新疆域
                          FRONTIERS

[美]艾萨克·阿西莫夫  著
上海科技教育出版社 1999.12

扫描，校对：异调


空间科学新疆域（FRONTIERS OF SPACE），何妙福  译

                         最大的分子

    当科学家在1986年通过太空探测器以75年一遇的机会近距离观测
哈雷彗星时，除丰富了我们对彗星是由什么组成的和实际上看起来像
什么的认识外，又增添了大量的其他知识。探测器的其中一个发现可
能真正有助于解决生命在地球上的进化之谜。

    正如我们所知，碳原于是生命的中心。活细胞组织是由巨大的含
碳复合分子（即原子的结合），诸如蛋白质和核酸等组成。科学家曾
一直假定地球在其最早阶段仅含有非常简单的含碳分子，例如甲烷
（1个碳原子和4个氢原子）和二氧化碳（1个碳原子和2个氧原子）。
现存的复合大分子如何由原有的简单分子形成，人们曾经研究过这个
问题，可是还没有找到令人完全满意的答案。

    但我们对原始物质究竟了解多少？地球（与太阳和所有其他行星
一起）大约在46亿年前，由一个巨大的尘埃星云形成，而我们对该尘
埃星云是由什么组成的尚不很肯定。由于太阳和巨行星是由氢和氦组
成的，科学家确信尘埃星云也多半是由氢和氦组成的。而且，它也必
定含有少量的碳原子，不然的话，地球上将不会有碳，因而也就没有
生命。那么那些碳原子又以什么形式存在呢？

    太空里有许多尘埃星云，某些尘埃星云正处于形成恒星的过程中。
那些尘埃星云是由什么物质组成的呢？

    在大约25年以前，即射电望远镜变得足够精密以前，对于这样的
问题要想得到一个回答是没有希望的。每一种分子都会放射一定长度
的无线电波。这些无线电波起着类似指纹的作用，它们能够被射电望
远镜检测出来。

    原子非常稀疏地散布在太空里的恒星之间，甚至在气体星云里也
是如此，这使得天文学家认为原子之间的碰撞应是很稀少的。所以，
他们认为任何存在于那里的分子至多由两个原子组成。然而，令人大
为惊奇的是，在1968年，天文学家通过泄露内情的无线电波发现了水
分子（三个原子组成）和氨分子（四个原子组成）存在的迹象。

    事实上，至今为止，在气体星云里已发现了几十种分子，其中某
些分子太不稳定，所以不能存在于地球上。有些分子由多至13个原子
组成！所有这些原子都如此稀疏地散布着，而它们又是怎么结合在一
起的呢？这仍是个有很多争议的问题。

    无论如何，重要的一点在于，每个由4个以上原子构成的分子都含
有一个或一个以上的碳原子。在太空里，如在我们的身体里一样，复
杂的分子是由碳原子组成的。

    但是，在尘埃星云里也许不会再有比至今我们已探测到的更复杂
的含碳分子。这似乎很有可能。分子越复杂，就越稀少，也越难探测
到。真正复杂的分子还完全不曾被探测到。事实上，因为气体星云离
我们很遥远，它们可能永远不能被探测到。然而靠近一些的也许会提
供一些线索。

    当我们自己的气体星云形成我们的太阳系时，生成的所有天体均
含有原曾存在于星云里的任何复合分子。然而，在大天体的发展进程
中，这样的分子应被热量和其他因素分解。

    然而，处于星云最边缘直径仅几英里的天体里，大部分物质一定
会凝结成无数微小的冰物质块。在远离形成中的太阳几十亿英里处的
这样小的天体里，复合分子可能无限期地保持下去。这些遥远的微小
物质块偶尔会有一个游荡进内太阳系，而太阳的热量使它局部汽化。
于是它便成为一颗可见的彗星。

    因此，当彗星经过我们的附近时，围绕它的尘埃和气体可能包含
一些有趣的分子。火箭探测器，特别是名叫“乔托”（Giotto）的欧
洲探测器，经过离哈雷彗星最近的地方，就是为了对此进行检测。

    现在，据在美国新墨西哥州洛斯·阿拉莫斯国家实验室的沃尔特
·E·许布纳（Walter E. Huebner）透露：乔托探测器在哈雷彗星里
检测到一种“聚合物”，它是由甲醛分子（早已知道存在于太空中）
连结成一不定长的链。这样的链也许有助于解释哈雷彗星表面为什么
惊人的暗黑，而它们也许已存在于最初形成彗星（和地球）的尘埃星
云里。

    然后，在地球形成时，有些复合分子避免了被破坏而继续保持其
隔离状态，这难道不可能吗？假如果真如此的话，那么生命就没有必
要从简单碳化合物开始逐步地形成，生命的形成就会加速。生命所必
需的某些复合分子，在地球形成的时候，可能已存在于尘埃星云里。
如果是这样，便能使生命起源的过程更易于理解。