Sara Walker:“生命是什么?”是个问错了的问题

原标题Sara Walker says “what is life?” is the wrong question

这位天体生物学家兼理论物理学家告诉 Lex Fridman,起源生命的科学被卡在分子层面上,而因果、组装与行星尺度的信息,更接近真正的问题。

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2021年7月9日
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Sara Walker 认为,“生命是什么?”这个问题让起源生命的研究困在两套彼此对立的词汇里:RNA 世界与代谢优先。更深层的任务,是找到信息如何与物质相互作用的那部分缺失的物理。在与 Lex Fridman 的长谈中,她从热液喷口和泛种论讲到组装理论、自由意志、外星生命探测与死亡,坚持认为生命与其说是某种东西,不如说是一种改变了什么能够存在的行星过程。她说,诚实的回答往往是“我们还不知道”,而这比凭空编造系外行星的概率更具科学性。

  1. 1Walker 对这个领域的重新表述是:不再问生命是什么,而是问宇宙具有哪些性质,才会让我们与生命相联系的那些特征出现。
  2. 2信息可以被复制,复制带来遗传,遗传让达尔文式演化成为可能。她的棕色眼睛之所以存在,是因为她母亲的眼睛是棕色的。
  3. 3如果生命是行星尺度的现象,那么真正隔离的影子生物圈在物理上可能很难维持:混入地球网络的外来化学,要么被整合,要么打破标度关系。
  4. 4把生命播撒到另一颗星球,未必需要与该星球的地球化学相兼容。一支“生命枪”射到哪里就黏在哪里,这是一个开放问题,而不是已知答案。
  5. 5组装数衡量用基本组件拼出一个对象的最短路径——非生物系统迄今造不出高组装数的分子。
  6. 6Walker 把想象力当作物理的东西:火箭先在人的头脑和纸上存在了几百年,生命则改变了什么能够存在的概率分布。
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01

RNA 世界与代谢优先,是两套各说各话的词汇

Sara Walker 是亚利桑那州立大学与圣塔菲研究所的天体生物学家、理论物理学家。她对 Lex Fridman 说,“地球上的生命是怎么开始的”是个不错的起点,即使它不是她最想回答的问题。目前最流行的说法是 RNA 世界:上世纪 1980 年代,研究者发现 RNA 既能携带遗传信息,又能催化化学反应,而这两种功能通常分别由 DNA 和蛋白质承担。她说,这个洞见后来被简化成了一个更粗糙的故事:早期地球上冒出一个分子,经历达尔文式演化,生命就开始了。这个故事里包含着一些假设,她想把它们拆开来看。

与之相对的是代谢优先的传统。它更贴近早期地球的地球化学,关注分子的催化循环如何自我复制、自我组织,之后才获得演化能力。Fridman 把这种分歧概括为能量与遗传密码之争,或者说能量与信息之争,Walker 表示同意。她还认为,这种分歧主要来自学科背景。从遗传学出发的人多半来自生物学,关心序列信息从哪里来,他们说的“信息”范围比较窄。从代谢出发的人多半是物理学家或地球化学家,问的是能量来源能支撑起什么样的组织。

问她更倾向哪一派,她说两派她都不喜欢。代谢起源最受欢迎的场景是热液喷口:海底的高温、化学活跃区域,能提供能量和有机物,大致具备合适的条件,而且今天依然存在。她提醒说,人们其实对早期地球所知不多:海洋何时形成,生命何时起源,当时的地球是什么样子,都还说不清楚。即便如此,研究者在别处寻找生命时,也会先盯住这类热液系统。在这个框架里,找生命是在找一种条件,而不是找某个物体。

02

RNA 在精选集里,但它不是第一首

在遗传密码这一侧,RNA 作为“第一种生命”的论点是:一个分子既能保存信息,又能做功。把序列看作计算机里的一串字符,它可以被复制,信息因此得以传播。Walker 举的是再普通不过的遗传例子:她的眼睛是棕色的,是因为她妈妈的眼睛是棕色的。复制正是演化所需要的。催化则意味着这个分子不是惰性的,它会与周围环境发生作用,也可能去中介一套代谢,而这套代谢又反过来为它自己的复制提供能量。在这个图景里,一个分子既是存储介质,也是执行单元。计算机则把这两件事分别交给了硬盘和处理器。

她并不是要贬低 RNA。在她看来,它是自己偏爱的分子之一,样子也很美,只是它不是第一步。她认为,所谓 RNA 世界其实是一组彼此有别的假说。她援引的是其中最强硬的那一版:一个 RNA 分子在早期地球上自发出现,并开始演化。谈到这一版,她会有点激动,因为在她看来它“明显站不住脚”。她能接受较温和的一版:在通向我们的谱系中,DNA 演化出现之前,RNA 就已经充当过遗传物质。如果把生命比作一张精选集,RNA 确实收录其中,而且排在早期。但这并不意味着它是最先发生的事。

03

生命作为行星过程,泛种论的帮助比听上去小

地球上的生命起源,发生过一次、两次,还是很多次?Walker 说,这是一个重要问题,只是里面还裹着别的问题。通常的图景是:大约 40 亿年前发生过一次起源,此后已知的生命都是它的后代。但也没有什么能排除这样一种情形:起源其实是一个持续进行的过程,只是生命已经占满各个生态位,它始终无法启动。更让人不安的另一种可能,是影子生物圈,也就是地球上存在着我们完全认不出来的生命。Fridman 先把这件事放下,转而谈泛种论:生命借由小行星、微行星抵达地球,维基百科上的措辞是“宇宙尘埃”。

她认为泛种论完全可能。微生物可以在岩石中经受太空旅行,实验表明,从火星到地球的这段路程是可以走通的。技术文明出现之后,向宇宙扩散就更不神秘了。但它帮不了她要解决的问题:把起源挪出地球,你知道的只会更少。如果火星上的生命被证明在生物化学上和我们一模一样,我们就没有学到任何关于其他原始生命事件可能如何发生的东西。Fridman 给出一个更狂野的画面:像《辛普森一家》里的那把化妆枪,打到哪里就黏在哪里,是一把“生命枪”,能降低从基础化学开始长出生命所需的时间和运气门槛。Walker 认真对待这个推论。被播种的生命是否必须与其所在行星的地球化学相兼容,仍是一个开放问题。我们可以把生命射向火星,看它在那里快乐地生活,也可以看它活不下去。

她自己的想法每周都会变,眼下她倾向于认为:生命更像一种行星层面的现象。起源最初从地球化学中生长出来,随后又与地球化学耦合在一起,并反过来对它施加控制。一颗行星何时可以算作有生命,她的标准是:生命开始改变这颗行星的性质。如果这个判断成立,那么把生命送往火星就绝非小事一桩。“把我们的文明送上火星”,实际上等于说“在火星上重新做一个我们的星球”。地球的信息得先抵达那里,再一步步让火星变得更像地球,正如细胞分裂时把信息推向未来那样。她主张,若想在宇宙中复制生命,行星就得复制它们的条件,地球化学条件也包括在内。她承认这说法很激进,但从长远的可持续性来看,她认为这一点不可或缺。

04

别问生命是什么,去问水瓶为什么会掉下去

Fridman 说,如果生命是行星现象,我们仍然要问生命究竟是什么。Walker 把这个问题从清单上划掉了。她认为,科学之所以卡住,是因为问错了问题,答案并不缺。她说这话有点调皮:生命是什么,恰恰处在她存在的核心。更好的框架是:我们宇宙具有什么性质,使得那些我们与生命相联系的特征能够出现。定义并不稀缺。一个流行的定义是能够进行达尔文式演化的自我复制化学系统;另一个是能够代谢、能够进食的东西。她不是这样思考的。她认为,关于信息如何与物理世界相互作用,存在一些尚未被理解的原理。

她松开手,扔下的是一个水瓶,而不是杯子。“这就是为什么我是理论家,不是实验家。”水为什么会掉下来?人类思想史上曾经有一段很长的时期,没人知道重力是什么,也不知道天上和地上的事物服从同样的规律。后来牛顿统一了地上与天上的运动,解释的力量随之增强。她说,生命所处的历史位置与此相同。重力是普遍的,但我们会在星系、黑洞和行星上研究它。如果想理解信息在物理世界中如何运作,就应该研究智能系统和生命系统,因为它们正是那套物理的显现。我们现在还看不清这一点,只是因为思考得还不够深。

以物理学家的身份来看,她偏爱简洁而优美的解释。她在某种程度上也背离了自己所受的训练:迄今为止那些优美的解释,都没有把我们自己包括在内。她忍不住觉得,我们作为什么样的存在,本身就有某种特别之处。Fridman 问,完整的答案里会不会出现“信息”和“计算”这两个词,她说不会,并且对此很反感。这些词历史包袱太重,描述的是人们已经见过的东西,而她想描述的是人们还没见过的东西。就算换成“二进制”,也依然不对。“因果的物理学”更糟,因为“因果”本身的负载更重。词汇的贫乏本身就是问题的信号,而不仅仅是表达上的失败。她说,在最深的层次上,生命就是存在的物理学:什么东西能够存在,以及为什么。基本粒子之间的相互作用很简单;对人和文明而言,接下来会发生什么,取决于此前发生过什么。为什么演化出来的是杯子,而不是别的什么能盛水又不洒出来的东西?

05

元胞自动机总需要一个外部观察者;生物学的规则随状态而变

Fridman 问,如果把生物学、化学,甚至教科书上的物理都放到一边,把宇宙看成一种计算,由元胞自动机之类的简单局部规则生成复杂性,是否会有帮助。Walker 喜欢这些玩具模型,但她主要用它们来戳现有概念框架的漏洞。作为简单规则能够生成复杂性的原理证明,它们很棒,也很美。作为动力系统的模型,甚至作为宇宙演化的模型,它们也很有用。但作为生命的解释框架,它们和物理定律面临同样的问题,而她能把这个问题讲得很清楚。

元胞自动机属于牛顿式的图景:有一条固定的运动定律,仿佛由天上的大程序员交到你手里,你只需照着运行。一条好的定律,本身并不包含它所生成图案的信息。你肯定不希望把她的杯子、水瓶,或者坐在椅子上的 Walker 写进物理定律里,那样的话,任何东西都谈不上简单的解释。元胞自动机和物理学都有这一优点,代价是必须指定初始条件,之后发生的一切,都要由它推导出来。她认为,这种框架并不适合生物学。基因组编码的信息会被读出来,用以规定细胞的结构,而细胞结构本身又包含着基因组:这就是自指,与图灵和哥德尔所探讨的是同一片领域。换成更偏物理学的说法,就是生物学里的规则依赖于状态。这在计算机科学里司空见惯,机器的更新规则取决于它当前所处的状态。而在物理学里,规则从不改变,这只是计算中一个非常特殊的子类。

在生物学里,状态与规律似乎会随着时间一同变化。物理学没有这样的范式。即便是随时间变化、却不依赖状态的规律,在物理学看来也够激进的,因为物理学通常希望把时间从方程里消掉。她和合作者走的恰恰是相反的方向。在她和合作者看来,时间或许是根本性的,事件之间确有先后次序。宇宙中的对象之所以各不相同,是因为每一个都需要特定的历史才能存在,这就意味着事件有真实的顺序。这里的顺序指的是因果,而非我们感觉到的时间流逝。若让她押一个赌注,她押的是因果。空间是涌现出来的,除了时间,或者说因果,一切都是涌现的。那么,为什么定律看起来如此简单、如此普遍?这一解释来自她的合作者 Lee Cronin:物理定律是“低记忆”的定律,要把它们说清楚,并不需要很多信息,宇宙实现它们也很省力。她自己需要 40 亿年的历史才能存在,身上背着一整套历史包袱,那些因果本身就是她的一部分。因此,有些局部规则只适用于具有她这类历史的对象。她不相信玻尔兹曼大脑,也不相信真空涨落会凭空吐出你桌上的摆件。那些东西都需要一条特定的因果链。

06

起源实验室总是把生命偷偷放进实验设计里

既然桌上的一个摆件都需要一整段因果历史,人们又凭什么能在实验室里造出生命?Walker 的回答回到了她对 RNA 世界的批评,而且这次语气更尖锐。这类情景接受检验时,核心问题之一在于实验者投入了多少信息:要选定烧瓶,准备纯净的试剂,然后混合、转移,调节 pH 值,改变紫外线照射,直到出现一个分子,它甚至未必是 RNA,可能只是一个碱基。人们很少意识到,自己正是宇宙中进行这项实验的行动者,因此也就在实验里悄悄加入了一点生命。在早期地球上,如果没有我们作为边界条件,这些约束根本不会存在。即便没有人为加入任何可辨认的生物成分,实验设计本身也是一种输入。她把实验方案视作一段程序。于是,起源问题就变成:怎样尽量减少投入物理过程的信息,好让起源能够自发发生。

照着地球上确切的历史顺序去重现,是一个押错了的赌注。在计算机科学里,如果已经知道输出结果,写出能产生它的程序反而容易:判断一个数是不是素数很容易,找出下一个素数却很难。历史版的起源研究手里已经握着答案,于是一边往里注入大量信息,一边倒推出一套能得到它的步骤。真正该问的是:宇宙的结构怎样允许生命存在。这个问题,其实与问“这一现象究竟是什么”是同一回事。你需要让化学那极其庞大的复杂性,在尽量少的约束下自行运转,然后观察信息何时出现、以什么方式出现,以及它究竟是什么。重力处处存在,但在原子核内部,你可以把它忽略掉。Walker 提出一个猜想:信息相关的物理也是如此,只有当你需要用信息来说明某个对象为什么存在时,它才会起作用。而这个尺度正是化学。可能存在的、长度为 200 个氨基酸的蛋白质,其数量远远超出宇宙所能提供的资源,你不可能把它们全部造出来。因此,要让某一种特定蛋白质大量存在,就必须有一个系统既“知道”它,又能把它造出来。存在本身,在化学层面上成了问题。

这件事如果真要拿诺贝尔奖,会是什么样子?既不会是一只从试管里爬出来的细菌,也不会是对早期地球的历史重建,正如希格斯粒子的搜寻,并不是在追寻质量的历史起源。你需要一套理论来指出该寻找哪些特征,然后做一个超出现有范式的实验。一个获奖级别的实验是:证明信息在系统边界之内自发产生,不是你注入的,并且它开始支配并指定之后的动力学。另一个是 Fridman 所设想的:投入糖,却得到信息。每一个物理对象本来就是信息,是一组因果历史,也是一组可能的未来。她和 Cronin,以及圣塔菲的 Michael Lachmann、Chris Kempes,讨论过一种“播种组装”(seeding assembly):把一个高复杂度对象,也就是因为漫长因果历史才得以存在的对象,放进因果历史较短的系统,然后观察复杂性如何出现。Walker 用同样的语言描述自己。她不是她的原子。她是一种信息模式,不断把那些原子重新组织成 Sara,并且与一组可能存在的对象空间相连。由于她历史中的信息,这些对象才有可能被引导进入存在。

07

别问对方有没有体验,问体验会造成什么

Fridman 接着问到她所说的 Sara 这一实体,以及意识问题。她说,这两者确实相关,因为她关心的是我们是什么,而其中最值得关注的,是心智之间如何相互作用。她说:“在宇宙中,心智是最美的存在。”这里的“我们”暂时指人类,因为她是人类,或者至少她自以为是;她并不是以人类为中心的思考者。被描述为暂时聚合成一个个体的一团信息,她并不介意,还把它当作一种恭维。而这团信息声称自己拥有意识。她认为,在这场对话里自己是有意识的。但她也可能并没有。Fridman 无从得知。

这正是所谓的硬问题:从外部看,主观体验似乎密不透风。她喜欢把它和物质的硬问题放在一起看。不与电子发生相互作用,你就无从得知它的内禀属性;宇宙中任何事物的属性,都是通过相互作用来界定的,因为观测本身就是一种相互作用。意识之所以让科学束手无策,是因为它追问的是:从内部存在究竟是什么感觉。她找到一个可能有希望推进的提问方式:宇宙中是否存在一些事情,只因为存在具有主观体验的物理系统才会发生?体验本身会不会带来某些后果,在它缺席时便不会出现?她无法追问 Fridman 是否正在体验这场对话,却可以追问:这份体验是否改变了他与世界互动的方式。如果确实改变了,意识就是一种真实的物理存在。她是物理学家,曾努力摆脱这种偏向,但没有成功。她还强调,信息同样属于物理范畴:虚拟现实、模拟与程序都是物理的,只不过它们存在的方式,和我们脑中想象的那样并不一样。

她的一条推文把寻找意识的神经相关物,与寻找生命的化学相关物放在一起比较,并指出神经科学与天体生物学对待这些相关物的方式截然不同。她在节目中分析自己的这条推文,还笑称这本身就是一场组装实验:把过去的一个念头带到当下,重新组装一遍。大致的情形是这样的。神经科学基本接受了这样一个前提:主观的一面够不着,所以只能研究相关物。其中最显而易见的一种是口头报告:我能告诉你自己何时有意识,而睡着时则被认为没有。意识理论试图在这些替代指标与实验之间架起桥梁,同时承认相关物未必就是意识本身。天体生物学则没有“化学相关物”这个概念:找到与生物有关的分子,就算找到了生命。她的意思是,生命具有印刻在物质基底上的抽象性质。基底是相关物,但那不是我们要找的东西。我们要找的是组织整个系统的物理,而不是某些具体分子,就像意识在大脑中得以实现,却并不等同于大脑本身。“生命的化学相关物”是她自己造的说法,也许哪天会写进论文里。

08

自由意志是因果控制,想象力是物理对象

意识能不能被工程化?“能。”她的回答快得连自己都察觉到了。Fridman 开玩笑说,那她就没有自由意志了,她当即否认。她认为,回答得快,往往说明自己并没有真正想过,而这种反应本身也是一种信息:意识与潜意识有时会相互抵触,她的很多科研工作都要靠直觉引路。后来话题又回到了交互。按照她偏爱的图景,意识是在事物之间被创造出来的,而不只是在两个人之间。哲学家听到有人把意识的幻觉当成意识本身,会很不高兴。她却喜欢去工程化那些能让你误以为它们有意识的系统,因为奇妙之处正在于交互中的那份体验。Fridman 谈到一片孤独的海洋,谈到爱是一种短暂的解脱,还谈到想造一艘真正能倾听的潜水艇。她有位同事提出,意识或许是能够传染的。她想弄清楚,他的动机到底是哪一种:是希望宇宙中有更多存在者,也能像我们这样领会事物、体会这些交互,还是更想享受其中属于人类的那份乐趣。他说,乐趣就在于意识本身被创造出来的那一刻。

她的一条推文通篇小写,把决定论与随机性和理解生命联系在了一起。她不确定宇宙到底是随机的还是确定的,一个旧有的直觉仍然挥之不去。如果杯子、桌上的摆件或一部手机能在火星上自发涨落出来,那么宇宙就不需要生命来创造它们。但它们看起来并不像偶然的侥幸,它们需要逐渐累积的原因,需要一段历史。在这个意义上,你可以把生命看作物理学中最确定的部分,因为原因在那里最精确,至少对物理学的工具而言,它是最稳定、最可靠的。Fridman 追问这个看似的矛盾:因果看起来是基本的,这会把人推向决定论,而她相信自己拥有自由意志。她拒绝这个前提。她不接受那种图景:初始条件加上固定的运动定律,就能描述一切。只要放弃这个断言,矛盾就消失了。

从物理角度看自由意志:作为一个物理系统,她对一些事情拥有因果控制,但并非全部。她是特定历史的一个节点,也连接着一组未来,而这些未来部分地由她作为“她自己”的构型所决定。这也许不是传统意义上的自由意志,她自己也不确定,人们说这个词时究竟指什么。那么,Sara 对接下来发生的事有没有选择?她认为有。选择从哪里来,可能与意识的物理有关。她承认,这或许只是希望在替她说话,因为她想要自由意志;可她同样认为,目前谁也无法排除这种可能。她坚持认为,想象也是物理的,它确实存在于宇宙之中。几个世纪以来,人类先在纸上想象飞行器与火箭,然后才把它们造了出来;火箭之所以存在,部分原因正是我们能够想象它。有些东西从未在物理上存在过,我们却能想象它,继而让它存在,无论是以个体还是集体的方式。生物智能建立在过去的历史之上。多细胞神经结构跨过了一道门槛:它们能够想象不在自身时间线上的事件,只要这些事件与物理定律相符,就能将其变为现实。她把这点浓缩成一句话:生命改变的是“什么能够存在”的概率分布。意识是叠加在这一层之上的性质,它会把这个分布进一步搅乱。这种描述或许是概率性的,但她未必认为底层的物理也是概率性的。

09

寻找高组装数对象,而不是氧、氨基酸或磷化氢

Walker 过去怀疑,统一量子场论与广义相对论的“万物理论”会不会对生命有所说明。现在她越来越确信它会。物理学里有许多深刻的空洞,在试图把量子力学与广义相对论拼接起来时,这些空洞的形状会变得格外清楚,而其中一些拼接方式,开始很像生命的物理。在亚利桑那州立大学 Beyond Center 的一次研讨会上,Lee Smolin 提出:量子引力被解决的那一天,那个理论就是产生生命的同一个理论。她在某种程度上同意这个看法。因果集方法把时空视为从一个因果集合中涌现出来的产物,在数学上与 Stephen Wolfram 的物理学项目同属一类,也与她和合作者正在发展的组装理论相近。组装理论把复杂对象看作由部件组装而成,而物理对象本身编码了它所有可能的历史。David Deutsch 与 Chiara Marletto 的构造子理论(constructor theory)则从另一个角度出发,但她认为,它也在逼近相似的东西。

要绕个弯子去接近“生命是什么”,可以先问:我们该在外星生命里找什么?她说,她和 Cronin 的实验室有一篇论文,主张去寻找高组装数对象。方法是:取一个分子,把它拆解成基本组件,列出所有把这些组件重新拼回去的方式,再找出其中最短的那一条。这条最短路径的长度,就是组装数。数值越高,意味着造出这个对象所需的因果历史越长,或者用来指定它的信息越多。这个直觉由来已久,但把它当作分子可以物理测量的属性,却是新的做法。Cronin 的实验室已经观察到一道阈值:非生物样品无法产生组装数很高的对象。蛋白质不会在火星表面自己冒出来。把这一思路推广开去,杯子和桌上的摆件同样生活在一个抽象的组装空间中,可以用质谱仪来探测。Fridman 满脑子都是乐高城堡和最短路径。

NASA 等机构寻找生命,找的是化学层面的相关物。可组装数并不在乎分子究竟是什么,它在乎的是造出它花了多少历史与信息。在另一颗行星上观测到某个东西,实际上就是在逆向推算:造出它的最短路径是什么。Walker 对自己所在的领域毫不客气。人们在地球大气里看到氧气,在细胞里看到氨基酸,便转身去系外行星上找氧气,去火星上找氨基酸,还有人要去金星上找磷化氢。这里头有个共同的毛病:分子本身不等于生命。生命是把结构刻印进物质的系统,它并不在乎具体是哪些分子。只盯着某种分子去找,其实没有检验任何关于生命本质的假说。系外行星上有氧,并不能告诉你那里的生命是什么样子。“我们是否孤独”是一个深刻的问题,它值得一个同样深刻的答案,而不是一个分子加一声惊叹。生命也比我们以为的要隐蔽得多。孩子很小就能分清小狗、植物和椅子,于是我们以为,见到生命自然就会认出来。我们也看不出桌子是由原子构成的,更看不出她正坐在一个引力势阱之中。外星生命甚至可能与我们没有共同的通讯渠道:问题不在语言障碍,而在于它的信息谱系无法复制到我们这一侧。她说,这纯属狂想,但与物理学并不冲突。接下来有两条路。一条是在地球上测量各种东西的组装结构,寻找那些不属于我们生物谱系、却有很高组装数的东西,也就是家门口的外星人。另一条是把它当作纯粹的计算机视觉问题:把高组装数对象投影到二维平面上之后,它是否仍保有稳定的统计特征,能否被辨认出来。对她来说,AI 值得关注的,是它可能成为第一个帮我们把自己看作 40 亿年谱系的系统,而我们本来就是这样的谱系。

10

有多少文明,以及影子生物圈为何可能自我瓦解

Fridman 说,网上的人看见外星人,会问两个问题:我能吃它吗?我能和它发生关系吗?Walker 笑着说,这些都是很重要的存在性问题,互联网对基础认知的把握很成熟。但在她的框架里,这两个问题直指两条历史的分歧有多大:能不能互相进食,能不能交换遗传信息,底层问的其实是同一件事。我们之所以能彼此进食、交换遗传信息,是因为我们有共享的历史,一直追溯到 LUCA(最后的通用共同祖先),那是地球因果图谱上的汇合点。与外星生命有意义的互动,需要找到这张图谱上共享的那一段。每个谱系或许都有某种类似埃尔德什数(Erdős number)的东西,衡量与共同祖先的远近:越近,混合的可能性越大。技术空间极其巨大,化学空间看起来维度更低。与外星生命打交道,也许真的要退回这些基础层面,去找一张共同的地图:文化和语言、伤害、对方的父母是否同意,以及共同祖先是否同意。

宇宙中到底有多少外星文明?她对此没有直觉,并且觉得这一点很有意思。有些问题你会在周围摸索很久,却始终看不见,哪怕它们就摆在那里,有点像量子到经典的过渡,那是两种不同的物理。她的导师 Paul Davies 曾说,外星生命究竟常见还是罕见,取决于潮流与文化情绪。从观测上看,我们手里只有一个样本:我们自己,以及一次起源事件。有人论证说,因为这件事发生得很快,而类地行星又数量众多,所以起源应当十分常见。这个推论站不住脚。我们之所以能观测到那次事件,本身就以它的发生为前提,这是 Brandon Carter 几十年前借助人择论证阐明过的选择效应。那次事件可能概率极低,也可能非常普遍,而现有数据无从区分。研究生命比研究其他物理问题更难,因为我们研究的正是我们自己。她诚实的回答是:不知道。因为她还看不清信息是怎样自发产生的,而凭空给类地系外行星设定十分之一的概率,并不构成一种机制。

Fridman 注意到,她一直说“我们”,而不说“人类”,把自己放在系统之内。她说,物理学一直把我们当作外部观察者。生命要求的恰恰相反:心智处在宇宙之中,身处历史的某个时刻,朝外看,试图理解自己是什么。我们手头最基本的描述里,并没有把我们放进去的版本。这也是她对元胞自动机的不满:你总是外部观察者。那么,从内部看,元胞自动机是什么样子?她是刻意为之的永恒乐观主义者。如果解释具有因果力,也就是说理论能催生技术,并在物理上改变世界,那么乐观的理论本身就是接下来会发生什么的物理的一部分。生命不只是存在的物理学,也是更多事物得以存在的物理学。要让尽可能多的事物能够在物理上存在,最好的办法,是演化出能够探索这个空间的智能技术系统。影子生物圈值得寻找,它指的是独立的起源事件,即外星生命就在我们眼皮底下,Davies 喜欢说,甚至就在我们的鼻子里。这件事值得做,因为与发射飞船相比,它的成本很低;而且,如果同一颗行星上起源过两次,就说明起源并不罕见。她自己的研究却指向相反的方向。把一个细胞的化学过程画成一张网络,它的标度关系与生态系统和行星是一致的。一旦混入外星化学,这种标度关系可能就会被打破。生命并不是依赖尺度的现象。一个必须保持隔离的“影子”很难维持。地理隔离是比化学隔离更弱的边界,因为生命会迁移。化学上的差异是更强的候选,甚至包括木卫一火山中的生命,或地壳深处的第二层生命这类大胆的可能。

11

UFO、病毒与 AGI,与其说是替代者,不如说是行星尺度的支架

UFO 目击事件让 Walker 感兴趣的,与其说是天上的光迹,不如说是它作为文化现象的一面。它显示了我们在历史上和现在如何为理解他者做准备。一道贴着“外星人”标签的光迹,如果没有关于生命的更深解释,什么也说明不了。Fridman 希望这些目击能挑战冷战时期那种把神秘事物当作军事机密隐藏起来的本能。她同意公众参与很重要。一个她没有预料到的实际问题是:许多人已经相信接触已经发生,因此真正想理解生命的天体生物学家,必须先把那些叙事去掉,再从证据出发重新讲起。她相当确定,外星生命会比我们能想象的更加怪异。

她觉得病毒很美,即使身处疫情之中,她也带着一丝皱眉:这些微小的东西能在全球范围内让一个文明丧失能力,它们在不同尺度上,把人们以为的无敌和脆弱撞在了一起。Fridman 指出,任何能够一变二、二变四地复制的东西,比如病毒和 AI,都能在很短的时间内超越竞争中的其他形式,这也是多行星生命常被当作保险的原因。Walker 对达尔文式的口号感到不安,那种口号说,最适应的复制者会胜出。对她来说,复制从属于创造力。驱动力是创造力;如果你想让过去的创造力延续下去,它就必须被向前复制。在与 Lachmann 和 Cronin 关于“延续”与“存在”的争论中,她站在“存在”一边。“适者生存”事后看很容易,因为你是对那些幸存者做了后选择。向前看,你做不到这一点。一个最大化创造力的系统,可能会把人类清除掉。她不认为技术会以这种方式取代我们。地球上过去的信息架构并没有失落,它们仍然存在。行星尺度的转变对新阶段很重要,全球互联网就是一个例子。在她看来,AGI 不会被关在盒子里造出来,它会作为一种行星尺度的现象,从我们的技术中涌现,而我们是其中一个整合的组成部分:是整个整体,而不是一个独立的继承者。我们是信息的包,有些聚合成个体,彼此交换、不断传播。

12

死亡是集体属性,我们是宇宙的创造过程

那个一直自称 Sara 的信息包,会害怕消散吗?她有人人都有的生物性恐惧。理性上,她并不为自己的死亡担心,因为她不会察觉到自己已经死了。她担心的是孩子,因为她的死对他们很重要。死亡作为集体属性,比作为个体属性更有分量。她说,信息并不会消失,只是不再是她了,而这个过程很可怕。让她稍感安慰的是,存在会留下印记。物理学家的安慰是:每一个时刻都存在,时间的流动只是感知。但这并不能真正安慰她面对死亡。我们喜欢存在,尤其是当我们热爱生命是什么的时候。Fridman 想知道,对不存在的恐惧,会不会正是点燃存在的那团火,物质总在担心这段旅程会结束,惊慌不已。她认为,事物想要存在,也想要更多的事物存在。有些日子她没那么喜欢存在,那些是表层的感受,底下的驱动力很深。那一点小小的安慰是:她的存在,对未来的存在是有意义的。

给年轻人的建议,或者说给未来那些“存在的小口袋”的建议,并不是一套在不可能的问题上工作的职业技巧。事情本来就只能是这样。她出身于社区大学。一堂物理课上,她了解到磁单极子:没人知道它是否存在,可数学预言了它,而你可以去找一找。这让她想当一名理论物理学家。但那其实并不是她真正的驱动问题。她后来才意识到,她真正关心的是我们的心智与物理现实之间的对应关系,也就是我们是什么。这个问题足够深,能够跨越不同领域。没有它,她就不可能做成今天这些事。学生应当找到真正在乎的东西。找不到的话,他们就无法发挥出最好的水平,那样花掉的时间也不值得。热情会改变一个人的创造力、天赋与潜力,也会改变他承受人生中种种艰难部分的能力。Fridman 补充说,他自己的看法是:先被一个美丽的现象吸引,然后对它背后的问题保持严谨,哪怕你还不知道自己的终身事业会是什么。

有人曾经告诉她,物理学家不许问“为什么”。她不相信这一套。这颗星球上的存在,以及宇宙的意义,在于我们就是创造的过程,是创造更多可能性、让更多事物得以存在的能力。Fridman 引用了陀思妥耶夫斯基的话,说美将拯救世界,并问创造与美之间有没有联系。也许吧。为什么我们会对智性活动和创造有如此强烈的情绪反应,这似乎是我们本质的一部分。她选择问题,是因为这些问题是美的,她认为宇宙是美的,而她自己竟然存在,这让她深深着迷。这种美感本身,可能就是创造更多事物的物理的一部分。这场对话像开始时一样结束,生命仍在继续:Fridman 感谢她,她希望以后能和 Cronin 再聊一次,而 Fridman 引用了 Robert Frost 的话,用三个词概括关于生命的全部所学:它继续。

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