1960年，天文學家法蘭克·德雷克使用直徑26米的綠堤電波望遠鏡，對波江座的天苑四（Epsilon Eridani）和鯨魚座的天倉五（Tau Ceti），這兩顆類似太陽的鄰近恒星進行了監察。
這個被稱為「奧茲瑪計劃（Project Ozma）」的監察活動，揭開了人類尋找外星智慧生物的序幕。
由于不知道他們究竟在哪，所以科學家們一方面向著恒星密集的區域，發射有關人類和地球的信息，比如1974年的阿雷西博信息。
另一方面則將目光聚焦到了宜居行星上，試圖通過宜居行星來找到潛在的外星智慧生命。
什麼叫做宜居行星？
所謂的「宜居」是相對人類而言的，就是適合人類生存和生活的星球。
比如重力和地球差不多、處于當前恒星的宜居帶內、地殼活動不太劇烈等等。
當然，最重要的還是，表面有液態水和大氣中富含氧氣。
一直以來，科學家們都將氧氣含量作為一項重要尋找標準，但這樣的判別依據，卻一直都飽受詬病。
很多人認為，科學家用人類生存必須的元素，來尋找外星生命，似乎有些思維僵化，畢竟宇宙浩瀚，生命形態也千差萬別，他們需要的可能跟人類完全不同，比如他們可能吸的氫氣、喝的液態甲烷。
那麼，科學家們這樣尋找，真的是因為他們的腦洞不夠大嗎？
今天我們就從氧氣的角度，聊一聊這個問題。
氧氣是生命存在的先決條件嗎？
由于氧氣是人類生存必需的元素，這讓很多人下意識認為，氧氣是所有生命必需的元素，甚至是孕育生命的先決條件。
但其實這種觀點并不正確，因為氧氣是屬于生命的奇跡。
說得更直白一點，只有存在生命的星球，才會擁有大量的氧氣，而那些沒有生命的死寂天體，不可能擁有大量的氧氣。
為什麼呢？
這主要和氧元素的化學性質有關。
我們都知道，電子在原子中不會扎堆聚集，它們是分布圍繞在原子核附近的。
而原子有個怪癖，它們喜歡讓自己的最外層達到滿電子狀態，也就是2個或8個，因為這樣才能達到穩定狀態。
氧原子有兩層電子，最里層2個電子，最外層6個電子，它渴望變成最外層2個電子或8個電子的穩定狀態。
但前者需要丟掉6個電子，而后者只需要得到2個電子。
由于氧原子核帶8個正點，要讓它丟掉6個電子，難度遠大于得到2個電子。
因此，氧原子想要達到穩定狀態，就只能從其他元素那搶2個電子，這就使得氧元素非常活潑，在沒有「人為」干擾的情況下，它會和其他元素組成各種化合物，幾乎不可能以單質的形式存在。
比如我們的宇宙是富氫的，在太空環境，氧原子很容易和氫結合成水。
在一些大質量的行星上，氫氣也逃不脫強大的引力，所以在富含氫的大氣里，不會有游離的氧元素。
而在質量小的行星或衛星上，只要氫氣跑得掉，氧氣也就跑得掉。
當氧元素千辛萬苦找到一個尺寸適中的巖石行星，想要在上面肆意玩耍時，巖石中好客的硅、鐵、鋁、鈣、鎂等金屬元素不樂意了——在我們的地盤上，怎麼能讓你自己一個人玩呢，必須陪著。
等好不容易應付完這些金屬元素后，碳元素又來了。
如果說氧跟氫結合，還有可能被光解，然后緩慢地釋放出來的話，那氧跟碳結合就是真正的至死不渝了。
所以，在沒有意外的情況下，如果巖石行星或衛星上，氧元素多一點的話，大氣的主要成分就是二氧化碳+氮氣，碳氫多一點的話就是甲烷+氨氣。
注意，這里說的是沒有意外的情況下，如果出現了意外，會是什麼樣的情況。其實地球就是最好的例子。
地球上氧氣哪來的？
在地球最開始形成時，原始大氣的成分主要是二氧化碳、氮氣、甲烷這樣的溫室氣體。
而氧氣是以H2o的形式存在于水中，所以當時的地球其實是一個無氧環境。
那麼，當初的無氧是怎樣變成現在的有氧的呢？就像前面說的那樣——氧氣是生命創造的奇跡。
時間回到35億年前，當時的地球一片混沌，海洋中游蕩著各種厭氧菌。
這些簡單的單細胞生物，每天的生活就是泡泡熱水澡，并在海洋這個大浴缸內，四處尋找小分子為食。
大家都在舒適圈安逸地活著，但只有藍藻對當前的生活不滿意，人生苦短，對于細菌來說也是如此。
藍藻浮上水面曬著太陽，做著白日夢，希望過上躺著就能賺錢的生活，在這種強烈的情感激發下，它學會了一個堪稱神技的被動技能——光合作用。
在這個技能加持下，借助著桑拿房的陽光，利用大氣中取之不盡的二氧化碳和浴缸里的水，就能夠制作出美味的糖類（碳水化合物）。
它再也不用到處尋找小分子為食，實現了躺著賺錢的夢想。
在35億~25億年前這段時間里，憑借著高效率的光合作用，藍藻大量繁殖，而光合作用產生的廢氣也被藍藻隨意排放。
當然，「廢氣」只是相對藍藻來說的，對于現在的地球生物來說，這些廢氣可是賴以生存的關鍵，它的名字叫——氧氣。
最開始，氧氣還能被巖石和地表中的各種金屬元素「吸收」，但隨著藍藻越來越多，氧氣不可避免地過剩了。
這直接改變了地球的大氣環境，當時的地球生命迎來了至暗時刻，99.5%的生命永遠退出了歷史舞臺。
這個地球生命史上第一次大規模的滅絕事件，被科學家們稱為——大氧化事件。
需要注意的是，「大氧化事件」的名稱其實很具有誤導性，很多人會誤以為，這時地球大氣中的含氧量已經和現在差不多了。
但實際情況是，大氧化事件發生之后，在長達十幾億年的時間里，地球大氣中的氧氣含量一直保持在1%左右，并沒有暴增到現在的21%。
一直到距今5.8億～5.2億年前后，大規模的造山運動，讓地球發生了第二次大氧化事件，大氣中的氧含量才增加到現代大氣氧含量的60%以上的水平，從而觸發了多細胞真核生物的大爆發，以及動植物的快速起源和寒武紀生命大爆發。
再后來，隨著進行光合作用的植物越來越多，地球的含氧量才逐步上升，并最終發展到今天的程度。
其實這個復雜的過程也可以這麼說，碳基生物的活動「暫時性」地把大氣中的碳進行了剝離，才導致游離的氧氣成為重要的組成部分。
根據計算，如果將地球上所有的生物全都抹除，那麼地球大氣很快就會恢復為二氧化碳+氮氣的「正常」狀態。
氧氣是更多可能性的前提
大量氧氣的存在，不僅能夠證明某個天體上可能存在著生命，同時，它還是更多可能性的基礎和前提。
現在的研究已經證明，火星曾經是一顆擁有過大片海洋的宜居行星，它表面縱橫交錯的河床、隨處可見沖刷痕跡以及到處散落的鵝卵石就是最好的證明。
而科學家們在2008年通過伽利略航天器上的近紅外測繪光譜儀，證明金星表面有花崗巖地形。
而花崗巖地形的形成需要水，這就意味著金星在遠古時期可能同樣擁有大片的海洋、舒適的環境。
其實這一點也不奇怪，畢竟地球、火星和金星這三顆巖質行星都誕生于同一片星云，組成成分基本相差無幾，更何況幾乎都處于太陽系的宜居帶內。
但為什麼火星變成了今天這副荒涼死寂的模樣呢？因為它失去了所有水。
太陽光中的高能射線會將水分解成氧氣和氫氣，氫氣因為密度非常小，很容易散逸到宇宙空間。
長此以往，火星表面的海洋被分解殆盡，遺留下的氧和地表物質發生了氧化反應，這也就是火星表面呈現赤紅色的原因，因為都是氧化鐵。
地球上的水受太陽光中的高能射線影響也會被分解，但因為地球上氧氣含量極高，氫原子還沒來得及散逸到宇宙空間就被氧化，重新變成水落回地表。
所以，大量的氧意味著行星能夠保住自己的海洋。
另外，根據相關研究，當生物進行無氧呼吸時，它只能釋放出供能物質10%的能量，而當變成有氧呼吸時，這個數字就會從10%上升到40%。
這種堪稱質變的效率提升所帶來的，是更復雜的食物鏈和更高的生態層級，而這些是更復雜生態系統的前提，是生物多樣化和復雜化的前提。
可以這麼說，如果地球生命最開始沒有走上有氧呼吸的演化道路，那現在的生物界肯定是單調和平淡的，遠沒有現在多姿多彩，甚至不會出現人類這樣的智慧生命。
地球生命是最好也是唯一的樣本
因此，作為一種可以證明生命存在的證據，同時又是復雜生態不可缺少的條件，我們當然要將大氣中的氧氣含量，作為尋找外星生命的依據之一。
那外星人可能吸的是氮氣而不是氧氣嗎？當然有可能，論腦洞誰能比得上專業知識更豐富的科學家呢。
就像科普泰斗阿西莫夫，在一篇名為《并非我們所認識的——論生命的化學性質》的文章中，指出了宇宙中可能有的六種生命形態：
1，以氟化硅酮為介質的氟化硅酮生物；
2，以硫為介質的碳氟化合物生物；
3，以液態水為介質的核酸/蛋白質（以氧為基礎的）生物；
4，以液氨為介質的核酸/蛋白質（以氮為基礎的）生物；
5，以液態甲烷為介質的類脂化合物生物；
6，以液氫為介質的類脂化合物生物。
這其中，只有第三種是我們熟悉的碳基生命，而阿西莫夫之所以會將硅基生命排在第一位，主要有三個原因。
第一個是，硅元素在宇宙中分布廣泛，并且相對豐富，尤其在類地行星上，硅元素和碳元素的質量比甚至達到了925：1。
其次， 硅元素可以通過硅氧鏈結合成多變的、穩定的、不活潑的有機硅，在浩瀚的宇宙中，可能性通常意味著必然性。
最后，也是最重要的一點，含氟的硅化合物可以是液態的。
這意味著，硅基生命可以不像我們想象中那樣，宛如巖石、行動緩慢、必須生活在高溫環境下。
我們很難想象，這種形態的生物究竟會長什麼樣。
那麼，既然硅元素看起來這麼優越，為什麼地球最后還是選擇了碳基生命，而不是硅基生命呢？這個問題我在之前的文章里有詳細的解答，感興趣的可以去看看。
回歸正題，外星生物可能不僅吸的是氮氣，還可能喝的是硫酸，吃的是巖石，但這些「腦洞」對尋找沒有任何的幫助。
我們現在不知道生命誕生需要什麼條件、不需要什麼條件，我們只知道地球環境確實孕育出了生命以及人類這樣的智慧生命。
就好比，假如你是地球上一只孤獨的螃蟹，你想要尋找自己的同伴，你會去哪里找？最好的方法當然就是按照自己的生存環境去找，也就是有水的地方，比如湖泊、海洋、沼澤等等。
當然，雪山、沙漠這樣的環境也有可能存在螃蟹，但地球太大了，這些地方你終其一生也找不完。
因此，科學家們才會在宇宙中尋找類似地球的環境，或者說適宜人類生存的環境，至少那里有孕育生命的可能性。這可要比在浩瀚宇宙中漫無目標的尋找，高效的多。
或許人類在未來會改變尋找的必要條件，但那一定是在，真正發現外星生命之后。
