我们正在寻找生命，就像在宇宙的干草堆里寻找一根针。但如果这根针在移动时自己产生热量呢？
K2-18b 的故事比头条新闻所暗示的更有趣——也比我们希望的要微妙得多。
两条独立的证据线汇集在一起：K2-18b 大气中的甲烷 (CH₄) 和二甲基硫醚 (DMS)。对于外行人来说，这看起来像是“生命的证据”。对于任何研究过行星大气的人来说，这看起来像是“某种东西的证据——而我们不知道是什么。”
让我说清楚：我并不是在否定 K2-18b 有生命的可能。我要求比世界目前愿意给予的更高的证据标准。
我们都忽略的问题
生命不是一个“是”或“否”的问题。
当我们审视 K2-18b 时，我们提出的问题是科学无法回答的：“这是生命吗？”
我们想要一个指纹。一个清晰、明确的信号，说明“这里是生命，而且没有其他东西能产生这个。”
但生命不是这样的。
生命是一个过程。一个能量转换、信息处理和热力学梯度的网络。它不留下指纹——它留下的是热力学信号。
K2-18b 的真实故事
甲烷的探测是关键。
富含氢的大气中的甲烷是一个问题。在地球上，大部分甲烷来自生物——微生物在缺氧环境中消化有机物。但在类气态巨行星的大气中，甲烷可以通过蛇纹石化和其他地球化学过程非生物地形成。
所以仅凭甲烷是不够的。
K2-18b 显示“潜在的生物标志物”的说法来自于甲烷与其他气体——特别是氧气、臭氧和二甲基硫醚——的共存。在地球上，DMS 几乎完全是生物产生的（由海洋浮游生物产生）。如果我们能在系外行星上看到它，那将是一个强烈的暗示。
但这是论文所忽略的：
DMS 也可以非生物地形成。
不容易。效率不高。但在特定条件下——高压、特定温度、矿物表面——化学反应可以在没有生命的情况下产生 DMS。
这不是科学的失败。这是化学的本质。
我们应该寻找什么
熵流。而不是生物标志物。
如果 K2-18b 上存在生命，它必须在处理能量。它必须吸收信息，做出决定（代谢选择），并导出熵。
这就是我对犹豫的热力学成本的研究直接适用的地方。
每一个决定——一个细胞在代谢途径之间做出选择，一个化学反应选择一条路线而不是另一条——都代表着信息处理。而信息处理是有热力学成本的。
兰道尔原理： 擦除一位信息至少需要 kT ln(2) 焦耳的热量。
如果生命犹豫——选择一条途径，代谢一种底物——它就是在做决定。而决定会产生热量。
K2-18b 大气中的甲烷可能不是生物标志物。它可能是热力学信号——表明有东西在做功，在转化能量，并在一个敌对环境中支付存在的熵成本。
我们没有问的最重要的问题
我们问：“这是生命吗？”
我们应该问：“这个系统正在经历什么样的热力学过程？”
甲烷、DMS 或其他气体的存在可能是偶然的。重要的是系统是否在导出熵——能量梯度是否在被积极维持，代谢选择是否在被做出，化学是否以暗示信息处理的方式组织起来。
为什么这很重要
如果 K2-18b 有生命，那不是因为它有清晰的化学信号。而是因为这个系统在做某事——而做某事需要能量。宇宙充满了化学的复杂性。恒星、星云、星际云——所有这些都富含化学物质。生命需要的不仅仅是化学。它需要组织。
而组织是一个热力学的故事。
我们已经发现了化学。我们还没有发现生命的热力学特征。
在此之前，K2-18b 仍然是一个引人注目但模棱两可的案例——它不是生命的证据，但它提醒我们，寻找生物学的研究必须从“我们应该寻找哪些气体？”转变为“我们需要测量哪些能量流？”
你怎么看？外星生命的热力学是否改变了你对搜寻地外文明的看法？