无论是长着大眼睛的E.T.，还是有着蓝色皮肤的阿凡达，我们不由自主地依托于地球生物想象外星人的样子。事实上，天体生物学的大部分研究也在寻找化学成分与我们相似的生物。然而，前任哈佛大学天文学系主任阿维·洛布在这篇文章中指出，地外生命可能与我们截然不同。
在上个学期哈佛大学的新生研讨会上，我讲到离太阳最近的恒星“比邻星”主要发射红外辐射，在它的宜居带内有一颗行星“比邻星b”。我想考一考我的学生们，就问：“假设在比邻星b表面有一种正在爬行的生物，它们对红外敏感的眼睛会是什么样子的？”班上最聪明的学生在几秒钟内回复了一张螳螂虾的图片。螳螂虾具有红外视觉，它们的眼睛看起来就像两个用绳子连接在脑袋上的乒乓球。“它看起来就像个外星生物。”那位学生低声说。
在想象未知的事物时，我们的思维通常依托于熟悉的事物。因此，寻找外星生命时，我们往往是在搜寻已知的生命形式。但是，是否存在一种方法，可以将我们对生命的想象拓展到完全未知的境地？物理学家早在一个世纪前就开始采用一种方法，并获得了广泛的成功：通过实验认识物理学的基本定律，再将这些定律应用于整个宇宙。例如在1932年，詹姆斯·查德威克在实验中发现了中子，由此列夫·朗道提出，可能存在由中子组成的“恒星”。
天文学家随后发现，仅在银河系中就存在大约1亿颗中子星，而在可观测的宇宙中，中子星的数量还要再增加10亿倍。2017年，激光干涉引力波天文台（LIGO）探测到了在遥远的宇宙中中子星合并产生的引力波信号。现在人们相信，婚戒上的黄金可能是在中子星合并的过程中生成的。这个故事告诉我们，物理学家可以运用在实验室中获得的见解，来想象宇宙中完全未知的事物。
寻找地外生命也可以采用类似的方法。
我们能在实验室里用化学物质以各种不同的方式创造“合成生命”，也许还能基于此想象在全新环境中可能出现的与地球生物截然不同的生命形态。这个过程就像编写一本烘焙菜谱：为了写出内容丰富的菜谱，我们需要尝试多种化学物质的组合。我与马那斯维·林加姆在合著的一篇论文中提到，尽管已知的世界告诉我们水是生命必需的物质，但这个实验应该也要尝试水以外的其他液体。
我在哈佛大学的同事，诺贝尔奖得主杰克·绍斯塔克，越来越接近在实验室里创造合成生命的目标。任何一种成功的“配方”都指向着多种可能性，并将被整合到我们合成生命的“菜谱”之中。在实验室中发现可能存在生命的环境条件之后，我们就可以在宇宙中寻找对应的实体，就和当初寻找中子星的过程一样。
在采用这种方法时，我们应该像开发核能一样谨慎。因为在实验室里创造变异生命可能会导致环境灾难，就如小说《弗兰肯斯坦》中想象的那样。这种实验必须在与外界隔绝的环境中进行，以保证创造出的未知生命不会危及地球上已知的生命。
尽管我们可以远程探测行星和小行星表面的生物信号，但星球表面以下可能才是地外生物最有可能存在的地方。被厚厚的冰层覆盖的大洋中，可能存在宜居的条件。
这样的条件不仅可能出现于土卫二或木卫二这样的卫星上，甚至可能存在于在星际空间自由飘浮的天体上。我与林加姆在另一项研究中表明，存在生命的天体的数量可能比宜居带内岩石行星的数量高出许多数量级。生命可能以各种奇异的方式适应极端环境，地球上的“极端微生物”就是很好的例子。例如，最近发现的冰冻微生物在西伯利亚多年冻土层中存活了24000年之久，而在海底发现的微生物更是存活了1亿年。
这些海底微生物诞生于温暖的白垩纪，那时恐龙统治着地球。
在太阳系中，离地球最近的、可能存在生命的地方是金星和火星。美国航空航天局（NASA）最近定下了探索金星的新任务，而他们的“毅力”号火星车正在搜寻火星上的生命痕迹。如果我们真的发现了外星生命，接下来的关键问题将会是：它是否是我们已知的生命形式？如果答案是否定的，那么我们将认识到，有多种化学路径能形成自然生命。
而如果我们能找到火星或金星上的生命与地球上的生命相似的证据，就暗示着所有生命都更可能拥有与地球生命类似的结构。但还有另一种可能性是，生命能借助流星、小行星等太空中的岩石在行星间传播，这一假说被称为“泛种论”。我和学生阿米尔·斯拉吉在合著的一篇论文中提出，掠过行星的小行星可能是生命传播的媒介。我们还应该考虑到一种极小的可能性——生命由太阳系外的“园丁”播种在太阳系内部，这一假说被称为“定向泛种论”。
我对童年最清晰的记忆是晚餐时的谈话，房间里的成年人总是装作一副见多识广的样子。无疑，他们为了改善形象而涂上了“知识化妆品”。如果我提出一个他们回答不上来的问题，这些夸夸其谈的大人们就会将其视为无关紧要的事情，不予理会。长大后的我成为了一名资深科学家，而我的经历也没什么不同，尤其当我被问到这个问题时：“我们是宇宙里最聪明的孩子吗？”科学使我们永葆童年的好奇心。通过实验取得科学进步的进程不可阻挡。
希望我们能找到一种人工生命的“配方”，让我们得以想象比我们所知的自然生命更聪慧的生命形式，这一发现将能让人类自身更加谦卑。即使我们不能在实验室里创造这种智慧生物，关于它们的消息也可能会出现在我们的天空中，就像银河系中遥远的邻居寄来信件一样。在最近宣布成立的伽利略计划中，我们将用望远镜寻找智慧生物的蛛丝马迹。