本文來自微信公眾號(hào)：SF 中文 （ID：kexuejiaodian），作者：SF，文：梅林
地球上紛繁多樣的生命是怎么來的？想必很多人都會(huì)說“是由遠(yuǎn)古生物進(jìn)化來的”。這么說確實(shí)有一定道理。1859 年，達(dá)爾文出版了《物種起源》一書，提出了他的演化論，來描述生命如何在地球上發(fā)展壯大的過程。簡單來說，“物競天擇、適者生存”是一切生命運(yùn)轉(zhuǎn)的法則。然而，近期科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，達(dá)爾文其實(shí)“錯(cuò)了”。
這里說達(dá)爾文“錯(cuò)了”并不是說，達(dá)爾文的演化論錯(cuò)了，而是說演化不僅適用于生命世界，還適用于宇宙萬物。換句話說，演化論是整個(gè)宇宙運(yùn)轉(zhuǎn)的法則。
看到這，伙伴們可能會(huì)疑惑：生命為了生存發(fā)展，會(huì)產(chǎn)生各種變異，更適應(yīng)環(huán)境的變異則被留存下來，這就是生命的演化。無生命的東西本就沒有生命，無所謂生存，也能為了更好地“生存”而演化嗎？又是什么給了它們這種“活下去”的意識(shí)？
無生命的物質(zhì)也能演化？
達(dá)爾文的演化論主張“物競天擇、適者生存”。也就是說，物種演化的最終目標(biāo)都是為了生存。
最近，多位科學(xué)家的研究拓展了演化論的適用范圍。他們認(rèn)為，無論系統(tǒng)是有生命的還是無生命的，如果產(chǎn)生了“變異”，而且系統(tǒng)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，它的功能也有所改善，那就可以說這個(gè)系統(tǒng)“進(jìn)化”了，通過了“自然選擇”。也就是說，宇宙中的萬物，包括行星、恒星、原子、礦物都能演化，讓自己更適應(yīng)環(huán)境。
科學(xué)家把他們的新結(jié)論命名為“功能信息增加定律”（Law of Increasing Functional Information，以下簡稱定律），認(rèn)為這個(gè)定律是宇宙中的“缺失的自然法則”。定律指出，宇宙中的自然系統(tǒng)會(huì)演化得更加模式化，更具多樣性和復(fù)雜性。就像地球生命，也是從簡單生命形式向復(fù)雜、多樣的生命形式演化的。
類似于生物的演化要經(jīng)過自然選擇，定律指出，宇宙萬物的演化也要經(jīng)過“功能選擇”。對(duì)于功能選擇這個(gè)詞，我們可能很陌生，也不好理解。如果把“生存”看作一種“功能”，那么生物演化其實(shí)就是生存這個(gè)功能對(duì)生物各種變異的選擇。同樣的道理，宇宙萬物的演化就是某項(xiàng)功能對(duì)所有自然系統(tǒng)進(jìn)行選擇。
在這里，科學(xué)家認(rèn)為，主要有 3 種基本功能，分別是穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)持久性和新穎性。穩(wěn)定性是指構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子的穩(wěn)定排列，能讓自然系統(tǒng)存在下去；具有持續(xù)能源供應(yīng)的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)就是所謂的動(dòng)態(tài)持久性；而新穎性顧名思義就是我們所說的“變異”，自然系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生新功能、新行為和新特征。
正是基于這些功能的選擇，驅(qū)動(dòng)了宇宙萬物的演化、發(fā)展，造就了如今多樣、復(fù)雜的宇宙。
“缺失的自然法則”真的適用于宇宙萬物嗎？
定律的提出是科學(xué)家基于理論分析，綜合分析了前人的研究而歸納總結(jié)出的。也許有人會(huì)說，這樣的理論會(huì)脫離實(shí)際吧，我們的宇宙真的是這樣運(yùn)轉(zhuǎn)的嗎。
我們可以看幾個(gè)例子。首先說生命世界，無生命的分子以某種我們目前還不清楚的機(jī)制，合成了細(xì)胞，單細(xì)胞的生命集群生活，分化出組織和器官，形成多細(xì)胞生物。多細(xì)胞生物采用不同的演化路線，發(fā)展出營自養(yǎng)生活的植物、營異養(yǎng)生活的動(dòng)物，以及腐生的真菌，這樣地球生命就更多樣了。
生命世界的演化自不必說，二三百年前，達(dá)爾文早就發(fā)現(xiàn)這樣的規(guī)律了。那么非生命世界呢？滿天繁星也是一樣。科學(xué)家指出，早期的恒星只含有兩種主要元素 —— 氫和氦，后來早期恒星就用氫和氦制造了大約 20 種更重的化學(xué)元素，逐漸演化出了下一代的恒星，下一代恒星又用這些元素制造了超過 100 種新的元素。恒星則更多樣了。
恒星如此，恒星周圍的行星也是如此。提到行星的演化，本質(zhì)上就是礦物的演化。宇宙中最早的礦物就是 20 種源自大爆炸的元素，它們冷卻、凝固并聚集了大氣，逐漸形成行星。億萬年來，經(jīng)過不斷地冷凝、融化、結(jié)晶、分化、不同溫度和壓力的作用，以及生命活動(dòng)的影響，由這 20 種礦物重新配置、組合，演化出了我們目前已知的接近 6000 種礦物。
這一新理論的提出，既讓我們了解了過去，也為未來的研究指明了更清晰的方向。美國西雅圖系統(tǒng)生物學(xué)研究所的斯圖爾特?考夫曼表示，這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)廣泛的而有突破性，科學(xué)家們已經(jīng)開始探討宇宙演化的根本性問題，提出的新結(jié)論也并非空有其談。
參考文獻(xiàn)：
On the roles of function and selection in evolving systems | PNAS
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