寻找外星生命人人有责？这些物理学家也要来参一脚

要想成功，寻找外星生命的科学家可能需要重新审视一些关于生命本质的基本假设。

如果人类发现了外星智慧，我们应该期待以生物大脑或人工智能机器人的形式来发现它吗?

它可能是介于生物和技术之间的东西，或者是人类还无法理解的世界之外的东西?

当寻找外星人时，科学家们倾向于寻找与地球上的生命有某种相似之处的生命迹象。

但是，遵循这种对生命的狭隘定义可能是我们还没有找到外星人的原因。

我们在宇宙中真的是孤独的吗?还是我们根本不知道我们在寻找什么?

一些研究人员说，如果科学家们能找到一个不那么“以地球为中心”的生命定义，那么可能会有更好的找到外星人的运气。

换句话说，科学家需要拓宽搜索范围，以涵盖外星生命可能与地球上的生命没有任何共同之处的可能性。

生物学家和化学家很难对生命有一个更普遍的定义，因为他们所知道的一切都是基于对地球的观察。

然而，理论物理学家可能有更好的方法。

“当我想到寻找生命的时候，我并不是真的在寻找行星上的细胞或大气中的分子。”

萨拉·沃克(Sara Walker)是亚利桑那州立大学(Arizona State University)的天体生物学家和理论物理学家。

在专题讨论会上，她和一群外星专家思考了地球之外生命的可能性以及生命本身的本质。

沃克说，对地外智慧(SETI)的搜寻——主要涉及天文学家、生物学家和化学家——可能会从理论物理学家的见解中获益，在解释生命最基本的特性以及生命的起源方面。

“我认为生物学很难解释生命的起源，因为它是生物学的起源。”沃克告诉Space.com。

“如果你没有某种基本理论，很难解释(生物学)的起源。”

描述声明使用物理而不是生物或化学“似乎是一个不寻常的思考方式，”她说,“但我们有一些非常惊人的这个世界的数学理论，我们在对自然世界的理解中有量子力学和广义相对论这些神奇的革命,但我们没有任何理论解释存在的生命或生命的特性。

但她补充说，理论物理学家可以开发出这些。

在目前寻找其他星球生命的项目中，生物学家和化学家可以告诉天文学家去寻找“生物标记”，即可能暗示生命存在的化学物质，如氧气和甲烷。

但是我们所知道的唯一的生物特征是像地球上的生物体所产生的化学物质。如果外星人没有和地球人一样的生物特征呢?

或者如果它们根本不产生任何生物标记，因为它们不是生物生命呢?

除了这些生物特征，像无线电信号这样的“技术特征”也能帮助我们找到有智慧的外星人。

但沃克认为，理论物理学家可以发现新的“生命标志”类型。

重新定义生命

美国国家航空航天局的天体生物学研究所目前将生命定义为“一种具有达尔文进化能力的自我维持的化学系统”。

但这个定义只适用于我们在地球上看到的生物生命，它排除了沃克和其他科学家认为的其他生命形式，比如人工智能(AI)。

“我们经常遇到的一个问题是假设生命是一种化学现象，”沃克说。

她补充说:“我认为，生命产生的规模(可能是化学物质)和生命的定义(可能与化学无关，可能适用于人工智能)之间存在着混淆。”

沃克说:“我们认为生命是一种化学现象，细胞是生命的基本单位……但这个观点可能太狭隘了。”

她说:“如果你确实有这种开阔的视野，并且真的在寻找更基本的生命过程，它真的会打开你寻找事物的视野。”

康涅狄格大学人工智能、心智与社会小组的哲学家苏珊·施耐德(Susan Schneider)也表示，NASA对生命的定义过于狭隘。

“如果人工智能是自我维持的，有各种各样有趣的特性，但应用实例是由智能设计创造的——也就是说，我们是设计师，我们创造了人工智能系统——它会不会以达尔文的方式进化?”

根据美国宇航局的定义，人工智能不能算是一种生命形式。

然而，在寻找外星智慧的时候，研究人员难道不应该也愿意并且能够识别人工生命吗?

为什么要寻找人工智能外星人?

长期以来，科学家和科幻作家一直认为，人类创造的人工智能最终会比人类寿命长，而有些人甚至认为，有朝一日人工智能机器人将能够接管世界。

沃克说:“我们自己的星球可能会进化出足够的技术，我们要么与人工系统集成，要么被人工系统取代，它们将在未来的长期发展中成为我们的后代。”

但这在其他星球上的可能性是多少，这是一个激烈争论的话题。

她说:“如果这个过程是技术先进的生命的典型过程，而不仅仅是地球上发生的一种反常现象，那么，如果我们遇到智能文明，它们更有可能是人造的。”

纽约康奈尔大学的一位天文学家Lisa Kaltenegger说，无论是核战争、气候变化或一个巨大的小行星撞击我们的星球导致它不适宜居住——即使我们克服了困难生存了下来，在几十亿年之后太阳也会膨胀并烤干整个地球，迟早人类都会无法再在这个星球上生存。

我们的人工智能机器有一天会比我们有更好的生存机会，因为它们没有需要氧气呼吸、饮水或食物的负担。

只要有太阳能等可再生能源，人工智能机器人理论上就能永远存活下去。

(Kaltenegger还认为，理论上，人类可以通过成功地成为星际物种而永生。)

沃克表示，在这个宏大的已有138亿年年龄的宇宙中，假设其他智能生命形式创造和使用人工智能的方式与人类一样，而且将来也可以这样做，那么人工智能机器人可能比生物外星人更常见。

地球大约有45亿年的历史。我们的祖先在6万到10万年前才成为一个智能物种，我们最近才在20世纪中期开始开发人工智能技术。

沃克说，假设外星人至少和人类一样聪明，技术先进，他们就会发展出自己的人工智能，那里可能会有更多的人工智能后代，而不是终有一死的、生物层面的后代。

她说，由于外星文明可能比地球古老数十亿年，它们可能非常先进，我们甚至无法想象它们的样子。

它们可能是人类和人工智能的混血儿，比如半机械人，甚至可能完全是由一个不再存在的生物物种创造的人工生命形式。

寻找外星人的新物理方式

沃克在接受Space.com采访时表示，无论是在另一个星球上的“小绿人”，还是在星际宇宙飞船上的人工智能机器人群体，任何处理周围环境信息并利用这些信息生存和发展的系统都有可能成为一种生命形式。

“我认为人们想区分生物和人工，但在我看来，它们都是信息处理系统，它们代表着同样的物理存在。”她说。

对于吸引了物理学家的“生命”系统的信息，沃克说：“生物系统似乎是通过这个过程来获取关于它们世界的知识或信息，然后利用这个过程来做一些非常有趣的事情，使它们成为非常奇怪的物理系统。”

她说，这种方法将生命分解到如此基本的层面，以至于它超出了生命科学所能解释的范围。

然而，物理学家可以尝试用数学模型来以不同的角度描述这个系统，而不是用网络理论。

“当我考虑寻找生命的时候，我在想我们用来描述地球上生命的数学结构是什么，这个数学结构能否用来寻找其他星球上的生命，”沃克在小组座谈中说。

“如果你看看别的系统，比如细胞中发生的化学反应，或互联网的架构，或Facebook互相连接的架构，你会发现其中有许多规律，关于信息如何架构起这些系统。”

她说，虽然像Facebook这样的社交网络的成员之间没有身体上的互动，但他们确实通过“信息技术或某种信息交换”进行互动。

这些相互作用可以用数学方法进行映射，研究人员可以通过统计数据来了解网络中的个体作为一个整体是如何运作的。

“我们将细胞中的化学物质表示为网络的方式是我们说分子相互作用，所以它们将是网络中的‘节点’。如果他们一起参与反应，那么他们之间就有一条线。你也可以用这种方式来代表一种(外星)氛围。”

“一些人已经做了一些初步研究，表明地球的大气层看起来更像是你细胞内的化学物质，而不是从这个网络的角度看更像火星或金星的大气层。”

虽然她承认，这些初步研究的发现还不能确切地证实这是“有人居住的行星的大气的系统级性质”，但她说，这个想法“给我们提供了一个更好的开放窗口，让我们在行星尺度上思考生物系统”。

“我们怎样才能真正将其作为生物标记，而不是仅仅依赖于参与这些表面上是网络的特定分子、而实际上是系统级的组织?”沃克问道。

这就是理论物理学家的工作。

沃克说，利用网络理论，理论物理学家可以拓宽寻找生命的标准，使任何一种有组织的、看似不自然的系统都被认为是一种生命形式。

“我真的认为城市是活着的，我认为电脑是活着的，我认为人工智能是活着的，”沃克说。

“这些都是同样的信息对世界产生影响并以不同的规模重新出现的例子，我们真的不知道这些信息在等级体系中的地位有多高。”

“我们知道化学被组织成独特的细胞有机体，那些有机体被组织成多细胞有机体。然后我们有了社会系统，然后我们有了城市，我们拥有了现在全球一体化的技术文明，现在我们正在发明人工智能。”

沃克说，对于那些比人类存在更久的外星文明来说，这种等级制度可能会发展到一种程度，即非常先进的生命“可能看起来与我们现在能预见到的任何东西都完全不同”。

如果科学家能够在最基本的层面上理解生命，我们就有更好的机会去认识最奇异的生命形式，即使我们不知道我们在寻找什么。