犯不着“宇宙那么大”，地球上就有使用化学反应、电离辐射之类获取能量的生物^[1]，许多蓝菌都能在黑暗中用电子受体从岩石里取得能量，细菌 Candidatus Desulforudis audaxviator 已经证明了单一物种就能在没有恒星光能的情况下维持生态系^[2]。科学家是清楚这件事的。

实际上科学家对地外生命的探索并没有局限于地球上生物的生存条件，所谓宜居带划得非常之宽，也早就考虑了戴森提出的巨型构造之类文明迹象，现有观测数据里也确实有许多异常天体。

• 我们知道在大气和地表测不出任何生命痕迹并不能代表该天体内部没有生命在活动，地球地下就有规模巨大的生物圈。
• 我们也知道“天体表面有没有液态水”这件事对“这天体上有没有碳基生命”的判定都是毫无意义的，木卫二的巨大冰壳下面就可能有生命。
• 我们知道地球生命中最耐环境的部分完全可以在根本就不像地球的地方生存。例如日本实验证明在离心机里培养的地球细菌可以在数百代内适应巨大的加速度，其中 Paracoccus denitrificans 能在403627g下正常生长、繁殖，这已经足够承受大质量恒星的表面重力与一定距离上的超新星爆发抛射。

但是，靠现在的技术，根本没有手段对遥远天体的冰壳·地层下面进行观察，也就没法管人要经费的。

在这个高不成低不就的历史阶段，能够从少得可怜的信息里读到生命迹象的就是大气成分的吸收光谱。

• 在非红矮星的恒星附近的行星，如果有大量的氧，说明有持续制造氧的非光照机制，很可能是碳基光合生物圈。红矮星会自然光解出氧，就不需要看氧了。
• 对于岩石行星，如果有大量的磷化氢，也可以直接证明上面存在无氧呼吸的碳基生物。
• 美国麻省理工学院一项研究显示大肠杆菌、酵母菌等平凡地球微生物可以在 100%氢气中生存、生长、复制，大肠杆菌繁殖速度减半，酵母菌繁殖速度降为平时的 40%。大肠杆菌等细菌的代谢会产生氨、二甲基硫化物、氧化亚氮、甲烷等气体。在大气层以氢气为主的行星的吸收光谱中如果检测到若干此类气体，可能表明那里有碳基生命。
• 对于地外文明，在近未来我们只适合在 100 光年内探探卤代烷之类大气污染物，但那也要等詹姆斯韦伯望远镜发射再说。如果有足够的资金投入，用可预见范围内的技术也可以在几十光年内成像^[3]。

至于无线电广播信号，在没有像 SETI 那样瞄准目标发射的情况下，以和我们同等的科技，从比邻星附近发射的电视广播信号想在地球附近和背景噪声区分开，需要的天线直径约 33100 千米，谁掏钱修一个先呢。地表被任意特定颜色的生物覆盖导致的反射光谱，在目前的水平下都很难有效识别。水蒸气、甲烷、二氧化碳、氨之类除非有极其特异的周期变化，否则对判断有无生命都毫无意义。

在科学家给电子游戏提出参考意见或自己展示想象力与知识的时候，他们就放松多了，你可以在宇宙沙盒 2020 年 4 月和更加新的版本里看到科学上的其它宜居形式，例如靠潮汐加热的卫星：

你可以看到没有稳定轨道的惊人宜居行星：

这颗行星围绕双星的轨道在不断周期性变动，使其事实上飘忽不定但又不会飞离或坠毁。

科学家的炫耀：

The Ultimate Engineered Solar System

在一个主序星的宜居带内配置 416 个类地行星，并使系统稳定。

The Million-Earth Solar System

在一个超大质量黑洞附近配置 9 个或 36 个恒星，在它们的宜居带内配置 1000000 个类地行星，并使系统稳定。

这样的系统大概可以作为动物园，承载从宇宙各处搜罗来的生物圈。

出处：Ultimate Solar System ，Sean Raymond

你对生物的定义博爱一点的话，地球上就有完全不需要水和氧的生命形式。球状孤立等离子体、晶体、灰尘等都能表现出生命的一部分特征。科学家当然知道什么奇怪的事情都可以有，毕竟地球生物的能力之诡异都不是一般人能理解的。但在现在的技术条件和经费下，能用来找的手段太少了。

你可以看看我们对太阳系的天体和太阳系外行星的成像效果。

太阳系内：

2018 年 11 月 10 日的 2018 VG18。图源：Scott S. Sheppard/David Tholen

这是什么？显微镜下的细菌？这是海王星外运行的天体 2018 VG18，我们太阳系内的大石头，直径 500~600 千米，比你住的城市还要大好多倍，用大口径天文望远镜整出来的效果。

新视野号 2017 年 12 月拍摄的“2012 HZ84”与“2012 HE85”天体照，打破有史以来最远探测照片纪录。（图片来源：NASA） 亡神星。由 California Institute of Technology - https://solarsystem.nasa.gov/resources/401/distant-planetoid/，公有领域

亡神星直径约 950 千米，到太阳的平均距离约 59 亿千米。

哈勃望远镜拍摄的创神星。其直径约 1060~1110 千米，到太阳的平均距离为 65.4 亿千米。

太阳系外：

左下的红色模糊发光体是行星 2M1207 b，估计有 3~10 倍木星质量。图片来自 Ascánder 哈勃望远镜拍摄的北落师门 b。新的研究指出它只是一团星际尘埃。我们的观测力连目标是不是石头都确认不了。图片来自 NASA。 系外行星 PDS 70b，图片来自欧洲南方天文台超大望远镜 恒星 HD181327 的星盘，行星会在那里诞生 系外行星 HIP 65426b，十字与圆圈是遮光板挡住的恒星的位置 恒星 HR8799 与行星 HR8799e 还是恒星 HR8799，四个行星

在这种萌萌哒的观测能力之下，如果有能让我们看到的疑似文明活动现象与疑似生命现象，规模大得太过出离愤怒，以至于下不了什么结论。

以下是现在能观测到的巨大规模现象的例子。

星际尘埃双螺旋：

在对等离子体中的尘埃进行的模拟实验中，俄罗斯物理学家瓦基姆·兹托维齐领导的团队发现尘埃会自动排列成双螺旋结构，可以吸引其他尘埃颗粒而“生长”，可以自我复制成两个相同的螺旋。螺旋结构的半径会随着不同分段而变化，说明它具有信息编码能力^[4]。
这比晶体和热带风暴的有序性前进了一大步^[5]。
2006 年 3 月 15 日，加州大学洛杉矶分校的天文学家通过斯皮策太空望远镜在距离银河系中心黑洞 300 光年处发现了一片双螺旋结构星云，长轴 80 光年。银河系中心黑洞巨大的电磁场中 99%的物质处于等离子态。

方形星云：

MWC 922 这个包含锐利直角的构造，距离我们 5000 光年。你觉得它的形状自然么。

Image Credit & Copyright: Peter Tuthill (Sydney U.) & James Lloyd (Cornell)

超构造物：

你觉得戴森云应该是什么样的，发射恒星级的红外线而没有多少可见光么？

我们已经在 M33 星系发现了一个在近红外和可见光波段暗淡但在中红外波段上在整个 M33 里第二亮的不明天体。它是中红外波段上 M33 里第一亮的恒星级天体。

你觉得卡尔达肖夫文明指数Ⅲ型文明居住的星系应该是什么样的？

椭圆星系的传统形象是恒星形成过程已基本结束的星系，主要是衰老中的恒星，偶尔有少量的恒星形成。通常，椭圆星系看起来是黄色或红色，与在旋臂上有高热的年轻恒星而呈现淡蓝色的螺旋星系有很大的差异。但是红色的螺旋星系与蓝色的椭圆星系都是实际存在的。

我们已经知道至少 8 个几乎不发射紫外线的红色螺旋星系，其中 5 个有很强的中红外发射。这和淡蓝色螺旋星系完全不一样。 在我们知道的范围内，这像是将整个星系的蓝色恒星拆解为红矮星的超级工程。那基本上需要卡尔达肖夫文明等级指数Ⅲ型文明。
在“压倒性异常”方面类似的是 Messier 105(NGC 3379)，充满了新生恒星的椭圆星系。

PGC 54559，6.12 亿光年外的一个有极其特异的形态的星系，直径约 10 万~12 万光年。

这样的星系在我们观测到的河外星系里占比不到千分之一，成因还未确认，没有人能斩钉截铁地证明它们不可能是文明的产物^[6]。

——看出来什么问题了吗。

就算外星文明拥有神或恶魔般的力量、将星系当橡皮泥捏，就算他们的载具或躯体比太阳系还大，在宇宙这样巨大的距离上，靠我们这渣渣观测力也看不到他们，只能看到他们捏的巨型产物。

即使是上面那些非常特异的星系，我们也没法区分到底是自然形成的还是文明的产物。

那要怎么确定是文明的产物呢，要人家专门捏个等边三角形给我们看吗？

其实那也可以的。在宇宙微波背景辐射里存在巨大的同心等边三角形，没人知道为什么，只能确定那不是“宇宙多次炸开又坍缩留下的痕迹”。

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不过，也不是什么东西都适合在我们这个宇宙里当生物的基础介质与常用溶剂的。大部分化学物质其实还不如等离子体里的尘埃。

阿西莫夫曾经在《并非我们所知的:论生命的化学形式》(Not As We Know It-The Chemistry of Life)中从生化上描述过 6 种生命形态：

一、以氟化硅酮为介质的氟化硅酮生物；
二、以硫为介质的氟化硫生物；
三、以水为介质的核酸 / 蛋白质生物；
四、以氨为介质的核酸 / 蛋白质生物；
五、以甲烷为介质的类脂化合物生物；
六、以氢为介质的类脂化合物生物。

这些物质是液体的温度范围是很不相同的，对应着许多不同的自然环境和那种条件下化合物的活性、化学反应的激烈程度。不过，基于这个宇宙中的原子的丰富程度，通过纯粹的化学现象最有可能产生的生命形式主要是我们这种，水仍然可以作为最基本的大气吸收光谱指标之一。

乙醇和油可以作为介质和溶剂，但自然形成大量乙醇或油有相当的难度，很难找到那样的自然环境。

天然气和沼气的主要成分就是甲烷，它可以在宇宙中自然地大量形成。

在这之外，科幻作家早已设想过靠核能生存的金属生物、生活在气态巨星里的雾状生物、生活在恒星上的能量生物、生活在空间里的纯精神体、生活在多维空间里的不可名状的生物，等等。
基于攀比设定的需要，一些幻想生物早已使用了比多重宇宙还高几个层次的高阶无穷。

不限于生命，宇宙中可以自发产生智能机械。在寒冷的流浪行星上，低温下超导的物质允许复杂的电磁现象自发地积累直到出现智能。但除非人家自己飞到木星轨道内来，否则我们现在根本发现不了人家。

智能也完全可以先于生命和机械而存在，例如玻尔兹曼大脑能在正物质主导的早期宇宙中的任意时刻形成^[7]。即使它们掌握了超绝的科技并存在至今、体积大如太阳系，我们也没有观测力去发现它们。