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生命是地球上誕生的奇跡,其發生與演化一直是科學研究的重要課題。從微觀的細胞結構,到宏觀的生態系統,生命展現出了令人驚嘆的復雜性與多樣性。并且,生命的奧秘與浩瀚宇宙中的其他星球也息息相關。當我們將目光投向遙遠的系外行星,不禁思考:是什么讓一堆無機分子躍升為具有自我意識的生命體?這種從無到有的“生命躍遷”,僅僅是地球的偶然事件嗎?
要回答這一系列與生命有關的問題,不僅要涉及到生物學領域,更需要天文學、物理學等多學科的交叉融合,從全新的視角去審視生命的可能形式與演化路徑。
正如理論物理學家與天體生物學家薩拉·伊馬里·沃克(Sara Imari Walker)的觀點,演化與選擇可以在地球的行星尺度上運作,也許也可以在更遙遠的世界中運作。根據她的描述,行星經歷吸積、迭代,然后是最關鍵的演化,獲取構建物質可能性的信息與記憶。以下是Walker與伯格魯恩研究所(Berggruen Institute)科學史學家克萊爾·伊莎貝爾·韋伯(Claire Isabel Webb)的對話。
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克萊爾·伊莎貝爾·韋伯
Claire Isabel Webb
麻省理工學院(MIT)歷史、人類學和科學技術研究博士
2024 年起,她擔任博古睿研究所(Berggruen Institute)未來人類項目(Future Humans program)的負責人,該項目研究生命、心智和外太空。
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薩拉·伊馬里·沃克
Sara Imari Walker
亞利桑那州立大學天文學家和理論物理學家
作為Berggruen研究所的研究員,致力于通過理論構建與實驗研究,來闡明生命的起源。在她最近的著作《無人知道的生活:生活的物理學》(2024)中,她認為研究生活的起源需要激進的新思維。她是天體生物學社交網絡 SAGANet 的聯合創始人,還擔任非營利教育和科學組織 Blue Marble Space 的董事會成員,以及國際人工生命學會的董事會成員等。
目錄:
01 行星多樣性顛覆傳統認知
02 重構生命理論探尋地外生命
03 組裝理論與生命探測新路徑
04 生命:時間尺度上的龐然大物
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行星多樣性顛覆傳統認知
克萊爾·伊莎貝爾·韋伯:2021年發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)革命性地揭示了宇宙的壯麗。美國宇航局(NASA)的主要任務之一是深入研究系外行星的大氣層,那里可能藏有地外生命的證據。您希望這種觀測技術如何幫助像您這樣的天體生物學家描繪外星生命的跡象?
薩拉·伊馬里·沃克:我們能制造出洞悉宇宙數十億年過往的設備與技術——這一事實本身,在許多方面比我們從望遠鏡中獲得的圖像信息要奇妙得多。人類是地球物理系統的一部分。盡管通過望遠鏡看到的景象非凡,但更非凡的是:我們從地球的地質化學過程中誕生,經過約40億年的演化,現在能夠構建望遠鏡并解讀所見之物。
克萊爾·伊莎貝爾·韋伯:我們在自然界中看到了集體智慧的諸多體現:蜜蜂通過擺尾傳遞信息;椋鳥群飛形成壯觀圖案;黏菌雖然沒有大腦,卻能協調化學反應以適應環境。
更進一步,能夠產生智能的物理系統,其規模可以擴展到整個地球,甚至可能延伸到地外行星。從物理學的角度去重新審視行星,乃至其上孕育的萬千生靈,會如何顛覆我們尋找地外生命的方式?
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? 椋鳥群體飛行。成千上萬只椋鳥能夠快速響應捕食者的威脅,通過局部信息傳遞,每只鳥僅與周圍少數鄰居互動,就能迅速調整整個群體的運動方向和形狀,展現出強大的集體應對能力。這種行為不僅提高了它們的生存幾率,還為研究復雜系統和群體智能提供了重要的自然模型。圖源:S?ren Solk?r Black Sun #102
薩拉·伊馬里·沃克:我們逐漸意識到,人類對于系外行星的認知極為有限,即便是在可推斷的特征層面(如基本大氣組分)亦是如此。天文學家希望通過分析這些氣體的譜系特征,從而揭示行星的化學構成,并借此判斷生命是否存在。而事實證明,行星的多樣性遠比我們最初預期的要豐富得多。
克萊爾·伊莎貝爾·韋伯:大約在四年前,天文學家描述了一種待確認的海氫行星(Hycean planet)[1],它表面被海洋覆蓋、擁有一個可能有利于生命孕育的稀薄氫大氣層。此外,還發現了亞海王星(sub-Neptune)、超級地球(Super-Earth)、迷你海王星(Mini-Neptune)和巨型地球(Mega-Earth),這些新術語的出現表明,科學家正不斷發現許多無法歸入太陽系行星既有范式的天體。
薩拉·伊馬里·沃克:正是如此。我們對這些所見之物不存在先驗認知,深入研究將催生諸多關于外星環境及其可能演化出的潛在生命形態的未知課題。而如果預設了系外行星的生命形式與地球相同,就會極大地低估外星生命形式的理論可能性。
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重構生命理論探尋地外生命
克萊爾·伊莎貝爾·韋伯:“可能性空間”(A possibility space)是一個將所有合理結果置于其中進行考慮、模擬和理論化的場域(arena),這個概念也承認了當前知識架構的缺口。因此,要成功探測地外生命,可能意味著我們需要重塑當前基于“生命證據”的認知框架,甚至要重新定義,究竟什么才算作地球“生命”。
薩拉·伊馬里·沃克:從歷史上看,天文學尋找外星生命的實驗一直執著于探測特定分子,而未能對整個行星的生命過程進行概念化思考。現在,我們開始考慮如何探測整個生物圈。
但要做到這一點,我們需要圍繞“復雜性”概念發展新的生命理論。我所說的“復雜性”,指的是產生特定結構集所需的信息量;換句話說,它決定了存在哪些可能性。而“信息”指的其實是因果關系和選擇過程,“組裝理論”(assembly theory)[2]將其定義為被觀測對象存在所必需的最少偶然歷史步驟數(contingent historical steps)。如果所觀測對象形成需“相當多”的選擇和歷史偶然性,則表明這些特征需要大量“獲得性記憶”,且只能由生命產生。
地球可以作為理解行星復雜性的模型。要回答“如何將地球描述為一個生命世界”的問題,我們可以從“地球擁有約40億年的獲得性記憶”這一概念入手。當科學家著手描述并探測生命時,我認為我們需要以探測“行星當前狀態中保留的過去狀態的時間深度”為目標。這聽起來可能很奇怪,但借此我們可以運用組裝理論,來追蹤整個大氣層如何通過選擇機制構建出來的,這也為我們探測外星生命提供了可能。
如果預設了系外行星的生命形式與地球相同,就會極大地低估外星生命形式的理論可能性。
這種概念上的重新定位,要求我們分開思考“生命構建的事物”(例如樂高積木般的離散單元)與“構建生命的整個事物系統”(例如生物體)。宇宙中可能存在其他信息處理(或智能)系統,或許可以稱之為“生命”,而我們之所以能認識到它們,是因為它們能制造出我們知道在沒有生命的情況下無法形成的東西。了解行星在數十億年演化中的完整歷史并非必要,因為演化出的對象本身就應該是這段歷史的證據,無論“生命”是否是歷史的一部分。
克萊爾·伊莎貝爾·韋伯:行星的“獲得性記憶”,就像是一個“戈爾迪之結”(Gordian knot),由化學、生物和物理數據在漫長的歲月中交織而成。
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? “戈爾迪之結”是一個源于古希臘神話的典故,指的是一個極其復雜、難以解開的繩結。
薩拉·伊馬里·沃克:是的。由于生物系統不斷繁殖并構建新結構,我們往往意識不到某些生命形式有多古老。在過去40億年里,核糖體的內部結構變化,比地球上的大多數巖石還要少;而鯊魚譜系存在的時間,甚至比土星的光環還要久遠。
生物系統具有持續演化的特性,而科學家確實需要通過物理痕跡尋找生命證據,那么,天體生物學家和系外行星天文學家需要面對的問題就變成:“僅憑行星大氣層的結構,如何推斷那些發生在時間深處的過程?”
我們之所以建造光學望遠鏡,是因為我們認為它們是推斷生命過程所產生分子的最佳技術。但挑戰在于,除非我們知道要尋找的是什么,否則我們無法直接“看到”宇宙中存在的某些結構。例如,想要識別外星生物圈(alien biosphere),我們需要穿透大氣層和望遠鏡濾鏡。而要進行這種推斷,我們需要更好地構想生命是什么,這樣才知道該尋找什么。
克萊爾·伊莎貝爾·韋伯:技術必須跟上理論的步伐。地質學家愛德華·修斯(Eduard Suess)在1875年將地球概念化為一系列分層、互鎖的圈層[3]。他創造的“生物圈”(biosphere)或“selbst?ndige”(獨立體)是包裹地球上所有生命的一層。
約60年后,蘇聯科學家弗拉基米爾·維爾納茨基(Vladimir Vernadsky)發展了Suess的概念[4]。他描述的生物圈處于重大轉變狀態,即一個新興的“智慧圈”(no?sphere),或稱“人類文化的能量”。
Vernadsky的著作中已隱約顯現人類對地球的影響,但直到數十年后,隨著計算機、衛星圖像、氣候模型等技術的發展,我們才能以極高的科學精度量化了這種影響。如今,我們正通過開發觀察技術來尋找氣候變化的證據。當然,驚喜和偶然發現總是存在。
薩拉·伊馬里·沃克:我們尋找生命的方式,有點類似于引力波的發現過程。1916年,阿爾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein)的廣義相對論預測,黑洞等超大質量物體的碰撞會在時空結構中產生漣漪。人類當時不知道如何構建測量這種漣漪的儀器(即干涉儀),也沒有能證實引力波存在的必要的技術工具。我們花了一個世紀的時間才開發出探測技術——幾乎整整100年后,我們才在2015年實現了“首次接觸”[5],證實了愛因斯坦對引力波的預測。因此,也必須有技術,才能有系外行星的洞察。
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組裝理論與生命探測新路徑
克萊爾·伊莎貝爾·韋伯:您的類比讓我想起了我與尋找地外智能的射電天文學家(如SETI研究所*的科學家)合作的經歷。他們區分了生物特征(如指示某種生命形式的行星大氣層)和技術特征(外星智能技術的制品)。
SETI研究所,全稱“搜尋地外智慧生命研究所”(Search for Extraterrestrial Intelligence Institute),位于美國加利福尼亞州芒廷維尤。它成立于1984年,是一家非營利性科研機構,專注于探索宇宙中地外智慧生命的存在,通過射電天文學、光學天文學、天體生物學等多學科手段,研究地外文明的信號和生命起源。SETI研究所在地外生命探索領域具有極高的行業地位,是全球領先的科研機構之一,其項目如SETI@home和艾倫射電望遠鏡陣列等,吸引了全球科學家和公眾的廣泛關注與參與。
即使我們對地球以外存在生命甚至“智能”的可能性持開放態度,也無法確定人類能否察覺到(更不用說接收或解譯)定向的、有意的且有意義的通訊信號。人類與假設的外星傳輸之間的互操作性(或稱有效通信的能力)并不能得到保證。
引力波代表了一種不同的認知嘗試,愛因斯坦對引力波的預測引發了一個世紀的理論研究,使物理學家能夠精確預測兩個黑洞碰撞時“啁啾”(chirp)的形狀[6],將時空擾動的長度描述為質子直徑的萬分之一!理論先行,支持理論的實驗隨后跟進。目前,SETI的天文學家正在開展預期實驗,但目標是否存在尚未確定,更不用說用理論清晰描述了。
在過去40億年里,核糖體的內部結構變化比地球上的大多數巖石還要少。
薩拉·伊馬里·沃克:是的,這正是挑戰所在。與生命過程相比,預測并探測引力波是一個相當簡單的問題。我們還沒有合適的抽象概念或理論來談論地外生命,就更不用說外星智能了。
我們該如何知道自己擁有正確的技術或框架,來觀察宇宙中的復雜生物特征或感知外星信號?
我們如何構建和使用技術的方式,以及我們如何理解生命的概念,這兩者之間的內在關系是根本性問題,卻尚未得到解答。
JWST的一些數據可能已經在大氣化學成分中顯示出生物特征。但我提議,重新構建我們解釋這些數據的概念框架:我們需要將分子的存在理解為生命世界集體演化的產物,而非單個單元。這就是組裝理論的用武之地。這一生命解釋由化學家勒羅伊(李)·克羅寧[Leroy (Lee) Cronin]首次提出[7],對分子鍵的結構進行展開分析,并將特定鍵結構的重復出現視為衡量一個化學系統形成所需的最少獲得性記憶的指標。
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? 詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST) 是由美國國家航空航天局(NASA)、歐洲航天局(ESA)和加拿大航天局(CSA)聯合研發的下一代先進太空望遠鏡。它于2021年12月25日發射升空,位于日地拉格朗日點L2軌道,距離地球約150萬公里。JWST擁有6.5米的主鏡,主要工作在紅外波段,能夠觀測早期宇宙、恒星和行星的形成以及系外行星的大氣成分,是目前最強大的太空望遠鏡之一,為天文學研究帶來了革命性的進展。圖源:Northrop Grumman
克萊爾·伊莎貝爾·韋伯:您能舉例說明這在分子層面是如何運作的嗎?
薩拉·伊馬里·沃克:簡單來說,我們將分子拆解,然后嘗試通過將組成部分重新連接來重建它。我們的目標是找到最短的可能路徑,并且只能重復使用已制造出的部分。類比樂高積木:假設你有一個樂高城堡,把它砸成碎片,然后問重建它需要多少步驟,并且規定建造者只能使用已建造出的東西。這種約束限制了進化發現該對象所需的最小因果關系。我們假設[7]某些對象具有足夠的最小因果關系,意味著它們只能由生命產生,這一假設目前在組裝理論應用于分子的實驗中得到了支持[8]。
克萊爾·伊莎貝爾·韋伯:所以當一個系統獲得足夠的復雜性時,就可以自我組裝為生命。
薩拉·伊馬里·沃克:要看到真正的“生命”的整體結構,我們需要新的觀察方式。探測地外生命可能不會使用現有的、熟悉的觀測技術,因為我們尚未完全理解行星生命過程的復雜性。
我們還需要非常謹慎,不要高估“生命過程的物質”(materials of life processes)與“生命過程產生的技術”(echnologies that life processes produce)之間的聯系。正如Lee指出的,社交媒體應用TikTok不會在宇宙任何地方都存在,我們并不指望在每個有生命的行星上都演化出在地球上誕生的技術。
因為我們需要承認,人類嵌入在特定的技術空間中,這是我們生物學的產物,而生物學本身是約38億年前發生在我們星球上的地球化學事件的產物,這一切都是偶然的。但出于某種原因,當我們看待生物化學時,我們總傾向于以一種暗示生命復雜過程是從單一行星條件中線性出現的個體對象的方式來談論,而沒有意識到生物化學是深度復雜的行星系統中復雜、迭代、互動的發明。
克萊爾·伊莎貝爾·韋伯:很高興得知地球是唯一有TikTok的行星!但您的意思是,我們應該將TikTok視為地球復雜系統的結果,而這些系統可以追溯到我們所知的生命的分子構建塊(molecular building blocks)。鑒于原子層面可能的組合以及導致人類發明TikTok、望遠鏡和衛星的事件數量如此之多,創造智能生命的可能系統數量是巨大的。
薩拉·伊馬里·沃克:是的,數量巨大!這就是我對組裝理論感到興奮的原因,因為它使我們能夠形式化為某個對象存在所必須選擇的空間有多大。我和其他天體生物學家試圖解決的謎團,不僅是生命的跡象最初如何從特定的行星地球化學中出現,還有在數十億年的時間里如何演化出生命結構的驚人多樣性。
當然,約束是存在的。萬事萬物都遵循物理定律,我們預期這些定律會對生物學和技術的出現方式施加普遍約束。例如,我們可以假設所有飛行動物都會有翼狀結構,但這些結構的具體細節(如材料、確切形狀以及它們在物種中如何出現和演化)會因出現的特定歷史背景而有很大的不同。
我們需要將分子的存在理解為生命世界集體演化的產物,而非單個單元。
克萊爾·伊莎貝爾·韋伯:趨同演化解釋了為何翼龍和蝙蝠都有翅膀,而這些結構源于完全不同的演化路徑。
薩拉·伊馬里·沃克:是的。同樣,概念化行星的獲得性記憶,意味著擴展生命標志的定義,尋找生命所需的工具。天體生物學需要超越分析分子結構的細節,轉向分析可能真正是生命普遍特征的宏觀模式。
克萊爾·伊莎貝爾·韋伯:您的意思是,系外行星大氣層中的化學反應,應理解為整個行星系統的結果,而不僅僅是某些原子的結合。鳥類的翅膀是數十億年復雜過程的結果。翅膀是我們在地球上看到的現象,是從行星生命系統中產生的演化和選擇的結果。因此,地球上的選擇過程產生了生命,生命產生了智能,然后產生了技術。
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? 自早期的恐龍以來,鳥類已經減少了手腕中的骨骼數量,但是剩下的鳥類的起源和身份很難追蹤. 圖源:2014 Robin Meadows
薩拉·伊馬里·沃克:而這種智能不僅可以在個體層面觀察到(例如一個人做數學),還可以在集體層面觀察到(例如人類生產AI)。這種復雜化過程可以擴展到行星尺度的生命和智能過程。
克萊爾·伊莎貝爾·韋伯:智能是可以在行星層面觀察到的復雜對象的痕跡。行星嵌入了一個物質譜系,讓我們知曉復雜對象(生命)是如何自我組裝成其他復雜對象,并進行反射性和遞歸性地迭代。地球有足夠的時間建立包含生命的記憶,而這種生命包括各種技術。
我很好奇的是,未來哪些觀測可能成為行星尺度知識(其獲得性記憶)的證據?與我合作過的SETI科學家通常對詳細推測外星生物的性質持謹慎態度。鑒于我們的知識有限,外星人是否有皮毛、是否有10只眼睛或能否在六維中運作,這想象起來很有趣,但可能在科學上沒有什么用處。我們只能用現有技術非常狹隘地搜索一系列可能暗示外星技術的無線電頻率,還沒有能探測外星“智能”的宇宙腦掃描設備。
但請允許我假設一下,如何設計下一代JWST的未來儀器,使其不僅能搜索分子是否存在,還具備通過評估整個行星的地質、生物和化學結構來搜索“智能”等概念的能力?
薩拉·伊馬里·沃克:我是從生命本質的激進抽象角度思考的。如果我們能構建新的觀測技術,以因果結構的方式看待世界,那么挑選出“活著”的對象和實體會非常容易,因為它們擁有更深層次的“生命”(liveliness)因果結構。
演化出技術圈(如衛星和航天器等一系列獨特且集成的系統)的行星,比擁有生物圈的行星更“有生命”。因為組裝技術圈所需的因果關系量要高得多,具有更大的因果深度,因此是行星上“時間更深”的存在。
克萊爾·伊莎貝爾·韋伯:組裝理論可以被用于計算這種因果深度。
薩拉·伊馬里·沃克:是的。組裝理論是對生命及其對象的數學描述。但我們希望將組裝理論推廣到所有由生命構建的材料。目前尚不清楚,未來的推測工具將如何通過直接物理觀測轉化為復雜性測量,但我認為關鍵一步是發明一種新技術(如組裝理論這樣的理論),幫助我們看到因果結構。
探測行星生命過程,無論是通過直接觀察還是概念框架,都很困難。從太空望遠鏡中,我們只獲得了來自系外行星的光子,這些光子被渲染成光譜[9]。這盡管可以告訴我們很多關于行星大小甚至大氣成分的信息,但構建一個表征行星生命復雜性的儀器并非易事。
我們到底需要采取什么樣的測量方法?能遠程實現嗎?如何根據我們對大氣中鍵和元素多樣性的觀察進行推斷,這些思考與觀察為我們提供了關于其組裝的信息,我們在這些方面取得了很大進展。
克萊爾·伊莎貝爾·韋伯:因此,這不僅僅是收集足夠信息以最終認定具有深層獲得性記憶行星的問題,也并非將光譜編譯成以這種新方式理解數據的問題。
如果我們觀測到一個足夠復雜的大氣,一個需要足夠時間才能形成的大氣,這可能就是生物特征的‘確鑿證據’。
薩拉·伊馬里·沃克:對。我們不能僅使用信息理論[10]或計算語言來探測生命,因為它們依賴于人類衍生的數據標記系統。我們需要一個新范式,其中觀察到的物質中的偶然性與其復雜性的計算是相同的。在組裝理論中,我們通過將對象視為“信息”來實現這一點:對象由宇宙用來構建它們的操作組成,這是一種內在屬性,意味著不同的對象需要不同的記憶量,因此具有不同的時間深度。因此,我們預期這些對象要出現在宇宙中的特定時間,需要不同的獲得性記憶量。而為了從大氣數據中得到檢測,需要我們突破性地將大氣層視為由演化和選擇組裝而成的復雜系統。
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生命:時間尺度上的龐然大物
克萊爾·伊莎貝爾·韋伯:讓我們將系外行星的復雜性問題帶回我們熟悉的地球背景,畢竟,這是我們所知宇宙中唯一存在生命的地方。是否需要匯編數百萬年的大氣譜系,來為演化的生物過程證據生成不同的時間戳?是否還需要前往海底計算鯊魚牙齒的組裝指數,以融入地球生命出現的整體理論?
薩拉·伊馬里·沃克:目前還不確定我們能從大氣數據中推斷出多少關于生命的信息。因為我們要推斷的對象存在于如此大的時間尺度上,而大氣中的大多數分子的時間對象并不深。
另一方面,生命產物的獨特性,在于它是種時間尺度極大的對象。在所謂的組裝時間中,我們可以根據最少物理操作數來堆疊構建所有的對象,并定義“任何地方都能產生的對象”與“需要生命(演化)軌跡才能產生的對象”之間的邊界。但這需要我們假設時間是所有對象的內在特征。人類在時間尺度上極大,植物和人類在時鐘時間上有38億年歷史,這顆星球上的所有生物都可追溯至如此久遠。
克萊爾·伊莎貝爾·韋伯:我從未聽過有人描述對象為在“時間”(非物質現象)上“龐大”(物理現象)。
薩拉·伊馬里·沃克:有時,開展新物理學研究需要以新方式定義物質的范疇。若要從能夠構建生命理論的解釋性角度研究行星大氣,我們或許需要測量大氣在時間維度上的龐大程度。因此,如果我們觀測到一個足夠復雜的大氣,一個需要足夠時間才能形成的大氣,這可能就是生物特征的“確鑿證據”,成為該行星存在某種生命的決定性標志。
但問題在于,揮發性氣體(存在于我們已知有生命的地球大氣中,也存在于我們認為無生命的區域)往往由非常簡單的分子構成。因此,要探測“生命”,我們必須進行許多其他推斷,例如觀察分子如何相互作用,以及它們如何共同指示復雜的生命過程。也就是說,我們可能會從整個系統組成中發現證據,顯示這一對象在時間維度上比任何單個分子都要“龐大”得多。
我的提議是,我們應審視系統的整體組成。這將使我們能夠理解一顆行星的“記憶深度”,即其進化歷史的證據,而這種進化歷史本應產生我們所能觀測到的整體大氣組成。
關于我們是否擁有能推斷系外行星上存在生命的科學路徑,很多人對此并不樂觀,我不確定自己的立場。但我現在正與李·克羅寧(Lee Cronin)合作推進一個大型項目,它將使我們能夠在實驗室中觀察外星生命的出現,例如從零開始創造一個生命起源事件。
我們需要建造一個“行星模擬器”來實現這一目標。這不能是一個計算實驗,它必須是物理實驗,原因有二:(1)在現實宇宙中模擬生命的計算效率更高;(2)我們尚未知曉所有相關的物理學知識來進行模擬,因此必須利用化學在現實中開展實驗。
如今,大規模開展此類實驗的技術已經存在[11],而且我們擁有可以指導探索方向的理論。對我們而言,證明能夠讓我們發現外星生命的原理的最佳方式,就是在地球上進行正確的、以理論為驅動的實驗。
我希望在有生之年能夠回答的深刻問題是:我們能否在實驗室中進化出真正的外星生命,或許還能進化出智慧?
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編者后記
兩位科學家的對話,為我們打開了一扇跨學科的新窗口。從詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的觀測成果,到行星多樣性的驚人發現,再到組裝理論帶來的全新視角,顯示出人類對生命認知的不斷拓展。
組裝理論的啟示在于,生命的本質或許不在于具體的形態,而在于那套能積累“獲得性記憶”的復雜因果結構。我們正在學會以更謙卑的姿態面對宇宙的可能性:外星生命不必呼吸氧氣,不必依賴水,甚至不必擁有我們能理解的“形態”,但它們一定攜帶著宇宙賦予的、獨一無二的“時間印記”。
當我們在實驗室模擬行星演化,在理論框架中推演生命的可能,實則是在觸摸宇宙最根本的創造力。盡管目前在觀測技術和理論構建上仍面臨諸多挑戰,但科學家們探索的腳步從未停歇。或許在不久的將來,隨著技術的進步和理論的完善,我們能進一步洞悉生命的本質與宇宙的奧秘。
或許有一天,當我們真正“看見”外星生命時,會發現它們與地球生命共享著同一種宇宙語言,那是物質在無盡時間中自我記憶的智慧,是宇宙凝視自身的萬千眼眸。
為簡潔清晰起見,本次訪談內容經過編輯處理。原文出處:
https://www.noemamag.com/measuring-a-planets-acquired-memory/
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1.Madhusudhan, Nikku, Anjali AA Piette, and Savvas Constantinou. "Habitability and biosignatures of Hycean worlds." The Astrophysical Journal 918.1 (2021): 1.
2.Ball, Philip. "A New Idea for How to Assemble Life." Quanta Magazine, May 4 (2023): 2023.
3.Suess, Eduard. Die entstehung der Alpen. W. Braumüller, 1875.
4.Vernadsky, Vladimir I. "The Transition from the Biosphere to the Noosphere." Excepts from “Scientific Thought as a Planetary Phenomenon”. 21st Century Science &Technology, Spring-Summer (2012).
5.Abbott, Benjamin P., et al. "Observation of gravitational waves from a binary black hole merger." Physical review letters 116.6 (2016): 061102.
6.LIGO Chirp | The sound of two black holes colliding , https://www.youtube.com/watch?v=dP6ZWew83_Q
7.Sharma, Abhishek, et al. "Assembly theory explains and quantifies selection and evolution." Nature 622.7982 (2023): 321-328.
8.Marshall, Stuart M., et al. "Identifying molecules as biosignatures with assembly theory and mass spectrometry." Nature communications 12.1 (2021): 3033.
9.Learn About the Universe With the James Webb Space Telescope, https://www.jpl.nasa.gov/edu/resources/teachable-moment/learn-about-the-universe-with-the-james-webb-space-telescope/
10.Tse, David. "How Claude Shannon invented the future: Today’s information age is only possible thanks to the groundbreaking work of a lone genius." Quanta, December 22 (2020).
11.Mehr, S. Hessam M., et al. "A universal system for digitization and automatic execution of the chemical synthesis literature." Science 370.6512 (2020): 101-108.
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Chen Institute與華山醫院、上海市精神衛生中心設立了應用神經技術前沿實驗室、人工智能與精神健康前沿實驗室;與加州理工學院合作成立了加州理工天橋神經科學研究院。
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