一艘龐大的宇宙飛船，延伸數英里，令人生畏地直接籠罩在洛杉磯上空，填滿了整個天空，並且不祥地遮蔽了整座城市。在世界各地，碟形的堡壘降臨了全世界的主要城市。數百個欣喜的觀看者想要歡迎來自其他星球的生物降臨洛杉磯，聚集在一座摩天大樓的頂上靠近他們的天外來客。
在沉默地漂浮於洛杉磯上空數日後，宇宙飛船的腹部緩緩開啟了。一陣劇烈的激光衝擊波射出，將摩天大樓燒成灰燼，釋放出一陣席捲過整個城市的毀滅性巨浪，將城市在轉眼之間變成燒焦的瓦礫。
在影片《獨立日》（Independent Day）中，外星人代表了我們最深的恐懼。在電影《ET》中，我們將自己的美夢與幻象投射到了外星人身上。縱觀歷史，人們一直對定居於其他世界的外星生物深深著迷。早在1611年，天文學約翰尼斯·開普勒（Johannes Kepler）就在他的論文《夢遊記》（Somnium）中使用了當時最先進的科學知識構思了一次月球之旅，其中人們可能會遇到奇特的外星人、植物和動物。但科學和宗教常常在太空生物這一主題上發生衝突，有時候會導致悲劇性的後果。
更早些年頭，在1600年，前多米尼加僧侶和哲學家喬達諾·布魯諾（Giordano Bruno）在羅馬教廷的壓力下被活活燒死。為了羞辱他，教會在最終將他燒死在木樁上之前把他頭朝下地吊起來並且扒光，是什麼讓布魯諾的教學變得如此危險？因為他提了一個簡單的問題：太空中有生命嗎？就像哥白尼一樣，他相信地球繞太陽公轉。但與哥白尼不同，他相信有數不盡的如我們一樣的生物生活在外太空中（與接受太空中存在數十億聖人、教皇、教堂和耶穌基督的可能性相比，直接燒死他對教會來說更方便）。
在400年的時間裡，對於布魯諾的記憶時常浮現於科學史學家們的腦海中，但如今布魯諾每幾個星期就進行一次他的複仇。差不多每月兩次就有一顆新的太陽系外行星被發現繞著太空中另一顆恆星公轉。布魯諾對於太陽系外行星的預測已經被證明。但仍舊有一個問題還不確定。儘管銀河系中可能存在太陽係以外行星，但它們中有多少能夠支持生命？而且，如果智慧生命的確存在於太空中，科學能對它們作出何種解釋呢？
當然，假設中與外星生物的相遇已經使社會為之著迷，並且使一代又一代的讀者和電影觀眾為之興奮，最為著名的事故發生在1938年10月30曰，奧遜·威爾斯（Orson Welles）決定對美國公眾開一場萬聖節玩笑。他使用了HG威爾斯的基本劇情，在CBS國家廣播作了一系列簡短的新聞報導，中斷舞曲，一個小時、一個小時地重播火星人對地球的入侵和文明的隨之崩潰。數百萬美國人被來自火星的機器降落在新澤西州格洛佛米爾（Grover's Mill）並且正在發射死光毀滅整個城市和征服世界的“新聞”驚嚇得惶恐不安（報紙後來紀錄了人們逃離該地區時的自發性疏散，有目擊者稱，他們能夠聞到毒氣和看見遠處的光亮閃爍）。
對火星的著迷在20世紀50年代再次達到高峰，天文學家們留意到火星上有一個看起來像個巨大的M、橫跨數百英里的奇怪花紋。評論員注意到M可能代表“火星”（Mars），火星人在和平地向世人報告他們的存在，就像啦啦隊長們在足球場裡拼出面們球隊的名字（另一些人令人沮喪地觀察到M花紋其實是一個W，W表示“戰爭”［war］。換句話說，火星人事實上是在向地球宣戰）。小小的恐慌最終在神秘的M如它突然出現一般突然消失後平息了，從各種情況來看，這個花紋都是由一場覆蓋整個星球（除四座大火山的頂部）的沙塵暴造成的。這些火山的頂部粗略地形成了一個M或者W的形狀。
研究地外生命存在可能的嚴肅科學家宣布，不可能對這樣的生命體給予任何肯定的言詞——假設它存在的話，但是，我們可以在我們所知的物理、化學和生物知識基礎上作出一些關於外星生命本質的大致概括。
首先，科學家相信液態水是宇宙中製造生命的關鍵要素。 “跟著水走”是天文學家在太空中尋找生命跡象時所遵循的訓條。液態水與大多數液體不同，是一種“宇宙溶劑”，能夠溶解種類驚人的化學物質。它是一種理想的攪拌劑，能夠創造越來越複雜的分子。水還是一種單純的分子，在宇宙各處均有發現，而其他溶劑則相當稀有。
其次，我們知道碳在生命的創造中是一項非常可能出現的要素，因為它有四個鍵，因此有能力與四個其他原子結合併製造出複雜到令人難以置信的分子。尤其是它易於形成長碳鏈，那是碳氫化合物和有機化學的基礎。其他具有四個鍵的元素不擁有如此豐富的化學性質。
碳的重要性的最生動示例是斯坦利·米勒（Stanley Miller）和哈羅德·尤里（Harold Urey）在1953年主持的著名實驗，顯示生命的自發形成可能是碳化學反應的自然副產品。他們採用了氨、甲烷和其他他們認為存在於早期地球上的有毒化學物質，將之放入一個燒瓶中，並把它暴露在一小股電流之下，隨後等待。在一周內，他們就能夠看到氨基酸在燒瓶內自發形成。電流足以擊碎氨和甲烷中的碳鍵，隨後將原子重新排序成為氨基酸——蛋白質的先期形式。在某些意義上，生命可以自發形成。自那以後，氨基酸已經在隕石以及太空深處的氣雲中被發現。
第三，生命的根本基礎是名叫DNA的、具有自我複制能力的分子。在化學上，具有自我複制能力的分子極為稀有，地球上首個DNA分子的形成花了數億年，可能是在大洋深處。可以推測，如果有人可以在大洋中將米勒—尤里實驗進行100萬年，DNA式的分子會自動形成。在地球歷史早期，地球上首個DNA分子出現的地點之一可能是大洋底的火山口。因為在光合作用與植物到來之前，火山口的活動將為早期DNA分子和細胞提供便利的能量補給。是否有其他DNA之外的以碳為基礎的分子也能夠自我複制，我們並不清楚，但宇宙中其他能自我複制的分子很可能與DNA在某種程度上相似。
所以，生命可能霈要液態水、碳氫化合物和DNA那樣的能以某種形式自我複制的分子。使用這些大致的標準，我們可以就宇宙中智能生命發生的頻率獲得一個粗略的估計。康奈爾大學天文學家弗蘭克·德瑞克（Frank Drake）是首批（1961年）作出大致估算的人之一。如果從銀河系中的1000億顆星體人手，你可以估算出它們中有多少比例是我們的太陽這樣的恆星。在它們中，你可以估算有多少比例擁有在它們周圍運動的太陽系。
更加具體的是，德瑞克的方程式通過將幾個數宇相乘估算出了銀河系中文明的數量。這些數字包括：
通過使用合理的估算和將這一連串可能性相乘，我們會意識到僅在銀河系中就可能存在100～10000顆能夠庇護智慧生命的行星。如果這些智慧生命形式一直散佈遍及銀河系，那麼我們可以期待找到一顆離地球僅幾百光年的這樣的行星。 1974年，卡爾·薩根估計，僅僅在我們的銀河系中就有多達100萬個這樣的文明存在。
這樣的理論化行為反過來為那些期盼找到地外文明證據的人提供了額外的正當理由。有了對於能夠產生智慧生命形式的行星的有利估計，科學家們開始以嚴肅的態度尋找這樣的行星可能發射出的無線電信號，很類似於我們自己的行星在過去的50年中已經發射出的電視和廣播信號。
尋找外星智慧（The Search for Extraterrestrial Intelligence，SETI）項目要追溯到一份由朱賽佩·可可尼（Giuseppe Cocconi）和菲利普·莫里森（Philip Morrison）寫於1959年的頗具影響的論文，他們提議，收聽頻率在1千到10千兆赫之間的微波發射是最適合收聽外星通訊的方法（低於1千兆赫，信號會被快速移動的電子所發出的射線所沖散；超過10千兆赫，來自我們大氣中氧氣和水分子的噪聲會干擾所有的信號）。他們選擇1.420千兆赫作為最有希望聽到來自太空中信號的頻率，因為那是普通氫氣——宇宙中豐富元素的發射頻率（因為其在外星通訊上的便利，這一範圍左右的頻率被起了“飲水池”這一綽號）。
然而，在接近“飲水池”的位置對智慧信號的證據進行搜索，結果令人失望。 1960年，弗蘭克·德瑞克發起了奧茲瑪計劃（Project Ozma）（以中奧茲女王的名宇命名），在西弗吉尼亞州的綠岸（Green Bank）使用25米射電望遠鏡搜索信號。多年來，無論是在奧茲瑪計劃中還是其他一時興起、試圖細查夜空的計劃中一直沒有任何信號被發現。
1971年，NASA制訂了一項野心勃勃的方案，為SETI的研究撥款，代號為計劃（Project Cyclops）。這一行動需要1500台射電望遠鏡，耗資100億美元。不出所料，研究沒有取得任何收穫。一個更為適度的方案確實獲得了資助，將一條仔細編碼的消息送給太空中的外星生命。在1974年，一條1679比特的編碼消息通過位於波多黎各的巨型阿雷西博（Arecibo）射電望遠鏡向約25.1萬光年外的M13球狀星團發出。在這條簡短的信息中，科學家製造了一個23X73的三維網格圖形，標繪出了我們太陽系的位置，包含一幅人類圖像和一些化學方程式（由於距離遙遠，來自太空回复的最早日期將是距今52174年以後）。
國會並沒有對這些計劃的重要性產生多大印象，哪怕是在一則神秘的、被稱為“Wow”的無線電信號於1977年被接收到之後。它由一系列似乎非隨機的字母和數宇組成，彷彿表示著智慧生物的存在（一些見過Wow信號的人並不確信這一點）。
1995年，受困於缺乏來自聯邦政府的資金支持，天文學家們轉而尋求私人資金來源，在加利福尼亞州山景城（Mountain View）開始了非盈利性的SETI研究所（SETI Institute），將SETI研究集中起來並開始鳳凰計劃（Project Phoenix），在1200到3000兆赫範圍內研究1000顆近處的類似太陽的恆星。吉爾·塔特（Jill Tarter）博士（電影《接觸》［Contact］中朱迪·福斯特［Judy Foster］所扮演的科學家的原型）被任命為主管（計劃中使用的設備極為靈敏，可以感應到200光年之外某個機場雷達系統的射線）。
自1995年起，SETI研究所己經仔細査看了超過1000顆星體，每年耗資500萬美元。但沒有明確的結論.雖然如此，SETI的高級天文學家塞思·肖斯塔克（Seth Shostak）樂觀地認為，目前正在舊金山東北250英里處建造、擁有350個天線的艾倫望遠鏡陣列（Allen Telescope Array）“將在2025年前捕捉到一則信號”。
更為新奇的方法是SETI@home計劃，它由加利福尼亞大學伯克利分校的天文學家於1999年發起。他們偶然想到了獲取數百萬個人計算機用戶支持的念頭，他們的計算機在大部分時間裡閒置。參與者下載一個軟件包，在他們的屏幕保護程序運行時幫助破解一些由射電望遠鏡接收到的無線電信號，這樣對個人計算機用戶不會造成不便。到目前為止，這一計劃巳經有來自200多個國家的500萬用戶參與，消耗價值超過10億美元的電力，每個人的花費都很小。這是歷史上最具野心的集體計算機項目，並且可以作為其他需要巨大計算機資源完成計算的項目的榜樣。目前為止，SETI@home還沒有發現來自智慧來源的信號。
在幾十年的辛勤工作後，SETI研究缺乏顯著的進展，迫使其支持者提出了嚴峻的疑問。它明顯的缺陷之一可能是僅僅使用來自規定頻段的無線電信號。有人提出外星生命可能會使用激光信號而非無線電信號，激光有幾項超越無線電的優勢，因為激光的波長短，這意味著可以在一個光波內包含比使用無線電更多的信號。但由於激光是高度定向的，並且同樣只具有一個頻率，要精確地調整到正確的激光頻率極為困難。
另一個明顯的缺陷是SETI研究人員對於特定無線電頻段的依賴。如果存在外星生命，它可能會使用壓縮技術，或者可能通過較小的壓縮包分散信息，這是當今在現代因特網上常用的策略。收聽散佈到許多頻率上的壓縮信息，我們或許只能聽到雜亂的噪聲。
哪怕SETI面臨所有的艱鉅問題，假設在本世紀的某個時候能夠探測到來自某個外星文明的信號仍舊是合理的——如果這樣的文明存在的話。如果這種情況發生的話，那麼它將是人類歷史上的一個里程碑。
SETI計劃至今沒有找到來自宇宙中智慧生命信號的跡象，迫使科學家們冷靜、嚴厲地看待弗蘭克·德瑞克關於其他星球上智慧生命的等式背後的假設。近期的天文發現使我們明白，找到智慧生命的可能性與最初由德瑞克在20世紀60年代所計算的有很大差距。智慧生命存在於宇宙中的可能性與最初的認知相比既更樂觀了，也更悲觀了。
首先，新的發現使我們相信生命可以用不同於德瑞克的方程式所認為的方式繁榮。過去，科學家認為液態水只能存在於圍繞著太陽的“可居住區”（Goldilocks zone）內（從地球到太陽的距離“正合適”。不能太靠近太陽，因為海洋會沸騰；也不能太遠，因為海洋會凍結；“正合適”使得生命成為可能）。
所以，當天文學家發現水可能存在於木衛二（Europa）——一顆結冰的木星衛星——表面覆蓋的冰層之下的線索時引起了轟動，木衛二遠遠在可居住區之外，因此它似乎不滿足德瑞克的方程式的條件。然而，期汐力或許足夠溶化木衛二表面的冰層，並且產生—個永久性的液態海洋。當木衛二繞木星快速轉動的時候，木星的巨大引力場將衛星像橡皮球那樣擠壓，在其內核深處造成摩擦，這反過來可能導致冰層熔化。由於僅僅在我們的太陽系中就有超過100顆衛星，這意味著太陽系中可能存在大量可居住區之外的支持生命的衛星（而且迄今在太空中發現的250個左右巨型太陽系外行星可能同樣有能夠支持生命的冰凍的衛星）。
再者，科學家們認為宇宙中可能充滿著不圍繞任何恆星轉動的流浪的行星。由於湖汐力的作用，任何繞一顆流浪行星公轉的衛星的冰層下都可能存在著水，由此也就可能有生命。但是這樣的衛星不可能用我們的儀器觀察到，我們的儀器依靠的是來自其母星體的探測光。
由於太陽系中衛星的數量可能大大超出行星的數量，而且由於銀河系中可能有數百萬顆流浪行星，宇宙中擁有生命形式的天體數量可能比先前認為的多得多。
另一方面，其他天文學家總結說，出於林林總總的原因，可居住區內行星上生命存在的可能性或許遠比最初德瑞克估計的要低。
首先，計算機程序顯示太陽系中必須有一顆木星大小的行星存在，好將路過的慧星和衛星擲入太空，由此不停地將太陽系打掃乾淨，並且使得生命成為可能。如果木星不存在於我們的太陽系中，地球會被彗星和衛星撞擊，使生命無法存在。華盛頓卡內基學會（Carnegie Institution）的天文學家喬治·維瑟里爾（George Wetherill）博士估計，我們的太陽系中沒有了木星或者土星存在，地球將遭受比現在多1000倍的小行星撞擊，每一萬年造成一次巨大的威脅生命的影響（如6500萬年前滅絕恐龍的那一次）。 “很難想像生命如何在那樣極端的猛烈攻擊中存活下來。”他說。
其次，我們的行星是由一顆大型衛星所庇護的，它幫助穩定地球的自轉，將牛頓的萬有引力定律延長數百萬年，科學家們可以證明，沒有了大塊頭的月亮，我們的地軸或許會變得不穩定，地球或許會胡亂翻滾，使得生命無法存在。法國天文學家雅克·拉斯克（Jacques Lasker）博士估計，沒有月亮，地軸可能會在0到54°間擺動，這將造成使生命無法存在的極端氣候條件發生。因此，必須把一個大型衛星的存在列入德瑞克方程式的條件（火星擁有兩個微型衛星，體積過小而無法穩定其自轉，這一事實表示火星可能在遙遠的過去翻滾過，並且，可能在未來再次翻滾）。
第三，近來的地質學跡象指明一個事實：過去地球上的生命曾有多次瀕臨滅絕。約20億年前，地球可能完全被冰層覆蓋，那是一個幾乎無法支持生命存在的“雪球地球”。在其他的時期，火山爆發和流星撞擊可能幾乎毀滅了地球上所有的生命。所以，生命的創造和進化比我們原先想像的要脆弱。
第四，智慧生命在過去同樣曾幾乎滅絕。最新DNA證據顯示，約10萬年以前，可能只有數百到數千人類存在，大多數某個確定物種下的動物都有很大的基因差異進行區分，與它們不同，人類的基因構成都很近似。與動物王國相比，我們幾乎是各自的克隆體。這一現像只能用我們的歷史曾存在“瓶頸”來解釋，在那時，大多數的人類幾乎滅絕。例如，一次大型火山爆發可能導致氣候突然變冷，幾乎使整個人類死亡殆盡。
還有，偶然發生的事件對於在地球上產生大量生命也是必須的，包括：
出於所有這些原因，天文學家們現在相信生命可能存在於可居住區之外的衛星或者流浪行星上，但是如地球這樣位於適合居住區內、能夠支持生命的行星存在的可能性要遠低於過去的認知。總的來說，大多數對於德瑞克方程的評估都顯示在銀河系裡找到文明的可能性或許小於最初的估計。
正如彼得·沃德（Peter Ward）教授和唐納德·布朗李（Donald Brown lee）寫道的：“我們相信微生物形式的生命和與它們類似的生物在宇宙中很常見，或許比德瑞克和薩根所想像的更多。然而，複雜的生命，如動物和高等植物，可能遠遠比我們通常假設的要少。”事實上，沃德和布朗李提出，地球可能是銀河系中唯一能保護動物生命的存在（儘管這一理論可能減少在銀河系中對智慧生命的尋找，但它還是提出了在其他遙遠的星系中存在生命的可能性）。
當然，德瑞克方程純粹基於假設。這就是為什麼在太空中尋找生命，由於太陽系外行星的發現經歷了一次熱潮。阻礙對太陽系外行星進行研究的是，它們在任何望遠鏡中都是不可見的，因為它們自己不會發光。它們總體上比它們的母星球黯淡100萬到10億倍。
為了找到它們，天文學家被迫分析其母星球的擺動，前提是假設一顆木星大小的大行星能夠改變一顆恆星的軌道（想像一隻追逐自己尾巴的狗。母星球和其木星大小的行星以同樣的方式通過圍繞各自轉動相互“追逐”。望遠鏡無法看到那顆木星大小的行星，因為它處於陰影中。但母星球是清楚可見的，並且表現出前後擺動）。
首顆真正的太陽系外行星是1994年由賓夕法尼亞州立大學（Pennsylvania State University）的亞歷山大·沃爾茲森（Alexander Wolszczan）博士發現的。他觀察圍繞一顆死去的恆星——一顆自轉的脈衝星公轉的行星。因為母星作為一顆超新星可能已經發生了爆炸，看起來這些行星好像是死去的、焦煳的。次年，兩位來自日內瓦的瑞士天文學家邁克爾·梅耶（Michel Mayor）和戴狄爾·魁若茲（Didier Queloz）宜布他們發現了一顆更有希望的行星，它的質量與木星相近，環繞飛馬座51（51 Pegasi）的軌道運行。此後不久，相關發現就大量湧現了。
在過去十年中，被發現的太陽系外行星的數量經歷了極快的增長。位於布德（Boukler）的科羅拉多大學的地質學家布魯斯·捷克斯基（Bruce Jakosky）說：“這是人類歷史上的一個特殊時期。我們是實際可能在另一顆行星上發現生命的第一代。”
迄今為止，觀察到的太陽系沒有一個與我們的太陽系相似。事實上，它們與我們的太陽系很不一樣。天文學家曾經認為我們的太陽係是遍布宇宙的其他太陽系的典型，有著環形軌道和包圍著母星的三圈行星：與恆星最近的岩石行星帶、其外側的氣態行星和最外圈的冰凍星球帶。
令人驚訝的是，天文學家們發現在其他太陽系中沒有行星符合這一簡單的規則。特別是，木星大小的行星被認為應當在遠離母星的位置發現，但事實上許多這樣的行星不是在離母星極近的軌道上運行（甚至比水星的軌道更近），就是在完全橢圓形的軌道上運行。不論是哪一種形式，一顆小型的、如地球般在適合居住區內運轉的行星在任意一種條件下都是不可能存在的。如果木星大小的行星在離母星過近的軌道上運轉，那就意味著這顆木星大小的行星是從遙遠的距離遷移過來、並逐漸被捲入太陽系中心的（可能由塵埃的摩擦引起）。假如是那樣的話，木星大小的行星將會最終穿過較小的、像地球那樣的行星的軌道，將其擲入太空。如果木星大小的行星繞高度橢圓形的軌道運轉，那就意味著它會有規律地穿過適合居住區域，同樣會導致任何地球那樣的行星被甩入太空。
這些研究結果對於希望發現其他地球式的行星的行星獵人和天文學家來說令人掃興。但是，事後諸葛亮式地說，這樣的發現是可以預見的。我們的儀器太過粗糙，它們只能發現體積最大、移動最快、能夠對母星造成可測量影響的木星大小的行星。因此，當今的望遠鏡只能夠發現在太空中快速移動的“怪物行星”。如果太空中存在著我們的太陽系的孿生兄弟，我們的儀器可能原始得無法發現它。
所有這一切都可能隨著“科洛特”（Corot）、“開普勒”（Kepler）和“類地行星發現者號”（Terrestrial Planet Finder）的投入使用而改變，這三顆人造衛星是為了在太空中找出與地球相仿的行星而製造的。比如，“科洛特”和“開普勒”人造衛星將探察在一顆類似地球的行星穿過母星表面時略微減弱母星光芒而投下的模糊陰影。雖然類似地球的行星無法被觀察到，但其母星光芒的減弱能夠被人造衛星探測到。
法國的“科洛特”人造衛星（在法語中其名字Corot表示對流［Convection］、恆星自轉［Stellar Rotation］和行星凌日［Planetray Transits］）在2006年12月成功發射，標誌著首台尋找太陽系外行星的宇宙探測器的誕生。科學家們希望找到10~40顆類似地球的行星，如果他們願望成真的話，這些行星可能是岩石類的，而非氣態行星，而且僅比地球大出數倍。 “科洛特”也可能會為已經在太空中發現的許多木星大小的行星增加數量。 “'科洛特'”將會找到各種大小和性質的太陽系外行星，與我們目前能在地面做到的完全不同。 ”天文學家克勞德·卡特拉（Claude Catala）說。儘管科學家希望這顆人造衛星探察多達12萬顆星體。
任何一天，“科洛特”都可能發現首顆類似地球的行星，這將成為天文史上的轉折點。未來，人們在凝視夜空的時候或許會有一種對於存在的震撼，並意識到天空中有能夠庇護智慧生命的行星。當我們在未來仰望天空的時候，我們或許能發現自己正在好奇是否有人正回望我們。
“開普勒”人造衛星被初步安排在2008年晚些時候由NASA發射。它非常靈敏，因此也或許能在太空中探測到多達數百顆類似地球的行星，它將測量10萬顆恆星的亮度，以探測當任何行星穿過恆星表面時的動態。在它投入運轉後的四年中，“開普勒”將分析和觀察數千顆遙遠的恆星，它們中離地球最遠的在1950光年之外。在其投進人軌道的第一年，科學家期待“開普勒”人造衛星能夠大致發現：
“類地行星發現者號”可能有更大把握找到類似地球的行星。在數次延期後，它初步定於2014年發射。它將以極高的精確度分析多達100顆最遠位於45光年之外的恆星。它將裝備兩個單獨的裝置以搜索遙遠的行星，首先是一台日冕儀：一架特殊的望遠鏡，能夠阻擋來自母星的光線，使其光亮減少到約十億分之一。這架望遠鏡將比哈勃太空望遠鏡大3-4倍，精確10倍。類地行星發現者號上的第二個裝置是一台干涉儀，它通過乾擾光波將來自母星的光亮降低到一百萬分之一。
同時，歐洲航天局（European Space Agency）正在計劃發射自己的行星發現者號——“達爾文號”（Darwin），它將在2015年或更晚些時候被送入軌道。計劃中它將由三台太空望遠鏡組成，每台直徑約3米，排成隊形飛行，起到一台大型乾涉儀的作用。它的任務同樣是在太空中找出類似地球的行星。
對太空中數百顆類似地球的行星進行鑑別將有助於重新調整SETI的工作重點。天文學家將把他們的精力集中在一小部分能夠擁有地球的孿生兄弟的恆星上，而不是漫無目的地査看近處的恆星。
科學家們嘗試著使用物理學、生物學和化學來猜測地外生命看起來會是什麼樣子。例如，艾薩克·牛頓自問為什麼身邊所看到的動物都具備雙邊對稱性——排列對稱的兩隻眼睛、兩條手臂和兩條腿，這僅僅是巧合還是上帝所為呢？
如今，生物學家們相信，在約5億年前寒武紀生命大爆炸中，大自然為小型的、新出現的多細胞生物試驗了一組巨大數量的形態排列，有些具備X、Y或Z形的脊髄，有些像海星那樣具備輻射性對稱。出於偶然，有一種生物擁有形狀像I的脊髄，具備雙邊對稱性，而且它是地球上大多數哺乳類動物的祖先。因此，大體上擁有雙邊對稱性的類人外形——也就是好萊塢電影用來描繪太空中外星人的形式，不一定適用於所有的智慧生命。
有些生物學家認為，寒武紀生物大爆炸期間多樣的生命形式繁榮旺盛的原因是一次捕食者和被捕食者之間的“軍備競賽”。首批能夠吞食其他生物的多細胞生物的出現迫使兩者加速進化，為勝過對方一籌而比賽著，就像冷戰期間前蘇聯和美國之間的軍備競賽，雙方不得不你追我趕以保持領先於對方。
通過研究生命如何在這個星球上進化，我們或許也能作出以下關於智慧生命如何在地球上演變的推斷，科學家們已經總結出智慧生命可能需要：
這三種特徵是感覺我們的環境並最終控制它——兩者都是智慧的象徵——所需要的。但除去這三個特徵之外，任何特點都是被允許的。與許多出現在電視上的外星人正相反，外星生物完全不需要長得像人類。我們從電視上和電影中看到的外貌像孩子、眼球突出的外星人，其實看起來與20世紀50年代B級電影中的外星人有可疑的相似，而這些電影已經被深深埋藏在我們的無意識之中了。
（然而，有些人類學家為智慧生命增添了第四條標準，以解釋一個不尋常的事實：人類遠比為了能在森林中生存所需要的智慧程度聰明得多。我們的大腦能夠掌握太空旅行、量子理論和高等數學——這些都是在森林中狩獵和覓食完全不必要的能力。為什麼會有這樣額外的智力？在自然界，當我們看到一隊如獵豹和羚羊這樣的動物，它們具備遠遠超越生存所需的卓越能力，我們會發現它們之間存在著某種軍備競賽。同樣，一些科學家相信存在第四條標準，生物“軍備競賽”推進了智慧人類。那次軍備競賽成功是與我們物種的其他成員進行的。）
考慮到地球上非比尋常的多樣化生命形式，舉例來說，如果有人可以選擇性地在數百萬年中繁殖八足類動物，想必它們或許也會成為智慧生物。 （我們在600萬年前從猿類中分離出來，或許是因為我們不能很好地適應非洲變換的環境。與之形成對比的是，八足類動物非常適應自己在岩石之下的生活，並因此數百萬年都沒有進化。）生物化學家克利福德·皮寇弗（Clifford Pickover）說，當他注視著所有“奇形怪狀的貝類動物、黏乎乎又有觸手的海蜇、模樣怪異的雌雄同體蠕蟲和黏菌的時候，我明白上帝具備幽默感，而且我們會看到這種幽默感在宇宙中以其他形式反映出來。”
但是，好萊塢在將智慧外星生命形式描繪成肉食動物的時候或許是道出了真相，肉食外星生物不僅能保障更高的票房銷售額，這一描述還包含了少量事實。捕食者通常比被捕食者要聰明。捕食者必須運用狡詐來謀劃、潛近、隱藏，並且伏擊被捕食者。狐狸、狗、老虎和獅子的眼睛在它們的面孔前方，以便在突然撲向獵物的時候判斷距離。有了兩隻眼睛，它們可以使用三維立體視覺追踪它們的獵物，另一方面，被捕食者，例如鹿和兔子，僅僅需要知道如何逃跑。它們的眼睛位於它們的面部兩側，以便在自己周圍360°範圍內搜索捕食者。
換言之，太空中的智慧生命很可能是由在面部前方擁有眼睛或者某種感應器官的捕食動物進化而來。它們很可能具有我們在地球上的狼、獅子和人類身上發現的某些肉食性、攻擊性和領域行為（但是由於這樣的生命形式可能是以完全不同的DNA和蛋白質分子為基礎的，它們將沒有興趣吃我們或者與我們交配）。
我們還可以使用物理學來推測它們的身體會有多大，假設它們居住在地球大小的行星上，並且與地球上的生命形式有著大致相同的部分是水，那麼，由於標度律的關係，巨型的生物或許是不可能的存在。標度律說明了當我們增加任何物體的規模，物理定律都會發生劇烈的變化。
舉例來說，如果真的存在的話，他不會有能力使紐約城人心惶惶。相反，他的腿可能會在他邁出一小步的時候就折斷，這是因為，如果將一頭大猩狸的體積增加10倍，那麼他的體重增長倍數將會根據體積的增加而增加，即增加10×10×10=1000倍。因此，他將會比原來重1000倍。伹力量的增長與他的骨頭和肌肉厚度成比例。他的骨骼和肌肉的橫斷面僅僅增加了體積增加倍數的平方倍數，也就是10X10=100倍，換句話說，如果金剛比普通狸猩大上10倍，他只會比普通猩猩強壯100倍，但他要重上1000倍還多。如此，在我們增加猩猩的身體大小的時候，他的體重增長遠快於力量增長。相對來說，他會比一隻普通的猩猩虛弱10倍。這就是金剛的腿為什麼會折斷的原因。
上小學的時候，我記得我的老師對一隻螞蟻的力量大感驚訝，它能夠抬起一片重量是自己體重好多倍的葉子。我的老師得出結論說，如果一隻螞蟻有一座房子大小，那麼它就可以抬起那座房子。但是，出於我們已經在金剛身上看到的同一個原因，這個假設是不正確的。如果一隻螞蟻有一座房子大小，它的腿同樣會折斷。如果將一隻螞蟻的體積增加1000倍，那麼它會比一隻普通的螞蟻虛弱1000倍，因此它將由於承受不了自己的體重而垮掉（它還會窒息而死。一隻螞蟻通過自己身體兩側的孔進行呼吸。這些孔按照其半徑的平方增加大小。因此，一隻比普通螞蟻大1000倍的螞蟻獲得的支持其肌肉和身體組織所必需的氧氣比普通螞蟻少1000倍，這也是滑冰冠軍和體操冠軍往往比普通標準矮小的原因，儘管他們的比例和其他任何人一樣。體重每減輕一磅，他們就會比高個子的人有更強的局部肌肉力量）。
使用標度律，我們還可以計算地球動物的大致外形，或許還可以計算太空中外星人的大致外形，一頭動物釋放的熱量根據其體表面積的增加而增加，因此，將其體積增加10倍，其熱量消耗增加10×10=100倍。但是體內的熱含量與其體積成正比，即10×10×10=1000倍，因此，大型動物的熱量消耗比小型動物慢（這就是冬天我們的手指和耳朵首先凍僵的原因，因為它們的相對體表面積最大，這也是小個子的人比大個子的人更先感覺寒冷的原因。這解釋了報紙為什麼會非常快速地燒盡，因為它們有很大的相對錶面積。而木柴燒得很慢，因為它們的表面積相對較小。這還解釋了為什麼N極區的鯨魚體形是圓滾滾的——因為球體具有單個單位質量下最小的可能表面積。同樣，這也可以解釋為什麼溫暖環境中的昆蟲得以擁有細長的體形，具有單個單位質量下相對較大的體表面積。
在迪斯尼影片《親愛的，我把孩子變小了》（Honey，I Shrunk the Kids）中，一家人縮小到了螞蟻的體形。一場暴風雨開始了，在微型世界中，我們看到微型的雨點落到布丁上。在現實中，螞蟻眼中的一滴雨水看起來不是小小的雨滴，而是巨大的水做的小丘或半球，在我們的世界裡，一塊半球狀的水丘是不穩定的，並且會在萬有引力之下由於它自己的重量而崩潰。但在微型世界裡，表面張力相對較大，因此半球狀的水丘是完全穩定的。
同樣，在太空中我們可以使用物理定律估算遙遠星球上動物的大致面積與體積比率。有了這些定律，我們可以理論化地說太空中的外星人不太可能會是科幻小說中描繪的巨人，而是更有可能在體積上與我們近似（然而，鯨魚由於海水的浮力體形會更龐大，這也能夠解釋為什麼擱淺在沙灘的鯨魚會死，因為它被自己的體重壓垮了）。
標度律意味著當我們在微型世界中越陷越深，物理定律會隨之改變，這能說明為什麼量子理論在我們看來如此古怪，而且違背關於宇宙的常識性概念，因此標度律排除了科幻小說中出現的“世界中的世界”，即一個原子內可能有一整個宇宙，或者我們的銀河係可能是一個更大的宇宙中的一個原子。這一概念在影片《黑衣人》（Men in Block）中得到了探索，在影片的最後一幕，鏡頭離地球越搖越遠，轉向行星、恆星和銀河系，直到我們的整個宇宙變成了由巨型外星生物玩耍的巨大天外遊戲中的一顆小球。
在現實中，一個充滿星體的星係與一個原子毫無相似之處。在原子內部，電子殼中的電子與行星全然不同。我們知道所有的行星都各不相同，並且可以在離母星任意距離的軌道上運行。然而，在原子中，所有的亞原子粒子都一模一樣。它們無法在距離原子核的任意位置上運轉，而是僅僅在離散軌道上運行（再者，與行星不同，電子可以表現出違反常識的古怪行為，比如同一時刻出現在兩個地點和具有波的性質）。
使用物理學勾勒出宇宙中可能存在的文明的輪廓也是可行的。如果我們看一下在過去10萬年中，自從現代人類出現在非洲後我們自己文明的崛起，它可以被看作能源消耗不斷上升的過程，俄羅斯天體物理學家尼科拉伊·卡爾謝夫（Nikolai Kardashev）推測，宇宙中外星文明發展的階段同樣可以用能源的消耗進行劃分。他使用物理學定律將可能存在的文明劃分為三種類型：
中的銀河帝國文明相當於Ⅲ型文明。他們已經對數十億星系進行殖民統治，並且能夠利用位於銀河中心的黑洞的能量。他們在銀河中的太空航道上自在地遊蕩。
卡爾謝夫估計任何以每年百分之幾的中等速度成長的文明都會在數千年到數万年的時間內很快從一個類型進步到下一個類型。
如同我在自己過去的書中所說過的那樣，我們的文明符合0型文明的條件（比如我們利用死去的植物、石油和煤來為我們的機器提供燃料）。我們只利用落在我們星球上的太陽能微不足道的一小部分。但是我們已經能看到I型文明的開端出現在地球上。互聯網是聯繫整個星球的I型電話系統的開端。從歐盟的興起可以看到I型經濟的初始階段，它反過來是為了與NAFTA競爭而創立的。英語已經是地球上居於首位的第二語言，也是科學、金融和商業領域所使用的語言。我猜想它將成為幾乎每個人都使用的I型語言。地區文化與風俗將依舊以數千種不同的形態在地球上蓬勃發展，但在這幅以不同人群鑲嵌起來的圖畫之上的將是全球文化，它可能會被年輕文化和商業文化所支配。
從一個文明過渡到下一個文明是非常難以保證的。例如，最危險的過渡可能是0型文明I型文明間的過渡。 0型文明仍舊充斥著標誌其崛起的宗派主義、極端主義和種族主義，這些種族和宗教狂熱是否會壓倒文明間的過渡尚不清楚（或許我們在這個銀河系中沒有看到I型文明的原因是它們始終沒能完成過渡，比如說：它們自我毀滅了。某一天，當我們訪問其他星系的時候，我們或許會發現文明的遺跡，它們以這樣那樣的方式自殺了，例如：它們的大氣層變得具有輻射性，或者變得過熱，無法維繫生命。）
當一個文明達到Ⅲ型文明階段的時候，它具備了在銀河系中自由旅行的能量和知識，並且甚至可以到達地球。就如電影《2001》中那樣，這樣的文明非常可能發送能自我複制的機器人型探測器到整個銀河系中，搜索智慧生命。
但是Ⅲ型文明很可能不會輕易來拜訪我們，或者像電影《獨立日》中那樣來征服我們。在影片中，這樣一個文明如蝗災般蔓延，在各個星球周圍成群飛行，吸取星球上的資源直至枯竭。事實上，在太空中有數不盡的死去的行星，擁有大量礦藏資源可以讓他們收穫，而無鬚麵對面對付難以征服的原住人類的麻煩。他們對待我們的態度或許就像我們對待螞蟻的態度。我們的態度是不會彎腰向螞蟻獻上珠子和飾物，而是簡單地忽略它們。
螞蟻面臨的主要危險不是人類想要侵略它們或者消滅它們，而僅僅是我們可以因為它們在路中間就把它們壓到鋪路石下面去。要知道，從能源使用的角度來說，Ⅲ型文明和我們的0型文明之間的差距要比我們與螞蟻之間的差距大得多。
有些人聲稱外星生命已經以UFO的形式拜訪過地球。許多科學家會在聽到UFO的時候翻白眼，且對其存在的可能性不屑一顧，因為星體之間的距離是那麼遙遠，但是，不論科學家們的反應如何，關於UFO不間斷的報導多年來並沒有變少。
對UFO的目擊事實上可以追溯到有紀錄的歷史開端。在《聖經》中，預言家以西結（Ezekjel）神秘地提到了“天空中輪子裡的輪子”（wheels within wheels in the sky），有些人相信這暗示著一個UFO。在公元前1450年，埃及法老圖特摩斯三世（Thutmose Ⅲ）在位期間，埃及文士紀錄了一樁體積比太陽更亮的“火圈”的事件，火圈直徑約5米大小，持續出現了數日，最終升入了天空。在公元前91年，古羅馬作家儒勒·奧本斯昆斯（Julius Obsequens）寫到了關於“一個球形物體，像一台地球儀，一個球形或者圓形的盾牌遁入了天空”。在1235年，一位將軍和他的軍隊在日本京都附近見到有奇怪的球狀光芒在舞動。 1561年，有大量物體出現在德國紐倫堡（Nuremberg）上空，彷彿在參加一場飛行器戰役。
更近一些時候，美國空軍主持過一項大規模UFO目擊研究。在1952年，空軍開始了藍皮書計劃（Project Blue Book），這一計劃分析了總共12618次目擊事件。報告作出結論，這些目擊物絕大多數都可以用自然現象、普通飛機和惡作劇來解釋。然而，有6%的目擊物被歸類為來源不明的物體。但是，《康頓報告》（Condon Report）認定這樣的研究不存在有意義的內容，結果，藍皮書計劃在1969年被關閉。這是美國空軍最後一項為人所知的大型UFO研究項目。
2007年，法國政府將其浩如煙海的UFO相關檔案向普通民眾開放。這份由法國國家太空研究中心（French National Center for Space Studies）通過互聯網公佈的報告包含1600次UFO目睹事件的紀錄，時間跨度為50年，包括10萬頁目擊報告、影像和錄音帶。法國政府宣布，這些目擊事件中有9%是完全可以解釋的，有33%是有可能解釋的，但他們無法繼續深入調查其餘的事件。
自然，獨立證實這些目擊事件是困難的。事實上，大多數UFO報告在仔細分析後可以作為以下情況的結果加以忽略：
在20世紀和21世紀，以下現象同樣可能造成UFO目擊事件：
至少95%的目擊事件可以作為以上情況之一加以忽略，但這就使的餘下的5%未被解釋的事件懸而未決。最可信的UFO事件必須具備：⑴來自多個獨立、可信的目擊者；⑵出自多種來源的證據，如目擊和雷達。這樣的報導很難被忽視，因為他們牽涉到數種獨立的鑑別。例如，1986年有一起JAL1628航班在阿拉斯加上空目擊UFO的事件，接受了聯邦航空管理局（FAA）的調査。 UFO被JAL航班的乘客們所目睹，還被地面雷達追踪到。與之類似，關於1989-1990年間被北約的雷達和噴氣攔截機追踪的、出現在比利時上空的黑色三角形物體有著大量的雷達觀測紀錄。根據CIA檔案中的記錄，在1976年，伊朗德黑蘭（Tehran）上空有一次目擊，造成一架F-4噴氣式攔截機多個系統失靈。
使科學家們沮喪的是，在這上千次有紀錄的目擊事件中，沒有一件留下可靠的、能在實驗室中重現的物理證據，沒有外星人的DNA、外星人的計算機芯片或者外星人降落的證據曾經被獲取過。
暫時假設這些UFO是真正的宇宙飛船，而不是幻象，我們會自問：它們會是什麼樣的宇宙飛船？以下是一些由目擊者紀錄的特徵：
這些特點沒有一條符合對我們在地球上開發的火箭的描述。比如，眾所周知火箭依賴牛頓的第三運動定律（任何運動都會有相等的作用力和反作用力）；而被引述的UFO似乎無論如何都沒有任何排氣。而且曲折飛行的飛碟所產生的地心引力會超出地球引力100倍，這是足以壓扁地球上任何生物的地心引力。
這些UFO的特徵可以用現代物理學進行解釋嗎？在電影——例如《飛碟入侵地球》（Earth Vs. the Frying Saucers）中，人們總是設想外星人在駕駛著宇宙飛船。然而，更大的可能性是，這樣的飛船若是存在的話，它們會是無人操縱的（或者由半生物半機械的東西操縱）。這就解釋了飛船為什麼能夠完成會產生正常情況下將擠垮一個生命體的地球引力的飛行花樣。
飛船能夠使汽車熄火，並且在空中安靜地移動，意味著它是由磁力驅動的交通工具。磁力推進的問題在於，磁鐵永遠都伴隨著兩個磁極，N極和S極。如果將一塊磁鐵放在地球的磁場中，它只會旋轉（就像指南針指針），而不會像UFO那樣升起到空中。當一塊磁鐵的S極向一個方向移動，N極會向相反的方向移動，因此磁鐵會旋轉，哪裡也去不了。
這一問題可能的解決方法之一是“磁單極子”，即只有一個磁極的磁鐵，不是N極就是S極。一般來說，如果將一塊磁鐵一破為二，你是不會得到兩個磁單極子的。相反，每個半塊都會單獨成為一塊磁鐵，有自己的N極和S極，也就是成了另一塊雙極磁鐵。因此，如果繼續將磁鐵搗碎，你永遠都會發現有成對的N極和S極的磁鐵（這一將雙極磁鐵破開變成較小的磁鐵的過程會一直持續到原子水平，在那一水平上原子自身也是雙極的）。
科學家們面臨的問題是磁單極子從來沒有在實驗室中出現過。物理學家們嘗試過拍攝下移動經過設備的磁單極子的軌跡，但是失敗了（只有一張1982年在斯坦福大學拍攝的備受爭議的照片除外）。
儘管磁單極子從未令人信服地在實驗中被觀察到過，物理學家們仍普遍認為在宇宙大爆炸的時刻宇宙中曾存在大量磁單極子，這一想法被整合入了最新的宇宙理論中，但由於宇宙在大爆炸後急速膨脹，磁單極子在整個宇宙中的密度降低了，因此我們如今無法在實驗室裡看到它（事實上，如今磁單極子的缺失正是引導物理學家們提出宇宙在膨脹這一概念的關鍵性證據。因此，磁單極子的遺骸這一概念已經深深植根於物理學中）。
因此，可以相信，某個在遙遠太空中的民族或許獲取了宇宙大爆炸中通過在太空中撒出一張大磁“網”而遺留下來的、“始於宇宙之初的磁單極子”。一旦他們收集了足夠的磁單極子，便能夠利用在銀河系中或某個行星上發現的磁場線在宇宙中航行，而不排出任何尾氣，由於磁單極子是許多宇宙學家極感興趣的對象，這樣一艘飛船的存在絕對符合目前的物理學思想。
最後，任何足以向宇宙中派出宇宙飛船的外星文明都一定掌握了納米技術。這意味著他們的飛船不必很大，它們可以被成百萬地送出，以尋找適宜居住的行星，荒無人煙的衛星或許是這類納米飛船最好的基地。如果這樣的話，或許我們自己的月球過去曾經被某個Ⅲ型文明造訪過，類似於電影《2001》中所描述的劇情，那或許是最為寫實的關於和某個外星文明相遇的描述。非常有可能的情況是，飛船會是無人操縱的、機器人化的，並且停靠在月球上。 （要使我們的科技先進到足以用雷達掃描整個月球以尋找異常事物，並且能夠發現遠古時期某次納米飛船到訪的證據，可能又得花上一個世紀的時間。）
如果我們的月球的確曾在過去被造訪，或者是一個納米技術基地遺址的話，這或許就解釋了為什麼UFO不用製造得很大。一些科學家嘲笑UFO，因為它們不符合任何當今工程師會考慮的巨大推進器的設計思想，比如沖壓聚變發動機、巨型激光動力帆和核脈衝發動機，它們都可能有幾英里寬。 UFO可以和一架噴氣式飛機一樣小，但如果有一個早先的到訪所遺留下來的永久性衛星基地，那麼UFO就不必很大，它們可以從附近的衛星基地上獲得燃料補給。因此，目擊事件中看到的可能是從月球基地起飛的無人駕駛的偵査飛船。
鑑於SETI的快速進步和太陽系外行星發現的迅速增加，與假設存在於我們附近的外星生命取得聯繫成為“一等不可思議”。如果外星生命確實存在於太空中，那麼下一個顯而易見的問題是：我們是否能有辦法接近它們？當太陽開始膨脹並且吞噬地球的時候，我們那遙遠的未來又會如何？我們的命運真的就在滿天星斗之中嗎？
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