宇宙中存在其他生命似乎無(wú)可避免，但關(guān)于這些生命的情況，我們又似乎幾乎不可能有所知曉。不過(guò)，我的目標(biāo)是為你展示一種可能性，即關(guān)于外星生命的樣貌、生活方式和行為方式，我們其實(shí)可以有很多可以討論。

近些年來(lái)，我們對(duì)宇宙中存在其他生命的信心與日俱增，讓人們更感到興奮的是，我們似乎也有可能找到外星生命。2015 年，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）首席科學(xué)家艾倫·斯托芬（Ellen Stofan）曾預(yù)測(cè)，在未來(lái)的二三十年內(nèi)，我們將在其他行星上發(fā)現(xiàn)生命存在的證據(jù)。當(dāng)然，她指的是微生物，或是其他星球上與地球微生物等同的生命形態(tài)，不一定是智慧生命。但這種預(yù)測(cè)背后的信念卻依舊令人感到驚異，20 世紀(jì)初，我們?cè)鴮?duì)外星生命異常著迷，到了七八十年代，又興起了盲目的悲觀主義，而現(xiàn)在，人們的情緒正在回歸現(xiàn)實(shí)、回歸科學(xué)，變得樂(lè)觀起來(lái)。這本書(shū)就是關(guān)于我們?cè)撊绾问褂媚切┈F(xiàn)實(shí)的、科學(xué)的方法，得出一些關(guān)于外星生命的、有信心的結(jié)論特別是關(guān)于外星高等智慧生命的結(jié)論。

但是，外星人并沒(méi)有真的在紐約降落過(guò)，我們又該如何知曉他們的樣子呢？我們是否需要借用好萊塢和科幻小說(shuō)家的想象？又或者，相比起在陸地上利用巨大腳掌跳躍前行的袋鼠，在海中利用排水反推力驅(qū)動(dòng)自己前進(jìn)、體表閃爍著斑斕光澤的烏賊，外星動(dòng)物也許并不更為奇異。如果我們相信自己所有地球生物以及地外行星上的生物，都服從生物學(xué)的普遍規(guī)律，那么我們就能夠知道，地球動(dòng)物在適應(yīng)環(huán)境時(shí)所采用的理由，也非常有可能被其他行星上的動(dòng)物所采用。與地球動(dòng)物一樣，跳躍和噴水在很多不同的行星上同樣會(huì)是行之有效的移動(dòng)方式。

生命在宇宙中有多稀少？直到20 世紀(jì)90 年代，其他恒星周圍是否存在行星（系外行星）還是一個(gè)關(guān)乎觀測(cè)方法和數(shù)學(xué)計(jì)算的問(wèn)題。我們并不確切地知道銀河系里有多少行星，也不清楚這些行星的性質(zhì)（溫度、重力、大氣環(huán)境、組成物質(zhì)等條件）如何，但隨著科技升級(jí)到新的水平，人類對(duì)系外行星的觀測(cè)也隨之成為可能，這時(shí)，人們的情緒同時(shí)高漲起來(lái)。也許，我們確實(shí)有可能觀察到可能寓居著外星生命的行星。

最初的發(fā)現(xiàn)令人失望。人們最開(kāi)始發(fā)現(xiàn)的幾顆系外行星都是體積巨大、溫度極高的氣態(tài)行星不管是從我們所知的條件，還是從其他的角度上考慮，都不太適宜生命存在。但在我們發(fā)現(xiàn)第一顆系外行星的不到20 年之后，人類取得了重大的突破。開(kāi)普勒太空望遠(yuǎn)鏡升空，朝著宇宙中一個(gè)固定的角度觀測(cè)一小片固定的區(qū)域，搜尋可能存在的行星，在它開(kāi)始運(yùn)行短短六周之后，就發(fā)現(xiàn)了五顆系外行星。到2018 年開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡停止工作的時(shí)候，我們已經(jīng)不可思議地通過(guò)它發(fā)現(xiàn)了2662 顆系外行星，這還只是在它所朝向的那一小片天空里，面積相當(dāng)于你舉起手臂時(shí)拳頭能覆蓋到的大小。

這一發(fā)現(xiàn)反映出的事實(shí)令人震驚，銀河系里的行星數(shù)量遠(yuǎn)比我們先前想象的多得多，在更先進(jìn)的測(cè)量方法的幫助下，我們現(xiàn)在對(duì)那些行星有了更加全面的了解，從高溫的類木氣態(tài)行星，到與地球非常相似的類地行星，我們已經(jīng)掌握了全方位的行星數(shù)據(jù)。* 比起2009 年，現(xiàn)在的宇宙已經(jīng)擁擠了許多，而到我們孫輩的時(shí)代，他們可能都不會(huì)相信我們?cè)��?jīng)說(shuō)過(guò)：類地行星非常稀有。我們?cè)僖矝](méi)有借口認(rèn)為宇宙缺乏外星生命存在的條件。

現(xiàn)在，我們對(duì)可供外星生命存在的物理環(huán)境條件有了更為深入的理解，而且，我們還可以越來(lái)越頻繁地對(duì)這些物理環(huán)境進(jìn)行測(cè)量。人們開(kāi)發(fā)了新的儀器，通過(guò)探查行星繞行的恒星發(fā)出的光穿過(guò)該行星大氣時(shí)發(fā)生的變化，就可以偵測(cè)出行星的大氣化學(xué)組分。當(dāng)然，我們首要尋找的還是氧氣，但另一些比較復(fù)雜的化學(xué)成分也可以顯示出行星上的工業(yè)發(fā)展水平。非常諷刺的是，污染往往是宇宙智慧生命的標(biāo)志。

無(wú)論如何，宇宙中至少出現(xiàn)過(guò)一次生命，我們自己就是證明，不過(guò)我們并不知道生命究竟是如何出現(xiàn)的。關(guān)于地球生命出現(xiàn)的機(jī)制有很多種理論，最為可能的一種說(shuō)法是生命所需的基本化學(xué)物質(zhì)隨機(jī)形成，在一次幸運(yùn)的偶然之下，這些化學(xué)物質(zhì)組合成為能夠自我復(fù)制的特殊分子結(jié)構(gòu)，這是一種非常不同尋常的情況，那么這又是否意味著其他行星上的生命也如此形成？答案顯然是否定的，我們完全無(wú)法確定人類目前所認(rèn)為的發(fā)生在地球上的生命起源過(guò)程與其他星球上生命起源的過(guò)程是否相似。外星生命或許是和我們一樣的碳基生物，或許是不太一樣的其他碳基生物，也可能擁有與我們完全不同的生命結(jié)構(gòu)。

化學(xué)規(guī)律已經(jīng)被人們理解得非常透徹，所以很多關(guān)于生命起源的想法都可以在實(shí)驗(yàn)室中加以驗(yàn)證，我們可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)判斷哪些化學(xué)成分可以組成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。通常認(rèn)為，與組成我們身體的化學(xué)結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)對(duì)于活的東西來(lái)說(shuō)是非常好的原料，但在這些關(guān)于外星生物化學(xué)結(jié)構(gòu)最為基礎(chǔ)的概念之外，我們的面前仍籠罩著一層厚厚的迷霧。我們不僅沒(méi)有可供考察的外星動(dòng)植物標(biāo)本，甚至連植物和動(dòng)物這兩個(gè)詞在其他行星上是否有意義都不能確定。雖然NASA 樂(lè)觀地估計(jì)我們能發(fā)現(xiàn)外星生命存在的跡象，但恒星之間的超遠(yuǎn)距離意味著我們?nèi)孕枰�巨大的科技進(jìn)步才能實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)系以外行星的真正造訪。我們可以在實(shí)驗(yàn)室里合成外星化學(xué)物質(zhì)，但用望遠(yuǎn)鏡觀察外星的鳥(niǎo)類卻依然是遙不可及的夢(mèng)想。

在我們對(duì)外星生物性質(zhì)的理解之中一直有個(gè)問(wèn)題：人類在比較不同生命的時(shí)候，我們的出發(fā)點(diǎn)只有一種生命形式，即地球生物。僅僅通過(guò)這種生命存在的孤例，我們可以得出多少關(guān)于其他行星上生命的結(jié)論呢？有人認(rèn)為人類對(duì)外星生命的推測(cè)毫無(wú)意義，因?yàn)槲覀兊南胂罅σ呀?jīng)被牢牢地捆綁在了自己的經(jīng)驗(yàn)之中，無(wú)力思索其他世界中復(fù)雜多樣且陌生的可能性�！�2001 太空漫游》（2001: A Space Odyssey）的作者科幻小說(shuō)家阿瑟·克拉克（Arthur C. Clarke）說(shuō)：在宇宙中，沒(méi)有什么地方可以讓我們見(jiàn)到熟悉的花草樹(shù)木，與我們共同生活在這個(gè)世界上的動(dòng)物的身影，你也不可能在別處見(jiàn)到。 很多人都認(rèn)為外星生物過(guò)于難以想象，但我不同意�？茖W(xué)給我們提供了超越這種悲觀想法的機(jī)會(huì)，而我們也確實(shí)似乎有可能分辨出一些關(guān)于外星生命樣貌的線索。這本書(shū)就是用我們對(duì)生命的存續(xù)以及更重要的生命的進(jìn)化的理解，去理解其他行星上的生命。

像我這樣一個(gè)生活在地球上的動(dòng)物學(xué)者一個(gè)更習(xí)慣于在白雪皚皚的落基山脈中追蹤狼群、在加利利群山中找尋毛茸茸的蹄兔的人是怎么參與到對(duì)地外生命的探索中去的呢？動(dòng)物的交流，以及動(dòng)物為什么會(huì)發(fā)出它們的叫聲，是我諸多研究課題中的一個(gè)。2014年，我在哈佛大學(xué)拉德克利夫?qū)W院（Radcliffe Institute）做過(guò)一次演講，其間我曾問(wèn)道：如果鳥(niǎo)兒會(huì)說(shuō)話，我們能發(fā)現(xiàn)嗎？人類有語(yǔ)言而其他動(dòng)物沒(méi)有語(yǔ)言，這一點(diǎn)對(duì)我們來(lái)說(shuō)似乎是不言而喻的，但我們又怎能確定地知道這就是事情的真相呢？我曾經(jīng)試圖尋找動(dòng)物交流中語(yǔ)言的數(shù)學(xué)指紋一種能夠清晰地幫我們辨明某種聲音符號(hào)是不是語(yǔ)言的數(shù)學(xué)特征，有了語(yǔ)言指紋，某種原本在我們看來(lái)毫無(wú)意義的信號(hào)就變成了語(yǔ)言，而如果缺乏語(yǔ)言指紋，那些信號(hào)就不能被稱為語(yǔ)言。我有些好同事（不過(guò)也有點(diǎn)兒古怪）鼓勵(lì)我說(shuō)，我們下一步的目標(biāo)就是對(duì)來(lái)自太空的信號(hào)詢問(wèn)同樣的問(wèn)題：那些信號(hào)是語(yǔ)言嗎？如果是的話，又是何種生物產(chǎn)生了那些語(yǔ)言？從這里開(kāi)始，我們就可以自然而然地把對(duì)地球生命的理解延伸到外星生命的其他方面上，進(jìn)而研究它們的攝食、繁殖、競(jìng)爭(zhēng)、互動(dòng)等。

但是，在我們從未見(jiàn)過(guò)任何外星生物，甚至無(wú)法確定它們是否存在的時(shí)候，為什么要在動(dòng)物學(xué)的框架之內(nèi)研究外星生物呢？作為教育工作者，我經(jīng)常面對(duì)剛剛進(jìn)入大學(xué)的本科新生，他們從考查記憶能力的考試中擺脫出來(lái)之后，我的第一個(gè)任務(wù)就是告訴他們：對(duì)事實(shí)的記憶固然非常重要，但更重要的是對(duì)概念的理解，面對(duì)大自然，我們不僅要知其然，更要知其所以然。對(duì)過(guò)程的理解是研究地球動(dòng)物學(xué)的關(guān)鍵這種理解可以幫助我們更清楚地認(rèn)識(shí)其他行星的動(dòng)物學(xué)。在我寫(xiě)下這些文字的時(shí)候，劍橋大學(xué)二年級(jí)的本科生正準(zhǔn)備他們前往婆羅洲（Borneo，加里曼丹島）的田野調(diào)查，對(duì)其中的一些人來(lái)說(shuō)，這次外出是他們?nèi)松�中第一次離開(kāi)英國(guó)，老師們會(huì)希望他們記住寫(xiě)有婆羅洲成百上千種鳥(niǎo)類和昆蟲(chóng)信息的田野手冊(cè)嗎？當(dāng)然不會(huì)，如同未來(lái)的外星世界探索者一樣，這些學(xué)生必須先理解進(jìn)化論的原則，正是在這些原則的指導(dǎo)之下，我們所見(jiàn)的生物多樣性才如此繁盛。而只有當(dāng)概念被清楚地理解之后，對(duì)我們所發(fā)現(xiàn)的動(dòng)物進(jìn)行的解釋才成為可能。大多數(shù)人認(rèn)為物理和化學(xué)的規(guī)律是明確且普遍適用的，它們?cè)诘厍蛏系膽?yīng)用方式與地外行星無(wú)異，所以我們?cè)诘厍蛏蠈?duì)某些物理與化學(xué)材料在不同條件之下的作用方式的預(yù)測(cè)，在宇宙中的別處，相同的材料在相同的條件之下，其相互作用方式應(yīng)該差異不大�？茖W(xué)給我們展現(xiàn)出的這種穩(wěn)定和可靠，正是我們對(duì)科學(xué)的信心之來(lái)源。但在一些人看來(lái)，生物學(xué)卻是不同的，我們很難想象起源于地球的生物學(xué)規(guī)律如何在地外行星上發(fā)生作用。就此，20 世紀(jì)最著名的天文學(xué)家之一，宇宙中存在其他高等智慧生物的熱忱信徒，卡爾·薩根（Carl Sagan）曾這樣說(shuō)：在我們已知的范圍內(nèi)，生物學(xué)實(shí)在是平凡與偏狹的，我們所熟知的生物學(xué)可能只是宇宙中種類繁多的眾多生物學(xué)中特殊的一種。