當我們想到外星人時，我們常常想到的是比我們先進得多的超智慧生物。自1961年以來，科學家們使用著名的德雷克方程（見右側方框）來估算這類高階生物的數量。弗蘭克·德雷克，現任地外文明搜尋（SETI）研究所董事會主席，提出了這個方程來回答他自己的問題：“我們需要了解什麼才能在太空中發現生命？”他假設這些其他生命形式必然擁有足夠的智慧和技術來向宇宙“廣播”它們的存在。
但是，如果大多數外星人沒有那麼聰明呢？那麼我們需要知道什麼才能找到他們？事實上，許多科學家現在認為，當我們發現外星生命時——如果我們真的能發現——它不會像《星際迷航》劇集中狡猾的八眼對手。相反，他們說，它很可能以微小的微生物的形式出現。考慮到這一點，天體生物學家已經仔細研究了地球上極端環境中的微生物生命。現在，美國宇航局噴氣推進實驗室（JPL）的科學家們正在研究尋找“非地球中心”的其他型別微生物生命的方法。
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“這聽起來很簡單，但做起來非常困難，”JPL 天體生物學部門負責人，微生物學家肯尼斯·尼爾森說。“如果不能使用 RNA、DNA 或蛋白質，或者人們用來尋找生命的所有方法，我們能檢測到生命嗎？”答案尚不清楚。
尼爾森和他的團隊正試圖“弄清楚，如果你不知道生命是什麼，如何構建尋找生命的方法。”他們說，所謂的生物特徵將是尋找可能存在生命並值得進一步研究的地方的關鍵。這些特徵可能包括有趣的化學成分、有意義的結構或運動、複製的跡象或顯著的能量模式。
尼爾森說，化學成分是一個難以尋找的特徵。研究人員並不確切知道需要哪些化學物質來創造和支援生命。有些人假設，碳和水很可能是宇宙其他地方的潛在候選物質，就像它們在這裡一樣——這種信念激發了在火星和木星冰衛星歐羅巴上探測到水的興奮。但並非所有人都同意。科學家至少排除了一些元素：他們說生命不會以二氧化矽為基礎，因為鍵合模式太弱。相比之下，碳原子彼此形成牢固的雙鍵。
一個更容易識別的特徵可能是獨特的能量流動。尼爾森指出，任何形式的生命都必然會在其利用化學物質作為燃料和產生的代謝產物中產生某種能量不平衡。地球上的許多生命形式都進化出了催化劑，使它們能夠趕上環境中正常的化學分解。在其他世界中，這種化學元素相互作用的加速應該與日常化學反應（如礦物質的氧化）形成對比。
尼爾森和同樣來自 JPL 的合著者帕梅拉·康拉德在名為《天體生物學》的新期刊的第一卷中撰文，概述了追蹤這種能量流以及其他可能生命跡象的技術路徑的開端。他們指出，現場實驗室方法——包括原子探針和行動式 X 射線熒光或質譜儀——提供了一種在行星和靠近家園的其他衛星（包括火星和歐羅巴）上開始尋找訊號的方法。
SETI 研究員克里斯托弗·奇巴說：“他們可能在火星上非常有意義的見解是，你希望能夠快速掃描大面積的表面，並挑出那些具有某些特徵的區域，這些特徵表明‘這裡有一些潛在有趣的東西’。” “它允許你忽略其餘的樣本。你不能掃描一平方米的岩石來尋找蟲子。”
尼爾森和他的團隊建議，透過在地球上進行測試，科學家必須首先建立一個生物特徵資料庫。“我們想證明你不會使用這些方法錯過這裡的生命，”尼爾森說。這種測試還需要在“死亡”環境中（例如月球）進行測量，以確保他們的方法沒有檢測到不存在生命的地方。最終，奇巴說，“這是一個懷疑的問題，而不是證明的問題。”