本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點。
Ash：“你還是不明白你在對付什麼，是嗎？……完美的生物。其結構上的完美性與它的敵意相匹配。”
Lambert：“你欣賞它。”
Ash：“我欣賞它的純粹。一個倖存者……沒有受到良知、悔恨或道德妄想的矇蔽。”
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《異形》1979年
最早的（虛構的）火星人描繪之一發表在1865年的書《Un habitant de la planète Mars》中，該書基於地球和火星的假定相似性。這種火星生物在類似於地球的環境中進化而來，與人類非常相似，僅在身體比例和膚色等細微之處有所不同。
除了科幻小說作家之外，天文學家也長期以來試圖根據對火星的瞭解來想象假定的火星人的外貌。業餘天文學家帕西瓦爾·洛厄爾認為，由於火星的質量較小，引力要弱得多，因此與人類相比，火星人的身體和體力應該顯得明顯更強。
“現在將這個原理應用於可能的火星居民，並假設他在每個維度上都比人類大三倍……[…]……他的肌肉橫截面將是人類的九倍大……[…]……現在考慮他可能能夠做的工作。他的肌肉，具有長度、寬度和厚度，將是我們力量的二十七倍，並且可以完成二十七倍的工作。”
洛厄爾 1895年 “火星”
英國記者赫伯特·喬治·威爾斯（1866-1946）採用了完全不同的方法，他接受過生物學訓練。
圖1. 火星人正在捕食獵物，這是藝術家恩裡克·阿爾維姆·科雷亞（1876-1910）為小說《世界大戰》（1898）繪製的插圖，影像屬於公共領域。與早期天文學家想象的智慧而和平的火星人形象相比，威爾斯的火星人截然不同。
威爾斯的火星人是在非地球環境中進化的結果。由於火星位於太陽系外部，人們認為火星比地球更古老。隨著緩慢冷卻和內部熱量散失，火星現在變成了一個寒冷乾燥的沙漠。火星人可能從類似於人類的種族進化而來，但為了在垂死的星球上生存，他們失去了無效的消化道，現在能夠直接處理受害者的血液。他們的智力得到了極大的增長；身體在低重力場中退化。
圖2. 威廉·R·利為H.G.威爾斯的文章《火星上的生物》（Cosmopolitan Magazin，1908年3月）繪製的插圖。在他的小說成功後，威爾斯為火星想象了一個完整的（現在又變得更加和平的）生態系統。在寒冷的大氣層中，火星人進化出了羽毛，在火星的低重力場中，翅膀非常有用，天文學家弗拉馬利翁已經提出了這個想法，影像屬於公共領域。
火星文明和先進的火星人隨著兩位最傑出的倡導者的去世而衰落。在夏帕雷利（1910年去世）和洛厄爾（1916年去世）之後，人們對火星的興趣迅速消退。實驗表明，人腦傾向於將低解析度影像上的單點連線起來形成線條，改進後的望遠鏡和火星接近地球（由於這兩個行星的軌道，這種情況每15-17年發生一次）也表明火星上沒有運河或類似的特徵。然而，火星表面仍然可以觀察到的變化引起了天文學家的興趣。他們中的一些人，儘管拒絕了火星文明，但仍然想象存在一個原始的生態系統，以稀疏的植被為主，蔓延在行星表面。火星上存在生命仍然是一種可能性，即使是遙遠的可能性。
1965年7月14日，美國太空探測器水手4號傳回了21張火星表面的影像，顯示除了大型隕石坑之外什麼也沒有。火星表面類似於毫無生氣的月球表面，儲存完好的隕石坑證明火星上沒有，並且在數百萬年來一直沒有發生過變化、侵蝕、水和植被。
圖3. 與19世紀/20世紀早期的地球觀測相比，“水手號”和“海盜號”任務提供了對火星的新視角，圖片由NASA於1980年拍攝；屬於公共領域。
但就像地球上的生命一樣，火星上存在生命的想法也難以根除。天體生物學或宇宙生物學（研究宇宙中生命）在1950-1960年代成為一個嚴肅的科學領域，得到了亞歷山大·奧巴林、J.B.S.霍爾丹的理論以及斯坦利·米勒和哈羅德·尤里在1953年進行的實驗的支援。當人們意識到生命的組成部分可以在由二氧化碳、氮氣、甲烷和水組成的大氣中形成，而所有這些化學成分都可以在火星上找到時，理論上火星在過去或現在都可能存在生命。
1976年，兩艘美國海盜號太空探測器抵達火星，海盜1號降落在克律塞平原，海盜2號降落在烏托邦平原。兩艘海盜號著陸器都配備了各種儀器和實驗，以識別火星土壤中的生命形式或其產物。在“熱解釋放”和“標記釋放”實驗中，樣品中可能的微生物應該吸附放射性碳，在“氣體交換”實驗中，監測潮溼樣品的化學反應，最後探測器應該搜尋火星土壤中的有機分子。在海盜1號的著陸地點，實驗顯示出積極的結果，甚至可能過於積極。土壤樣品中氧氣的釋放量比預期的生物活動高出200倍，即使樣品被加熱到500°C（930°F）的高溫，也會發生這種情況，這個溫度足以破壞有機分子，從而破壞我們所知的任何生命。化學探測器也沒有在樣品中發現有機分子的跡象——甚至比來自月球的樣品還要少！（受到彗星汙染）。然而，海盜2號的結果更令人感興趣，因為這裡的反應較弱，在假設的低生物活性的範圍內。
圖4. 卡爾·薩根 & 海盜號著陸器，圖片由NASA於1980年拍攝；屬於公共領域。
即使結果令人失望，但仍然有希望，因為海盜號任務只能證明，在最近的火星表面——一個乾燥、寒冷、被強烈的紫外線輻射消毒的景觀——生命幾乎是不可能的。但海盜號任務的軌道飛行器也揭示了過去火星非常不同。
參考文獻
BENNETT, J. & SHOSTAK, S. (2012): 《宇宙中的生命》。第3版，Addison-Wesley : 547
HOTAKAINEN, M. (2008): 《火星 - 從神話和神秘到最新發現》。Springer, New York: 253
NOLAN, K. (2008): 《火星 - 宇宙的墊腳石 - 揭示人類的宇宙背景》。Copernicus Books - Springer Media: 379