查爾斯·達爾文與早期對外星生命的探索

1881年8月,期刊《科學》發表了一篇文章,其中包含兩位業餘地質學家——英國人查爾斯·R

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1881年8月,期刊《科學發表了一篇文章,其中包含兩位業餘地質學家——英國人查爾斯·R·達爾文和德國人奧托·哈恩——之間的信件交流,討論了外星生命的可能性。就在幾年前,達爾文出版了《物種起源》一書,提出複雜的生命形式是隨著時間的推移,從簡單的生命形式緩慢演化而來的。然而,由於地球似乎太年輕(基於今天被稱為開爾文勳爵的某位物理學家的錯誤計算),無法解釋觀測到的現代複雜性,因此太空中的微生物起源(其存在會早於地球的形成)可以解決這一明顯的矛盾。

來自外太空的生命並不是一個新想法。早在1865年,德國醫生赫爾曼·埃伯哈德·裡希特就認為生命是宇宙的內在屬性,它在太空中透過較小的岩石碎片傳播,休眠的微生物可以像種子一樣發揮作用,在宿主岩石撞擊到合適的行星上後,會在短時間內進化成複雜的生物體。


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奧托·哈恩(1828-1904)曾是一名律師,後來轉為業餘博物學家和地質學家,對生命的起源特別感興趣。哈恩因其對始生動物Eozoon(“黎明動物”)的研究而為科學界所知——這是一種在1864年從加拿大石灰岩地層中描述的神秘的太古代化石——被認為是某種巨大的微生物,它比所有其他已知的化石生物都要早。然而,最古老的生命形式竟然是一種高度進化的動物似乎很奇怪,哈恩本人也懷疑它是否真的是化石。1880年,在仔細研究了一些收集的岩石樣本後,哈恩改變了他的想法,將始生動物重新歸類為一種古老的藻類,並將這種化石重新命名為Eophyllum(“黎明植物”)。

圖1.始生動物標本,規則的層狀結構被解釋為有殼生物的腔室或生長線,圖片來自道森(1888):地質時期的生命鏈(圖片屬於公共領域)。然而,在1894年,在維蘇威火山噴發物中發現了類似的岩石,證明這種紋理是由無機過程形成的,原因是地下岩漿的熱量改變了石灰岩。

取得這一成就後,哈恩突然開始在各種岩石中發現原始生物的化石,不僅在沉積岩中,還在古老的、部分熔化的變質岩中,甚至在像花崗岩或玄武岩這樣的火成岩中,這些火成岩完全是從熔融岩漿中結晶出來的。他在1879年出版了一本名為《Die Urzelle》——原始細胞的書,認為實際上所有可觀察到的岩石都屬於某種沉積岩,由這些微小的、尚未識別的原始微生物的外殼組成——並將一份副本也寄給了查爾斯·達爾文,邀請他推廣這一革命性的發現。

哈恩很快將一些外星物質新增到他收集的微生物衍生的岩石中。毫不奇怪,他在隕石樣本中也發現了他的原始細胞,以及看起來像海綿甚至珊瑚的物質。他在1880年出版的《Die Meteorite (Chondrite) und ihre Organismen》(球粒隕石及其生物)一書中發表了他的發現,這也是最早包含外星岩石切片影像的書籍之一。哈恩認為,研究的隕石是形成我們太陽系的氣體、蒸汽和塵埃宇宙雲的殘餘物。在這種半液態環境中,生命形成,至少進化到無脊椎動物的階段。在行星形成後,成團的物質將這些原始生物輸送到地球,在那裡它們繼續進化,直到人類的出現。

圖2.哈恩的《隕石(球粒隕石)及其生物》的扉頁,顯示了隕石中假定的植物或海綿狀化石,今天被重新解釋為破碎的礦物顆粒(球粒),圖片屬於公共領域。

這本書也被寄給了達爾文,他——以他謹慎的方式——感謝了這份禮物,並回復說,所提出的科學假設當然值得進一步研究。

如果您成功地說服了像奎恩斯特教授*一樣值得信賴的幾位評委,您肯定會做出有史以來最卓越的發現之一。”* [弗里德里希·奧古斯特·奎恩斯特(1809-1889),著名的德國礦物學和地質學教授]

然而,哈恩在給朋友的一封私人信件中聲稱,“達爾文宣佈:這是有史以來最重要的闡明之一。”奇怪的是,在1881年的《科學》文章中,也出現了其他非常不像達爾文的行為。據稱,達爾文在顯微鏡下觀察岩石碎片時,從座位上跳起來,驚呼“全能的上帝!多麼奇妙的發現!太棒了!”,並表示確實“生命[來自]太空!

沒有確鑿的證據表明哈恩曾去肯特的唐屋拜訪達爾文,向他展示他的樣本,但這也不能完全排除。也許哈恩在去加拿大研究太古代化石之前,也確實去過英國。他認為所有岩石都來源於微生物的想法,儘管今天聽起來可能很奇怪,但在當時至少被一些博物學家認真對待。然而,達爾文研究過火山及其火成岩產品,所以毫無疑問他並不認同哈恩的這一部分觀點。而且,達爾文似乎也不可能認為有必要將生命的起源轉移到外太空。

達爾文從未公開討論過生命的起源這一神秘的謎團。他的自然選擇理論處理的是已經繁殖的生命形式的多樣化,從未打算(就像神創論者錯誤地聲稱的那樣)解釋生命的起源。在私人信件中,他提出了原始湯中的化學演化,但他同時也承認,他那個時代的科學還無法檢驗這一假設。

至於地球年齡過小和陸地生物進化過快的問題,達爾文已經在他的《物種起源》的後期版本中發表了各種對開爾文勳爵的主張的反駁——他認為,即使沒有外星干預,陸地生命也有足夠的時間進化。

參考書目

PERETO, J.; BADA, J., & LAZCANO, A. (2009): 查爾斯·達爾文與生命起源。《生命起源與生物圈進化》,39(5), 395-406

BRASIER, M. (2009): 《達爾文失落的世界——動物生命的隱秘歷史》。牛津大學出版社:304

WYHE, van J. (2010): “全能的上帝!多麼奇妙的發現!”:查爾斯·達爾文真的相信生命來自太空嗎? 《努力》,34(3): 95-103

My name is David Bressan and I'm a freelance geologist working mainly in the Austroalpine crystalline rocks and the South Alpine Palaeozoic and Mesozoic cover-sediments in the Eastern Alps. I graduated with a project on Rock Glaciers dynamics and hydrology, this phase left a special interest for quaternary deposits and modern glacial environments. During my research on glaciers, studying old maps, photography and reports on the former extent of these features, I became interested in history, especially the development of geomorphologic and geological concepts by naturalists and geologists. Living in one of the key area for the history of geology, I combine field trips with the historic research done in these regions, accompanied by historic maps and depictions. I discuss broadly also general geological concepts, especially in glaciology, seismology, volcanology, palaeontology and the relationship of society and geology.

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