我们实际上一直在寻找生活在系外行星上的地球生命。

围绕类日恒星HD 10180运行的行星系统（想象图）。ESO / L. Calçada

在天文学家用以寻找外星生命的常规方式中，有一个潜在的缺陷：系外行星大气成分中的所谓生物特征——氧、甲烷、臭氧等，实际上是人们根据地球大气的生物特征设定的。在一定意义上，我们寻找的外星生命，是生活在系外行星上的地球生命。

虽说一开始人们总是认为某些特征气体的存在很难用非生物机制加以解释。但是渐渐地，有越来越多仅凭自然化学反应就能产生这些气体的方式被发现，且这些非生物产生方式数量的增长速度，已经超过了生命探测新方法的增长速度。每一个被误报的案例都需要更多与行星有关的信息来纠正。而真正的挑战在于，我们是否能够足够详尽地收集相关信息。在研究了约60年后，生物特征作为一个概念其本身并没有得到进一步发展。

近日以美国亚利桑那州立大学天体生物学教授Sara Walker为首的一批科学家提出了一个新理论，试图推动这一问题的解决。

这个理论被称为“组装理论（Assembly Theory）”。它并不关心行星大气中具体存在哪些分子，而是试图探究分子的合成难度。

“组装理论”给每种分子赋予了一个难度指数，反映了分子合成所需的最少步骤。简单分子能够随机合成；而真正复杂的分子其合成需要很多步骤的连续反应，如果不依赖某种外部力量，有意识地进行大量选择，它们就不会出现。

如果我们发现，某颗行星的大气中含有大量合成难度很高的分子，且化学过程带有深度互联的特征——即分子间能够共享和重复利用某些化学片段（模块化复用），并穷尽所有可能的成键方式，那就说明，这个行星的大气中存在着某种超越普通物理学规律的力量，而生命几乎就是这种力量的唯一来源。

该理论并没有对生命的具体形态作出任何假设，也不预设某种新陈代谢方式、生物化学过程或分子机制。事实上，它对生命的具体形态持不可知态度，仅仅指出生命可能会存在于哪些地方。

若以地球为例，那么我们可以看到，地球大气层的化学复杂性比金星、火星以及各种系外行星原型高得多，地球的生命“组装值”明显高于金星和火星。

地球和金星大气的可用化学键种类数量相近，但在地球大气中，在任何丰度阈值上，分子的多样性都远超金星。生物在地球大气中进行了比金星更为彻底的化学可能性探索。

“组装理论”并不对某颗行星上是否有生命作简单的二元判断，而是通过生成连续的复杂度评价，将行星放在一个从完全无生物到富含生物的谱系中进行考察。这是一个渐进式的谱系，不同“组装值”的行星之间并没有明确的界限。

我们还可以测量行星的生命“组装值”，该数值可以通过红外光谱技术计算得出——而这也正是许多太空望远镜分析系外行星大气的方法。

外星生命一定是有的，而且其存在方式大概率和地球生命不同。想象一下，如果宇宙的化学实验已经进行了近140亿年，却只找到了一种生命解决方案，这样的成功率不免也太低了。

参考

Searching for Life-As-We-Don't-Know-It: Mission-relevant Application of Assembly Theory for Exoplanet Life Detection

https://arxiv.org/abs/2603.11086