为什么寻找外星人总是用我们的生存条件？

stellaqj

哪里是在外星人，明明是在找殖民地嘛

dreaty

是的，为什么生命一定会产生在位于宜居带上的星球呢，他们的存在为什么要有水呢，也许它们身体内部以液态氨或者二氧化碳为溶剂进行生化反应。说不定在地心深处也有另一种生物呢，他们以地热为能量，长得像石头一样，他们呼吸氧气呼出二氧化硅。他们也就是你脑洞大开的硅基生物。
想到这儿，我觉得我家的小米扫地机器人也是个生命呢。它以电为食，能发出声音，还能够运动。它坏掉那一刻就是生命终止的那一刻。
什么？你说我说得不对，那不是生命！于是我们争论不休谁也说服不了谁。怎么办呢？
所以说，基于共同的认识，接下来的讨论才有意义。不然这就不是严肃的科学。
那么什么才是共同的认识呢，首先我们先定义什么是生命：
生命的传统定义如下（摘自维基百科）：

体内平衡：能够调节体内环境以维持身体处于一个相对恒定的状态，例如恒温动物能发汗来降低过热的体温，也能靠发抖来产生额外的热量以保持体温。
组织性：由一个或以上的生物基本单位──细胞所组成。
新陈代谢：能够转换非生物为细胞成分（组成代谢）以及分解有机物（分解代谢）来获取和转化能量。生物体需要能量来维持体内平衡及产生其他生命现象。
生长：使组成代谢的速率高于分解代谢的速率来让细胞体积增大，并在细胞分裂后使细胞成长。一个生长中的有机体增加其细胞的数量和体积，而不止是将得到的物质积存起来。某些物种的个体可以长得很巨大，例如蓝鲸。
适应：对环境变化作出反应的能力，与生物当前的身体构造、生活习性及遗传有关。这种能力对生存是很重要的。生物可以通过进化适应环境。
对刺激作出反应：反应可以以很多方式进行，从单细胞变形虫被触碰时的收缩到高等生物在不同情况下的复杂反射。最常见的反应是运动，例如植物的叶片转向太阳以及动物追捕其猎物。
繁殖：能够产生新的个体。包括只需一个亲本的无性生殖和需要至少两个亲本的有性生殖。

为什么要下定义呢？下定义的好处划定一个界限，界限里面是生命，外面不是。另一个好处是能够降低沟通成本。要是早知道这个定义，我就不会把小米机器人算作生命了，也能够避免之前的争论。此外，也能够把所谓纯能量生命体一类的东西排除在外。
由于地球上的生命是唯一已知的生命形式，天体生物学家们对外星球生命的生存条件提出了以下三点假设，这样做能够极大减轻科学工作者们的负担：
第一，绝大多数生命体都是碳基生命；
第二，要有液态水的存在。新陈代谢需要水，水在目前来看是作为生物体内生化反应的完美溶剂。而水在满足一定温度和气压下才会是液体，所以才会有宜居带的说法。
第三，围绕着类似太阳这样的恒星公转的行星更有可能产生生命。特别大的恒星寿命很短，它的行星没有足够的时间产生生命。而特别的小的恒星不足以产生足够的热量，并且它的行星更容易被潮汐锁定。
那么基于我们现在的认知，系外行星的生命大概会长什么样子呢？
2013年，在Kepler Mission项目工作的研究人员通过统计得出，仅仅在银河系中，就有4*10^10个与地球差不多大小的类地行星，其中的1.1*10^10绕着与我们太阳相似的恒星公转。而趋同进化理论指出：在遇到同样的问题时，动物在相似环境下会进化出类似的解决方案。所以，假设此行星的环境（大小，重力，大气，海洋陆地百分比等）非常类似地球，那么在这星球上生存的动植物很有可能地球上的动植物长得相似，于是类人型的生物长得与人类相似也并非绝无可能。
而在低重力星球，比如火星，又是另外一种情况。火星处于太阳系内宜居带的边缘，但它的环境却非常严酷。在地球上有一种生活在牛肠道里能够产生甲烷的一种细菌在火星上非常容易存活。所以，类似这种细菌的生物生存在火星上是非常有可能的。此外，在低重力星球中，对于肌肉和骨强度的需求并不像地球上的生物那么大，这里生物的腿很有可能长得细而长。与地球生物相比，他们需要的能量更少，因此心脏与血管也更小更细。类人型生物长得比地球人要更高。

低重力星球上生存的生物腿细而长
绝大多数现在发现的系外行星都是超级地球（superearth），它的质量一般是地球的1.2倍到5倍。与低重力星球相反，超级地球的质量比地球大，也意味着上面的重力比地球要高。复杂的生命会更矮更加强壮，骨密度会更高，拥有更加强壮的肌肉，血液通过循环系统时也需要更多的能量。因此他们的心脏也会更大。在这个星球上，类人型生物（两脚兽）也许不会进化出来，因为仅用双腿很难支撑他们的身体。

超级地球上的生物腿粗而短，数量可能比地球生物上的要多。用以支撑身体。



重力与身高成反比关系
地球上地表的平均温度是5摄氏度。而水在0-100度之间都是液体，所以这意味着一些相对地球热一点的星球上也可能存在生命。他们也许能够进化出发光的皮肤用于反射阳光或者是双循环系统用于把热量带到皮肤表面。

生活在一颗围绕着红矮星的行星上的外星生物，除了可见光外会有着更广阔的视觉范围，甚至可能会看得见红外线，所以他们用于接受光线的眼睛会长得更大。为了让别的生物能够看得见自己，他们的皮肤也可能会进化出红色。红矮星的辐射会比太阳更强，这里的生物也许会进化出厚厚的外壳用于抵挡辐射。

目前关于生命的定义并不是完美的，是基于目前科学家们对已经发现生命的认识而产生的。随着科学的发展，我们对世界的认识也不断更新。比如在18世纪和19世纪，牛顿的力学体系是完美的。但20世纪初随着物理学的发展，大家发现这只在宏观世界中低速和弱引力的条件下适用，于是就有了爱因斯坦的相对论和量子力学。很有可能我们现在对生命的认知就像三百年前牛顿的力学体系一样是不完善的。但如果以后我们真的找到了地外生命，他们也许是科学家想象出来的硅基生命或者铁基生命，也许这种生命形式在我们的想象力之外。那么我们对生命本身到底是什么这个问题，也会有新的认识。
12月21日更新：
看评论发现大家对其他的生命形式（硅基生命等）更有兴趣。趁热打铁又写了一个回答有关于此的。需要强调的是，科学家并没有否认他们的存在，但寻找或者验证这种完全未知的生命体非常困难，因此寻找这些生命目前并不是天体生物学的主流。
是否存在铁基、硅基生命，对他们有什么预测？

的关法规范化

总的来说，宇宙创造生命会总会选择最简单的方式。就像你去饭堂吃饭直接走过去就好，不会倒着走过去，不会一边跳绳一边过去虽然最后都能到饭堂。




下面的文字来自于得到APP：
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只有在那些和地球很像的行星上，有可能会找到外星人。有水，温度合适才行。外星人和我们一样，也只能是由有机物构成。
可能你会说，这个回答也太没有惊喜了。难道就没有别的可能吗？比如太阳里有没有可能有生物呢？宇宙这么大，光是银河系的恒星就上千亿颗。人类生活的地球只是宇宙中的一粒尘埃啊，我们地球人视野狭窄，你怎么知道，我们熟悉的生物形态就是这个宇宙里唯一的形态呢？ 那些科幻小说里写的，可比你这个想象力丰富多了。
确实，这是我们常见的一种心态。在陌生的地方，在我们看不到的地方，一定有更神奇的存在。直到今天还有人相信，在中国不知名的神秘山洞里，一定生活着绝世武功高手。在民间的哪个大户人家的后代手里，一定还有严守秘密的祖传秘方。
最近我看到一本英国科学家写的书，叫《地外生命探索之旅》。作者说，我们这个宇宙，并不是一个鼓励生物肆意发挥想象力、创造力的空间。就算是在宇宙尽头的行星上，真的发现了外星人，你会发现，构建生物的底层生理机制也应该是相同的。这就奇怪了，你这个作者这么说话负责么？你又没去过宇宙尽头的行星。 下面，我就说说这本书论证过程：
首先，你想制造生物，摆在我们面前的任务是，用“物质搭建一个复杂结构”。因为无论怎么样，你总得承认生命是复杂结构吧，这是生命的共同特性。
那先要看看，宇宙给我们准备了什么材料。其实这没有什么神秘，这些材料都写在我们初中化学学过的元素周期表上。 人类到目前发现了110多种元素。而面对这110多种元素，大部分元素，地球生命根本没碰，而只挑选了其中的24种。为什么？ 在元素周期表上，序号靠后的绝大多数都是金属元素，根本指望不上。首先，它们在宇宙里的存量太少了。更重要的是，而且序号越靠后，这些元素就越不稳定。有时候它们的存在只会维持零点几纳秒，那么短，元素自身难保，哪里还会形成稳定的生命呢？
序号在前的，还得排除惰性元素。这么除三去五打八折，最终扛起制造生命大旗的，只能是四种元素了。分别是：碳、氢、氧、氮。而这四种元素刚好就是排除掉惰性元素之后，宇宙里含量排名从第一到第四名的元素。存量多，材料丰富，要用来制造生命。这个好处非常明显。
在这四种元素里，起核心作用的是碳。为什么是碳？因为碳在化学反应里的“可塑性”非常强。高中我们学过，碳的化合价从-4到4，有8种状态。翻译成大白话就是，在合作这件事情上，碳元素摆开的姿态是：我怎么都行，看您怎么方便。所以，氢、氧、氮这三种元素和碳，都可以发生反应。 这么一来，碳元素就变成了我们在人际关系里的说“结构洞”“交际花”。每个人都愿意和它发生联系。围绕着碳元素，就能搭建出一个长长的合作链条，各种元素都能在上面找到自己的位置。
这种碳链，也就是我们常说的——有机物。它的最大特点是，能用极少的原料，拼接出无比丰富，结构复杂的物质。 听到这你可能会问，除了碳之外，其他元素能扮演这个交际花的角色吗？答案是：有，但是不好用。比如说硅。科幻小说里经常提到一个词，说我们熟悉的生命世界是碳基生命，而还可能会有硅基生命。但是说实话，硅在各方面比碳差得多。如果你是上帝，只要你想制造生命，我敢担保，只要有碳，就完全没必要用硅。
接下来，就必须要提到一种非常重要的物质：氨基酸。 氨基酸这个词汇好像很神秘，很多保健品都在用它吹牛。其实它就是一种非常常见的有机物。主要成分就是碳氢氧氮四种最简单的元素。我们人体的蛋白质就由20种氨基酸构成。
那为什么一定是氨基酸呢？因为，氨基酸很可能是这四种元素在形成复杂结构时，一种最佳组合方式。这话什么意思？
为了便于你理解，我来打个比较通俗的比方： 如果我们把碳氧氮氢这四种元素，比喻成唐僧、孙悟空、猪八戒和沙和尚这四个人。那唐僧是碳元素，他是整个组织的结构洞，是连接其它元素的；孙悟空是氧元素，比较活泼；猪八戒和沙和尚就是相对没那么活泼的氮和氢。这个分工就非常合理。那我们可以想象，如果把他们这个四人团队重新搭建一次，大概率上他们还会像现在这么分工。这个组织关系不是偶然的，符合他们各自的天然属性。 而氨基酸的出现，也是同样的道理。一旦凑齐了碳氢氧氮，氨基酸就会应运而生。人类在不同的时间和地点，都发现了氨基酸。
1969年，一颗陨石在澳大利亚从天而降。这颗陨石看上去像是一坨烧焦的黑乎乎的碳，但科学家在里面发现了超过100种氨基酸。经过同位素测定，科学家确定这些氨基酸是来自宇宙的。说明在宇宙某个不知名的角落里，也在默默合成氨基酸。2014年，欧洲宇航局的“罗塞塔探测器”，成功登陆一颗彗星。在彗星上，人类也探测到了氨基酸。所有这些事实都说明，氨基酸，可能是凑齐了碳氢氧氮之后的一个必然结果。它完成了从简单走向复杂的第一步。是我们这个宇宙搭建生命的过程中，绕不过去的一环。
好。要想制造生命，得到氨基酸之后，我们再往下追问，为什么一定要有水呢？
用科学家的话来说，生命需要一种溶剂。 我们来把生命想象成不同有机物之间的一场巧遇。像人一样，要巧遇，就得有舞会这样的场合，让大家有机会接触到对方。但如果不同的氨基酸像粉末一样散落在地表上，它们就碰不到对方。这时候，这就要有一种溶剂，能让这些氨基酸在一个三维空间里漂浮起来，就方便在空间里碰撞，偶然形成更复杂的结构。
水具有很多优点，首先它由氧和氢这两种最主流的元素组成。其次，水是一种万能溶剂，它能溶解糖、盐、酸、碱，二氧化碳和氧气。同时，水还有一个大优点，就是“比热”非常高。意思是水要吸收很多热量之后，才能改变自身的温度。这就给水里的生命带来了一个缓冲。可以降低外界温度因素的影响。 那有没有水的替代品呢？倒是有。甲烷、氨和硫酸或许有可能。但它们在各个方面都比水差得多。生命没有必要舍近求远。
那我们回头总结一下。要建构生命：碳、氨基酸和水可能真的是三条绕不过去的路。而且它们同时需要一个条件：就是0-100摄氏度的温度。大部分氨基酸会在90度的温度时崩解，水在100度也会变成气态。这些条件都不存在了。 所以，一个有适当温度，有水，有大气层的岩石行星最可能存在生命。这条规律在全宇宙都使用。诺贝尔化学奖获得者，生物学家乔治·沃尔德，曾经说过这么一句话：“同学们，学好生物化学吧，因为它能帮你通过，那些银河系之外的生物化学考试。”这言下之意，就是全宇宙这些规律都成立。
从这件事里，我们可以得到这么一个收获。年轻的时候，我们总是对那些死板的规律充满怀疑，觉得它们缺乏想象力，我们更愿意相信惊喜。总觉得这个世界上有一块“方外之地”，那里有一些超越规则之外的东西。
但随着我们对世界了解的加深，我们发现：这个世界，其实在底层规律上，到处都一样。这里和那里，没有什么区别。一切都在规则的统领之下。 走向成熟的过程，就是我们越来越习惯于忽略那些例外、偶然、奇遇、绝学。而更在意常识、规律、原则、必然的过程。因为后者，才是这个世界的主题。

conanwchen2

好吧，如果有一种外星人，是铁基的（我们是碳基的），一百年动一次，寿命2000万年，你会以为他还属于生命吗？
另一种，寿命0.01秒，以量子态形式存在，质量10~10^15个电子质量，每次死亡以后可以复制自己，并不需要任何工具就可以穿越宇宙空间，你还会认为那是外星人吗？
所以说，外星人存在的可能性其实是非常多样的，体积、寿命、可能会是人类的数百亿倍或数百亿分之一，但那样的外星人对人类有任何意义吗？只有和人类体积类似（十倍左右），寿命类似（百倍也可以考虑），才会对人类社会产生有影响的意义。
所以，三体人是有意义的（如果他们真的存在。。。）；
智慧植物就差点儿了，说起来，外星人不能星际远航的话，B格就低了许多（必竟现在人类要星际远航还不知道哪天能行。。。），智慧植物去星际远航干蛋啊，好好把自己的星球经营好不行吗？
硅基就麻烦点了，硅基的特点是电信号容易形成，但化合物形成差。硅基生物如果自然生成的话，估计慢得要死，寿命长得要死（说回来，你都与天地同寿还搞毛个科技啊！），要么是碳基生命的第二重生命状态（譬如地球1000年以后可能就是一帮虚拟人在玩硅基生命），说到底还是碳基。

haixian02

经常在各类关于外星生命的问题或新闻中见到这样的观点。来说说我自己的看法，科学家定义这样的范围是一定有其目的的，这么简单的问题，如果很多人都能想到，那科学家也一定可以想到。那究竟是什么原因导致了寻找外星生命时把碳基生命，和水作为必要条件呢?我认为主要有以下几点。


1，在人类目前已知的元素中，碳基生命是最易形成的，因为碳元素存在广泛，且易形成复杂且稳定的大分子有机物，所以从概率上，找到碳基生命的可能更大。毕竟进化至生命甚至智慧生命这个形态，肯定是极其复杂的物质形态。


2，根据第一条，在有可能诞生碳基生命的基础上，水又几乎是必备的。因为水大量提供了碳基有机物必备的氢氧元素，进一步提升了形成生命甚至复杂生命的概率。


3，我们要在茫茫宇宙中寻找外星生命，必须要遵循一定的框架和前提，因为人类的探测资源是有限的，宇宙中可观测的或可能观测的恒星，行星数量几乎无限，我们必须选取其中最有价值的目标进行探测，以提高命中概率。硅基生命，或其他种种大家提到的极端生命，并不排除它们存在的可能。但它们存在的概率则要小的多，且对于人类完全未知，是无法进行准确预测的，探测难度和成本必然很大。水环境下的碳基生命才是人类已知的最易形成的生命形式，且人类已知的有且仅有一个地球样本。我们所有的研究肯定是以地球为基础来进行的。


所以，没有人排除其他的生命形式，只是在目前所掌握的科学知识情况下，如果人类发现了10个不同的外星智慧体，可能碳基生命会有8个，水环境碳基生命会有8个。那么在目前资源有限的情况下，自然会把目光放在寻找水环境的碳基生命上，这样才最有可能成功。我们对其他生命形式几乎一无所知，科学不能仅凭想象进行，需要考虑成本和收益，需要考虑概率的问题。而且其他生命形态，对人类来说是完全未知的存在，探测工作是几乎无法展开的。科学研究不是科学幻想，没有理论基础，没有基本都模型，没有案例，只能瞎几把研究了。