在火星上尋找生命：維京實驗團隊成員反思引發爭議的發現

帕特里夏·斯特拉特曾擔任有史以來最受爭議的火星實驗之一的聯合實驗員：維京號火星著陸器上的標記釋放儀器。該實驗的首席研究員吉爾伯特·萊文至今仍堅持認為該專案發現了外星生命。大多數科學家對這種解釋表示懷疑，但這個問題從未得到完全解決。

1976年，當維京1號和2號在火星著陸時，它們各自攜帶了幾種儀器來研究這顆行星並尋找生命跡象。標記釋放實驗將少量火星土壤樣本與含有營養液和一些放射性碳的水滴混合。然後，該儀器對內部腔室的大氣進行取樣。如果檢測到放射性碳，人們認為土壤中的微生物肯定已經代謝了營養物質並釋放了碳。相比之下，加熱到被認為會殺死微生物的溫度的對照版本週圍的空氣應該沒有任何放射性碳。

這基本上就是研究人員發現的結果——然而，維京號的其他實驗沒有發現生命跡象或支援生命所需的有機化合物。許多科學家得出結論，這些結果太好而不令人相信，並且這些發現可以用火星土壤中諸如高氯酸鹽等活性化學物質來解釋。

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現在，斯特拉特出版了一本回憶錄《帶著愛去火星》，講述了太空歷史中這一章節的內幕故事（可在www.tomarswithlove.com上找到）。《大眾科學》與斯特拉特談論了規劃實驗和分析結果的動盪過程，以及如果紅色星球上確實存在生命，那麼火星探索的風險。

【以下是經過編輯的談話記錄。】

您一直對太空感興趣嗎？

到我 12 歲時，我就可以識別出我長大的地區的所有主要星座。

1969 年，我在電視上觀看了登月，這真的讓我興奮起來。當時我還是約翰·霍普金斯大學的助理教授，從事分子生物學和酶系統方面的工作，這與任何與太空有關的事情都相差甚遠。我決定要做出職業轉變。

您是如何參與維京號的？

那是 1970 年，設計了標記釋放生命探測實驗的吉爾·萊文聽說我正在考慮換工作，就打電話給我面試。當時我真的對離開學術界去私營企業不感興趣。但我見到了吉爾，覺得他非常迷人。他剛剛得知他的實驗被美國宇航局選中送往火星，他希望有人來實施這個實驗，因為他有一家公司要經營。我所有的朋友都認為這是一次自殺式的職業選擇，但這聽起來太令人著迷了。

開發標記釋放實驗的過程是怎樣的？

這是一項重大、重大、重大的努力。在最初的幾年裡，我們致力於完善科學，並與工程師合作開發硬體，在開發過程中進行測試。

1973 年秋季，首次在飛行儀器中對所有三個生命探測實驗進行了測試。所有三個都失敗了。這引發了一場重大危機。我們不停地開會，並且 24/7 全天候工作，以修復和測試硬體，使其為發射做好準備。當生物儀器被送往佛羅里達州卡納維拉爾角進行發射時，我們仍在分析資料。

維京號於 1975 年發射，並於 1976 年在火星著陸。那是什麼感覺？

我去了加利福尼亞州 [噴氣推進實驗室 (JPL)] 觀看著陸，而且一半以為它會墜毀。整個團隊都在那裡。著陸器大約在午夜左右從軌道飛行器上釋放，並用降落傘降落。我們有一個可以觀看的大型電視螢幕，上面有幾列數字，最後一列顯示著陸器在火星表面以上的高度。我清楚地記得看到這些數字閃爍。當著陸器接近表面時，我看到的數字是 1,300 英尺、600 英尺、50 英尺，然後是絕對的寂靜。我心想，“它肯定墜毀了。”突然，揚聲器裡傳來了“我們已著陸”。這太令人興奮了。大家靜止了一秒鐘，然後整個噴氣推進實驗室都響起了歡呼聲。我試圖在我的書中傳達這種興奮之情。

您對最初結果開始出現時的記憶是什麼？

標記釋放實驗在第 10 個火星日 [維京號在星球上的第 10 個火星日] 開始。第一個資料大約在晚上 7:30 出現。我當時在計算機旁，周圍是吉爾·萊文和其他幾位團隊成員。我操作鍵盤並點選列印按鈕。然後，計算機打印出前九個小時的資料點。我看了看，說：“我的天哪，它是陽性的。”不僅儀器在工作，而且結果是陽性的。這真是太令人興奮了。我們召集了整個生物學團隊，試圖瞭解它的含義，因為第二天早上我們將在新聞釋出會上報告這些結果。

大多數團隊成員都認為你們發現了生命嗎？

哦，不。我們也沒有被說服。該實驗由兩部分組成：一部分是將微量營養素新增到活性土壤樣本中；第二部分是在新增營養物質之前對重複的土壤樣本進行熱滅菌，理論上是為了殺死可能存在的任何微生物。活性樣本和熱滅菌對照樣本之間的差異將定義為陽性反應。因此，我們必須等待下一個週期，即下游的另外 15 個火星日，才能執行對照。令人驚訝的是，對照是陰性的。那時候爭議才真正開始。

結果符合任務前對陽性生命反應的定義。但是，當然，當我們得到它時，每個人都提出了替代方案來解釋非生物學的結果。

您當時是怎麼想的？

我很震驚，但對這些非生物學假設非常感興趣。我們當時可以說的是，結果與生命反應一致。我還沒準備好說我們有生命反應，尤其是在考慮到所有反對意見的情況下。

我們試圖想出一種方法來區分它是生物反應還是化學反應。我們已在 160 攝氏度下對對照樣本進行了熱滅菌。有人提出，如果我們能以某種方式降低滅菌溫度，我們可能會加強生物學解釋。如果 50 度左右殺死了活性反應，那麼這將強烈表明陽性反應是生物性的。很少有化學物質會被 50 攝氏度破壞。然而，我們預計如此低的溫度會對火星微生物產生重大影響，因為火星的環境比地球冷得多。

事實證明，需要兩個加熱器才能達到 160 度。我們估計，僅使用其中一個加熱器會將土壤加熱到大約 50 度。當我們在火星上進行此操作時，它顯著降低了陽性反應。這相當有力地證明了活性反應是生物性的。然而，可能存在某種化學物質會產生相同的結果。不過，沒有人能夠找到這樣的化學物質。

吉爾·萊文一直直言不諱地說，標記釋放實驗在火星上發現了生命。您同意嗎？

起初我不同意。在 90 年代中期，吉爾認為，既然沒有人發現合適的非生物學物質，那麼就有足夠的證據表明我們在火星上發現了生命。我不同意他的觀點。但是，四五年後，當越來越多關於火星上存在微量水的證據被發現時，我開始同意，是的，我們確實發現了微生物生命。需要注意的是缺乏有機分子。在火星上發現了一些複雜的有機物，但他們還沒有發現像丙氨酸和甘氨酸這樣的簡單有機物 [據推測生命需要這些物質]。

您如何看待維京號之後的火星任務？

我很失望，最近的任務沒有尋找生命。他們研究了環境及其作為棲息地的潛力。我只是不理解。他們應該繼續進行第二次維京任務，以驗證並進一步描述陽性的標記釋放結果。

現在他們正在談論火星樣本返回任務和載人火星任務。雖然非常令人興奮，但我擔心回溯汙染問題。你不能把人送到火星再返回，而不把火星土壤帶回地球。而且火星上確實可能存在生命，無論標記釋放實驗是否發現了它。人們在計劃未來的任務時真的需要記住這一點。我認為在我們瞭解更多資訊之前，我們應該非常謹慎地返回樣本。

您如何看待對您實驗結果的持續爭議？

我會說這令人興奮。我們可能認為我們在火星上發現了生命，但我們很久都不會知道真正的答案。我希望看到更多生命探測實驗儘快被送往火星，以證明或反駁它。