第1章
其他星球是否也有出租车司机？

从国王十字车站打车去威斯敏斯特，参加蒂姆·皮克的欢迎会，皮克刚从国际空间站凯旋。

这天的天气又热又闷，地铁站里拥挤不堪，而我需要准时抵达唐宁街10号。看着熙熙攘攘的行人，我选择离开地铁站，并随即乘上了一辆出租车。

司机先生戴着眼镜，大概40多岁，语气轻松地问我要去哪里。我告诉了他目的地，因为是英国首相的居所，也因此勾起了他的兴趣。司机先生好奇地问我在那儿担任什么职务。我回答说，有个叫蒂姆·皮克的宇航员刚从太空回来，首相要给他开个欢迎会，而我有幸收到了参会邀请。接着，我们便很自然地聊起了我的工作、我对太空探索的兴趣，以及我对地外生命可能存在的向往。可是，坐在出租车后排喋喋不休地谈论自己的生活既自私又无聊。我想知道，出租车司机对宇宙其他地方（比如火星）可能存在生命有什么想法。

“你觉得火星上会有生命吗？”我问道。

“火星生命啊，朋友，我的确很感兴趣。但是，宇宙其他地方有没有外星人呢？”他语焉不详地问道。或许，他在尝试把话题引向更宏大的方面，比如智慧外星人。

“你觉得宇宙其他地方也会有智慧生命吗？”我问道。

“我觉得有，”他说，“恒星和星系那么多，肯定有些有生命，而且不可能只是细菌那样的生命，一定有像我们这样的生物。”

司机先生似乎对这个话题真的很感兴趣。他一句话里就提到了细菌和星系，表明他之前就思考过这个问题。

“你觉得他们会长什么样？和我们差不多？”我继续问道。

“嗯，我觉得是这样的。其实我想问的是……”他沉默了一小会儿，接着又充满活力且目的明确地问道，“宇宙其他地方有没有出租车司机？”他顿了一下，继续问道：“其他星球上，有没有像我这样的出租车司机载着外星旅客到处逛，然后像我们一样对话？”他又顿了一下，接着问道：“没错儿，我应该这样问你。有没有外星出租车司机？宇宙其他地方有没有像我这样的人？”

我从事科学工作大概30年了（至少从职业角度确实如此），我也参加过数不清的，似乎没有尽头的碰头会、讨论会、访问会以及研讨会。其间，我听到越来越多的科学家同行提出对外星生命的看法，不过，在从国王十字车站去往唐宁街10号的这次简短的打车旅途中被问到的这个问题，却是最合乎逻辑的一个问题：其他星球上有没有出租车司机？我可不能让这位司机先生失望。他问了一个非常好的问题。所以，我下面将为你详细回答这个问题。

出租车司机其实是一个了不起的工作。你下一次打车时，可以好好想想这个职业到底是怎么来的。它的出现是宇宙中的物质不断搅动、旋转、经过几个步骤之后的结果。理解了这几个步骤，你就能理解为什么出租车司机的出现意义重大，你也就能理解这个职业是否在宇宙其他地方存在。

首先，这个问题关乎宇宙是怎么诞生的，以及为什么我们所在的这个宇宙适合出租车司机这个职业。有没有可能在其他宇宙（平行宇宙）里，物理学定律不允许出租车司机的出现呢？比如，某些基本常数的细微差异导致出租车根本不可能出现。这是宇宙学家应该思考的问题，我就不讨论了，我只从我们这个物理学定律允许出租车司机存在的已知宇宙谈起。（我对这个问题避而不谈，这本身就很特别，充分反映了我们其实连自身起源的根本原因都不清楚，更不要说出租车司机了。）

宇宙形成之初，它最早产生的那些元素——氢、氦，当然还有很多辐射——是不足以形成出租车司机这一职业的。这个问题实际上全宇宙都是一样的，彼时的宇宙环境不允许出租车司机存在，我们可以称之为“前出租车司机”时期。实际上，出租车司机同所有地球生命体一样，他的形成最少也需要6种元素：碳、氢、氮、氧、磷和硫。有时候，我们也把它们称为“CHNOPS”元素。 除了氢以外，其他5种元素都是在大质量的恒星核心形成的。这类天体内部的温度和化学反应都非常极端，所以能打造出比宇宙的初始原料重得多的元素。这些恒星爆炸的时候，就把未来构成出租车司机的组分布满了整个宇宙。此外，这类剧烈爆炸事件本身也会产生更重的元素，比如铜和锌，还有其他许多我们能在元素周期表上找到、构成了出租车司机生化系统的元素。

好了，我们现在有了这么多元素，下面它们需要聚集成能够复制的分子——这是生命的第一缕曙光。否则，这些元素永远只能以原子集合的形式混杂在一起，在整个宇宙空间游荡。那么，这些原子集合是怎么结合到一起，形成第一个可以复制的分子的？要知道正是分子复制产生了自身的无穷多个副本，同时又在每个副本中留下了一些微小的变化，才可以使副本进步、进化。虽然人类研究这个问题已经几十年了，但仍然没有答案。我们仍旧不知道发生在35亿年前的第一次自我复制的化学反应究竟是怎么开始的。无论如何，这次反应意义重大，因为出租车司机和我们如今看到的一切生物都是它的产物。

对于这种从纯化学到生物学的转变，我们也并非毫无头绪。我们知道，首先需要一个能够提供能量和适合化学条件的环境，这样后续才有可能出现有利于形成细胞的化学反应。这种适合孕育生命的地点在地球上并不少。从喷发高热液体的海底喷口，到由小行星和彗星撞击而成的古老陨石坑内，许多地点都符合条件，能够发生孕育生命的化学反应。真正存在争议的问题是：生命的配方到底是什么？无论答案如何，有一点都可以肯定：生命的配方可以在地球内部以及游荡的太阳系气体中合成。在那些模拟原初行星、原初陨石（宇宙诞生之初坠落到地球上的石块）的实验室中，我们已经发现它们具备生产建设生命大厦所用砖石的能力。

然而，在这锅由能量和化学物质混合而成的宇宙原始汤中，最早出现的物质是什么？答案尚不明确。我们不知道那些简单的化学物质是怎么聚集发生细胞代谢反应和链式复制的。这个过程可能只是巧合，但也可能是不可阻挡的历史进程。这也是我们讨论外星出租车司机时遇到的第一个瓶颈。如果温暖潮湿的星球上发生的无数化学反应能催生具有自我复制能力的演化生物反应，进而产生生命，那么我们就离外星出租车司机这个目标很近了。然而，如果这种跃迁只是无数案例中的孤例，是一种不太可能在宇宙中不断重复的极小概率事件，那么外星出租车司机肯定很稀有。

一旦地球上出现了这类具有自我复制能力的原初生命分子，它们就会变得越来越复杂。这段漫长旅程初期的一大成就就是发展出膜的结构，将自身封闭在内，也就是真正的细胞结构。在这些细胞壁构建出来的小小世界里，基因复制探索着全新的新陈代谢方式和化学反应通路，并最终使自身适应地球上的所有环境。借助这些新反应通路，它们可以以硫和铁为食。而糖外层结构则帮助它们在地球形成之初的干旱陆地环境中生存下来。在随后的10亿年里，这些细胞、微生物遍布全球。它们在极地冰山的缝隙里，在炽热火山池的岩浆里顽强地存活下来，探索了无数种进化的组合和可能。从本质上说，这些刚诞生不久的化学物质摆脱了必须依靠海洋完成稀释、分离、运动的限制。这些细胞征服了整个世界。

从那时起一直到今时今日，地球上的陆地和海洋到处都充满了微生物。按照今天的学术观点，当时这些生物的数量不是10亿，也不是万亿，而是1后面有30个零。这个数字都没有一个正式的称呼，因为实在是太大了。不过，虽然微生物数量极多，但它们并不复杂。它们利用氢、氨、铁、硫等也只能形成不太复杂的生命。这些单细胞生物要想升级为更为复杂的形式（最终演变成出租车司机），还需要一场能源革命。

早在微生物度过自己在地球上的10亿岁生日之前，这场革命就已经在地下酝酿了。一些微型细胞偶然发现了一种全新的生物化学机制，它们把水分解，在有阳光存在的环境中——阳光是除水之外另一项取之不尽的能源——进行光合作用。对它们来说，这种收集能量的新模式开辟了一个庞大的帝国，因为借助这种模式，任何有水和阳光的地方都能成为它们的理想家园。光合作用把生命从矿物这类局限性非常大的能量获取地点解放出来，为它们向整片海洋、整块陆地扩散提供了必要条件。

光合作用可以把太阳能转化成维持蓝细菌（以及后来出现的所有藻类、植物和其他能够开展光合作用的生命体）生命活动所需的能量。这个过程涉及一种全新的化学机制，即将水分解成氢和氧。氢是为细胞提供能量的必需品，而氧则是这个过程中产生的废料。蓝细菌会把氧排放到地球大气中。在很长的一段时间里，氧这种气体不会造成实际影响。它在和铁、硫化氢以及其他地球原始大气中的气体发生反应后就消失了。然而，随着时间的推移，这种耗氧反应会走到尽头，然后氧就开始在地球大气中积聚起来，这完全是地球上所有以光合作用为生的生命持续努力的结果，也堪称地球有史以来影响最为深远的环境污染事件。现在人们认为，这些微生物（蓝细菌）就是这一事件的“罪魁祸首”，但我们很难对这个无心之举感到失望，因为这些可怜的小东西几乎完全没有意识到自己干了什么。

对于此前一直无忧无虑地生活在无氧世界中的微生物来说，氧这种新型污染物的堆积很可能会给它们带来灾难。虽然我们现在总是把氧这种气体同生命联系在一起，但氧其实是一种化学性质非常活泼的物质，它们会产生各种各样的活性氧原子和氧分子，破坏蛋白质和DNA（脱氧核糖核酸）等关键生命分子，从而攻击那些对此毫无防备的原初生命。为了应对这种冲击，暴露在氧中的生命就必须演化出相应的防御机制以保护自身。不过，每一朵氧气云又都会带来一线希望。氧在和有机物（简单来说就是富含碳的分子）结合后，能够释放出大量能量。自此，地球生命进入了有氧呼吸阶段。这种能量收集方式正是你、我以及出租车司机正在使用的，也是富含碳元素的树木在氧气中熊熊燃烧，进而引发难以控制的森林大火的内在机制。

有了氧气，生命就可以汲取更多的能量。而能量的大幅增加使得细胞之间的整合、合作成为可能，为动物的出现铺平了道路。大约5.4亿年前，地球大气的含氧量约达到了惊人的10%，动物也因此出现。这些生物体型越来越大，并且出现了猎食者，而它们的猎物也在进化的压力下被迫长大。这种全新的能量来源使得大自然可以开展更大规模的生命实验。

从单细胞到动物的跃迁是出租车司机出现的关键一步。不过，和生命本身的起源一样，我们同样不确定这种跃迁是否必然会出现。是否无论哪颗星球孕育出了生命，它们都会发现光合作用这种能量收集模式，并且持续不断地向大气中释放氧气？另外，即便行星中的含氧量真的达到了相当高的水平，生命是否也一定会利用它们聚合成能跑、能跳、能飞的更复杂的生物？是否可能存在这样的世界：整个星球表面都只有微生物这类简单生命，永远都不会产生除单细胞之外的生命？在地球生命的漫长进化之旅中，从单细胞到多细胞的跃迁也是横亘在微生物与出租车司机之间的又一大瓶颈。

在我们这颗蓝色星球上，这种跃迁确实发生了，并且在随后的5.4亿年中，多细胞生物繁荣滋长，种类也越来越多，并逐步延展至我们今天所知的生物圈。饶是如此，你也不必太过兴奋，因为即便是现在，地球所有生命中仍约有1/2是微生物。我们仍旧生活在一个微生物世界中：植物和动物只是姗姗来迟的后到者，仍旧需要微生物转化各种微量元素以维持它们的养分摄取。

在我讲完地球生命诞生史后，司机先生惊讶地感叹说，原来生命的出现需要那么漫长的时间和那么多的关键步骤。他挠了挠头，摇下了车窗，让新鲜空气吹进来。一股暖流朝我的脸上袭来。“竟然发生了那么多事，才能有今天！”简直是一部人们忘却已久的家族史。但这还没有结束，我要继续向他想要知道的答案推进。

后来，动物也开始了自己的进化之路，但方向仍不明确。恐龙统治陆地、海洋、天空的时间达1.65亿年之久。然而，从太空袭来的某个物体只需一瞬间就能终结恐龙的进化生涯。当然，对于在这个星球上生活过的所有动物来说，99%的命运都和恐龙相同，那就是灭绝。在超过5亿年的时间里，动物和植物坚定不移地遵循着进化实验的道路和物理学定律，在自身毫无意识的情况下不断演化出各种形态。

但是，大约10万年前，有一种动物发展出了使用工具和探索的能力。此外，他们还以一种前所未见的方式不断学习。这种动物的脑容量也成长到了足以发展出自我意识的程度。从地质学角度看只需要一眨眼的工夫，这种动物就留下了诸多能够体现意识的作品：绘画、各种形状的箭镞、陶制品，甚至空间站。是生物学上的哪些转变为这种智力的出现铺平了道路？我们曾经认为使用工具的能力和自我意识是人类区别于其他所有动物的地方。但现在，我们知晓了，许多动物（如乌鸦、鱼类）同样具有基本的工具制作、使用能力，也同样具有不同程度的认知水平。人类大脑与其他动物没有根本性的区别。这种最终催生了智力的器官可能只是大自然碰巧在掷骰子。那么，智力究竟是不是生命演化的必然产物？对于这个决定了宇宙中的智慧文明究竟是稀有还是寻常的问题，我们同样必须谦卑地承认还没有理想的答案。

我们的猿类祖先在运用大脑思考后意识到了合作的重要性。此外，一旦他们意识到了农业、畜牧业和工业的协同发展能够带来巨大利益后，社会就会随之出现——最初可能只是简单的农业社区，后来逐渐发展成了足以容纳数百万“猿类”的超大城市。

这些社区出现后，成员对更好的交通资源和食物供应就会产生需求。很快，人类凭借智慧发明了轮子。历史上的第一个轮子大概在公元前3500年出现于美索不达米亚地区，最初主要用于制造陶器，但是，不到300年后，轮子就成了战车的基础部件。最古老的木轮发现于斯洛文尼亚的卢布尔雅那，其历史可以追溯到约公元前3200年。这个时候，古埃及人已经在做发明辐条式车轮的实验了。

随着战车和货车的出现和推广，一定会有一些有事业心的人想到利用这种交通工具额外赚点儿钱：看着马车后座和侧座上的闲置空间，一定会有人想到载别人去他们想去的地方，以换取一些报酬。一旦萌生了这种简单的想法，出租车司机就出现了。鉴于到公元前3000年时，轮子已经广泛投入使用，我认为出租车司机很有可能在人类发明轮子后不久就出现了，即大约公元前3100年。

在这个具有重要历史意义的时刻——当然，由于没有发现相关记载，这一时刻已经湮没在了茫茫历史长河中——第一次有人对另一个人说：“好吧，兄弟，我可以载你去耶利哥，但你得给我一头山羊，外加一些小费（或者其他东西）。就这样，出租车司机在地球上诞生了。在无尽的宇宙空间中，飘浮着一个平平无奇的星系；在这个星系的一条旋臂上，飘浮着一颗平平无奇的恒星；在围绕着这颗恒星运动的一颗行星上，出租车司机就这样诞生了！我们会很自然地提出疑问，是否只要某种生物构建了社会体系，这种职业就会不可避免地产生？人类逐利的本能是原始进化过程的必然结果吗？是否可能存在以无私合作以及无偿交换为基础的外星文明，他们的社会成员从未想过靠着送伙伴去想去的地方获利？我认为，即便假想中的乌托邦真的存在，我们也可以有力地辩称，即便这些生物不索取利润，他们也可能要求“乘客”支付维护车辆的成本费用。因此，一旦生物聚在一起形成了社区，运输业、交通工具以及出租车司机就必然会出现。

现在，我们再仔细想想这一里程碑式的成就是怎么出现的。大约35亿年前，在地球表面充斥着的各类化学物质中，有一部分转变成了具有自我复制能力的分子。这些分子随后又发展出了细胞结构，将自身封闭在内，并开始吸收全新形式的能量，最终进化成了多细胞生物。这类生命形式最终进化出了大脑、发展出了意识、发明了轮子，并且有部分当上了出租车司机。如果把整部地球史压缩成一个小时，那么上面这个史诗之旅的最后一步出现于最后0.05秒。

在这个漫长的过程中，我们始终不确定其中的关键节点是否必然会在生命发展史中出现，比如具有自我复制能力的分子、细胞、光合作用、动物以及智力。其中只要有一个关键节点不是必然出现，或者说出现的概率不高，那么我们的星球就不可能成为宇宙中拥有出租车司机的地方。

我搭乘的这辆出租车驶入了怀特霍尔大街，停在了唐宁街10号的安全大门外。我的这次打车之旅以及地球生命史的讲述之旅随之接近尾声。此刻，我的这位司机先生笔直地坐着，神态颇为得意。大概是因为从祖辈开始追溯族谱直至遍布原初地球的“生命黏液”，让他意识到了自己有多么特殊且不同寻常吧？他咧嘴笑了一下，我则支付了车费、道了谢，然后我俩就分道扬镳了。

无论生命是否必然会出现，有一点都是肯定的：我们生活的这个小小世界为了完成从简单原子到出租车司机的伟大旅程，经历了漫长的时间，付出了无数微生物和动物的代价。这一路上的所有节点都包含在这个问题中：在宇宙的其他地方是否有出租车司机？

你下次打车的时候，可以想想身为一个有意识的生物，一个能够认识到出租车司机的诞生完全是时间和演化作用结果的有意识实体，是多么幸运的事。你可以想想下面这两种可能：其一，我们生活的这个星球是已知宇宙中唯一拥有出租车司机的世界；其二，在银河系和其他星系里，到处散布着出租车司机，他们可能长着触角，但都很健谈，都会载着他们的乘客在外星城市中穿梭。这两种可能虽然看似大为不同，但都无比神奇。