寂寞的地球：宇宙唯一有複雜生命的行星

作者自序
中文版序 我們是宇宙間的孤兒嗎？ 程延年
導論 天體生物學革命和地球殊異假說
宇宙的死寂區
地球殊異要素

第一章 宇宙可能處處有生機
絕地生物
古菌
接觸火星
「適居區」的條件

第二章 宇宙的適居區
放逐至適居區外的行星
其他星球系統的適居區
星系之適居區
宇宙適居的地帶與時機
行星適居性的終了
結論

第三章 建造適居的地球
元素的創造
建構地球
完工

第四章 地球生命首次出現
生命如何開始？
建構生命的祕方
建立遺傳密碼
形成生命所需的時間
生命形成之地點
行星的交會
生命之樹與嗜極生物之起源

第五章 動物之形成
古老之二分法
「核」之一族
真核生物演化的環境條件
氧革命
真核生物形式與功能之演化
動物門之兩大分化事件
動物演化：是生物突破抑或環境刺激？

第六章 雪團地球
禁錮於冰中
逃脫
第二次全球冰川作用
行星表面溫度和生命出現

第七章 寒武紀大爆發之謎
寒武紀大爆發何時發生？
寒武紀大爆發中出現何種動物？
寒武紀大爆發是否無可避免？
如果有原因，那是什麼原因引發了寒武紀大爆發？
寒武紀大爆發是否只是人類對化石紀錄的穿鑿附會？
寒武紀大爆發，寒武紀結束
多樣性與體軀變異性
寒武紀大爆發後：多樣性的演變
套用到其他行星上生命之頻率

第八章 大滅絕和地球殊異假說
為大滅絕下定義
行星災難的種類
大滅絕的頻率
大滅絕的影響
風險和複雜度
地球上大滅絕的歷史：十次事件
比較大滅絕的嚴重性
歷來的滅絕風險
複雜度的利弊得失：風險和多樣性
懸涯邊的行星
行星滅絕的模式

第九章 分外重要的板塊運動
板塊運動
板塊運動對生命的重要性
板塊運動停止的影響
板塊運動是全球恆溫器
板塊運動和磁場
為何板塊運動僅發生於地球？
地球板塊運動開始的過程與時間
板塊運動是否抑制了地球動物生命的形成？
地球殊異假說最重要的要素為何？

第十章 月球、木星與地球生命
太陰星
木星

第十一章 檢視地球殊異假說
高等生命
太陽系中的微生物

第十二章 評估機會
假想實驗
爭取時間：維持海洋和適中的溫度
我們大月球的重要性和全憑機運的出現
他處動物生命和智慧的機率
有行星的恆星是否極不尋常？
行星頻率和德雷克方程式

第十三章 來自星星的信差
觀看宇宙
從人類史看地球
我們稀有的地球
中英對照表
 

推薦序

我們是宇宙間的孤兒嗎？

　　改變世界的一天

　　一九九六年八月七日午后，艷陽的黃金餘暉，鋪灑到白宮翠綠的草坪。美國總統柯林頓緩步移向群集的媒體記者，正式宣稱發現了火星上生命跡象的確鑿證據。在這一刻之前，全世界僅有七個人知道這件祕辛（兩位地質學家、一位古生物學家、一位電子顯微鏡影像專家、一位分析化學家與兩位天文科學家），他們為美國航太總署效命，謹守誓言，密而不宣。這塊源自火星上的岩石，將會徹底改變我們對宇宙間生命的看法嗎？這果真是繼哥白尼、伽利略推翻托勒密式地球中心論，達爾文、華萊士推翻古典創生論之後，科學革命另一波的高潮嗎？我們在生命演化的漫漫長途中，不再是宇宙間的孤兒，「智慧」的生命形式遍存各處？來自火星上的訊息提供第一道確鑿的證據，讓我們在思維的網絡中，重新思考「我是誰？我來自何方？又歸於何處？」這一類亙古幽冥的議題。

　　一九九七年，天文學家兼科普作家高史密斯發表《尋找宇宙生命》專書，詳述人類竭盡心力追尋外太空「小綠人」的努力，以及火星之旅的未來遠景，如何牽動著「科學」成為人類生活的方式與因子。媒體上聳動的標題，誇張的向世人宣告：我們不是獨一無二的，火星上有一群「智慧的生命」！宇宙間遍存著生命的形式！ET將再度造訪地球！十九世紀盛極一時的胚種論認定：「宇宙之間，所有生殖體都是全能的，只要具有適合環境，就能發育而繁盛」。這種論調，像是幽靈再現，再次掀起軒然大波。

　　地球演化與生命演化的革命性思維

　　真理，是天邊的彩霞；科學，是另一種信仰；信仰，定奪著我們對大自然的觀點；而大自然是神祕的。愛因斯坦曾說過：「神祕，是人類所能經歷過最奇妙的經驗，它是所有真實科學與藝術之源泉。」科學是演化的，科學革命的本質有兩個誘發、推動的面相：一是思維上的躍進，一是科技上的突破﹔兩者之間相輔相成，相依相偎。

　　地球的演化，從水成論、火成論，靜態地球觀，到大陸漂移、海洋擴張、板塊構造體系的動態地球觀；生命的演化，從創生論、伊甸園、諾亞方舟大洪水的靜態生命觀，到演化論，遺傳基因密碼、分子鐘、親緣系譜建構的動態生命觀。從達爾文的物競天擇，到洛夫洛克的互動共生；都是擁抱著另一種信仰，另一種價值，另一種哲學。

　　科學的詮釋，建構在信仰的堅持，引領著另類可能的假說與結局。科學革命，從托勒密的地球中心論，到哥白尼、伽利略的宇宙天體論；從創生論到達爾文的演化論；從牛頓的萬有引力運動律，到愛因斯坦的相對論；到尼采的基督之死；到弗洛依德的下意識觀；從秩序的追尋，到混沌說、碎形論、複雜觀。宇宙間果真有行諸四海皆為準的真理存在嗎？我們果真能掌握到（並傳授）終極的答案嗎？當「科學」遇到「神學」，信仰的定義與分際又在哪裡？

　　稀罕地球假說的提出，是一位卓越的地質學家與一位上窮碧落下黃泉的天文學家，攜手共鳴譜出的暮鼓晨鐘，發人深省。近十年來，在古生物學與演化生物學領域裡突破性的發掘與發現：像是深水海域中黑色煙囪，煉獄式硫細菌為基底建構的食物鏈、生態系，迥異於以光合作用為基石的生態圈；深水中大堡礁的海底花園，以甲烷細菌建構的另一處私密花園；對微生物群集中，所稱「嗜極端份子」細菌的開始理解；對三十五億年前第一顆生命的起始，到六億年前第一個複雜生命形式的遲滯演化，出現於化石紀錄的深層省思。再度激發起科學家重新審視生命起源、適應、優勢、變異、式微與滅絕、再復甦，多面相、多層級的複雜模式。

　　蓋婭，后土─大地之母

　　地球這顆太陽系中獨一無二的藍色星球，這個我們棲居的家園，是一處安適的伊甸園嗎？科學哲學家寇夫曼發表的專著《居之安：追尋自我組構與複雜性的律法》（一九九五年），試圖闡明大自然中的律法。我們─智人是天地間一群孤獨的種群嗎？天文學家高史密斯發表的專著《尋找宇宙生命》（一九九七年），傾訴著宇宙間遍存生命的夢想。地球的演變與生命的演變，在時空布局的亙古蒼芎中，到底是如何運作？科學哲學家洛夫洛克發表巨作《尊崇蓋婭》（二○○○年），宣揚唇亡齒寒、生命共同體的真義，五雷灌頂，發人深省。貓頭鷹翻譯這本《寂寞的地球》專著，我們深信字裡行間的假說精義，將是未來十年科學界持續爭議辯駁的重要議題。讓我們一睹為快，細細品味並加深思。