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影响生物特征的因素是什么?

网友问:“您好!我是物理系11年级的学生。我想向您请教几个关于外星生命的问题。我一直在思考这个主题而且有一个设想。既然物理定律适用于宇宙间的所有物体,那么是否宇宙所有星系上的生命体都是以相似的方式产生与进化呢?例如,人们常说“如我们熟知的生命”,意味着宇宙里所有生命体与地球上的生命体有着相同的特征。难道生命体不是以相同的方式进化的?我认为在电影里的外星系的生物与怪物是人类想象的产物。如果真的发现了外星系生命体,它会像地球上的自然界一样包括哺乳动物、爬行动物、昆虫、植物和人类。这种设想合乎情理么?我认为在与地球相似的条件下所有生命体会以相同的方式进化。谢谢您的聆听。”

这是一个非常有趣的想法,只是恐怕我不能同意您的观点。以我们目前的认知,整个宇宙的物理定律是相似的,但生物进化的特征并不是由物理定律直接决定的。例如,想象一个如地球的行星,但它不像地球那样围绕着黄绿色的恒星公转,而是围绕着红色的恒星公转。

这个太阳系与我们的太阳系在相同的物理定律下共同存在。但两个行星上的生命体都将向最大限度地利用各自恒星的光的方向进化(如:视力对于波长的敏感度,植物的颜色等等)。这仅是其中可能区别的一项。您可以想象其他一系列的可能性:两个行星的化学物质不同,大气成分不同,质量不同,偏心距不同,轨道周期不同等等。这些都将产生特质完全不同的生物群体。

而且物种的特质并不直接由它所处的环境决定。例如,在地球上就繁殖着一大群不同的生物。我举树蛙和鹦鹉为例,这两个完全不同的物种可以在同一地区产生,所以说哪怕在两个相似的行星,生命体可能不完全相似。我们甚至可以通过想象再举出生命形式完全不同的生命体的例子如:碳、氧和水是我们生物系统的必需品,但我们不能排除在其它条件下,存在依赖其它化学反应和原子结构的其它系统,虽然我们对那些系统比较陌生。相似的观点也可以适用于生态系统,它们控制着各种生命体的相互作用。

带着好奇心去探索外星人,若有幸遇到,我们希望了解我们所发现的。这是如此重要的探索。

相关天文知识-万物理论

作为终极理论、最后理论或统治理论的万物理论是一种单一、全面、连贯的假设性的物理学理论框架。它解释并把关于宇宙的物理学各方面连接起来。探寻一种万物理论曾是物理学一直悬而未决的问题。在过往的两个世纪,有两种理论框架发展起来,将其合二为一则近似于万物理论。在此两种理论框架上现代物理学得以发展。一种理论是广义相对论。另一种理论是量子场理论。广义相对论是研究万有引力的理论框架,从大范围和重量级角度解释宇宙:星体、星系、星系团等。另一方面,量子场理论则从小范围和轻量级角度解释宇宙,主要研究三种非引力的物质:亚原子粒子、原子、分子等。量子场理论成功建立了一个标准模型和统一相互作用的所谓“大一统理论”来解释强力、弱力和电磁力三种非引力的物质。

由大型强子对撞机中的紧凑μ子线圈得到的希格斯玻色子产生时的景象。它是通过衰变为强子喷流的质子与电子的碰撞形成的。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. curious-Sara Slater

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翻译:天文志愿文章组-

审核:天文志愿文章组-长庚先生

排版:零度星系

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自:
http://curious.astro.cornell.edu/observational-astronomy/seti-and-extraterrestrial-life/130-observational-astronomy/seti-and-extraterrestrial-life/general-questions/789-do-similar-laws-of-physics-throughout-the-universe-imply-that-all-life-must-be-like-life-on-earth-beginner

https://en.wikipedia.org/wiki/Theory_of_everything

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