北京時間 3 月 1 日消息，據(jù)國外媒體報道，近日，有天體物理學家提出，單個行星有能力發(fā)展出一種智能，將其自身與棲居在行星上的生命相互關(guān)聯(lián)起來。然而，我們所生活的地球還稱不上是這樣的智能星球。這些科學家表示，地球距離發(fā)展出真正的“行星智能”還有很長的一段路；這是一個里程碑，如果能夠?qū)崿F(xiàn)的話，將有助于我們應對即將到來的氣候災難。
▲ 天體物理學家的一項新研究表明，如果行星發(fā)展到一定程度，就可以實現(xiàn)整體的智能。
如果一顆行星表現(xiàn)出認知能力，即了解正在發(fā)生的事情并根據(jù)這種認知采取行動的能力，那么它就可以被認為是智能的。對于像地球這樣的星球，如果其自然和技術(shù)能夠進化到相互關(guān)聯(lián)的程度，使其能夠識別潛在的問題，并創(chuàng)建反饋回路來應對這些問題，那就可以認為是實現(xiàn)了行星智能。
需要明確的是，認知并不是意識，我們想象的不是某種行星尺度的超級生物，為它所處的世界做出有自我意識的決定。相反，研究小組認為，認知是生命和它們賴以生存的行星之間相互關(guān)系的自然產(chǎn)物。
不過，地球還沒有進入這個階段，至少現(xiàn)在還沒有。盡管地球上可能充滿了智能生命，但在其宇宙歷史的當前階段，顯然還不是很聰明。在這項新研究中，科學家們概述了地球要實現(xiàn)真正的行星智能所必須克服的最后一個障礙。
蓋亞假說
▲ 蓋亞假說認為，隨著地球上生命的進化，生命反過來也會影響地球的進化。
這項新研究建立在蓋亞假說的基礎上。20 世紀 70 年代初，英國科學家詹姆斯?洛夫洛克和美國進化生物學家林恩?馬古利斯提出了這一假說。在希臘神話中，蓋亞（Gaia）是大地女神，擁有非常顯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，而西方人至今還經(jīng)常用“蓋亞”來代稱地球。
蓋亞假說認為，隨著地球上各種生命形式的進化，它們也會反過來影響整個行星系統(tǒng)的進化。該理論認為，生物圈 —— 整合了所有生物及其關(guān)系的全球生態(tài)系統(tǒng) —— 可以在物理層面上改變其他系統(tǒng)，如大氣層（空氣）、冰凍圈（冰）、水圈（水）和巖石圈（陸地）。自地球上出現(xiàn)生命以來，這種來回往復的效應就一直發(fā)生著，但由于人類對地球的影響，包括人為造成的氣候變化、環(huán)境污染和森林砍伐等，這種效應變得比以往任何時候都更加明顯。
研究人員想知道，生命和行星之間這種相互聯(lián)系能否足夠緊密，以至于行星整體最終可以被認為是有智能的。生物圈告訴我們，一旦生命出現(xiàn)在一個世界上，那這個世界自身也就擁有了生命，但是，如果一顆棲居著生命的行星自身有了生命，它是否也會有自己的思想呢？
像行星這樣的集體實體擁有某種智能的觀點，其實是與我們對自身智能的認識相違背的。人們傾向于認為智能是從個體的頭腦中產(chǎn)生的，而這些頭腦通常長在動物的肩膀上，就像人類一樣。然而，我們可以在自然界中找到許多集體智能的例子。
例如，群居的昆蟲，如蜜蜂等，就能夠表現(xiàn)出集體智能，而且往往比個體的智能水平更高。一只蜜蜂只掌握關(guān)于世界的少量信息，但它所處的群體作為一個整體會更了解環(huán)境，并對環(huán)境做出反應。
近年來對森林地下的真菌網(wǎng)絡 —— 稱為“菌根網(wǎng)絡”—— 的研究也揭示了一種集體智能的形式，這種真菌網(wǎng)絡使綿延數(shù)百英里的森林能夠識別并對不斷變化的環(huán)境做出反應。
與此類似，人類的大腦也是由不同神經(jīng)元之間的數(shù)萬億個連接組成的，這表明人類的智能要比我們想象的更具有集體性。
行星智能的四個階段
▲ 行星智能的不同階段及其大氣組成的示意圖。
研究人員將真正的行星智能定義為：一顆行星上所有的生命系統(tǒng)會為了整個系統(tǒng)的利益而協(xié)同工作。這就涉及到所謂的反饋循環(huán)，在這種循環(huán)中，行星的負面變化，比如快速的氣候變化等，將會被識別并消解。
行星智能是生命對整個行星狀態(tài)變化的集體反應，總的結(jié)果就是，生命不會隨著時間的推移而自我毀滅。然而，行星智能并不是一夜之間就能實現(xiàn)的。在被認為達到智能程度之前，行星還必須克服一些主要的障礙。在這項新研究中，研究人員提出了行星智能的 4 個主要階段：不成熟生物圈、成熟生物圈、不成熟技術(shù)圈和成熟技術(shù)圈。
不成熟生物圈是地球上最初出現(xiàn)生命時的特征，那時，微生物是地球上唯一的生命形式。當時的大氣主要是二氧化碳和甲烷，這使得地球不適合我們今天看到的更高級生命形式生存。在這個早期時期，生命還不是行星上的主要角色，那里有生命，但幾乎沒有全球性的反饋循環(huán)，因此也就沒有出現(xiàn)智能。
隨著微生物通過光合作用產(chǎn)生氧氣，大氣的化學成分開始慢慢改變。這使得地球發(fā)展為一個成熟的生物圈，多細胞生物 —— 包括動物和最重要的植物 —— 出現(xiàn)了，并進一步增加了大氣中的氧氣。這種富氧的環(huán)境使具有保護作用的臭氧層得以形成，植物和動物得以在陸地上生長，并進一步改變了地球。
生物和非生物之間的反饋回路錯綜復雜，構(gòu)成了一個網(wǎng)絡，可以說是以一種有意義的方式保存并回應信息。換句話說，地球開始變得聰明了。
接下來，研究人員分析了技術(shù)圈（technosphere），即人工技術(shù)與自然系統(tǒng)之間的關(guān)系。當人類開始開發(fā)技術(shù)并建立通訊、運輸、能源和糧食生產(chǎn)的網(wǎng)絡時，地球就發(fā)展成為一個不成熟技術(shù)圈。然而，在這個階段，這些技術(shù)是以消耗地球為代價的，使用的是來自其他生命和物理系統(tǒng)的能源和資源。通過增加大氣中的溫室氣體并引入其他破壞性污染物，以及破壞物理系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)，這些人工技術(shù)迅速改變了地球。
研究人員指出，地球目前還停留在不成熟技術(shù)圈階段。人類在能源生產(chǎn)方面的進步使我們能夠為自己實現(xiàn)一些非凡的技術(shù)，但這些舉動正在顯著地改變地球。從長遠來看，我們的技術(shù)圈是在與自己作對。它在形式上是愚蠢的，它會讓整個星球毫無方向感，向新的未知領域傾斜。
如果地球達到成熟技術(shù)圈階段，就將意味著地球作為一顆行星是“智能”的；地球的技術(shù)進步將達到一定的程度，不需要再利用行星本身的能源和資源，而是可以用這些能源和資源來修復和改善受到破壞的系統(tǒng)。這將使技術(shù)圈與生物圈能夠共同進化，以某種方式實現(xiàn)二者的繁榮。
研究人員寫道：“這將是一個根植于生物圈的技術(shù)圈，而生物圈本身就根植于其他行星系統(tǒng)中，這就構(gòu)成了一個自我維持整個地球系統(tǒng)的技術(shù)圈。”
最后的障礙
▲ 行星智能的四個階段，從不成熟生物圈（左）到成熟技術(shù)圈（右）。
進入行星智能的最后階段不僅僅是出于好奇，更是一種必要，這可能是防止氣候災難的唯一方法，而由于我們目前的技術(shù)圈還不成熟，氣候災難正日益迫近。在我們和我們的星球的進化過程中，人類正處于最危急的時刻，陷入了我們以為的文明進步所帶來的氣候危機。
然而，在更大尺度上思考智能可以幫助我們解決這個問題。弄清楚如何定義和理解一顆行星的智能，有助于為人類在這顆行星上的未來 —— 或證明沒有未來 —— 提供一點線索。
那么，我們究竟應該如何推進技術(shù)圈的發(fā)展？為了實現(xiàn)這一目標，我們還需要做出哪些進一步的發(fā)現(xiàn)或突破？這些問題目前還沒有答案。最重要的問題是弄清楚行星智能是什么樣子的，在實踐中對我們意味著什么，因為我們還不知道如何實現(xiàn)一個成熟技術(shù)圈。
然而，人類還是有希望的。我們或許可以幫助地球向?qū)崿F(xiàn)行星智能邁出最后一步，因為我們足夠聰明，能夠認識到這種可能性。人類至少有足夠的智能，能夠理解我們正在走向一個災難性的方向，這種程度的自我意識提供了一些選擇的可能性。
在過去的歷史中，人類已經(jīng)做出了一些有利于地球的選擇，例如 1987 年制定的《蒙特利爾議定書》。在該議定書中，世界各國同意對破壞臭氧層的危險化學品進行嚴格管制，這或許是新版本行星智能系統(tǒng)的一個早期例子。
尋找外星“技術(shù)標記”
這項研究主要集中在地球如何實現(xiàn)行星智能上。然而，生命與“宿主”行星之間的相互聯(lián)系很可能同樣存在于宇宙中其他任何可能孕育生命的外星世界。
我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，宇宙中充滿了各種世界，其中許多可能存在生命，甚至智能。但目前對智慧生命的搜索傾向于關(guān)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。
大多數(shù)搜尋外星生物的研究者專注于尋找智慧物種向外擴張的證據(jù)，比如無線電信號。但是，表明行星智能的例子 —— 被稱為“技術(shù)標記”（technosignature）—— 更有可能出現(xiàn)于行星本身，比如太陽能電池板或污染等。
了解行星智能或許有助于我們找出一條路徑，讓我們知道應該尋找什么樣的技術(shù)標記，以及如何尋找它們。
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