新研究称表明缺失的自然法则自然复杂系统倾向于进化

发布时间：2023-10-17 13:02:24 所属栏目：外闻来源：

导读：在17号凌晨3点左右，《美国国家科学院院刊》上发布了一篇关于科学研究的论文，称发现了“缺失的自然法则”，首次认识到自然世界运作中的一个重要规范——“功能信息增加定律”（Law o

在17号凌晨3点左右，《美国国家科学院院刊》上发布了一篇关于科学研究的论文，称发现了“缺失的自然法则”，首次认识到自然世界运作中的一个重要规范——“功能信息增加定律”（Law of Increasing Functional Information）。

只有生命会进化？“查尔斯·达尔文雄辩地阐明了植物和动物通过自然选择进化的方式，”前述研究的领导者、卡耐基科学研究所地球物理实验室的高级科学家罗伯特·M·哈森(Robert M. Hazen)说，“我们认为，达尔文理论只是一个更大的自然现象中一个非常特殊、非常重要的例子。功能选择驱动进化的概念同样适用于恒星、原子、矿物和许多其他概念上等效的情况，其中许多配置都受到选择压力。”

前述论文的第一作者、卡耐基科学研究所的天体生物学家（研究生命起源与演化等问题，在宇宙空间寻找生命痕迹的科学家）和行星科学家迈克尔·黄（Michael L. Wong）博士说：“在这篇新论文中，我们从最广泛的意义上考虑进化论……包括基于‘改良后裔’的达尔文进化论。”“宇宙会产生原子、分子、细胞等的新颖组合。那些稳定且可以继续产生更多新奇事物的组合将继续进化。这就是生命成为进化的最引人注目的例子的原因。但进化无处不在。”

该论文的9位作者分别来自美国卡耐基科学研究所、加州理工学院和康奈尔大学等机构，其中包括科学哲学家、天体生物学家、数据科学家、矿物学家和理论物理学家。

研究人员认为，无论系统是有生命的还是无生命的，一种新颖的配置如果运行良好，并且功能得到改进时，进化就发生了。复杂的自然系统会演变成更加模式化、多样性和复杂性的状态。

换句话说，进化不仅限于地球上的生命，它也可以发生在从单个的行星和其他恒星传递到原子、元素矿物等等其他物质的大规模复杂的系统中。“功能信息增加定律”指出，如果一个系统的许多不同配置经历了一种或多种功能的选择，那么系统就会进化，系统的功能信息就会增加。

生命的进化史充满了新奇之处：当单细胞“学会”利用光能时，光合作用“进化”了。当细胞与细胞学会“合作”时，多细胞生命“进化”了。而物种的进化得益于游泳、行走、飞行和思考等许多有利的新行为。

同样的演变也发生在矿物王国中。最早的矿物代表了特别稳定的原子排列。这些原始矿物为下一代矿物奠定了基础，同时也参与了生命的起源。生命的进化和矿物是交织在一起的，因为生命利用矿物质来制造贝壳、牙齿和骨骼。

菊石。随着地球的形成，新的地质过程催生了1500多种新矿物。光合作用开始，铁与含氧矿物质的相互作用改变了古代生命。生物多样性导致矿物多样性，反之亦然。

事实上，地球上的矿物在太阳系诞生之初只有大约20种，但由于45亿年来复杂的物理、化学以及最终的生物过程，如今已知的矿物数量已接近6000种。

前述最新发表的论文称，就恒星而言，只有两种主要元素——氢和氦——在大爆炸后不久形成了第一批恒星。最早的恒星使用氢和氦来制造大约20种较重的化学元素。下一代恒星以前述多样性为基础，产生了近100种以上的元素。这些元素的组合可以构成所有已知的物质。例如，铁元素可以形成碳、氧、氢和氮。在宇宙中，铁元素占有相当大的比例。

（编辑：聊城站长网）

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