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这项工作。
1943年，天文学家们发现，双重星系天鹅座
61中，有一颗恒
星运行有点不规则，他们推测一定还有第三颗小得不能自己发光
的星存在。这第三个成员（天鹅座
61C）的质量应该大约是木星的
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8倍，因此直径大约为木星的
2倍（假定它们的密度相同）。1960
年，又探测到一颗同样大小的行星在围绕着小恒星拉朗德
21185
运转（至少发现，用它的存在解释这颗恒星运行的不规则性最符合
逻辑）。1963年，对巴纳德恒星的仔细研究表明，那里也存在着一
颗行星，质量只有木星的
1～1。5倍。
在距离我们最近的恒星中，巴纳德恒星排第二位，拉朗德
21185排第三位，天鹅座
61排第十二位。一般来说，除非行星系
非常普遍，否则在这样靠近我们的地方存在着
3个行星系是极其
不可能的。当然，恒星的距离遥远，只能探测到最大的行星，甚至
连最大的行星也很难探测到。因此，哪里有超木星的行星存在，哪
里也会存在着比较小的行星，这种假设是完全合理的（甚至是必然
的）。
可惜，使人们假设这些太阳系外行星存在的观察很不清楚，而
且接近了能够观察的极限。天文学家一般都非常怀疑，这些行星
的存在已经真正得到了证明。
但是，一种新的证据接着出现了。
1983年，红外线天文卫星
（IRAS）绕地球轨道运行，它是为探测和研究天空中的红外线源而
设计的。8月，天文学家奥曼和吉勒特把探测系统对准了织女星，
他们惊讶地发现，织女星红外线的亮度比理论值大得多。进一步
的研究表明，红外辐射不是来自织女星本身，而是由靠近它的周围
发出的。
显然，织女星由一物质云层包围着，云层向外延伸的距离是冥
王星轨道到太阳的距离的
2倍。据推测，云层是由比尘粒大的粒
子组成的（或者它在很久以前就被织女星聚集起来了）。织女星比
我们的太阳年轻得多，因为它还不到
10亿年；同时，织女星的光度
是太阳的
60倍，所以星风比太阳强烈得多，星风可以起到不让粒
子聚集的作用。鉴于这两个原因，人们可以期望织女星有一个正
第十三章 细 胞
第十三章 细 胞
在形成过程中的行星系。在碎石组成的巨大云层中可能已经包括
一些行星般大小的物体，它们正在逐渐地清扫它们的轨道。
这一发现有力地支持了在宇宙中行星系大概就像恒星一样普
遍的假设。
但是，即使假设所有（或大部分）的恒星都有行星系，而且其中
许多行星如同地球般大小，我们还必须知道这些行星是否符合居
住的标准。美国空间科学家多尔在他的《适合人类居住的行星》
（1964）一书中，对这个问题作了特别的研究并得出某些结论，尽管
是推测，但很有道理。
他指出，首先，要拥有适合居住的行星，恒星的大小必须适当。
恒星越大，其寿命就越短；如果恒星过大，它的寿命就不足以让行
星完成形成复杂生命形态以前的漫长的化学进化过程。恒星过小
则不能给行星以足够的温暖，除非行星非常靠近恒星，但这样又会
受到潮汐效应的破坏。多尔的结论是，只有光谱型在
F2到
K1之
间的恒星才适合于给行星提供营养物，使人类在行星上舒适地生
活，这样的行星我们不需要太费力就可以定居下来（假如星际旅行
能实现的话）。多尔估计，在我们的银河系里有
170亿颗这样的恒
星。
这样的恒星可能拥有一颗适合居住的行星，也可能没有。多
尔估计了一个大小适当的恒星拥有一个质量适当、距离适当、公转
周期和轨道适当的行星的概率。在进行了他认为是合理的估计以
后，他断言，仅在我们的银河系里可能就有
6亿颗适合居住的行
星，而且其中每一颗都已经有了某种形式的生命。
如果这些适合居住的行星在整个银河系里分布得比较均匀的
话，多尔估计，每
8万立方光年里就会有一颗适合居住的行星。因
此，离我们最近的一颗适合居住的行星可能有
27光年远；而在距
离我们
100光年的范围内，可能共有
50颗适合居住的行星。
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在距离我们
22光年的范围内，多尔列出了可能拥有适合居住
的行星的
14颗恒星，并估计了每颗恒星具有这种现实性的概率。
他的结论是，在最靠近我们的恒星中最可能找到适合居住的行星，
它们是半人马座
α系里的两颗类似太阳的恒星：半人马座
αA星和
半人马座
αB星。多尔估计，这两颗结伴的恒星加在一起，拥有适合
居住的行星的概率为
1/10。所有
14颗邻近恒星的总概率约为
2/5。
如果生命是我们前面一节里所讲述的化学反应的结果，那么，
在任何类似地球的行星上都必然会发展出生命。当然，一个行星
可能拥有生命，但不一定拥有智慧生命。对于一个行星上是否可
能发展出智慧生命，我们还无法作出一个即使可以使人理解的猜
测。例如，多尔就非常小心，没有作这样的猜测。毕竟，我们的地
球，我们能够研究的惟一适合居住的行星，曾经有
30多亿年只存
在没有智慧的生命。
海豚和它的一些近亲可能是有智慧的，但是，作为海生动物，
它们没有肢体，因而不可能发展到使用火；因此，即使它们有智慧，
也不可能用来发展技术。如果只考虑陆地上的生命，那么，地球拥
有智慧超过猿猴的动物，也只有
100万年左右。
不仅如此，这还意味着，地球上拥有智慧生命的时间，是地球
拥有任何生命的时间的
1/3 500（粗略的估计）。如果我们可以说，
所有有生命的行星中，有
1/3 500的行星上拥有智慧生命，那么，
多尔所估计的
6。4亿颗适合居住的行星中，可能有
18万颗拥有智
慧生命。这样我们在宇宙里就远不是孤单的了。
多尔和萨根（还有我）都支持这种宇宙中有许多有智慧的生命
形态的观点，但是天文学家们并不一致赞成。因为他们已经仔细
研究过金星和火星，发现生命无法在那里生存，所以出现了一种悲
观的观点，认为我们可以期望形成生命并维持几十亿年之久的范
围是非常狭窄的，而地球非常幸运地在这个范围之内。只要地球
第十三章 细 胞
第十三章 细 胞
在这个方面有轻微的改变，或者它的一些特性中的任何特性发生
轻微的改变，就不会形成生命，或者即使形成了生命，也不会长期
存在。根据这种观点，每个银河系里可能只有一两个有生命的行
星，而整个宇宙中可能只有一两个行星上有技术文明。
克里克所持的观点是，每个银河系里都有相当数量的行星，既
适合于居住又没有产生生命所需要的非常狭窄的特性范围。这
样，生命可能在一个特定的行星上产生，一旦文明发展到能够进行
星际航行，就会扩展到别的地方。显然，目前地球还没有发展到星
际航行的地步，因此，很可能在几十亿年前，一些远方的旅行者在
访问地球时无意中（或有意地）给地球带来了生命。
这两种观点是目前主要的观点：一种是乐观的，认为宇宙里充
满了生命；另一种是悲观的，认为宇宙里几乎没有生命。两种观点
都是由某些假设推测出来的，都没有观察到的证据。
我们能够得到这样的证据吗？有什么方法能够在如此遥远的
距离上判断出一颗远恒星附近的某个地方存在着生命吗？我们可
以这样推断，任何形式的生命，如果聪明到能发展出和我们相当或
比我们更高的高科技文明，必定已经发展出射电天文学，因而一定
能够发射出射电信号，或者像我们在日常生活中经常使用无线电
一样，无意中发射出射电信号。
美国的科学家们认真考虑了这种可能性，他们在
F。 D。德雷
克的领导下成立了一个叫做奥兹玛
①计划的机构，专门收听可能
来自其他世界的射电信号。这个设想是为了寻找来自空间的无线
电波的某种图式。如果他们探测到的信号具有复杂规则的图式，
而不是由射电星、空间被激发的物质或简单周期性的脉冲星发出
①美国作家鲍姆（
1856~1919）以虚构的奥兹国为背景，创作了一系列儿童读物，
很受欢迎。奥兹玛是奥兹国公主的名字。——译注
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的随机的、无规则的信号，那么就可以假定这种信号是地外某种智
慧生命发来的信息。当然，即使收到这种信息，要与遥远的智慧生
命进行联系仍然是个问题。发来的信息在路上已经走了许多年，
而回答也要经过许多年才能传给远处的发信号者，因为距离我们
最近的一颗可能适合居住的行星也有
4 13
光年远。
在奥兹玛计划期间，在不同时间收听过的天区包括以下方位：
波江座
ε、鲸鱼座
τ、波江座
o…2、印第安座
ε、半人马座
α、蛇夫座
70
和天鹅座
61。但是，接收了两个月，没有任何结果，这个计划就中
止了。
其他类似的计划时间更短，而且不如这个精密。不过，科学家
们还在梦想着某种比较好的方法。
1971年，美国国家航空和宇宙航行局奥利弗领导下的一个小
组提出了独眼巨人计划。这是一个射电望远镜的大阵列，每个射
电望远镜的直径为
100米；全部按行列排列；全部由计算机化的电
子系统统一操纵。整个阵列一起工作，相当于一个直径为
10公里
的单个射电望远镜。这种阵列可以探测到在
100光年的距离上无
意中发出的类似地球上的无线电波，而且可以探测到在
1 000光
年距离上的智慧生命有意发来的无线电信号。
建立这样一个阵列可能要用
20年的时间，并耗费
1 000亿美
元。（你可能会认为耗资太大，但请想一想，世界上每年在战争和
准备战争上就要耗费
5 000亿美元，相当于这个数字的
5倍。）
但是，人们会问，为什么要进行这种尝试呢？看起来我们成功
的可能性很小，即使成功了，又能怎样呢？我们真的能够理解星际
信息吗？然而科学家们有几个原因要进行这种尝试。
第一，这个尝试会提高射电望远镜的技术水平，从而促进人类
对宇宙的了解。第二，如果我们在空间寻找信息但一个也没有找
到，我们仍然可能找到许多有趣的东西。但是，如果我们真的探测
第十三章 细 胞
第十三章 细 胞
到一个信息而我们又不了解它，那又该怎么办呢？它对我们有什
么好处呢？
还有一种反对其他行星上拥有智慧生命的说法。他们说，如果
存在着这种智慧生命，而且他们的智慧超过了我们，那么，为什么他
们没有发现我们？地球上的生命已经存在了几十亿年，没有受到外
来影响的干扰（就我们所知），这起码足以证明没有外来影响。
其他的说法与此相反。他们认为，可能那个存在的文明距离
我们太遥远，没有办法到我们这里来。目前任何文明都没有发展
出星际旅行，我们相隔遥远，只能以长距离通信相互联系。他们也
可能已经来过地球，了解到地球上正在形成生命，而且最终会出现
文明，所以有意地不再打扰我们。
这两种说法都没有充分的证据。另外，还有一种比较有力但
非常吓人的说法。这种说法认为，智慧生命可能具有自我限制的
特性。每种生命一旦发展出足够的高科技，它就会毁灭自己，正如
我们目前的情况那样，核武器的储存越来越多，人口猛增，环境的
破坏日益严重，似乎正在一步步自我毁灭。假如是那样，那就不是
没有文明的问题，而是什么也没有了。可能有许多文明还没有达
到发射和接收信息的程度；有许多文明自我毁灭了；只有一两个文
明刚刚达到发射信息的程度，正要毁灭自己，但还没有这样做。
如果是那样，只要我们接收到一个信息，它就会向我们表明一
个事实：在宇宙的某个地方一个文明不管怎样已经达到了高科技
水平（很可能超过了我们），并且还没有自我毁灭。
如果那个文明已经设法生存下来，我们不是也可以设法生存
下去吗？
人类在其历史的这个阶段迫切需要这种鼓励，而我作为人类
的一员，对此也是翘首以待。
（陈亚娜 译）
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第十四章 微 生 物
细 菌
在 17世纪以前，人类所知的最小生物是微小的昆虫。当然，
人们理所当然地认为更小的生物是不存在的。所有的文化都以不
同的方式相信，有一种超自然的力量可以使生物隐而不见，但是没
有人想到自然界中会有小得看不见的生物。
放大的装置
假如有人怀疑过这种小生物存在的话，放大装置的应用就会
早得多。甚至古希腊人及罗马人就已经知道，某种形状的玻璃制
品可以聚集阳光于一点上，并且透过玻璃有放大物体的效果。例
如，一个装有水的玻璃管就可以使物体变大。托勒玫也曾讨论过
凸透镜的光学；在大约 1000年，阿拉伯作家海桑等人又将此项观
察发扬光大。
早在 13世纪，一位英国主教兼哲学家，同时也是一位热心的
业余科学家格罗斯泰斯特，最先提出放大装置的应用。他指出，透
镜有助于放大一些太小而不易看见的东西。他的学生 R。 培根遵
循这项提议，发明了用来改善视觉缺陷的眼镜。
最初是制造凸透镜来校正远视，大约到 1400年时，凹透镜才
第十四章 微生物
第十四章 微生物
被用来校正近视。印刷术的发明，使得对眼镜的需求日渐增加，并
且在
16世纪前，眼镜制造业成为一项技术性的职业，尤其在荷兰，
这已成为一种特殊的专业研究项目。
（远近两用眼镜可用来看远及看近，是
B。 富兰克林在
1760年
发明的。在
1827年，英国的天文学家爱里设计出第一副可校正散
光的透镜，因为他自己就深受散光之苦。
1887年，德国的一位医
生费克提出了隐形眼镜的构想，可能有一天会淘汰掉一般的老式
眼镜。）
让我们再来讲荷兰的眼镜制造家。早在
1608年，据说有一位
眼镜制造者的徒弟，名叫利珀希，他在休息的时候，取出两片透镜
一前一后地来观看物品。这位徒弟惊讶地发现，当他把它们置于
一定的距离时，观察到的远处景物，就像是近在眼前一样。这位徒
弟立即将他的发现告诉了主人，于是利珀希就开始着手制造第一
架望远镜，他是在一根管子内将两片透镜置于适当的位置。莫里
斯王子是一名在反抗西班牙战争中的荷兰军队司令官，他知道这
种仪器具有重要的军事价值，于是便将它视为机密。
但是利珀希并没有考虑到伽利略，当伽利略听到望远镜发明
的消息，并且知道它仅是由透镜制成的时候，便很快地发现了它的
原理，并开始制造他自己的望远镜，在利珀希发明望远镜后
6个月
内完成。
伽利略将他的望远镜里的透镜重新组合了一下，结果发现可
以放大一些排列紧密的物体，实际上，它就是一台显微镜。在以后
的几十年里，许多科学家都自行制造显微镜。意大利博物学家斯
特鲁蒂就利用显微镜来研究昆虫解剖；马尔皮基也借此发现了毛
细血管；而胡克则利用它发现了软木的细胞。
直到荷兰代尔夫特城的商人列文虎克着手研究显微镜时，人
们才真正了解到显微镜的重要性。他的显微镜可以将物体放大
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阿西莫夫最新科学指南
200倍。
列文虎克不加区别地观看了许多东西，并将所看到的情况详
细地描述下来，以书信的方式寄到英国皇家学会。后来，这位商人
便成为皇家学会的会员，这是科学民主的一个胜利。在他死之前，
英国女王及俄国沙皇彼得大帝都曾来拜访过这位出身卑微的代尔
夫特显微镜制造家。
通过他的显微镜，列文虎克发现了精子细胞，并确实地观察到
血液在蝌蚪尾部毛细血管里流动的情形。更重要的是，他是第一
位看到因太小而无法用肉眼观察到的生物的人。在
1675年，他从
腐水中发现了微小动物。另外，他还分辨出了微小的酵母菌细胞，
并终于在
1676年找到了病原菌，即现在所说的细菌。
显微镜的改进非常缓慢，经过了约一个半世纪，细菌般大小的
物体才能够较容易地加以研究。1830年，英国的眼镜商利斯忒设
计了一种消色差显微镜，它能排除影响影像清晰的色环。利斯忒
利用消色差显微镜发现红血球是双凹盘状的——就好像一个小圆
饼，中央凹陷，但不是一个洞。（红血球是荷兰医生斯旺默丹在
1658年首先发现的，他看到的是一些没有特征的小球。）这种消色
差显微镜是一巨大进步。到了
1878年，德国物理学家阿贝又开始
进行一系列的改进，才发明了现代的光学显微镜。
细菌的命名
显微镜下的生物新世界的成员逐渐有了它们的名字。列文虎
克所看见的微小动物，的确是一群动物，它们以微小颗粒为食，并
靠鞭毛、毛发状的纤毛或原生质（伪足）来移动身体。这些动物被
命名为原生动物（希腊文为“最早的动物”），而德国的动物学家西
博尔德鉴定其为单细胞生物。
病原菌比一般的原生动物还小，还简单。虽然有些病原菌可
第十四章 微生物
第十四章 微生物
以运动，但大部分都处于静止状态，而只进行生长及分裂生殖。它
们除了缺少叶绿素外，没有任何与动物相关的特性，因此它们经常
被分类在真菌中，真菌属于缺乏叶绿素并靠有机物质维持生命的
植物。今天大部分生物学家认为病原菌既不属于植物界，也不属
于动物界，应当自成一个纲。病原菌的英文名称（ germ）很容易被
误解