开创性的自然法则：科学家扩展进化

探索自然演化法则：复杂系统的奇妙进化之谜

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华盛顿，10月16日 - 当英国自然学家查尔斯·达尔文在1859年的著作《物种起源》中勾画出他的进化理论时，提出生物物种随着时间的推移通过获得有利于生存和繁殖的特征而发生变化的观点，这引发了科学思想的一场革命。

现在，164年后，九名科学家和哲学家在星期一提出了一种新的自然法则，将达尔文所描述的生物进化视为更广泛现象的生动例证，该现象在原子、矿物、行星大气、行星、恒星等多个层次上都有出现。

该法则认为，复杂的自然系统会演化到更高级的有序、多样和复杂状态。

“我们将进化视为一种普遍的过程，适用于许多系统，无论是生命还是非生命，这些系统都会通过时间的推移而增加多样性和有序性，”卡内基科学矿物学家和天体生物学家罗伯特·哈岑说道，他是描述该法则的科学论文的合著者，该论文发表在《美国国家科学院院刊》上。

该法则被称为“增加功能信息的法则”，它认为演化系统，无论是生物的还是非生物的，总是由众多相互作用的基本构建模块（如原子或细胞）形成的，并且存在一些过程，比如细胞突变，可以产生许多不同的配置。根据这一法则，演化发生在这些不同的配置经历对有用功能的选择时。

哈岑生动地解释说：“想象一下一个由原子或分子组成的系统，可以存在于无数千亿不同的排列或配置中。只有少数配置中的一部分会‘有效’ - 也就是说，它们会具有某种有用的功能。因此，大自然偏爱那些功能性的配置。”

这一法则试图回答一个深刻的问题：为什么宇宙在各个尺度上，从最小的原子和分子到最大的恒星和行星，都不断地展现出越来越丰富多样和复杂的趋势？它承认，虽然有关重力和电力等物理现象的详细法则已被确定，但它们无法单独或集体地解释这种趋势朝着复杂性的总体发展。

作为一个例子，该法则强调了恒星的演化历程。在大爆炸之后，宇宙开始时只有两种主要元素 - 氢和氦。然而，在恒星核心的火热熔炉中，这些元素锻造了20多种较重的元素，如碳、氮和氧，它们在恒星在生命周期结束时爆炸时被喷射到太空中。这一过程在后续恒星的代际中重复，创造了近100种更多的元素。

地球也体现了这一法则，因为地球上的生命从简单的单细胞生物演化到了复杂的多细胞生物。这一转变标志着地球历史上的一个关键时刻。

哈岑强调，“功能”可以采取各种形式，从稳定的矿物晶体到恒星的动态结构，甚至是使生物体能够胜过其同类的适应性特征。

该法则的作者提出了三个普遍的选择原则：持久耐力的能力、可能促使演化的持久活动过程以及新特征的出现，作为对环境的适应。这些原则以各种方式体现，如生物体演化出了游泳、行走、飞行或思考的能力。

我们自己的物种，智人，是演化力量的明证。经过漫长的时光，我们从黑猩猩的衍生线分化出来，获得了直立行走和大脑容量增加等特征，将我们置于独特的演化道路上。

该论文的首席作者，卡内基机构的天体生物学家和行星科学家迈克尔·黄认为，这篇论文非常重要，因为它提供了一个以功能为根基的宇宙观。他指出，制定这样一项法则的重要性在于，它为我们提供了一个新的视角，以理解宇宙的演化本质。它甚至可能让我们对陌生的系统（比如土星的卫星泰坦上的有机化学）的演化过程进行预测，揭示了外星生命的可能性。

总之，这一新的自然法则邀请我们欣赏宇宙的持续交响曲，在其中，复杂性和多样性不仅仅是随机结果，更是自然界固有创造力和适应力的深刻和普遍表达。

Source : Reuters