一颗行星如何具备思想？

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　　翻译：王婧彧
　　校对：王茸 杨伯顺
　　审阅：涂天宇
　　编排：李鸣晨
　　后台：库特莉亚夫卡 李子琦 胡永葳
　　原文链接：
　　https://www.sciencedaily.com/releases/2022/02/220216153857.htm
　　地球上有不计其数的微生物、植物和动物，这些生命活动改变了地球。
　　拿植物来说，它们＂发明＂了利用光合作用来增强自身存活能力的方法。但是，与此同时，它们也释放出了改变整个星球的氧气。而这只是生物的正常生存产生了行星尺度影响的一个例子。
　　如果生物圈——生命活动的整体，能够改变世界，那么认知和建立于认知上的行为，是否也能改变一个行星呢？
　　这些是来自罗彻斯特大学物理和天文学系的教授亚当·弗兰克，来自行星科学研究所的大卫·格林斯彭和亚利桑那州立大学的莎拉·沃克在一篇文章中提出的问题。
　　这篇文章发表在《国际天体生物学杂志》上。他们描述的思想实验将目前对地球的了解以及生命会如何改变地球相结合，讨论了＂行星智慧＂——行星尺度的认知活动，并由此提出应对气候变化之类的全球性问题的新想法。正如弗兰克所说，＂如果我们想作为一个物种生存下去，那么我们就必须用智慧保护这颗行星。＂
　　不成熟的＂科技圈＂
　　弗兰克，格林斯彭和沃克借鉴了盖亚假说。这个假说提出生物圈与非生命的地质系统——包括空气，水和陆地——强烈地相互作用，从而维持地球的宜居状态。他们提出，即使是没有科技手段的物种也能表现出＂行星智慧＂。关键在于，生命活动的整体能否建立一个自我维持的系统。
　　弗兰克举例说，许多最近的研究发现了森林里树木的根系是如何利用真菌网络的。如果森林的一部分需要营养，其它部分将会通过真菌网络把营养运送过去。以这种互相帮助的方式，森林能够一直存活下去。
　　森林里的真菌网络
　　图片来源：https://plantae.org
　　目前，我们的文明被一些研究员称作＂不成熟科技圈＂，这是一个由人类创建的系统，它直接影响行星，但是却不能自我维持。比如，我们所使用的大部分能量来自化石燃料燃烧，而这会破坏地球的海洋和大气。我们赖以生存的科技和能量在摧毁我们的星球，它们自然也会摧毁我们自身。为了生存下去，我们需要一起保护行星。
　　但是，正如弗兰克所说，＂我们目前还没有能力作出对星球最有利的群体回馈。地球上有智慧，但是没有‘行星智慧’＂。
　　地球系统的五大圈层：
　　水圈、岩石圈、大气圈、冰雪圈和生物圈。
　　图片来源：NASA
　　建立成熟的科技圈
　　研究员提出了地球过去和将来可能经历的四个阶段，从而解释＂行星智慧＂将会对人类的长远未来有什么影响。他们同时也展示了：这些由＂行星智慧＂驱动的演化阶段，应该是星系中那些产生了生命和可维持科技文明行星的共有特点。
　　01
　　阶段一 不成熟的生物圈
　　早期地球的特征，存在于几十亿年前，有科技能力的物种产生之前。那时，微生物产生了，但植物还不存在。那时的全球响应很少，因为生命对地球大气圈，水圈和其他圈层的影响很微弱。
　　02
　　阶段二 成熟的生物圈
　　地球的特征，同时也存在于有科技能力的物种产生之前，大致在25亿到5亿4千年前。大陆板块稳定了，植物和光合作用产生了，氧气在大气中不断积累，臭氧层产生了。生物圈对地球产生了很大的影响，也许对维持地球的宜居性也有作用。
　　03
　　阶段三 不成熟的科技圈
　　地球目前的特征，存在着相互联系的通信、交通、科技、电和计算机系统。科技圈仍然是不成熟的，因为它没有与其它的地球圈层，比如大气圈，完全联系在一起相联系。相反，它从地球的圈层中抽取物质和能量的方式，会将整个系统推向一个不存在科技圈的状态。也就是说，长期来看，我们的科技圈在和自己对着干。
　　04
　　阶段四 成熟的科技圈
　　我们希望的地球的未来。科技系统会使整个行星受益，使用太阳能等不会伤害生物圈的全球性能量来源。成熟的科技圈需要与生物圈一同进化，从而使科技圈和生物圈都能繁荣。
　　弗兰克说道，＂行星的演化从不成熟发展到成熟，‘行星智慧’是这个行星是否成熟的标志。由于我们还不知道如何成为成熟的科技圈，因此重要的问题是弄明白‘行星智慧’是什么样的，以及它对于我们来说有什么意义＂。
　　＂行星智慧＂的复杂系统
　　尽管我们不知道＂行星智慧＂是什么样的，但研究员发现：一个成熟的科技圈应当通过某种反馈网络将科技系统和地球相联系，从而形成一个复杂的系统。
　　简单来说，一个复杂系统是由许多进行特殊互动的小部分组成的，这种互动方式使这个系统的总体表现完全依赖互动本身。也就是说，总和超出个体之和。这种复杂系统的例子包括森林，网络，金融市场和人类大脑。当个体相互联系时，复杂系统能够产生全新的特性。比如说，仅仅通过研究一个人大脑的神经元很难了解他/她的性格。
　　这意味着，我们很难推断由个体形成的＂行星智慧＂的特征。但是，根据研究，一个像＂行星智慧＂的复杂系统会有两个决定性的特征：紧急行为和自我可持续。
　　弗兰克表示，几十亿年前，生物圈发现了通过建立氮和碳循环系统维持生命的方法。现在，我们要找到这样的一个建立可持续科技圈的方法。
　　寻找地外生命
　　尽管我们做了一些努力，比如全球禁用某些破坏环境的化学物质以及尽可能多地使用太阳能，我们还没有＂行星智慧＂或者成熟的科技圈。但是，这项研究的目的在于搞清楚我们前进的方向。
　　弗兰克表示，这些问题的提出不仅仅会给地球上过去，现在和未来的生命的生存提供信息，还会帮助我们寻找系外生命和智慧。比如，弗兰克是NASA一项寻找环绕遥远行星上科技信号的首席研究员。
　　他说，＂我们一直在说，我们能遇见的科技文明，或者说我们期望看到的，是那些没有自我毁灭的。这意味着他们必须达到了‘行星智慧’的阶段。这项调查的作用在于：它不仅能够指导怎样渡过气候危机，也将了解任何星球上的生命与智慧的演化路径＂。
　　责任编辑：杨伯顺
　　牧夫新媒体编辑部
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　　被智慧海洋覆盖的索拉里斯星
　　图片来源：网络