“行星智能”也许真实存在,但地球还不够格

新浪科技 2022/3/1 10:33:59 责编:远洋

北京时间 3 月 1 日消息,据国外媒体报道,近日,有天体物理学家提出,单个行星有能力发展出一种智能,将其自身与栖居在行星上的生命相互关联起来。然而,我们所生活的地球还称不上是这样的智能星球。这些科学家表示,地球距离发展出真正的“行星智能”还有很长的一段路;这是一个里程碑,如果能够实现的话,将有助于我们应对即将到来的气候灾难。

天体物理学家的一项新研究表明,如果行星发展到一定程度,就可以实现整体的智能。

▲ 天体物理学家的一项新研究表明,如果行星发展到一定程度,就可以实现整体的智能。

如果一颗行星表现出认知能力,即了解正在发生的事情并根据这种认知采取行动的能力,那么它就可以被认为是智能的。对于像地球这样的星球,如果其自然和技术能够进化到相互关联的程度,使其能够识别潜在的问题,并创建反馈回路来应对这些问题,那就可以认为是实现了行星智能。

需要明确的是,认知并不是意识,我们想象的不是某种行星尺度的超级生物,为它所处的世界做出有自我意识的决定。相反,研究小组认为,认知是生命和它们赖以生存的行星之间相互关系的自然产物。

不过,地球还没有进入这个阶段,至少现在还没有。尽管地球上可能充满了智能生命,但在其宇宙历史的当前阶段,显然还不是很聪明。在这项新研究中,科学家们概述了地球要实现真正的行星智能所必须克服的最后一个障碍。

盖亚假说

盖亚假说认为,随着地球上生命的进化,生命反过来也会影响地球的进化。

▲ 盖亚假说认为,随着地球上生命的进化,生命反过来也会影响地球的进化。

这项新研究建立在盖亚假说的基础上。20 世纪 70 年代初,英国科学家詹姆斯・洛夫洛克和美国进化生物学家林恩・马古利斯提出了这一假说。在希腊神话中,盖亚(Gaia)是大地女神,拥有非常显赫且德高望重的地位。她是世界的初始,所有天神都是她的后代,而西方人至今还经常用“盖亚”来代称地球。

盖亚假说认为,随着地球上各种生命形式的进化,它们也会反过来影响整个行星系统的进化。该理论认为,生物圈 —— 整合了所有生物及其关系的全球生态系统 —— 可以在物理层面上改变其他系统,如大气层(空气)、冰冻圈(冰)、水圈(水)和岩石圈(陆地)。自地球上出现生命以来,这种来回往复的效应就一直发生着,但由于人类对地球的影响,包括人为造成的气候变化、环境污染和森林砍伐等,这种效应变得比以往任何时候都更加明显。

研究人员想知道,生命和行星之间这种相互联系能否足够紧密,以至于行星整体最终可以被认为是有智能的。生物圈告诉我们,一旦生命出现在一个世界上,那这个世界自身也就拥有了生命,但是,如果一颗栖居着生命的行星自身有了生命,它是否也会有自己的思想呢?

像行星这样的集体实体拥有某种智能的观点,其实是与我们对自身智能的认识相违背的。人们倾向于认为智能是从个体的头脑中产生的,而这些头脑通常长在动物的肩膀上,就像人类一样。然而,我们可以在自然界中找到许多集体智能的例子。

例如,群居的昆虫,如蜜蜂等,就能够表现出集体智能,而且往往比个体的智能水平更高。一只蜜蜂只掌握关于世界的少量信息,但它所处的群体作为一个整体会更了解环境,并对环境做出反应。

近年来对森林地下的真菌网络 —— 称为“菌根网络”—— 的研究也揭示了一种集体智能的形式,这种真菌网络使绵延数百英里的森林能够识别并对不断变化的环境做出反应。

与此类似,人类的大脑也是由不同神经元之间的数万亿个连接组成的,这表明人类的智能要比我们想象的更具有集体性。

行星智能的四个阶段

行星智能的不同阶段及其大气组成的示意图。

▲ 行星智能的不同阶段及其大气组成的示意图。

研究人员将真正的行星智能定义为:一颗行星上所有的生命系统会为了整个系统的利益而协同工作。这就涉及到所谓的反馈循环,在这种循环中,行星的负面变化,比如快速的气候变化等,将会被识别并消解。

行星智能是生命对整个行星状态变化的集体反应,总的结果就是,生命不会随着时间的推移而自我毁灭。然而,行星智能并不是一夜之间就能实现的。在被认为达到智能程度之前,行星还必须克服一些主要的障碍。在这项新研究中,研究人员提出了行星智能的 4 个主要阶段:不成熟生物圈、成熟生物圈、不成熟技术圈和成熟技术圈。

不成熟生物圈是地球上最初出现生命时的特征,那时,微生物是地球上唯一的生命形式。当时的大气主要是二氧化碳和甲烷,这使得地球不适合我们今天看到的更高级生命形式生存。在这个早期时期,生命还不是行星上的主要角色,那里有生命,但几乎没有全球性的反馈循环,因此也就没有出现智能。

随着微生物通过光合作用产生氧气,大气的化学成分开始慢慢改变。这使得地球发展为一个成熟的生物圈,多细胞生物 —— 包括动物和最重要的植物 —— 出现了,并进一步增加了大气中的氧气。这种富氧的环境使具有保护作用的臭氧层得以形成,植物和动物得以在陆地上生长,并进一步改变了地球。

生物和非生物之间的反馈回路错综复杂,构成了一个网络,可以说是以一种有意义的方式保存并回应信息。换句话说,地球开始变得聪明了。

接下来,研究人员分析了技术圈(technosphere),即人工技术与自然系统之间的关系。当人类开始开发技术并建立通讯、运输、能源和粮食生产的网络时,地球就发展成为一个不成熟技术圈。然而,在这个阶段,这些技术是以消耗地球为代价的,使用的是来自其他生命和物理系统的能源和资源。通过增加大气中的温室气体并引入其他破坏性污染物,以及破坏物理系统和生态系统,这些人工技术迅速改变了地球。

研究人员指出,地球目前还停留在不成熟技术圈阶段。人类在能源生产方面的进步使我们能够为自己实现一些非凡的技术,但这些举动正在显著地改变地球。从长远来看,我们的技术圈是在与自己作对。它在形式上是愚蠢的,它会让整个星球毫无方向感,向新的未知领域倾斜。

如果地球达到成熟技术圈阶段,就将意味着地球作为一颗行星是“智能”的;地球的技术进步将达到一定的程度,不需要再利用行星本身的能源和资源,而是可以用这些能源和资源来修复和改善受到破坏的系统。这将使技术圈与生物圈能够共同进化,以某种方式实现二者的繁荣。

研究人员写道:“这将是一个根植于生物圈的技术圈,而生物圈本身就根植于其他行星系统中,这就构成了一个自我维持整个地球系统的技术圈。”

最后的障碍

行星智能的四个阶段,从不成熟生物圈(左)到成熟技术圈(右)。

▲ 行星智能的四个阶段,从不成熟生物圈(左)到成熟技术圈(右)。

进入行星智能的最后阶段不仅仅是出于好奇,更是一种必要,这可能是防止气候灾难的唯一方法,而由于我们目前的技术圈还不成熟,气候灾难正日益迫近。在我们和我们的星球的进化过程中,人类正处于最危急的时刻,陷入了我们以为的文明进步所带来的气候危机。

然而,在更大尺度上思考智能可以帮助我们解决这个问题。弄清楚如何定义和理解一颗行星的智能,有助于为人类在这颗行星上的未来 —— 或证明没有未来 —— 提供一点线索。

那么,我们究竟应该如何推进技术圈的发展?为了实现这一目标,我们还需要做出哪些进一步的发现或突破?这些问题目前还没有答案。最重要的问题是弄清楚行星智能是什么样子的,在实践中对我们意味着什么,因为我们还不知道如何实现一个成熟技术圈。

然而,人类还是有希望的。我们或许可以帮助地球向实现行星智能迈出最后一步,因为我们足够聪明,能够认识到这种可能性。人类至少有足够的智能,能够理解我们正在走向一个灾难性的方向,这种程度的自我意识提供了一些选择的可能性。

在过去的历史中,人类已经做出了一些有利于地球的选择,例如 1987 年制定的《蒙特利尔议定书》。在该议定书中,世界各国同意对破坏臭氧层的危险化学品进行严格管制,这或许是新版本行星智能系统的一个早期例子。

寻找外星“技术标记”

这项研究主要集中在地球如何实现行星智能上。然而,生命与“宿主”行星之间的相互联系很可能同样存在于宇宙中其他任何可能孕育生命的外星世界。

我们已经发现,宇宙中充满了各种世界,其中许多可能存在生命,甚至智能。但目前对智慧生命的搜索倾向于关注行星上是否存在智慧生命,而不是行星本身是否具有智能。

大多数搜寻外星生物的研究者专注于寻找智慧物种向外扩张的证据,比如无线电信号。但是,表明行星智能的例子 —— 被称为“技术标记”(technosignature)—— 更有可能出现于行星本身,比如太阳能电池板或污染等。

了解行星智能或许有助于我们找出一条路径,让我们知道应该寻找什么样的技术标记,以及如何寻找它们。

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关键词:行星地球

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