宇宙中存在其他生命似乎無可避免，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，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，我們其實可以有很多可以討論。

近些年來，我們對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，美國國家航空航天局（NASA）首席科學(xué)家艾倫·斯托芬（Ellen Stofan）曾預(yù)測，在未來的二三十年內(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)測背后的信念卻依舊令人感到驚異，20 世紀(jì)初，我們曾對外星生命異常著迷，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、回歸科學(xué)，變得樂觀起來。這本書就是關(guān)于我們該如何使用那些現(xiàn)實的、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，外星人并沒有真的在紐約降落過，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)動自己前進(jìn)、體表閃爍著斑斕光澤的烏賊，外星動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，地球動物在適應(yīng)環(huán)境時所采用的理由，也非常有可能被其他行星上的動物所采用。與地球動物一樣，跳躍和噴水在很多不同的行星上同樣會是行之有效的移動方式。

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）還是一個關(guān)乎觀測方法和數(shù)學(xué)計算的問題。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，但隨著科技升級到新的水平，人類對系外行星的觀測也隨之成為可能，這時，人們的情緒同時高漲起來。也許，我們確實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。開普勒太空望遠(yuǎn)鏡升空，朝著宇宙中一個固定的角度觀測一小片固定的區(qū)域，搜尋可能存在的行星，在它開始運(yùn)行短短六周之后，就發(fā)現(xiàn)了五顆系外行星。到2018 年開普勒望遠(yuǎn)鏡停止工作的時候，我們已經(jīng)不可思議地通過它發(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)于你舉起手臂時拳頭能覆蓋到的大小。

這一發(fā)現(xiàn)反映出的事實令人震驚，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)的測量方法的幫助下，我們現(xiàn)在對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，而到我們孫輩的時代，他們可能都不會相信我們曾經(jīng)說過：類地行星非常稀有。我們再也沒有借口認(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，我們還可以越來越頻繁地對這些物理環(huán)境進(jìn)行測量。人們開發(fā)了新的儀器，通過探查行星繞行的恒星發(fā)出的光穿過該行星大氣時發(fā)生的變化，就可以偵測出行星的大氣化學(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。

無論如何，宇宙中至少出現(xiàn)過一次生命，我們自己就是證明，不過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程與其他星球上生命起源的過程是否相似。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驗室中加以驗證，我們可以通過實驗來判斷哪些化學(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)對于活的東西來說是非常好的原料，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。我們不僅沒有可供考察的外星動植物標(biāo)本，甚至連植物和動物這兩個詞在其他行星上是否有意義都不能確定。雖然NASA 樂觀地估計我們能發(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)步才能實現(xiàn)對太陽系以外行星的真正造訪。我們可以在實驗室里合成外星化學(xué)物質(zhì)，但用望遠(yuǎn)鏡觀察外星的鳥類卻依然是遙不可及的夢想。

在我們對外星生物性質(zhì)的理解之中一直有個問題：人類在比較不同生命的時候，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)為人類對外星生命的推測毫無意義，因為我們的想象力已經(jīng)被牢牢地捆綁在了自己的經(jīng)驗之中，無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）的作者科幻小說家阿瑟·克拉克（Arthur C. Clarke）說：在宇宙中，沒有什么地方可以讓我們見到熟悉的花草樹木，與我們共同生活在這個世界上的動物的身影，你也不可能在別處見到。 很多人都認(rèn)為外星生物過于難以想象，但我不同意。科學(xué)給我們提供了超越這種悲觀想法的機(jī)會，而我們也確實似乎有可能分辨出一些關(guān)于外星生命樣貌的線索。這本書就是用我們對生命的存續(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。

像我這樣一個生活在地球上的動物學(xué)者一個更習(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地外生命的探索中去的呢？動物的交流，以及動物為什么會發(fā)出它們的叫聲，是我諸多研究課題中的一個。2014年，我在哈佛大學(xué)拉德克利夫?qū)W院（Radcliffe Institute）做過一次演講，其間我曾問道：如果鳥兒會說話，我們能發(fā)現(xiàn)嗎？人類有語言而其他動物沒有語言，這一點(diǎn)對我們來說似乎是不言而喻的，但我們又怎能確定地知道這就是事情的真相呢？我曾經(jīng)試圖尋找動物交流中語言的數(shù)學(xué)指紋一種能夠清晰地幫我們辨明某種聲音符號是不是語言的數(shù)學(xué)特征，有了語言指紋，某種原本在我們看來毫無意義的信號就變成了語言，而如果缺乏語言指紋，那些信號就不能被稱為語言。我有些好同事（不過也有點(diǎn)兒古怪）鼓勵我說，我們下一步的目標(biāo)就是對來自太空的信號詢問同樣的問題：那些信號是語言嗎？如果是的話，又是何種生物產(chǎn)生了那些語言？從這里開始，我們就可以自然而然地把對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、競爭、互動等。

但是，在我們從未見過任何外星生物，甚至無法確定它們是否存在的時候，為什么要在動物學(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之后，我的第一個任務(wù)就是告訴他們：對事實的記憶固然非常重要，但更重要的是對概念的理解，面對大自然，我們不僅要知其然，更要知其所以然。對過程的理解是研究地球動物學(xué)的關(guān)鍵這種理解可以幫助我們更清楚地認(rèn)識其他行星的動物學(xué)。在我寫下這些文字的時候，劍橋大學(xué)二年級的本科生正準(zhǔn)備他們前往婆羅洲（Borneo，加里曼丹島）的田野調(diào)查，對其中的一些人來說，這次外出是他們?nèi)松�中第一次離開英國，老師們會希望他們記住寫有婆羅洲成百上千種鳥類和昆蟲信息的田野手冊嗎？當(dāng)然不會，如同未來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，對我們所發(fā)現(xiàn)的動物進(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，它們在地球上的應(yīng)用方式與地外行星無異，所以我們在地球上對某些物理與化學(xué)材料在不同條件之下的作用方式的預(yù)測，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，正是我們對科學(xué)的信心之來源。但在一些人看來，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：在我們已知的范圍內(nèi)，生物學(xué)實在是平凡與偏狹的，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。