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生命到底是什么？它是许多科学家所认为的物理定律的必然副产品，还是近乎奇迹般的意外？我们是宇宙中孤独的，还是所有类地行星上都会出现生命？如果宇宙的其他地方有生命，它是否注定要朝着更复杂和更智能的方向进化？
内容导读
地月的形成
46亿年前，随着太阳系太的诞生，而此时婴儿般的地球正在路上。太阳核聚变发生时，原始的星际尘埃被太阳风的辐射压强推力推离太阳，太阳系行星的形成正是与这些星际尘埃的聚集有关。
这些小尘埃聚集在一起逐渐形成了较大的碎片，变成了微行星。像这样诞生的微行星反复碰撞就成长为更大的星球。由于太阳附近区域温度较高，原始物质中氢、氦等大部分挥发性物质几乎全部逃离，剩下的铁、矽、镁、硫以及它们的氧化物组成了体积和质量较小，但密度较大的岩石行星，也叫类地行星。
而离太阳较远的区域，由于温度较低挥发性物质可以以凝聚状态形式存在，所以形成了以氢、氦为主，固体内核很小，总体密度低的气态行星，也称为类木行星。从水星到火星都属于类地行星，从木星到海王星都属于类木行星。
地球和月球的历史要从这里说起，此时的地球刚刚诞生，被称为原始地球，而原始地球可能不是唯一一颗距离太阳约1.5亿公里的行星。有一颗叫忒伊亚的天体与原始地球在同一轨道发生了碰撞，这是地球迄今为止最大级别的碰撞。这颗天体的尺寸和火星大小差不多，质量约为地球的十分之一，碰撞发生了剧烈的爆炸，炸裂飞出的物质抛到太空中，碎裂的物质就像土星环一样充满太空。由于碰撞速度和角度较低的缘故，碰撞导致的结果还不足以摧毁地球，但足以使大部分地壳物质喷出。
构成忒伊亚的大部分金属被地球吸收，少部分忒伊亚的质量与地球的少量物质在爆炸飞出后，这些碎片经吸积作用，在大约一年内形成了今天的月球（这个假说目前最受欢迎和合理），月球的成分部分反映了这次碰撞，其中混合了来自地球和忒伊亚的物质。
这次碰撞使得地球的自转轴倾斜二十三点五度，使地球上出现了分明的四季变化。而对于一个原行星，由于存在“角动量守恒”，通常一个完美的星球自转轴是应该没有倾斜的。这次碰撞同时也加速了地球的自转速度，使地球出现了板块结构。
图片来源于NASA，由哈勃望远镜于2004年8月1日拍摄，距离大约33光年，这张带注释的图像显示了从年轻恒星AU Microscopii 周围碎片盘中的尘埃反射的光。
图片来源于NASA，由哈勃望远镜拍摄，发布时间为1995年11月20日。是在猎户座星云中新发现的四个原行星盘的图像，位于1,500光年外的猎户座星云中，围绕着年轻恒星。长期以来，天文学家怀疑气体和尘埃盘是行星形成的早期阶段，哈勃望远镜可以在可见光下直接看到。
每个圆盘中心的红光是一颗年轻的、新形成的恒星，大约有100万年的历史（与太阳的45亿年年龄相比）。这些恒星的质量范围为我们太阳质量的30% 到150%。随着它们的演化，这些圆盘可能会继续形成像我们太阳系的行星系统一样。这些年轻恒星周围的圆盘（也称为星周盘或原行星盘）被认为由99% 的气体和1% 的尘埃组成。这些圆盘的大小是太阳系直径的两到八倍。
碰撞的假想图
图片来源于NASA,科学模拟显示，当来自地球和忒伊亚的物质在撞击后直接发射到轨道时，月球可能在几个小时内立即形成。
图片来源于NASA，阿波罗宇航员带回的月球样本。
图片来源于NASA，1992年12月16日，在最后一次与地球相遇八天后，伽利略飞船回头看，捕捉到了地球和月球的这一非凡景色。该图像是在约620万公里（390万英里）的距离拍摄的。
图片来源于NASA，月球对地球的引力与其它切向力相结合，导致地球的水重新分布，最终在最靠近月球的一侧和离月球最远的一侧产生水隆起。
位于十分恰当的宜居带
宜居带是指恒星周围适合生命存在的区域，水在此区域内能以液态水形式存在。宜居带也被称为“金发姑娘带”，那里的条件恰到好处—不太热也不太冷—适合生命。太阳系的宜居带位于金星和火星轨道之间，我们的地球正恰好处于这个“甜区”。在我们的太阳系中，地球舒适的位于太阳宜居带内，炙烤的金星位于宜居带内缘内，而冷藏的火星则位于宜居带外边界附近。
相对于地球的轨道而言，金星与太阳的距离近了30%，而火星远了50%，如果从接受阳光的角度来说，金星需要减少一半阳光，而火星则需要增加一倍阳光才可以，由此可见宜居不一定会产生人类文明。
随着太阳逐渐变亮，宜居带将向外移动，原本寒冷的外行星及其卫星（如木卫二、土卫六）可能因变暖而具备孕育生命的潜力。
值得注意的是，宜居带并非固定不变，它会随恒星年龄增长而扩大，同时行星自身的地质活动（如火山喷发）和大气成分也会显著影响其实际宜居性。
到目前为止，地球已经在太阳宜居带中存在了大约45亿年，并且充满了不断变化的生命迭代。
图片来源于NASA，绿色带代表距离恒星的轨道距离，在这个温度下，行星表面可能存在液态水。虽然这取决于其他因素，包括是否存在合适的大气，但对于天文学家来说，这是一种有用的方式，可以开始在潜在目标中进行排序，以寻找可能的生命迹象。
图片来源于NASA，宜居带的传统图片——不太热，也不太冷。
适宜的保护条件
磁场对地球的保护
地球的快速自转和熔融的镍铁核心会产生磁场，它不仅为地球带来了独特的指南针效应，更是守护我们生命的重要屏障。
太阳风是一种等离子体，如果没有地球磁场的存在，它会直接冲击地球大气层，在地球磁场的作用下，太阳风在太空中将被其扭曲成泪滴形状，被排斥并绕过地球，形成了一个被太阳风包围的地球磁场区域，即磁层。当来自太阳风的带电粒子被困在地球磁场中时，它们会与地球磁极上方的空气分子碰撞产生美丽的极光。
地球磁场还对宇宙高能粒子射线起到了偏转作用，宇宙射线在穿越地球磁场时，会发生偏转，避免了它们直接轰击地球的大气层和海洋。
地球磁场产生的磁层，阻止和保护了地球大气被太阳风剥离，也防止了来自太阳与外太空的高能带电粒子进入地球大气层，从而保护了地球上的生命免受辐射的侵害。
木星对地球的保护
我们的地球之所以能处在一个距离太阳不远不近的位置上，拥有着适合我们生存的温度，并且较少遭受小行星的撞击，都有木星的功劳。木星质量占据了太阳系剩余质量的三分之二，木星强大的引力能够吸收和拦截来自外太空的小行星和彗星，减少这些天体对地球的撞击风险。木星为地球成为宜居世界扫清了道路，否则这些岩石碎片可能会撞击地球，在生命开始时就对地球进行消毒。
木星虽然在一定的程度上保护了地球，但木星的存在也可能导致一些小行星的运行轨道不稳定，从而增加一些小行星撞击地球的风险。历史上就曾经发生过木星“失手”的事件，比如6500万年前导致恐龙大灭绝的那颗小行星。正是这次“失手”的撞击导致统治地球长达1亿年之久的恐龙灭绝，让哺乳动物迎来了崛起的春天，并最终才有了人类的出现。
每当地球生态系统遭受灭顶之灾的重创，同时也为生命的进化“清空了赛道”，幸存的物种就会有机会快速扩张，填补空白，推动生物多样性的爆发。
图片来源于NASA，地球的磁层是一个磁泡，它包裹并保护我们的星球免受从太阳流出的大部分带电粒子的伤害。然而，当太阳粒子撞击磁层时，它们会导致地球周围的磁力线和等离子体像竖琴弹拨的琴弦一样振动，产生超低频波。
图片来源于NASA，阿拉斯加唐纳利溪拍摄的极光。
图片来源于NASA,2009年7月23日，哈勃新相机广角相机3（WFC3）拍摄的木星全盘自然彩色图像。右下角的黑色污迹是彗星或小行星坠入木星大气层并解体的碎片。
图片来源于NASA，1994年7月，一年前分裂的21颗舒梅克-利维9号彗星撞击木星。哈勃望远镜记录了这一壮观的事件。
孕育生命的基本条件
液态水
地球孕育着各种各样的生命，科学研究表明，地球拥有生命需要的三种成分，能量、有机分子和液态水，而且数量恰到好处。这里的生命由始至终都由碳来构造，依赖液态水为生，地球表面被约70%海洋覆盖，这些水很可能是地球早期被遥远天体频繁撞击时期送来的礼物。
液态水可以吸收和释放大量的热量，通过蒸发和降雨等过程，调节地球的气候，维持生态平衡。也可以溶解和运输各种物质，促进物质的循环和转化，维持生态系统的平衡。液态水维持了地球上的所有生命，也包括我们人类自己的生命。
大气层
生命的诞生有赖于适当的环境温度，而大气则扮演着重要的角色。地球大气层的形成，经历了原始大气、次生大气、现生大气三个阶段。
地球原始大气由氢、氦组成，可能是陨石和小行星撞击时爆炸或掉入熔岩海中，这些气体释放出来，形成了包围地球的大气层，因太阳风作用和早期地球引力不足，原始大气很快就逐渐消散了。如果按照传统学说，早期地球大气层中的氢流失很快，将不足以产生生命最早的有机成分—氨基酸。
次生大气阶段因火山活动释放的二氧化碳、甲烷、氮等重组分气体，形成无游离氧的还原性大气。次生大气的主要成分是二氧化碳、甲烷、氮、硫化氢和氨等一些分子量比较重的气体。在次生大气存在的阶段，已有厌氧性菌类和低等的蓝藻生存，地球上各种藻类繁多，它们在光合作用过程中可以制造氧，使高空大气形成了臭氧层，这足以屏蔽太阳的紫外辐射而使浅水生物得以生存。
现生大气通过光合作用产生氧气，并与水圈、生物圈进行物质交换，逐步建立氮氧平衡体系。在现生大气阶段原始的单细胞生命，不断地演变、进化，终于发展成了今天主宰世界文明的高级人类。
特有的温度调节系统
碳酸盐－硅酸盐循环，这一循环似乎是独一无二的，至少太阳系内如此。当地球温度上升开始蒸腾海洋中的水时，增多的降水会从大气中清洗掉更多的二氧化碳，二氧化碳沉淀成碳酸盐，从而使大气中二氧化碳含量大幅减少，大气温室效应降低温度下降，碳酸盐被囚禁在岩石中长达数百万年之久。
当地球温度降低时，火山的喷发将它们重新释放出来，二氧化碳使温室效应增强，进而使大气温度重新升高。二氧化碳含量现在只占地球大气的0.03%，它是一种温室气体，它的红外线吸收性质可以阻止辐射到地球表面的热量重新发散到太空。
值得注意的是，地球的这个天然温度调节器也不是绝对的，或许10亿年以后，当地球内部冷却到一定的程度，火山活动会大幅度降低，放缓碳酸盐－硅酸盐循环的速度，把过多的碳封锁在岩石中，将导致地球大气无法再维持绝大多数形式的光合作用。
太阳高能粒子
当来自太空天气的粒子沿着地球磁力线传播时，它们会撞击大气中丰富的氮分子。事实证明，改变大气层的化学成分对地球上的生命产生了重大影响。当高能粒子撞击这些氮分子时，撞击将它们分解成单独的氮原子。反过来，它们与二氧化碳碰撞，将这些分子分离成一氧化碳和氧气。自由漂浮的氮气和氧气结合成一氧化二氮，这是一种强大的温室气体，在使大气变暖方面，一氧化二氮的威力大约是二氧化碳的300倍。
太阳粒子不断涌入早期地球不仅使大气变暖，还可能提供了制造复杂化学品所需要的能量。在一个均匀散布着简单分子的星球上，需要大量的外来传入能量来产生复杂的分子，例如RNA和DNA，最终播种了生命。
图片来源于NASA，地球是一颗水星球，四分之三的表面被水覆盖，富含水的云层布满了天空。
图片来源于NASA，在这张从国际空间站拍摄的轨道日落照片中，太阳的最后一缕光线照亮了地球大气层，当时它从日本北部海岸的太平洋上空翱翔了261 里。这些层清晰可见，是从表面延伸到太空的细带。
图片来源于NASA，地球大气层的五个不同层的插图。
地球诞生后生物经历的劫难
地球诞生后经历的灾难远比我们人类要多得多，地球诞生以来，有超过98%以上的物种灭绝，地球经历了五次物种大灭绝事件。
第一次的物种大灭绝距今已经约4.45亿年了，发生在古生代的第二个纪奥陶纪，这个时候已经出现了珊瑚礁，海洋中也有了壳纲生物和早期的无颌类生物，此时的沙漠仍然被冰覆盖，约85%的物种灭绝。
导致的原因是首先是地球气候变冷，其次是火山爆发导致大气充满灰尘，阳光难以穿透大气到达陆地，叠加了温度下降，最后是宇宙中的超新星爆发释放出的伽马射线毁坏了地球的大气层，导致宇宙射线直接辐射地球生物，地球生态环境遭受破坏。
第二次物种大灭绝发生在古生代的泥盆纪时期，距今约3.75亿年。在泥盆纪时期，鲨和鱼已经非常的繁荣了，昆虫和两栖植物也出现了，蕨类植物也非常的兴盛。因此在这次大灭绝中，受到重创的是海洋生物，约78%的海洋生物灭绝了。
这次物种大灭绝可能的生物学原因是在此前的泥盆纪陆生植物大量繁育，导致地球大气中氧含量的增加、二氧化碳的大幅减少，地球进入卡鲁冰河时期所致。陆生植物进化出发达的根系深入地表土之下数米，加速了陆地岩石土壤的风化，大量铁等元素释放进入地表水，造成了水系的富营养化大爆发，导致了海底缺氧事件。海洋表层繁盛的有机物的沉降，使得全球碳循环中大气层的二氧化碳大量进入海底沉积层，也加强了地球冷化。泥盆纪也是陆地上生成大煤田的时期，这也加剧了二氧化碳固化入岩石圈。小行星撞击或火山活动也是可能诱因。
第三次生物灭绝发生在古生代的二叠纪末期，距今约2.52亿年，在这个时期，地球上的爬行动物开始增多，裸子植物开始代替蕨类植物，气候变冷，大量生物灭绝。这是最为严重的一次物种大灭绝事，约98%的海洋生物和约96%的陆地生物灭绝。
导致这次大灭绝事件的可能成因包括西伯利亚大规模玄武岩喷发造成的附近浅海区可燃冰融化大量释放温室气体甲烷，盘古大陆形成后改变了地球环流与洋流系统等等。在这个时间段中，三叶虫、海蝎和许多重要的珊瑚类群都消失了，这次灭绝让曾主导地球生命的海洋物种开始衰败，并逐渐让位于新生的系统，为恐龙等爬行动物的进化铺平了道路，是地球生物演化历史上最为重要的一个转折点。
第四次生物大灭绝是发生在距今约2亿年前的三叠纪晚期，在这个时代，恐龙和哺乳动物开始出现，种子植物呈现出了空前的繁荣。这一时期，要灭绝的动物是鳄类，以及在古生代时期的植物群。
根据科学的研究后依然认为这次的大灭绝是由火山喷发所产生的一系列连锁反应所导致的。
第五次物种大灭绝就是距今约6500万年前的白垩纪时期，这是恐龙时代的终结。消灭了恐龙和其它大型的爬行动物，为哺乳动物和人类的登场提供了最后的契机。
这次物种大灭绝的原因被认为是小行星撞击，小行星的撞击使非鸟恐龙和其他大型爬行动物灭绝，但一些小型哺乳动物逃过一劫。
在人类统治地球的这短短的时间里，人为的因素导致了温度的升高和环境污染，破坏了地球生态原有的平衡，有越来越多的物种灭绝、消失，这是不是第六次物种大灭绝的开始呢？
我们人类只是地球上普通的一员，人类保护不了地球，甚至保护不了自己。
图片来源于NASA,2.5亿年前的世界是什么样子。
恐龙灭绝的假想图。
海洋生物灭绝的假想图。
是必然还是偶然？
地球生命似乎起源于约40亿年前的太初海洋中，而人类作为地球上的智慧生命，在漫长的演化进程中，是从发现古人类化石开始的。
尽管地球拥有长达约46亿年的悠久历史，但其中真正适合生命诞生和发展的“有效时间”其实非常短暂。通过对地质化石进行细致入微的分析测定，能够清晰地了解地球每个演化阶段的生物组成结构。至目前止，并没有发现任何物种具备智慧并拥有建立智慧文明的能力。
地球位于十分合适的宜居带，距离太阳位置适中，不冷不热温度适中。地球的引力大小也非常合适，如果地球引力太小，就无法形成大气层，如果引力太大，就会变成一颗气态行星，而我们的地球刚刚好，拥有着适宜厚度的大气层。
地球上的液态水含量占地球总质量的0.023%，海洋占据96.54%的水资源，没有水，人类就无法生存，虽然科学家们在探索宇宙的过程中也发现了其它星球也有水源，但大多数的水资源都呈固态的，而不是液态水。
地球磁场的保护，可以阻挡太阳风和宇宙释放出的各种危害辐射，如果没有磁场，地球大气层会太阳风吹散，人类将无法在地球上生存。
地球也有着太阳系第二大质量木星的保护，这避免了绝大多数小行星对地球的撞击，当然偶尔“失手”的时候，“引来”小行星撞击地球，导致恐龙的大灭绝，但也间接导致哺乳动物的崛起，人类也才有演化、进化的机会。
综上，地球上有人类生命文明的存在，其实是人类赖以生存的合适条件结合在一起所造成的。但把这些人类生存合适条件综合起来看的话，就未免有些巧合了，看似是必然的结果，但更多的可能是偶然的概率，你认为呢？
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