有宜居行星，並回答關於行星的宜居性在其生命週期中如何變化的問題——例如，如果行星的母恆星溫度發生變化（大多數恆星都會發生這種情況），或者如果恆星周圍的行星改變了它們相對於恆星的位置，從而改變了它們的表面溫度。行星科學家和化學家還共同努力，弄清楚生命形式可能如何改變行星的大氣層，以便科學家可以從地球上探測到這些生物特徵。
生物學和化學方面的研究正在幫助科學家更好地瞭解天體生物學家如何識別其他行星上微生物生命的跡象，無論這些生命形式是否與地球上看到的生命形式相似。
正如他們所說，這只是冰山一角。在她的演講中，沃伊泰克引用了天文學家卡爾·薩根的一句名言：“如果你想從頭開始製作一個蘋果派，你必須首先發明宇宙。” 當應用於生命探索時，這句話本質上意味著，要理解生命是如何在宇宙中形成的（以及它是否是地球獨有的），就需要理解宇宙的整個歷史。（沃伊泰克說，對大爆炸的研究幾乎是唯一可能不適用於天體生物學的空間科學領域——但你永遠不知道。）
天體生物學的跨學科性質對沃伊泰克的工作產生了具體影響。她花費了大量時間來想出各種方法，讓來自不同科學學科的人們協同工作。這項努力的最大例子是建立了一個名為NExSS的專案，即系外行星系統科學聯盟。該專案彙集了來自地球科學、行星科學、太陽物理學和天體物理學的研究人員，以追求支援更大範圍的尋找外星生命的具體目標。美國國家航空航天局天體物理學家、NASA行星搜尋開普勒任務的專案科學家娜塔莉·巴塔利亞表示，當來自不同學科的人們即使在NASA內部也傳統上彼此隔離時，這可能會很困難。巴塔利亞是NExSS領導團隊的成員，她在會議期間透過電話談到了NExSS的一些專案目標，以及該專案的科學目標。
巴塔利亞說：“我們著手在NASA科學任務理事會內部的不同部門之間定義共同目標。” 該專案還旨在“打破”NASA各部門之間的“壁壘”，因為這些部門可能會“導致研究方面的筒倉思維”。
她說：“所以我們的想法是始終關注這些戰略目標，以及我們試圖實現的科學目標。”
2017年秋季，該機構批准了位於加利福尼亞州NASA艾姆斯研究中心的生命探測中心的資金。該中心將由外生物學研究科學家托里·霍勒領導，她也在會議上透過電話發言。該中心的主要目標之一是為與地外生命搜尋相關的科學論文提供線上組織系統。霍勒說，NASA的新線上系統不會僅僅搜尋共享相似關鍵詞的科學論文，而是會根據它們調查或討論的共同假設對論文進行分組，無論它們來自哪個科學學科，或者是否明確提及天體生物學。
沃伊泰克監督的另一個專案是與國家科學基金會（NSF）合作的關於生命起源的創意實驗室專案。該專案彙集了來自不同學科的科學家，讓他們共同努力，提出專注於地球上生命如何出現的創造性研究專案。根據該專案網站，參與者特別應該嘗試解決與“可以生成核酸或氨基酸以及可能聚合它們的小分子反應與滿足‘生命’工作定義的完全發達的系統之間的巨大鴻溝”相關的問題。2016年的專案產生了五個研究專案，這些專案將由NASA和NSF資助兩年。
定義生命
提出“生命”的“工作定義”是天體生物學界的另一個主要目標，沃伊泰克說，這仍然是一個遠未確定的領域。她說，在亞細胞水平上，極難提出一個特徵列表，該列表既可以描述所有已知的生命形式，又可以排除會被認為是無生命的物質。
沃伊泰克在她的演講中說：“如果你問100位科學家對生命的定義，你會得到110個生命的定義。”
即使科學家們還不能就生命的良好定義達成一致，沃伊泰克說，對於社群來說，在執行實驗或設計儀器時，使用清晰而具體的定義非常重要，即使該定義最終被證明是錯誤的。這樣，研究人員至少可以回顧並從他們收集的資料中學習到一些東西，因為他們的假設（以及他們正在尋找的“生命”形式）是具體而清晰的。沃伊泰克說，對生命的模糊定義會使以後更難解釋這些結果。
她告訴Space.com網站說：“這是一個快速變化的領域，你隨時提出的任何東西，在發表時都需要進化。” “我的演講的重點是，我們使用的生命定義需要清晰且有合理的辯護，並且一切都需要從該[定義]開始向前推進。”
NASA系外行星探索計劃的專案科學家道格拉斯·哈金斯在會議上透過電話發言，討論了過去、現在和未來的NASA任務如何為天體生物學做出貢獻。從該機構最大的望遠鏡，如哈勃太空望遠鏡和即將到來的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡，到前往火星的機器人任務，有許多天基任務可以為尋找地球之外是否存在生命的探索做出貢獻。
哈金斯說：“這是一個複雜的問題；這不是一個容易的問題。” “但這意味著，我們需要許多不同的專業知識，我們需要許多不同的工具，我們需要許多不同的科學視角來共同協作並有效地對接。”
沃伊泰克說，當她告訴研究人員他們的研究領域如何融入宇宙生命探索時，大多數研究人員都很興奮。
她說：“每個人都對參與回答這個非常重要的問題感到非常興奮。” “這非常有凝聚力。”
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