地球是一种适合生命的超级有机体

1948年，控制论的先驱罗斯·阿什比(Ross Ashby)建造了一台奇特的机器。这架固定器是由英国皇家空军的四个相互关联的炸弹控制单元建造的。它的特点是有四个旋转磁铁，每个磁铁的位置由其他磁铁的位置决定，并由使用随机设置表生成的反馈机制引导。当阿什比打开机器时，磁铁就会开始剧烈振荡。有时他们会回到一个稳定的平衡位置。如果不是这样的话，阿什比已经连接的动态平衡调节器，用新的随机设置重新启动。随着时间的推移，这个基本的算法（如果不稳定，继续重试）最终总是导致平衡。这是这台机器的唯一目的：表明一个简单的、动态的系统能够根据环境的变化恢复稳定。

阿什比认为，这种“超稳定性”是自然界的一项支配原则，除此之外，解释了物种对其生态位的适应，这一过程似乎是有目的，但实际上是从随机过程中产生的。用“进化”来描述动态平衡随时间的变化，从狂野的运动到稳定，似乎有点牵强。毕竟，它缺乏我们与达尔文进化论联系在一起的所有特征，比如生命和繁衍。然而，人们越来越相信，驱动阿什比的机器的同样的力量，拥有一个更广泛的进化概念的关键，一个可以包括半生命甚至非生命系统的概念。这种新的观点对于理解生态系统的功能甚至生命的起源可能是必不可少的。最有趣的是，它支持了盖亚假说，这是一个有争议的观点，认为生物圈就像一个巨大的有机体，一个自我调节，以保持适当的生活条件。

达尔文最初通过自然选择进化的公式如下：有机体各不相同，具有更多有利特征的生物平均会留下更多的后代，而这些后代很可能继承其父母的有利特征。这就解释了为什么生物体能够很好地适应它们的环境，为什么吃种子的鸟类的嘴厚实坚硬，为什么花会产生富含糖分的花蜜来吸引传粉者，以及无数其他的特征。随着我们进化思维的发展，自然选择被证明具有显著的适应性。它可以解释“自私基因”的进化，这是生物学家理查德·道金斯(Richard Dawkins)在20世纪70年代提出的一个观点，因为就像同一物种的个体一样，一个基因可能以不同的形式存在，其中一些更有可能存活下来，并传给后代。在适当的情况下，自然选择甚至可以延伸到离散的有机体群体。然而，这种达尔文动态在整个地球的层次上崩溃了。

就我们所知，地球是一次性的：没有一群相互竞争、繁衍后代的行星可供自然选择，以形成下一代。然而，就像进化磨练的超级有机体一样，地球似乎以对生命至关重要的方式自我调节。数亿年来，氧气水平一直保持相对稳定，碳、氮和磷等生命的关键构件也是如此。至关重要的是，地球表面温度一直保持在允许液态水存在的狭窄范围内。确实有一些剧变：例如，在大约7亿年前的一次“雪球地球”事件中，几乎整个表面都被冻结了。“但关键问题是，为什么它会花这么多时间处于稳定状态？”英国埃克塞特大学的蒂姆·兰顿（Tim Lenton）问道。

1948年，控制论的先驱罗斯·阿什比(Ross Ashby)建造了一台奇特的机器。这架固定器是由英国皇家空军的四个相互关联的炸弹控制单元建造的。它的特点是有四个旋转磁铁，每个磁铁的位置由其他磁铁的位置决定，并由使用随机设置表生成的反馈机制引导。

当阿什比打开机器时，磁铁就会开始剧烈振荡。

有时他们会回到一个稳定的平衡位置。

如果不是这样的话，阿什比已经连接的动态平衡调节器，用新的随机设置重新启动。

随着时间的推移，这个基本的算法（如果不稳定，继续重试）最终总是导致平衡。

这是这台机器的唯一目的：表明一个简单的、动态的系统能够根据环境的变化恢复稳定。

阿什比认为，这种“超稳定性”是自然界的一项支配原则，除此之外，解释了物种对其生态位的适应，这一过程似乎是有目的，但实际上是从随机过程中产生的。

用“进化”来描述动态平衡随时间的变化，从狂野的运动到稳定，似乎有点牵强。

毕竟，它缺乏我们与达尔文进化论联系在一起的所有特征，比如生命和繁衍。

然而，人们越来越相信，驱动阿什比的机器的同样的力量，拥有一个更广泛的进化概念的关键，一个可以包括半生命甚至非生命系统的概念。

这种新的观点对于理解生态系统的功能甚至生命的起源可能是必不可少的。

最有趣的是，它支持了盖亚假说，这是一个有争议的观点，认为生物圈就像一个巨大的有机体，一个自我调节，以保持适当的生活条件。

达尔文最初通过自然选择进化的公式如下：有机体各不相同，具有更多有利特征的生物平均会留下更多的后代，而这些后代很可能继承其父母的有利特征。

这就解释了为什么生物体能够很好地适应它们的环境，为什么吃种子的鸟类的嘴厚实坚硬，为什么花会产生富含糖分的花蜜来吸引传粉者，以及无数其他的特征。

随着我们进化思维的发展，自然选择被证明具有显著的适应性。

它可以解释“自私基因”的进化，这是生物学家理查德·道金斯(Richard Dawkins)在20世纪70年代提出的一个观点，因为就像同一物种的个体一样，一个基因可能以不同的形式存在，其中一些更有可能存活下来，并传给后代。

在适当的情况下，自然选择甚至可以延伸到离散的有机体群体。

然而，这种达尔文动态在整个地球的层次上崩溃了。

就我们所知，地球是一次性的：没有一群相互竞争、繁衍后代的行星可供自然选择，以形成下一代。

然而，就像进化磨练的超级有机体一样，地球似乎以对生命至关重要的方式自我调节。

数亿年来，氧气水平一直保持相对稳定，碳、氮和磷等生命的关键构件也是如此。

至关重要的是，地球表面温度一直保持在允许液态水存在的狭窄范围内。

确实有一些剧变：例如，在大约7亿年前的一次“雪球地球”事件中，几乎整个表面都被冻结了。

“但关键问题是，为什么它会花这么多时间处于稳定状态？”英国埃克塞特大学的蒂姆·兰顿（Tim Lenton）问道。

地球的温度保持在适合液态水存在的窄带内自从20世纪60年代詹姆斯·洛夫洛克(James Lovelock)首次提出盖亚假说以来，这个问题一直困扰着地球科学家。

毕竟，这种自我调节的进化方式并不明显。

因为支撑地球温度、氧含量等的过程，包括板块构造和侵蚀，持续了数百万年。

这对于通过自然选择使个体生物适应其环境而起作用的时间太长了。

这一难题使大多数进化生物学家完全否定了盖安进化的任何概念。

佛蒙特大学的查尔斯·古德奈特(Charles Goodnight)表示：“你根本无法适应地球层面的变化。

”兰顿说：但可能还有另一种方法，如果盖亚像阿什比的动态平衡调节器那样工作呢？换句话说，他认为，地球和它上的早期生命最初可能是随意地相互作用的。

不稳定的配置，比如说，那些几乎没有或根本没有氮等关键元素循环的配置，很快就会失败，要求生命几乎从头开始重新启动。

不过，最终，该系统肯定偶然发现了一个稳定的配置，有更好的循环和更严格的监管机制。

因此，今天的地球拥有强大的监管机制，这一点也就不足为奇了。

这一过程被称为“持久性选择”，它回避了竞争和繁殖的要求，这些要求使自然选择成为解释地球进化的一种机制。

兰顿说：“我认为这是一种搜索算法，地球可以经过一段时间的反复试验，直到它进入稳定的形态。

一旦它发生了，这种情况就会持续下去。

”兰顿说，这一过程也不会就此止步。

一旦系统处于稳定状态，它可以积累更多的变化，例如，新的监管机制，从而进一步稳定它。

他称之为“顺序选择”。

因此，稳定的系统不仅会持续存在，而且随着时间的推移，它们也会变得更好。

在去年发表的一项研究中，他和其他人描述了这种逐渐改善的过程是如何演变成一个可能导致盖安自我监管的过程的。

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