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科学家和哲学家发现了大自然缺失的进化法则

发布时间：2025-10-30 07:44:17 来源：对床夜雨网 作者：思维锋芒

随着地球的形成，新的家和地质过程，特别是哲学自然则那些与火成岩活动和板块构造期间热流体与岩石的相互作用有关的过程，产生了超过1500种新的缺失矿物物种(45.5亿至25亿年前)。25亿年前，化法新兴生物将氧气引入大气。科学这是家和一个关键变革的时代，光合作用开始了，哲学自然则铁与氧基矿物的缺失相互作用改变了远古生命，为我们未来的化法进化提供了蓝图，还有矿物。科学致谢:uux.cn/罗伯特·拉文斯基博士
（神秘的家和地球uux.cn）据卡内基科学研究所：发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文描述了“缺失的自然法则”，首次认识到自然界运作中的哲学自然则一个重要规范。
本质上，缺失新定律陈述了复杂的化法自然系统进化到更大模式、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，它也发生在其他大规模复杂系统中，从行星和恒星到原子、矿物等等。
这是由九人小组撰写的，他们是卡内基科学研究所、加州理工学院和康奈尔大学的科学家，以及科罗拉多大学的哲学家。
“宏观”自然法则描述并解释了自然界中每天都在经历的现象。例如，与力和运动、重力、电磁和能量有关的自然法则在150多年前就被描述过。
这项新工作提出了一个现代的补充——一个宏观定律，它将进化视为自然界复杂系统的一个共同特征，其特征如下:
1.它们由许多不同的成分组成，如原子、分子或细胞，可以重复排列和重新排列
2.受到自然过程的影响，导致无数不同的安排形成
3.所有这些配置中只有一小部分在一个叫做“功能选择”的过程中幸存下来
不管这个系统是有生命的还是无生命的，当一个新的结构运作良好，功能改善时，进化就发生了。
作者的“功能信息增加定律”指出，“如果系统的许多不同配置经历了一个或多个功能的选择”，系统将会进化
“这个被提议的自然法则的一个重要组成部分是‘功能选择’的思想，”卡内基天体生物学家Michael L. Wong博士说，他是这项研究的第一作者。
在生物学的例子中，达尔文将功能主要等同于生存——活得足够长以产生可繁殖后代的能力。
新的研究扩展了这一观点，指出自然界中至少存在三种功能。
最基本的功能是稳定性——原子或分子的稳定排列被选择继续下去。同样被选择持续存在的是具有持续能量供应的动态系统。
第三个也是最有趣的功能是“新颖性”——进化系统探索新配置的趋势，有时会导致惊人的新行为或新特征。
生命的进化史充满了新奇事物——当单细胞学会利用光能时，光合作用就进化了；当细胞学会合作时，多细胞生命就进化了；物种的进化得益于有利的新行为，如游泳、行走、飞行和思维。
同样的进化发生在矿物王国。最早的矿物代表了特别稳定的原子排列。这些原始矿物为参与生命起源的下一代矿物提供了基础。生命的进化和矿物质是交织在一起的，因为生命用矿物质来制造贝壳、牙齿和骨骼。
事实上，由于45亿年来越来越复杂的物理、化学以及最终的生物过程，地球上的矿物质在太阳系诞生时只有20种，现在已经有近6000种。
在恒星的例子中，论文指出只有两种主要元素——氢和氦——在大爆炸后不久形成了第一批恒星。那些最早的恒星使用氢和氦来制造大约20种较重的化学元素。下一代恒星在这种多样性的基础上产生了将近100多种元素。
“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，其中有许多变异和个体特征以及许多不同的配置，”该研究的领导者，卡内基科学的合著者罗伯特·m·哈森说。
“我们认为达尔文理论只是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同的情况，其中许多配置都受到选择压力。”
合著者本身代表了一个独特的多学科结构:三位科学哲学家、两位天体生物学家、一位数据科学家、一位矿物学家和一位理论物理学家。
Wong博士说，“在这篇新论文中，我们从最广泛的意义上来考虑进化——随着时间的推移而变化——这包含了基于‘改良的血统’细节的达尔文进化。”"
“宇宙产生原子、分子、细胞等的新组合。那些稳定的、能产生更多新奇事物的组合将会继续进化。这就是生命成为进化最显著的例子的原因，但进化无处不在。”
在诸多影响中，该文件提出:
1.理解不同的系统拥有不同的程度，它们可以继续发展。“潜在的复杂性”或“未来的复杂性”已经被提议作为一个进化中的系统可能变得多复杂的度量
2.对某些系统的进化速度如何被人为影响的见解。功能信息的概念表明，系统的进化速度至少可以通过三种方式来提高:(1)通过增加相互作用主体的数量和/或多样性，(2)通过增加系统不同配置的数量；和/或(3)通过提高系统上的选择性压力(例如，在化学系统中，通过更频繁的加热/冷却或润湿/干燥循环)。
3.更深入地理解宇宙中复杂现象的产生和存在背后的生成力量，以及信息在描述这些现象中的作用
4.在其他复杂进化系统的背景下理解生命。生命与其他复杂的进化系统有某些概念上的等价性，但作者指出了未来的研究方向，询问生命如何处理功能性信息是否有独特之处。
5.帮助寻找其他地方的生命:如果生命和非生命之间有一个与功能选择有关的分界线，我们能否确定“生命规则”，使我们能够在天体生物学研究中区分生物分界线？
6.在进化中的人工智能系统越来越受到关注的时候，描述自然和符号系统如何进化的信息预测定律尤其受欢迎
自然法则——运动、重力、电磁、热力学等。编纂跨越空间和时间的各种宏观自然系统的一般行为。
“功能信息增加定律”是对热力学第二定律的补充，热力学第二定律指出，一个孤立系统的熵(无序)随着时间的推移而增加(热量总是从较热的物体流向较冷的物体)。

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