早在1960年，第一次致力於尋找外星智慧（SETI）的調查在美國西弗吉尼亞州的綠岸天文臺

（Green Bank Observatory）

進行。這就是“Ozma（

奧茲瑪

）”計劃，這是著名天文學家和SETI先驅弗蘭克·德雷克（德雷克方程式就是以他的名字命名）的創意。從那時起，尋找地球外生命證據的集體努力匯聚在一起，

創造了一個新的研究領域，即天體生物學。

由於近年來人類已經發現了數千顆系外行星，搜尋地外生命已經成為人們重新關注的主題。不幸的是，我們的努力仍然受到人類有限的參考框架的嚴重限制。然而，由格拉斯哥大學和亞利桑那州立大學（ASU）的研究團隊開發的一項新工具，可以為所有形式的生命指明道路！

這個新工具的核心是一個被稱為“裝配理論”的概念，它是由雷休斯化學教授勒羅伊·克羅寧（Leroy Cronin）教授和他格拉斯哥化學學院的同事在亞利桑那州立大學科學家的幫助下發展起來的。該理論描述瞭如何透過識別大量產生（且不能隨機形成）的複雜分子，來區分生命系統與非生命系統。

上圖：化學空間視覺化

將裝配理論應用於分子，是根據生命的行為，而不是生命的本質來識別分子的生物特徵。克羅寧教授解釋道：

“我們的系統是第一個可證偽的生命檢測假說，它基於只有生命系統才能產生複雜的分子，而這些分子不可能以任何形式隨機形成，這讓我們可以迴避定義生命的問題。”

下一步是找到一種量化這種複雜性的方法，該團隊透過開發一種演算法來為給定的分子打分。這就是所謂的“分子組裝數”（MA），它是基於組成分子所需的鍵數。自然，大的生物分子比小的或非生物分子（大或小）具有更高的MA。

為了測試他們的方法，研究小組使用他們的演算法，將MA編號分配給一個包含大約250萬個分子的資料庫。然後，他們使用了大約100個小分子和小蛋白片段（肽）的樣本物件，來驗證MA數和分子一旦暴露在質譜儀中將產生的肽數之間的預期相關性 —— 質譜儀將樣本分解成碎片，並分析獨特部分的數量。

上圖：這幅藝術家的作品展示了從TOI-178系統中觀察到的距離恆星最遠的行星。

在與美國宇航局的合作下，該團隊還檢測了來自全球各地的樣本和一些外星樣本。其中，包括默奇森隕石的一塊碎片，這是一塊1969年降落在澳大利亞的富含有機分子的碳質球粒隕石（儘管樣本本身並沒有生物起源）。他們還檢查了全新世（3萬年前）和中新世中期（1400萬年前）的湖泊沉積物的化石樣本。

由此，該團隊能夠證明，生命是唯一能夠製造高MA值分子的過程。他們進一步發現，有一個MA閾值，一旦超過這個閾值，就表明生命體是產生這種分子的必要條件。亞利桑那州立大學地球與太空探索學院的莎拉·伊馬裡·沃克表示：

“這種方法可以在不需要任何生物化學知識的情況下識別生命。因此，它可以在未來的NASA任務中用於尋找外星生命，它提供了一種全新的實驗和理論方法，最終揭示宇宙中生命的本質，以及它如何從無生命的化學物質中產生。”

亞利桑那州立大學Beyond中心的科學家道格·摩爾補充說：“

生命系統和非生命系統的區別在於它們能否可靠地、在可檢測到的丰度內組裝高度複雜的分子結構

。我們打算證明這是事實，並提出一種生物簽名，它既不涉及生物化學，又具有實用價值。”

這使得該演算法成為第一個可實驗驗證的複雜性測量工具，而且，該演算法在尋找外星生命方面特別有用。簡而言之，它可以在實驗室中使用，註定要納入未來任務的儀器進行測試和驗證。 透過開發一種不會產生誤報的方法，天體生物學家將有機會做出我們物種歷史上最深刻的發現。

上圖：藝術家對降落在泰坦表面的探測器的描繪。

除了天體生物學研究，這個工具還可以幫助研究地球上的生命是如何開始的。該工具的理論框架是第一批可以量化化學系統如何處理資訊（生命的一個基本方面）的技術之一。參與研究的科學家科爾·馬西斯（Cole Mathis）表示：

“我們認為，這將為理解地球和其他世界生命系統的起源提供一個全新的途徑，並有望在實驗室實驗中識別全新的生命系統。”從真正實用的角度來看，如果我們能夠理解生命系統如何自我組織併產生複雜分子，我們就可以利用這些見解來設計和製造新藥物和新材料。”

在未來的幾年中，許多工都將在太陽系外進行，以尋找“星際海洋世界”內的生命。利用配備了MA數演算法的光譜儀，木衛二、土衛二和土衛六的任務就可以檢測大氣、表面、羽流活動和甲烷湖，去尋找只有生命存在時才會出現的分子跡象。

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