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20世纪50年代以来天体生物学的起源、发展与建制化

侯琨  
【摘要】:天体生物学是一门伴随着生命起源研究和航天实践而兴起的交叉学科,自20世纪50年代莱德伯格提出地外生物学的概念以来距今已有六十多年的历史过程。在天体生物学的发展过程中,它广泛吸收了不同学科领域的最新成果,从陨石学、无线电通讯、嗜极生命、遗传学等诸多研究中汲取养分,拓宽了自身的学科范畴。从技术性视角来看,天体生物学的学科发展始终与航天、生命领域的技术进展相一致,它的发展反映出时代的进步。自从美国在20世纪末完成了天体生物学的学科建制化以来,世界各国各地区纷纷成立了隶属本国的专门研究机构来推动学科进展,但我国尚没有这一学科的专门研究机构。本篇博士论文通过回顾天体生物学半个世纪的发展历史,希望能够理清其学术脉络,对于我国学界正确认识该学科、推动本土研究进展有所裨益。第一章主要研究了天体生物学在20世纪50年代得以起源的历史条件,即米勒实验的突破性成果推动了生命起源研究从思辨到实证的转变,第一届国际生命起源大会的召开促进了生命起源研究的制度化、专业化进展。生命起源领域的进展为地外生物学的出现提供了思想基础和人才储备,在莱德伯格的推动下,地外生物学概念被提出,美国国家航天局在科技竞赛的支配思想下也开始投资支持生命起源和地外生物学研究。第二章则考察了生命起源研究之外天体生物学得以成立的另一种学术研究传统——火星生命争论。19世纪末20世纪初的火星运河争论促进了美国国内火星科幻的繁荣,对在20世纪中叶成长起来的一批天文学家产生了深远影响。随着天文学界对太阳系内行星认知的逐渐加深,火星在学理上和文化上都成为了地外生命探测最重要的目标天体。20世纪60-70年代,借着美苏航天竞赛的东风,美国国内地外生物学研究群体参与到了一系列火星探测活动的仪器研发、成果解读中,这一时期也是地外生物学实践的高潮期。但随着海盗号登陆火星表面对与火星生命说的否定性结果,地外生物学逐渐进入低谷。第三章分析了美航局航天实测之外的多学科参与的地外生物学研究,它们的成果为学科复兴埋下了种子。默奇逊陨石中氨基酸以及星际空间中有机分子的发现为业已沉寂的胚种说提供了新的证据;嗜极生命的新的研究进展则加深了学界对于极端环境中生命的认识水平;SETI理论的提出和相关搜索计划的启动则推动了对于地外文明的探测热潮;新的生命起源理论也在遗传学发展的大背景下斩获新生。这些分散的研究成果和发现为地外生物学拓宽了学科边界,成为了天体生物学学科知识的重要来源。第四章总结了20世纪90年代天体生物学完成建制化的过程。ALH84001火星陨石的发现以及激进的解读(即在陨石中存在火星生命遗迹)使得火星生命再次成为全球舆论关注的焦点,政治性力量的站台也为天体生物学复兴奠定了基础。随着美航局天体生物学研究所的成立、专业性学术杂志的发行以及学术教材的编排出版,天体生物学逐步完成了建制化,相较于以往的地外生物学研究,天体生物学不但拓宽了视野,也更加注重下一代学者的培养。第五章关注到新世纪以来天体生物学最重要的研究对象拓展,系外行星的发现和宜居带概念的提出使得科学界对于太阳系之外的行星系统加深了认识,同时对于适合生命产生的环境条件有了新的理解;而太阳系内巨行星卫星系统中,木卫二与土卫六因冰层与大气的存在成为了天体生物学最为关注的新的目标天体。这股向内与向外的目标天体延伸成为了新世纪天体生物学发展的重要标志性成果。第六章针对我国民国时期对于生命起源理论的接受与21世纪以来天体生物学相关知识在中国的传播现状进行了梳理,以试图解释天体生物学在我国的缺位原因,这其中意识形态上认知的差异是关键性因素。可喜的是,进入新世纪,我国学术研究者在《天体生物学》杂志上发表了一系列研究成果,逐步进入到该研究领域中,我国进行天体生物学建制化的契机也逐步形成。通过这些分析和讨论,可以看出天体生物学在当代科技史上的重要地位,它始终与科学技术发展的前沿相结合,并且在理论和实践层面推动了当代科技的进步,天体生物学的科学实践还对于人类重新思考自己在宇宙中的位置起到了重要作用。天体生物学在科学史、科学哲学、科学社会学等诸多方面都展示出其深刻的影响。随着新一轮火星探测的热潮,世界各主要大国都出台了各自的航天规划,天体生物学因航天而起,也因航天而兴,我国的航天事业终将建立自己的天体生物学研究体系。本文希望通过对于天体生物学历史的梳理,为天体生物学学科在我国的发展做出贡献。


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