确切地说，《沙丘》不是一个发现外星人的故事，因为沙丘里的人类本身就是“外星人”，他们早已掌握星际旅行的手段，在不同的星球上建立了国家。
有许多科幻作家，比如《沙丘》的作者弗兰克·赫伯特，都曾幻想过“地外生命”“宜居星球”存在。著名的科幻影视系列《星际迷航》还将宇宙间的行星划分为不同等级，其中M级行星正是所谓“类地行星”，适宜于生命的存在与演化。
不过，迄今为止，这一切还仅限于创作者的想象。我们还没有在宇宙的其他角落发现过生命。
宇宙如此广阔，为什么不能有第二颗“地球”？我们真的是宇宙间独一无二的存在，而生命真的是偶然与偶然重合之下发生的小概率事件吗？
电影《沙丘2》剧照
很多年来，人们都在推测火星上存在生命的可能性，因为火星是太阳系中唯一与地球相差不是太大的星球。
火星比地球小得多，因此它失去了绝大部分曾经有过的大气。而且它更冷，因为它距离太阳比地球远大约7000万千米，但是那里没有毒云或者致命的辐射区。
地球与火星对比图
2004年，由火星快车轨道探测器和美国的两台火星车——勇气号和机遇号获得的结果证明了火星表面的部分区域曾经被咸海覆盖。据推测，当时的条件适合生命生存。即使是现在，低等生命仍然可以在那里存在。人们不无理由地假设，如果生命出现，只要条件允许，它就会演化。生命很有可能出现在火星上并且开始演化，但是在条件恶化之前几乎没有机会形成多样性。
最近有人声称，在来自火星的岩石上发现了微生物存在的证据，这些岩石被认为是因为一块巨大的陨石撞击火星表面而迸射出来并到达地球的。然而，人们对这个结论的准确性存在疑问。我们还需要探测器从火星表面带回样品，只有显示出明确的生命迹象，才能得出结论：生命在条件合适的地方都能出现。
火星地表
为什么至今为止我们只发现地球上有生命？对一颗行星来说，要存在生命，至少有几个条件需要被满足（这里只讨论碳基生命）：这个行星必须具有富含自由氧的大气，必须有一个固体表面，那里必须有足够的水，有稳定的温度，并且在很长一段时期内环境不会发生剧烈的变化。地球满足所有这些条件，而在太阳系中，再没有第二个天体可以满足所有这些条件。
还有其他不那么明显的要求。例如，完全规律的昼夜交替。如果一颗行星的一个半球永远处于黑暗中，而另一个半球永远被恒星照耀，那么狂风就会接踵而至，也不会有降雨，温度不可能适于生命存在。这两个半球可谓冰火两重天。当然，在暗面和亮面之间的明暗交界处可能会有生命适宜区。
在恒星周围，有一个被称作宜居带的区域，这个区域还可以叫金发姑娘带（Goldilocks zone，金发姑娘是英国童话故事人物，喜欢“不冷不热的粥”以及其他“刚刚好”的东西）或者生物圈。在这个区域里的行星既不太冷也不太热，因此生命可以存在。金星和火星的轨道都不在宜居带内。金星距离太阳太近，因此太热；火星距离太阳太远，因此太冷。只有我们的行星令人舒适地运行在这个区域的中心。地球就像是熊宝宝的粥（出自金发姑娘的故事），温度刚刚好。一颗亮度不及太阳的恒星的宜居带会靠得近一些，而能量更高的恒星的宜居带就会远一些。很多要求是不言自明的，这些要求把很多恒星从行星系统的候选者中排除掉了。
我们已经知道，银河系有大约1000亿颗恒星，这是一个大型星系的平均值。根据目前的观测来看，大部分单独的恒星都有行星，这样就有大约400亿个“太阳系”。这些行星中有多少位于中心恒星的宜居带中？根据我们唯一掌握的太阳系的情况，我们可以推测，每个“太阳系”中都有一颗行星位于它的宜居带内。但是，我们应该排除围绕剧烈变化的恒星（变星）的行星，因此剩下了200亿颗位置合适的行星。这些行星中有多少是岩质的？这是一个新问题——正如我们所看到的那样，其他“太阳系”在宜居带内可能会有气态巨行星。我们很难确定在合适的位置发现一颗岩质行星的概率，但是在已知的大约120个系统中，有30个系统没有气态巨行星。所以，我们依据这个比例进行乐观的估计，认为有50亿颗行星的条件允许生命存在。那么，又有多少颗行星上出现了生命？为了回答这个问题——也许也是所有问题中最困难的——我们需要知道并理解生命诞生的确切机制。
可以说，生物学家还没有经过实验检验的详细理论，这就使得把可能性减小到一个数字非常困难。如果概率是一万亿分之一，那么在我们的星系中仅仅发现我们的文明就似乎是一个令人吃惊的偶然事件。但如果像一些人认为的那样，这个概率接近百分之一，那么就有数千万颗有希望存在生命的行星等待着我们去搜寻。
在我们的太阳系中，最有可能存在生命的候选者是火星，毕竟它在很多方面与地球有相似之处。火星有大气层，但确实非常稀薄。它的自转周期要比地球长差不多半小时，表面温度并非不可忍受。主要问题是，火星上没有足够的屏障来抵御来自太空的有害辐射。如果火星上有生命，那么最有可能在地表下被发现。
从这个角度来看，现在的前景要比几年前更好。另外，在遥远的过去曾经存在的生命，即使现在已经消失，意义也非常重大。
火星肯定曾经是一个相对温暖、有水存在的世界。美国的火星车勇气号和机遇号非凡的探索之旅已经展示出火星上曾经有广阔的海洋。那时候的火星完全可以支持生命的存在。在凤凰号探测器于2008年着陆的火星北部极地地区，大量的水以冰的形式存在。凤凰号能够使用它的机械臂获取冰的样本并进行化学分析。这样的水仍有可能会偶尔涌出并影响火星表面。这种可能性是存在的，但同时也极富争议。当航天员登陆火星的时候，他们有可能发现火星化石——这是每个古生物学家的梦想。
火星北极附近一个环形山中的冰
火星可能是解答我们面临的主要问题之一的钥匙。如果我们发现了任何形式的生命，无论是过去的还是现在的，无论多么低等，都表明了生命可以在适合它的任何地方出现，并且只要环境允许，生命就会演化。到那时，我们就有权去假设生命可能在银河系之中普遍存在。但即便如此，我们的问题也没有结束。
一些生物学家相信，生命一旦出现，智慧生命就会不可避免地出现，但另一些生物学家也同样令人信服地论证说，像我们一样的智慧生命是绝无仅有的。我们能探测到多少这样的智慧生命？它们必须达到或者超越人类在近百年的时间里达到的技术水平。接着我们必须去弄清楚，一个有能力与外界通信的文明，在被自然灾害或者自身的愚蠢毁灭之前，能存在多久？根据我们目前的情况来看，后者的可能性更大。到了我们目前这个阶段，不确定性来自生物学而不是天文学，我们期待进一步的发展。记住，到目前为止，我们只考虑了银河系，它只是数十亿个星系中的一个。在这浩瀚无垠的宇宙中，我们是唯一的，这样的想法令人恐惧。
如果智慧生命在别的地方存在，那么有什么方式可以与它们进行有意义的互动呢？我们可以立即排除掉现代类型的宇宙飞船。即使我们可以以光速旅行，到达最近的被行星环绕的恒星也需要数年时间。而根据爱因斯坦的相对论，以光速旅行会消耗无限大的能量——换种说法就是，这不可能实现。很明显，使用我们的火箭，旅程会长达几个世纪。而使用太空方舟一类的设备，最初的旅行者将会死在这趟远航的路上，只有他们的后代才能够在目的地着陆。现在来看，这也只是科幻作品里才有的情节。星际旅行需要技术突破，它可能在明天就会到来，也可能是一年内，也可能是一个世纪，也可能是100万年，或者永远都不会实现。从物质的角度来看，在技术突破到来之前，我们都会被限制在太阳系内。
[英] 帕特里克·摩尔 等 著
鞠 强 译
化学工业出版社
2023 年 2 月
就星际通信来说，我们目前只尝试了一种方法——无线电波。无线电波以光速传播，因此从地球到最近的有希望实现通信的恒星之间的传播时间只需要数年。而且，我们目前的设备就可以在很多光年的距离上进行无线电通信。如果有天文学家生活在围绕距离地球11光年的天仓五运行的行星上，那么我们发出的信号足以被他们接收到。同样，我们也可以接收到来自他们的信号。
我们可以期望基于数学来建立通信联系，毕竟我们并没有发明数学，而只是发现了它。我们已经瞄准很多恒星并且发送了经过编码的信息，不只是向天苑四，也包括其他很多恒星。联系一定会是一个漫长的过程。如果我们在2009年向天苑四发送信息的话，信息会在2020年到达那里，因此在2031年之前都别指望收到回信。虽然完成快速应答相当困难，但我们的态度已经发生了变化，认为这种类型的实验值得尝试。如果我们根本收不到回信，则可能表明我们正在尝试错误的实验，或者是在一定范围内不存在科技文明，又或者是人类真的是独一无二的。