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“想象力比知識更重要。因為知識僅限於我們現在所知道和理解的一切，而想象力則涵蓋了整個世界，以及未來所有將被知道和理解的事物。” ~阿爾伯特·愛因斯坦
2007年，哥倫比亞國立大學的一些研究生開始對天體生物學（即探索地外生命）產生興趣。 他們的教授們對這個領域不屑一顧，告訴學生們這不是一門嚴肅的科學，但這些年輕的研究人員並沒有被勸退。 他們在沒有任何教師支援的情況下，組建了自己的跨學科小組 哥倫比亞天體生物學研究所 (IAC)，並投身於研究和教育事業。
IAC主任豪爾赫·布埃諾說：“最初的工作非常困難。” “很多人認為天體生物學是科幻小說。” 在演講活動中，科學家和公眾都提出了關於火星入侵和飛碟的問題，無法相信天體生物學是一門嚴肅的學科，是建立在硬科學基礎上的。
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但是，參與天體生物學研究的研究人員不是在宇宙中尋找尤達和外星人這類人物的騙子或狂熱分子。 通常，他們是物理學家或生物學家，儘管越來越多的化學家、地質學家、海洋學家和工程師也加入了天體生物學家的行列。 是的，他們的抱負是遠大的：研究宇宙中生命的起源、性質、演化和未來，包括地球上的生命。
美國宇航局天體生物學研究所 (NAI) 主任卡爾·皮爾徹說：“天體生物學探討的問題與人類文明一樣古老。” “生命是如何開始和進化的？其他地方有生命嗎？生命在地球上和地球以外的未來是什麼？天體生物學將現代科學工具應用於這些深刻的問題。”
天體生物學家研究生物體，以確定是什麼使它們不僅僅是一袋蛋白質、脂類和糖類。 他們研究極端條件，以確定是什麼使地球的環境獨一無二。 科學技術的進步使得對曾經完全屬於哲學、宗教，是的，還有科幻小說領域的話題進行嚴謹的定量研究成為可能。
左圖：IAC 主任安德烈斯·莫雷諾（左）和豪爾赫·布埃諾（右）與委內瑞拉天體生物學家朱利安·切拉-弗洛雷斯（中）。 喬丹·卡爾姆斯攝。
事實證明，使天體生物學成為某些科學家懷疑物件的特徵，也正是使其成為如此強大的教學工具的特徵。 地外生命的主題是激發學生對科學興趣的絕佳方式，因為它既能激發他們的想象力和好奇心，又能挑戰他們的智力。 IAC 將天體生物學稱為“想象力的科學成果”，它開發了基於天體生物學的科學課程，面向 5 至 18 歲的學童，目前正在全國各地的教室中實施。
布埃諾說，在傳統的哥倫比亞學校系統中，學生們被教導，研究和調查是那些達到最高教育水平的人的特權，而年輕學生天生的好奇心受到了壓制。 布埃諾希望 IAC 的專案能夠鼓勵一種新的教育模式，在這種模式下，允許年輕學生將自己視為主要研究者，並將自己視為能夠提出值得回答的問題的人。
透過這種新的課程，鼓勵學生們放飛想象力，集思廣益地思考地外生命可能是什麼樣子，可能生活在哪裡，以及可能如何被探測到，但隨後他們也被要求批判性地評估自己的想法，將科學知識應用於他們的問題，並將他們的思考轉化為基於他們所學的物理學和生物學的可檢驗的假設。
右圖：IAC 與哥倫比亞各地的學校團體合作。 照片由哥倫比亞天體生物學研究所提供。
布埃諾指出，天體生物學是讓兒童和青少年對所有與科學、技術、工程和數學相關的事物產生興趣的好方法。 年輕時就培養了對外星生命興趣的學生，可以將他們的定量技能用於研究導致傳染病的微生物，或者建造摩天大樓，就像他們可以研究生活在極端條件下的微生物，或者建造用於行星探索的機器人一樣容易。
最終，IAC 的活動獲得了支援。 去年 11 月，它成為 NAI 的附屬機構。 NAI 是負責促進、開展和領導天體生物學研究的國際機構，儘管它與歐洲和澳大利亞的許多團體建立了合作伙伴關係，但 IAC 是拉丁美洲的第一個此類附屬機構。 “我們非常高興，但責任重大，”布埃諾說。 他希望 IAC 正在開發的專案最終能夠惠及遠超自己國家邊界的學生。
布埃諾認為，哥倫比亞研究所對公共宣傳和教育的堅定承諾是使其與其他地區天體生物學組織區別開來的因素。 美國宇航局計劃在整個拉丁美洲和美國講西班牙語的社群中分發 IAC 的西班牙語材料，以教育和鼓勵下一代天體生物學家。
皮爾徹說：“在申請成為 NAI 的附屬合作伙伴之前，IAC 已經在哥倫比亞的高中教育中引入天體生物學方面取得了很大的成就。” “他們還表現出極大的熱情來擴充套件他們的活動。”
各個層面的科學傳播一直是 IAC 的重點，IAC 正在努力使所有講西班牙語的人都能獲得與天體生物學相關的材料。 除了為其他專家翻譯科學論文外，布埃諾和 IAC 的助理主任安德烈斯·莫雷諾還合著了《Astrobiología: un Universo de Vida》（天體生物學：生命的宇宙），這是拉丁美洲有史以來出版的第一本面向普通讀者的天體生物學書籍。
左圖：布埃諾和莫雷諾希望用他們的書《Astrobiología: un Universo de Vida》來抓住公眾的想象力。 喬丹·卡爾姆斯攝。
由於布埃諾和莫雷諾都接受過生物學家的培訓，他們的書最全面地涵蓋了生命科學的概念，但作者也將物理學和行星科學融入到他們的討論中，讓讀者在 212 頁中體驗從宇宙起源到進化再到太陽系外行星的一切。 正文穿插了理查德·費曼和查爾斯·達爾文的名言，但也引用了古代哲學家伊壁鳩魯和科幻小說作家阿道司·赫胥黎的名言。
即使在他們向年輕人和公眾伸出援手的同時，IAC 也沒有忘記它仍然需要在科學界開展宣傳工作。 他們希望，天體生物學研究將被證明是將已建立的科學家從他們的舒適區中解放出來的一種極好的方法，並且可能會促成不同領域專家之間富有成效的合作。
右圖：哥倫比亞南部的火山是研究極端條件下生命的絕佳場所。照片由哥倫比亞天體生物學研究所提供。
IAC 成員進行的主要研究包括對火山中極端微生物、土壤的酶活性以及脂類和朊病毒在生命發展中的作用的研究。 目前哥倫比亞的跨學科研究專案非常少，但布埃諾希望 IAC 的努力將有助於改變這種狀況。 布埃諾說：“我們在天體生物學方面的工作是朝著更多合作邁出的第一步。” 如果不是在這一代科學家中，那麼就是在下一代科學家中。
上圖：IAC 希望培養下一代天體生物學家。 照片由哥倫比亞天體生物學研究所提供。
關於作者：喬丹·卡爾姆斯是一位化學家、作家和探險家。 她目前是麻省理工學院科學寫作研究生專案的學生，也是阿卜杜勒·薩拉姆國際理論物理中心的傳播實習生。
所表達的觀點是作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點。