當實驗室實驗具有神學意義時

創造新的生命形式和新的宇宙的努力將引發深刻的問題

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宇宙和其中生命的創造是《聖經》開篇章節中神聖創世紀故事的兩個基本支柱。但是,假設我們能夠在實驗室中創造一個嬰兒宇宙,或者用原始化學物質製造合成生命。這會使我們成為上帝頭銜的競爭者嗎?即使我們以目前的技術為由,認為這些前景不切實際,但另一個比我們技術先進數十億年的文明可能已經完成了這些壯舉,並在實驗室中創造了我們的宇宙或生命。我們應該把這樣的文明視為我們的上帝嗎?

我提出這些問題不是出於哲學上的好奇,而是因為相關的實驗正在科學文獻中被討論。例如,由諾貝爾獎得主傑克·索斯塔克領導的團隊在哈佛大學的目標是構建一個進行達爾文進化的合成細胞系統。他們合成生命的構件,一個原始細胞,由一個自我複製的遺傳聚合物(類似於天然基因組)組成,周圍環繞著一個自我複製的膜(類似於天然細胞邊界)。遺傳聚合物攜帶允許複製和變異的資訊,使新一代合成細胞具有可以遺傳但也可以進化的特性。膜保護並將該資訊的身份與外界隔離。

合成生命實驗可以解釋地球上達爾文進化背後的化學和物理學。但它們也有望探索與地球上受限制的地質和大氣條件不同的條件。廚師們非常清楚,同樣的成分可以用來製作不同的蛋糕,這取決於它們的數量、順序和混合時間,以及混合時的環境條件(如溫度和表面條件)。地球展示了一種特定的生命配方,但這可能只是眾多可能的配方中的一種。


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在實驗室中研究各種可能的生命形式可以擴大我們對天空中哪些宇宙環境可能存在生命的想象。如果這些潛在可居住的環境與天文學家目前痴迷的類地行星表面截然不同,那將是革命性的。這種認識可以像導致量子力學發現的實驗指導對恆星、星系和宇宙其他部分的研究一樣,塑造對外星生命的尋找。

正如對物理定律的更好理解使現代技術能夠滿足我們的日常需求一樣,在實驗室中創造合成生命可以為醫學和生物醫學研究帶來巨大的附帶利益。

但另一種實驗室實驗可以為我們理解整個宇宙的誕生提供新的視角。根據流行的宇宙學模型,我們的宇宙始於宇宙膨脹時期,在此期間,由於真空能量密度的暫時主導(類似於我們目前正在目睹的宇宙加速膨脹),微小的空間區域被拉伸了數十個數量級。

真空密度源於一種稱為“暴脹子”的量子場的存在。物理學家可以研究人工產生一個空間區域的方法,在該區域中,暴脹子場被濃縮到足以刺激嬰兒宇宙的誕生。這樣的嬰兒宇宙不會膨脹到實驗室中,而是會從其創造者的時空中分離出來,並在自己的氣泡中演化。

這就提出了一個問題,即大爆炸是否可能是實驗室實驗的結果,如果是,我們是否會知道?我們宇宙的這種起源並沒有解決關於我們宇宙根源的根本問題,而只是將問題的時間推回了一代實驗家。

即使是這種情況,我們還是會想:是誰創造了膨脹我們宇宙的實驗家?也許他們是由早期一代的實驗家產生的,如此等等,無窮無盡,而我們的文明未來有能力透過產生嬰兒宇宙來遵循這種“宇宙傳統”。問這一切是如何開始的,可能類似於問誰先來,是雞還是蛋?

但也許,就像雞和蛋的難題一樣——我們有其開始的科學線索——整個宇宙歷史都始於一些原始成分和隨機過程。在這種情況下,人們可能會問:是否存在可以用相同的原始成分產生的不同宇宙的配方?如果是這樣,我們可以透過閱讀“宇宙配方書”來拓寬我們的視野。

當我們遇到更先進文明的成員時,我們可能會問他們是否寫過這樣一本書。如果他們寫了,希望可以購買,而不是絕版。

Avi Loeb is the head of the Galileo Project, director of the Institute for Theory and Computation at the Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, founding director of Harvard University’s Black Hole Initiative, and the former chair of the Harvard astronomy department (2011-2020). He is a former member of the President’s Council of Advisors on Science and Technology and a former chair of the Board on Physics and Astronomy of the National Academies. He has published more than a thousand peer-reviewed papers and is the bestselling author of Extraterrestrial and Interstellar and a co-author of the textbooks Life in the Cosmos and The First Galaxies in the Universe.

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