理論物理學家如何幫助我們尋找外星人

地外生命可能不像我們在地球上所看到的生命

理論物理學家如何幫助我們尋找外星人

如果人類發現外星智慧,我們是否應該以生物大腦或人工智能機器人的形式來發現它?它可能是介於生物和技術之間的還是別的什麼東西,在這個世界上,人類還沒有真正理解“它們”?

當尋找外星人。科學家們傾向於尋找與地球生命有某種相似之處的生命跡象。但是,對生活的狹隘定義可能是我們還沒有找到外星人的原因。我們真的是獨自一人在宇宙中,還是我們根本不知道我們在尋找什麼?

一些研究人員說,如果科學家能找到一種不那麼“以地球為中心”的生命定義,那麼他們可能會更好地找到外星人。換句話說,科學家需要擴大搜索範圍,以解釋外星生命可能與地球上的生命沒有任何共同之處的可能性。生物學家和化學家們可能很難將他們的大腦包裹在一個更普遍的生命定義上,因為他們所知道的關於生命的一切都是基於對地球的觀察。然而,理論物理學家可能有更好的方法。

“當我想到尋找生命的時候,我並不是在考慮在一個星球或大氣中的分子上尋找細胞。亞利桑那州立大學的天體生物學家和理論物理學家薩拉沃克在紐約世界科學節的一次小組討論中說:“我想尋找一個全新的物理學領域。”在小組討論期間,她和一群外星專家在思考地球以外生命的可能性以及生命本身的本質。

根據沃克的說法,搜尋地外文明(SETI)——主要涉及天文學家、生物學家和化學家——可能受益於理論物理學家對生命最基本性質及其起源的解釋。“我認為生物學很難解釋生命的起源,因為它是生物學的起源,”沃克告訴我們。“如果你沒有某種基本理論,就很難解釋生物學的起源。”

描述生活使用物理而不是生物或化學”似乎是一個不尋常的方式來思考它,”她說,“但我們有一些很神奇的世界——我們的數學理論量子力學和廣義相對論和這些神奇的革命對我們理解自然世界——我們沒有任何理論解釋生活或生命的屬性的存在。”但她補充說,理論物理學家可以開發這些技術。

在目前尋找其他星球生命的項目中,生物學家和化學家可以告訴天文學家尋找“生物特徵”,或者化學物質,這些化學物質可能會暗示生命的存在,比如氧氣和甲烷。但是我們所知道的唯一的生物特徵是像地球上的生物所產生的化學物質。如果外星人和地球人沒有相同的生物特徵呢?或者,如果它們根本不產生任何生物特徵,因為它們不是生物物種?除了這些生物特徵之外,像無線電信號這樣的“技術簽名”也可以幫助我們找到聰明的外星人。但沃克認為,理論物理學家可以發現新的類型簽名。

理論物理學家如何幫助我們尋找外星人

重新定義生命活動

美國宇航局的天體生物學研究所目前將生命定義為“一種能夠進行達爾文進化的自我維持的化學系統”。但這個定義只適用於我們在地球上看到的生物生活,它排除了沃克和其他科學家認為的其他生命形式,比如人工智能(AI)。

“我們經常遇到的一個問題是,假設生命是一種化學現象,”沃克說。她補充說:“我認為,生命出現的規模與生命的定義之間存在著一種混淆,這種定義很可能與化學無關,也可能與人工智能有關。”沃克說:“我們認為生命是一種化學現象,一種細胞是生命的基本單位……但這可能太狹隘了。”她說:“如果你確實有這種開闊的視野,並且真的在尋找更基本的生活基本過程,它真的會為你可能尋找的東西打開你的視野。”

來自康涅狄格大學的人工智能、心智和社會團體的哲學家蘇珊施耐德也說,NASA對生命的定義太狹隘了。“如果人工智能能夠自我維持,並且擁有各種有趣的特性,但我們所擁有的實例是由智能設計創造的——也就是說,我們是設計師,我們製造人工智能系統——而且它不會以達爾文的方式進化?”根據NASA的定義,人工智能不可能成為一種生命形式。然而,在尋找外星智慧的時候,難道研究人員不應該願意並且能夠識別出人造的生命嗎?

理論物理學家如何幫助我們尋找外星人

(從左到右),美國國家航空航天局的宇航員妮可斯托特、天文學家麗莎卡爾騰格、天體生物學家凱勒薩夫、哲學家蘇珊施耐德和理論物理學家薩拉沃克在2018年6月2日於紐約舉行的世界科學節上談論生命的本質和尋找地外智慧。

為什麼要尋找人工智能的“外星人”?

長期以來,科學家和科幻作家一直認為,人類創造的人工智能最終將比我們活得更久,而有些人甚至認為,人工智能機器人有朝一日將有能力接管世界。

沃克說:“我們自己的星球可能會進化出足夠的技術,我們要麼與人工系統進行整合,要麼被人工系統所取代,它們在長期的未來成為我們的後代。”“但這在其他星球上的可能性是一個激烈爭論的話題。”她說,如果這一過程在技術先進的生活中是典型的,而不僅僅是地球上發生的異常現象,那麼“似乎是這樣的,如果我們遇到了智慧文明,它們就更有可能是人造的,而不是原生的。”

無論是核戰爭、氣候變化或一個巨大的小行星呈現我們的地球無法居住,甚至如果我們設法反其道而行之,生存直到我們死太陽膨脹,吞噬地球,一切死在幾十億年後,遲早有一天,人類將不再能夠生存在這個星球上,莉薩,在紐約康奈爾大學的一位天文學家說,在面板。

我們的人工智能機器有一天會比我們有更好的生存機會,因為它們沒有需要氧氣來呼吸、喝水或吃東西的負擔。只要他們能接觸到像太陽能這樣的可再生能源,人工智能機器人理論上可以永遠活下去。(卡爾騰格還認為,從理論上講,人類可以通過成功地成為星際物種而永生,但在這篇文章中,我不會打開這種蠕蟲病毒。)

沃克說,在這個宏偉的計劃中——我們的138億年的宇宙——人工智能機器人可能比生物外星人更常見,假設其他智能生命形式傾向於創造和使用人工智能,就像人類在未來所做的和可以做的那樣。

地球大約有45億年的歷史。我們的祖先在6萬到10萬年前才成為一個智能物種,而我們最近剛剛開始開發人工智能技術,在20世紀中期。沃克說,假設那些至少和人類一樣聰明、技術先進的外星人會發展出他們自己的人工智能,那麼他們的後代可能會比他們的人類生物發明家更多。她說,由於外星文明可能比地球大幾十億年,它們可能是如此先進,以至於我們甚至無法想象它們會是什麼樣子。它們可能是像半機器人一樣的人類混合動力,或者它們甚至可能是由一個已經不復存在的生物物種創造的完全人造的生命形式。

理論物理學家如何幫助我們尋找外星人

外星人搜尋物理學

沃克在接受美國知名網站採訪時表示,無論是在另一個星球上的“小綠人”,還是在星際飛船上的人工智能機器人,任何處理周圍環境信息、利用這些信息生存和發展的系統都有可能成為一種生命形式。她說:“我認為人們想要區分生物學和人工,但在我看來,它們都是信息處理系統,它們代表著同樣的物理。”

沃克說,在“生活”系統中,像沃克這樣的理論物理學家感興趣的信息是“生物系統似乎獲得了關於他們的世界的知識或信息的過程,並利用這些信息去做那些非常有趣的事情,使它們成為非常奇怪的物理系統。”她說,這種方法將生命分解到如此基本的水平,以至於超出了生命科學所能解釋的範圍。然而,物理學家可以利用數學模型來分析這個問題,用網絡理論來描述這種系統。

“當我想到尋找生命的時候,我想到的是我們用來描述地球上的生命的數學結構,我們應該考慮的是”在其他星球上尋找生命,沃克在小組中說。“如果你看看系統化學發生在細胞或互聯網的結構或Facebook(連接)的結構,有很多的規律在這些網絡的結構化的方式,和大量的信息構建的系統,”沃克說。

她說,雖然像Facebook這樣的社交網絡的成員不會彼此互動,但他們確實通過信息技術或某種信息交換來進行互動。這些交互可以用數學方法進行映射,研究人員可以使用統計數據來了解更多關於這個網絡中的個體是如何運作的。

“我們在細胞中表示化學的方式是我們說分子相互作用,所以它們是網絡中的“節點”。如果他們一起參與一個反應,那麼他們之間就有一條線。你也可以用這種方式來表示外星大氣,”沃克說。“有些人已經做了一些初步的研究,他們發現地球的大氣層看起來更像細胞內的化學物質,而不是從這個網絡的角度看火星或金星的大氣層。”

雖然她承認這些初步研究的結果還沒有具體地證實這是“有人類居住的行星的大氣層的系統級性質”,但她說,這個想法“讓我們有更好的機會去思考行星尺度上的生物系統。”

“我們怎麼能把它作為生物特徵來使用它不僅依賴於參與這些網絡的特定分子,還依賴於系統層面的組織?”沃克問道。這就是理論物理學家為他們所做的工作。

利用網絡理論,理論物理學家可以拓寬尋找生命的標準,這樣任何一種有組織的、看似不自然的系統都會被認為是一種生命形式,沃克說。

沃克說:“我真的認為城市是有活力的,我認為計算機還活著,我認為人工智能還活著。”“這些都是同一類信息對世界的影響,並在不同的尺度上重新出現,我們不知道在等級制度中有多高。”我們知道,化學被組織成獨特的細胞有機體,這些生物被組織成多細胞生物。然後我們有了社會系統,然後我們有了城市,我們的技術文明現在已經全球化了,現在我們正在發展人工智能。”

沃克說:“對於那些比人類壽命長得多的外星文明來說,這種等級制度可能會發展到非常先進的生活方式,可能看起來完全不同於我們現在所能預料到的任何東西”。如果科學家能夠在最基本的層面上理解生命,我們就有更好的機會認識到最奇怪的生命形式,即使我們不知道我們在尋找的是什麼。”

對於外星人,你有何瞭解或遐想嗎?


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