在2021年春季我在哈佛大学为新生开设的研讨会上，我提到离太阳最近的恒星比邻星主要发射红外辐射，并且有一颗行星比邻星b，位于其周围的宜居带中。为了给学生们一个挑战，我问道：“假设比邻星b的表面有生物在爬行。它们对红外线敏感的眼睛会是什么样子？”班上最聪明的学生在几秒钟内回应了一张螳螂虾的图片，它拥有红外视觉。这种虾的眼睛看起来像两个乒乓球，用绳子连接到它的头部。“它看起来像个外星人，”她低语道。
当试图想象我们从未见过的东西时，我们常常会默认我们已经见过的东西。因此，在我们寻找外星生命的过程中，我们通常都在寻找我们所知的生命。但是，是否有扩展我们想象力以至我们未知生命的途径呢？
在物理学中，一个类似的路径在一个世纪前就已经建立，并且在许多情况下都被证明是成功的。它包括进行实验室实验，揭示物理学的基本定律，而这些定律适用于整个宇宙。例如，大约在1932年詹姆斯·查德威克在实验室中发现中子的同时，列夫·朗道提出可能存在由中子构成的恒星。天文学家随后意识到，事实上，仅在我们的银河系中就有大约1亿颗中子星——在可观测宇宙中更是有十亿倍之多。最近，激光干涉引力波天文台（LIGO）实验探测到了来自宇宙距离中子星碰撞的引力波信号。现在人们认为，这种碰撞产生了珍贵的黄金，这些黄金被锻造成结婚戒指。这个故事的寓意是，物理学家能够想象宇宙中新的事物，并通过从地球实验室实验中获得的见解在天空中寻找它。
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对外星生命的寻找可以遵循类似的方法。通过在实验室中以各种方式从化学物质汤中创造合成生命，我们或许能够想象生命可能以不同于地球上的方式发生的新环境。这种情况类似于编写一本食谱书，其中包含烘烤不同类型蛋糕的处方。为了编写一本丰富的食谱书，我们需要尝试多种类型的化学物质。而且，正如我在与马纳斯维·林加姆合写的一篇论文中指出的那样，这种实验可能会使用水以外的流体，而水被认为是我们所知生命所必需的。
我的哈佛同事之一，诺贝尔奖得主杰克·索斯塔克，正在他的实验室里接近创造合成生命。任何单一配方的成功都可能暗示出可以产生多种结果的变体，这些变体将被组装到我们的合成生命食谱书中。通过从我们的实验室实验中识别出合适的环境条件，我们可以像中子星的情况一样，稍后在天空中寻找它们实现的真实系统。
在遵循这种方法时，我们应该像利用核能一样小心。在我们的实验室中创造人工生命变体带来了造成环境灾难的风险，正如弗兰肯斯坦的故事所想象的那样。这种实验必须在隔离的环境中进行，这样我们未知的生命的意外事故就不会危及我们已知的生命。
虽然可以远程探索行星和小行星表面以寻找生物特征，但外星生命可能最丰富地存在于地表之下。不仅在土星的土卫二和木星的木卫二等卫星内部，而且在星际空间中的自由漂浮物体内部，都可能存在宜居条件。在与林加姆的另一项研究中，我们表明，携带生命的物体的数量可能比恒星周围宜居带中岩石行星的数量多出许多数量级。
正如地球上的极端微生物所例证的那样，生命对极端环境的适应可能采取奇异的形式。例如，最近发现冷冻的微观动物在西伯利亚永久冻土中存活了24000年，并且发现微生物生命在海底以下1亿年仍然存在。这些微生物诞生于温暖的白垩纪时期，当时恐龙统治着地球。
在太阳系中，最接近地球的条件是在其最近的邻居金星和火星上实现的。美国国家航空航天局（NASA）已选择两项新的任务来研究金星，其毅力号探测器正在火星上寻找生命痕迹。如果发现外星生命，关键的后续问题是它是否是我们所知的生命。如果不是，我们将意识到自然生命存在多种化学途径。但是，如果我们发现火星或金星生命类似于地球生命的证据，那么这可能表明对我们所知生命的特殊偏好。或者，生命可能是通过被称为泛种论的过程在行星之间旅行的岩石运输而来的。我的学生阿米尔·西拉杰和我写了一篇论文，表明生命的转移可能是由掠星小行星介导的。我们还应该记住非常遥远的可能性，即生命是由“外星园丁”在内太阳系中播种的，即通过“定向泛种论”。
我最生动的童年记忆是晚餐时的谈话，房间里的成年人假装比他们实际知道的要多得多。这无疑是他们为了改善自己的形象而戴上的“知识化妆”。如果我问了一个这些假装者没有现成答案的问题，他们就会将其斥为无关紧要。我作为一位资深科学家的经历没有什么不同，尤其是在提出问题时：“我们是宇宙中最聪明的孩子吗？”
科学提供了保持我们童年好奇心的特权。通过实验推进科学知识是无法阻止的。希望我们能找到人工生命的配方，这将使我们能够想象出比我们迄今为止遇到的自然生命更智能的东西。这将是一次令人谦卑的经历。但是，即使我们没有在实验室中发现这种至高无上的智能，它的副产品也可能只是作为从银河系遥远邻域寄出的邮件出现在我们的天空中。我们将通过我们在2021年启动的伽利略计划的望远镜来寻找它。”
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