# 薩拉·沃克：地球生命的起源與外星世界 > 天體生物學家探討生命如何從化學中誕生，以及如何在其他星球上尋找生命跡象。 - 原標題：#198 – Sara Walker: The Origin of Life on Earth and Alien Worlds - 期數：第 198 期 - 釋出日期：2021-07-09 - 嘉賓 / 主題：薩拉·沃克 - 網頁版：https://lex.qiaomu.ai/tw/ep/sara-walker/ - 官方頁面：https://lexfridman.com/sara-walker/ - 精讀字數：約 17397 字（閱讀約 39 分鐘） > 本文為 lex.qiaomu.ai 基於原始訪談的 AI 改寫中文精讀，非官方翻譯；引用請註明出處並連結網頁版。 "生命是什麼？"這個問題，薩拉·沃克（Sara Walker）認為問錯了。 她在亞利桑那州立大學和聖塔菲研究所做天體生物學和理論物理，研究生命起源，研究怎麼在別的星球上找生命，也研究那個繞不開的根本問題：生命到底是什麼。在 Lex Fridman 播客第 198 期裡，她說這句話時語氣很輕，後面的解釋一點都不輕。 大多數科學卡住的地方，卡的是問題，不是答案。你不知道該問什麼，就永遠答不出來。她的說法是，與其追問"生命是什麼"，不如問：**宇宙具備什麼樣的性質，才允許那些我們習慣跟生命綁在一起的特徵出現？** 這個轉向聽著像文字遊戲。後面所有討論，包括怎麼找外星生命、意識擺在什麼位置、物理定律為什麼長這樣，都從這一步裡長出來。 ## RNA 世界、代謝優先，以及兩套互不通氣的詞彙表 目前關於地球生命起源，最流行的是 RNA 世界。 邏輯是這樣：人體裡有負責傳遞遺傳資訊的分子，DNA 大家都知道，中間還有個中介叫 RNA（核糖核酸）。RNA 除了傳資訊，還能幹一部分蛋白質的活，也就是催化。上世紀 80 年代有人提出，一個分子能同時幹這兩件事，那它可能就是最早的遺傳物質。 這個想法後來被簡化成了一個更粗暴的版本：早期地球上冒出一個 RNA 分子，它開始達爾文式演化，生命就這麼開始了。 沃克對那個版本的評價毫不客氣。她說這個"最強的 RNA 世界場景"在她看來明顯是錯的，講到這裡的時候她自己都說有點激動。她不討厭 RNA，相反，RNA 是她最喜歡的分子之一，她覺得它很美。它只是不是第一步。 另一條路是代謝優先。這條路跟早期地球的地球化學綁得更緊，關注能量：某些分子形成催化迴圈，能自我複製，形成某種代謝，生命作為一種自組織出現了。代價是，你得另外解釋演化是怎麼後來才加上去的。 兩種思路的分野，很大程度上是訓練背景的分野。 琢磨遺傳的人多半來自生物學，滿腦子演化，關心資訊從哪來、怎麼變。但他們說的"資訊"範圍很窄，指的就是一段基因序列。琢磨代謝的人多半是物理學家或地球化學家，關心能量從哪來、這些能量能撐出什麼樣的組織。 兩套詞彙表各說各的，誰也說服不了誰，因為大家關心的不是同一件東西：一邊問資訊，一邊問能量。 ## 熱液噴口，和一條看不見的時間線 早期地球長什麼樣，其實沒多少人真的知道。 海洋什麼時候形成，有一些線索。生命起源發生在什麼時候，說不準。那個時間點地球上的條件，也說不太準。目前最主流的猜測是熱液噴口，因為那裡能量夠用。海底那些又熱又化學活躍的區域，今天還在，早期地球上也有。它們能提供能量、有機物，以及一整套適合生命起源的條件。 人類在別的星球上找生命時，也會先盯住這類熱液系統。找生命，本質上是在找一種條件，而不是找一個物體。 RNA 世界那條路給的解釋是另一套：一個分子同時具備"能存住資訊"和"能幹活"兩種能力。**能存資訊，意味著可以被複制，複製帶來遺傳，遺傳才撐得起演化。**她的眼睛是棕色的，因為她媽媽的眼睛是棕色的，資訊必須能傳下去。能幹活，意味著這個分子在環境裡不是惰性的，它會跟別的東西反應，可能去驅動一套代謝，而那套代謝反過來又給它的複製供能。 一個分子，同時是儲存介質和執行單元。人類造計算機的時候，把這兩件事分給了硬碟和 CPU。生命最早可能是把它們塞進了一個分子裡。 這不等於第一步。 她做了個區分：RNA 世界其實是一組假說，不是一個假說。最硬的那個版本說，一個 RNA 分子在早期地球自發冒出來然後開始演化，她認為基本站不住。軟的版本她完全同意：地球上確實存在過一個 RNA 世界，因為 RNA 是地球生命最早的遺傳物質，DNA 還沒演化出來的時候，生命用 RNA。這不需要它是最早發生的事，只需要它確實在我們這條譜系上。 用她的比喻，如果生命是一張精選集，RNA 是裡面的一首歌。而且是早期的一首。 ## 生命起源發生過幾次，這個問題比聽上去難 她認為這是個大問題，而且這個問題裡還套著問題。 第一個要拆的是：生命起源在地球上是不是一個持續發生的過程？ 習慣的說法是，將近 40 億年前，地球上有過一次起源事件，單數的那一次，然後今天所有已知生命都是那一次的後代。 但沒有任何證據說明起源不會反覆發生。也許它一直在發生，只是建立不起來，因為生命已經佔滿了生態位。這是常見的反駁。還有一個更讓人後背發涼的可能：**地球上存在著我們完全不認識的另一種生命。** 這就是影子生物圈。 意思是，地球上有過獨立的起源事件，那次事件產生的生命跟我們沒有共同祖先，它就在我們旁邊，在土裡，在水裡，甚至，她引用導師保羅·戴維斯（Paul Davies）那句帶英國口音的俏皮話，可能就在我們鼻子裡。我們已經發現了病毒和細菌，很長一段時間裡它們就是某種影子生物圈：活著的，看不見的。但病毒和細菌都有同一個共同祖先，這條線追到底還是回到我們這棵樹。影子生物圈說的比這更遠一步：另一棵樹。 值得認真找嗎？她的回答是既值得也不值得。 值得，因為這件事極其便宜。相比造飛船、發探測器去別的行星，在地球上找第二種生命便宜太多。而且一旦找到，含義是壓倒性的：同一個星球上起源了兩次，說明只要條件合適，起源大概不算罕見。這還能帶來全新的生物化學，對醫藥之類的領域可能有直接價值。 不值得的一面來自她自己的工作。**如果生命是行星尺度的現象，那麼影子生物圈這個概念自己就會崩掉。** 她的論證是這樣的：把單個細胞裡的化學反應畫成一張網路。她所在的組發現，這些網路的標度性質與生態系統、與行星尺度的整體是同一套。個體、生態、行星，共享同樣的統計規律。生命沒有固定的尺度。所以如果真有一支外來化學混進來，它要麼被整合進所有這些尺度，要麼就會把這個標度關係打碎，讓整套東西運轉不起來。一個必須與他人保持隔離才能稱作"影子"的生命，在物理上很難存在。 她補了一句：這個論證還不夠具體。所以這件事應該繼續查，只是她本人不太相信會查到。 順著這個思路，Lex 提了個有意思的角度：也許不需要兩個起源事件，只需要兩個環境。木衛一（Io）全是火山，火山很帶勁。火山內部的化學條件跟地表差得足夠遠，深地殼裡如果有一層完全沒有生命的區域，再往下又是一層生命，那一層可能就是完全獨立的化學起源，跟地表生命互不往來。地理隔離和化學隔離，哪個是更強的邊界？她覺得化學更強。地理邊界擋不住生命，生命太會travel了。 ## 把生命射向宇宙的那把槍 泛種論是另一條岔路：生命在宇宙別處存在，透過小行星、微行星，或者按維基百科的說法"太空塵埃"這種東西，搭車到了地球。 她覺得完全可能。微生物在太空旅行中存活是有實驗支援的，在石頭裡待著，從火星到地球，這段路能走通。等技術文明出現，跨星際擴散就更沒什麼疑問了。 但她不覺得這條路有助於解決她想解決的問題。一旦把起源從地球上挪走，你瞭解的東西只會更少。 不過她承認，泛種論有一個被低估的推論。假設我們真的往火星發射了生命，那些生命就那麼住下了，還很開心，那意味著什麼？意味著**生命在一個星球上紮根，未必需要跟那個星球的地球化學天然相容。**這是開放問題，不是已知答案。 她順著講了個更狂的版本。她說這有點像《辛普森一家》裡那把化妝槍，一打就黏上，甩不掉。生命槍打出去，打到哪顆星球就黏在哪顆星球，這大大降低了從零開始、從基礎化學和基礎物理里長出生命所需的時間和運氣門檻。 訪談中段她做了個轉向。她說她現在的想法是，生命更像一種行星現象。生命與行星迴圈、行星過程糾纏得太深，從地球史一路追下來，生命起源本身就是從地球化學裡長出來的，然後它變成被控制的地球化學。當我們說一顆行星上有生命，我們的證據其實是生命開始影響這顆行星的性質。 如果生命是行星屬性，那去火星就不是一件小事。 你說"把文明送到火星"，實際說的是"把我們的行星在火星上覆制一遍"。來自這顆星球的資訊必須抵達火星，並且把火星變得更像地球。細胞繁殖是為了把資訊傳向未來；行星要真的把生命複製進宇宙，就得在別的行星上複製出自己的條件，包括地球化學條件。這話聽著激進，但她認為，一種生命要長期存續，這是必需品。 ## 別問生命是什麼，先問為什麼掉下去的水瓶會掉下去 訪談中段，她拿起一個水瓶鬆手。**"這是為什麼我當理論家不當實驗家。"**她說。原本要扔的是杯子，那大概會碎。 水瓶掉了。為什麼掉？這個問題在人類思想史上曾經完全無解。曾經有一個漫長的時期，我們不知道重力是什麼，也不知道天上的東西跟地上受同一套規律支配。後來牛頓把天體運動和地面運動統一了，我們才獲得了更強的解釋力。 她把生命問題放在同一個位置上。 我們不缺定義。生命是能自我複製的化學系統，具備達爾文式演化的能力；生命是能代謝、能吃東西的東西。這些定義很流行，她不這麼看。 她的看法是：**宇宙裡有一些關於資訊如何與物理世界互動的原則和定律，我們還沒搞懂。**這些原則會解釋我們是什麼。它可能順帶解釋很多我們不認為是生命的東西。 就像重力是普遍現象，但研究重力你要去看星系結構、黑洞、行星。要理解資訊如何在物理世界運作，你該去看智慧系統、生命系統，因為它們是那套物理的顯形。我們今天看不清，只是因為我們想得還不夠深。 這裡她講了一句對自己的反省。她戴著物理學家的帽子，天然偏愛簡單優美的解釋。但她說，她某種程度上背叛了自己的訓練，因為**迄今為止我們擁有的那些優美解釋，全都不包含我們自己。**她沒法不認為"我們是什麼"這件事裡有真東西，有深層原則在起作用。 問她"生命是什麼"，她有一些想法，但她認為答案還沒到，因為我們還看不見那個結構。 與 Lex 的一段交鋒值得單獨拎出來。他問：一旦你給出生命的答案，那段話裡會出現"資訊"和"計算"這兩個詞嗎？ 不會。 她討厭這一點，也討厭自己工作裡的這一部分。用詞太難了。當你手裡的詞在歷史上指代的是另一種東西，而你要描述一個人類還沒見過的東西，詞就是不合適。資訊這個詞負載太重，換成二進位制也不行。她另一個說法是"因果的物理學"，但這更糟，因果比資訊還要負載。 而這種詞窮，本身就是問題的訊號，不是表達問題。 ## 物理定律為什麼看起來簡單：因為它們是低記憶體的 那套她與合作者正在發展的思路，核心是因果。 她問的是：什麼東西能存在，以及為什麼。 對基本粒子來說這個問題不難，相互作用很簡單。對人和人類文明來說，接下來會發生什麼，很大程度上取決於之前發生過什麼。可能存在的物件空間極其巨大。她說，當她說資訊和因果時，她真正在問的是：為什麼宇宙裡演化出了杯子，而不是某個別的能裝水又不灑的東西？ 那為什麼物理定律看起來那麼簡單、那麼普適？她的解釋來自合作者李·克羅寧（Lee Cronin）：**因為物理定律是低記憶體的定律。**它們不需要多少資訊來指定，宇宙實現它們非常省力。 而她本人需要 40 億年曆史才能存在。她隨身帶著巨量的歷史行李，那堆因果就是她的一部分。所以有些規則只對她這種物件有效，只對她攜帶的那段歷史有效，不是宇宙通用規則。通用的那些，都是實現成本極低的那些。 這條推論直接砍掉了一類科幻設定：她不認為玻爾茲曼大腦成立，也不認為真空漲落能憑空鼓搗出你桌上那個擺件。那些東西需要一條特定的因果鏈。 這也帶來了對實驗室裡合成生命的尖銳批評，後面會講到。 ## 我不接受"初始條件加固定運動定律"這個框架 Lex 丟擲了一個看起來無法調和的矛盾：她相信因果是基本的，那宇宙就傾向於決定性；可她也相信自己有自由意志。 她的解法是拒絕前提。她不接受那個物理學的經典圖景：寫下初始條件，寫下一組固定的運動定律，就能描述一切。只要你願意放棄這個斷言，矛盾就消失了。 那自由意志具體是什麼？ 她的定義很物理：**我作為一個物理系統，對某些事情擁有因果控制力。**不是對所有事，是一部分。同時我是一個節點，連線著宇宙裡一組特定的歷史，以及一組可能存在的未來。那些未來在某種程度上由"作為我"的這個物理構型所指定。所以這可能不是傳統意義上的自由意志，她甚至不確定人們討論自由意志時到底在說什麼，那場討論太混亂了。但既然她是一個存在於宇宙中的因果主體，有些事情因為她作為她而存在而發生，那她就有自由意志。 Lex 追問得更狠：你能選擇接下來發生什麼嗎？ 能。 選擇從哪來？她認為跟意識的物理有關。這裡她承認自己可能只是在給自己打氣，因為她想要有自由意志。但她也認為，以我們目前對這些問題的理解程度，誰都沒法排除這個可能。 她接著講了一個想法，我覺得值得完整複述：**想象力是物理的。** 人們不把想象當成物理物件，但它是。它存在於宇宙中。人類想象飛行機器和火箭想了好幾百年，然後造出了它們。在它們能被造出來之前，它們先存在於我們的頭腦裡，存在於我們畫下的紙上。火箭的存在，部分地是由"我們能想象它"這件事因果導致的。 於是有一類東西，此前從未在宇宙中物理存在過，我們卻能想象它存在的可能性，然後讓它存在。個體做到，集體也做到。人以外的物理系統也可能具備這種能力，這不是人類專屬。這組可能性不受你所在區域性環境與歷史的約束。這跟生物智慧有個關鍵區別：生物智慧完全建立在過去發生過的歷史之上，而多細胞生物演化出的神經架構跨過了一道坎，它們不只有自己那條時間線上的歷史，還能想象沒有發生過、不在自己時間線上的東西，只要不違反物理定律，就去把它變成現實。 她給了一個更凝練的表述：**生命就是在改變"什麼能存在"的機率分佈。意識的層疊在它上面，再把這個分佈攪得更亂一點。** 那這算不算上帝擲骰子？她說，描述是機率的，但她不認為底層物理一定是機率的。也許描述必然是統計性的，底層仍然是決定性的。她補了一句：很難知道該抓住哪些概念。她一直在丟棄概念，然後又必須抓一個新的，從思想史裡抓住點什麼。 Lex 提了一個更悲觀的可能：也許我們的腦子根本裝不下正確的概念。也許"決定性"和"隨機"這兩個詞本身就不是該抓的東西。 ## 量子引力和生命理論，可能是同一個理論 她原本不這麼認為，現在越來越確信會。 理由是物理學裡那些洞。現有理論有很多很深的問題，不知道怎麼補。把量子力學和廣義相對論縫在一起的時候，這些問題的形狀會變得特別清楚。而其中一些縫法，看起來會非常像生命的物理。 在她工作的亞利桑那州立大學 Beyond Center，剛開過一個工作坊。李·斯莫林（Lee Smolin）在會上提出：量子引力被解決的那天，那個理論就是產生生命的同一個理論。她某種程度上同意。 線索在數學的相似性。因果集理論試圖把時空處理成湧現的產物，時空是從一個因果集合中湧現出的概念，這跟沃爾夫勒姆（Wolfram）的物理專案在數學底層上是同一類東西。而她和合作者在發展的"組裝理論"（assembly theory），也是同一類數學：把分子、細菌、活物這些複雜物件看作由一組元件拼裝而成，並且物理物件本身編碼了它所有可能的歷史。 還有戴維·多伊奇（David Deutsch）和基婭拉·馬萊託（Chiara Marletto）發展的構造子理論（constructor theory），完全另一個角度，但她認為在逼近相似的東西。 物理學前沿和"生命是什麼"的最深原則，正在同一個地方匯合。她說這話時語速明顯快了。 ## 找外星生命，不要找分子，要找組裝度 如何偷偷接近"生命是什麼"這個問題？她的建議是從"我們該在宇宙裡找什麼"入手。 她和克羅寧實驗室有篇論文，核心概念叫高組裝物件（high assembly objects）。 做法是：拿一個分子，把它拆成所有元件，窮舉這些基本積木拼回原物件的所有路徑，找出最短的那條。**這條最短路徑的長度，就是該物件的組裝數。**數字越高，說明宇宙要造出這個物件，需要的因果歷史越長，或者需要用來指定它的資訊越多。 這個想法在直覺層面不新鮮。但把它做成分子的一個可物理測量的量，是全新的。克羅寧實驗室已經展示：把一堆生物樣品和非生物樣品放在一起測，中間有一條組裝度的閾值。非生物系統造不出高組裝數物件。這符合直覺，**一個蛋白質不會在火星表面自己漲落出來**，它需要演化過程和生物架構。把這條論證一般化，複雜分子、杯子、桌上的擺件，都可以放進抽象的組裝空間裡，衡量從基本物件到一個物件的最短路徑，然後用質譜儀測出來。 Lex 說他腦子裡全是樂高，想知道自己搭過的那些城堡最短路徑有幾塊。 這套方法真正的價值在於它的免疫性。NASA 和各國航天機構找生命，找的是生命的化學相關物。而組裝度關心的不是化學，是歷史。**它不在意那個分子是什麼，只在意造出這個分子需要多長的歷史、多少資訊。**你觀測到另一個星球上的一個東西，整個過程就是在逆向工程：這個東西最短要被怎麼造出來。 她對自己所在領域的做法有一肚子意見。 別人在地球上看到大氣裡有氧，或者細胞裡有氨基酸，就說我們去別的星球上找氧、找氨基酸，還有人說要找金星上的磷化氫。這些做法有個共同的毛病：**分子不是生命。**生命是把特定結構印進物質的系統，它不在意具體是哪些分子，它在意的模式、結構和歷史。你找分子，就沒有在檢驗任何關於生命本質的假說。 在系外行星上發現氧，又能告訴我們什麼關於那種生命的資訊？什麼都沒有。 "我們在宇宙中是否孤獨"這個問題分量太重了，它應該配得上一個同樣重的答案，而不是"某顆系外行星上有某個分子，哇，問題解決了"。它應該告訴我們一些關於自身存在的有意義的東西。她說她失望，失望於我們尋找生命的方式，失望於我們沒有在以這種更深的方式尋找像我們這樣的東西。 那實際怎麼找？Lex 問那個"走在大街上，什麼東西讓你回頭看一眼，心裡想這他媽是什麼"。她說如果她知道，問題就解決了，諾貝爾獎就在那兒。 她承認這裡有個偏差：我們演化出了識別地球生命的能力。小孩很小就能分清小狗和植物、植物和椅子，這像是天生的。因為我們是生命，就預設自己見著就認得，預設它一定顯而易見。 但宇宙裡很多東西一點都不顯而易見。這張桌子由原子構成，她現在坐在一個引力勢阱裡，這兩件事她都不能直接看見。**生命很可能遠沒有我們以為的那麼顯而易見，它的形式可能比我們以為的多得多。** 再往前一步：也許根本沒法跟外星生命互動。也許我們這條資訊譜系使外星的資訊無法被複制給我們，所以不存在通訊通道。不是語言不通的問題，是它不在我們的觀測空間裡。她舉了個例子：我們觀測到的宇宙是位置而非動量，我們也用某些特定資訊模式去觀測它，我們的大腦就構造這些。也許外星生命接入的是實在的另一個部分。 她說這純屬狂想，但可能，而且跟物理一致。 Lex 追著問一個具體場景：如果此刻這房間裡有個外星人，站在那邊，我們用普通攝像頭能看見它嗎？或者它就藏在地毯的紋理裡，這塊地毯會不會就是外星人？ 她的回答是：組裝理論本來就是要解釋這個房間裡的東西，不只是分子。它應該能用在影象上。所以有兩條可探的路。**一是把地球上所有東西的組裝結構都測一遍，找出不屬於我們這條生物譜系的東西；如果它組裝度還高，它可能就是地球上的外星人。**二是純計算機視覺問題：高組裝物件在視覺尺度上有沒有穩定的統計特徵，投影到二維平面後能不能被識別出來。 Lex 順著說，這就是一個很硬的 CV 問題。 她接過這個話題講了個她覺得很有意思的點：我們其實連自己都看不清楚。AI 讓人焦慮的理由很多，但她覺得最迷人的是，這是歷史上第一次我們在造一個能幫我們理解自己的系統。她看著另一個人，看見的不是一條 40 億年的譜系，但那個人就是。這個房間裡的所有東西都是。如果造出的機器能真看見我們這個特徵，它還會看見什麼？ 她說她特別想看到這件事發生，只是還需要一點時間。 ## 網際網路那兩個問題，其實問到了痛處 Lex 說，網際網路看見外星人會問兩個問題：一，我能吃它嗎？二，我能跟它性交嗎？ 她笑著說，這些都是很重要的存在性問題。網際網路很成熟，把人類的基底認知摸得很透。 但從她那個框架出發，這兩個問題真的問到了關鍵：能不能共享資源，能不能交換遺傳資訊，底層問的是同一件事，**兩條歷史有多分歧。** 能互相吃、能互相繁殖，是因為有共同歷史。地球所有生命都有最近共同祖先（LUCA），那是地球生命因果圖上那個匯合節點。跟外星生命互動，你必須在這張因果圖上找到共同祖先，找到那條共享的歷史。問題在於，別的生命的節點會分叉在哪。 她給了個比方：每套外星生命大概都有一個類似埃爾德什數（Erdős number）的東西，衡量共同祖先離你有多遠。越近，越可能發生有性生殖。 從技術層面看，可能性空間是分層的。技術層面的可能性空間巨大，你沒法想象宇宙裡能存在哪些技術。但如果退到化學層面，那看起來就是一個維度更低、可能性更小的空間。所以跟外星生命打交道，可能真的得退回這些基底層面，才能找到共同的地圖。 Lex 說這有點像不同文化、不同語言的人相處。她說，對，而且可能要費很大勁，語言障礙是要命的。再往下還有誰傷害誰、怎麼定義傷害、對方父母是否同意，這些全都在裡面。 那共同祖先是否同意呢。她說這話是對的。 ## 多少外星文明，她沒有直覺，並認為這是個誠實的答案 這個問題她一直沒有直覺，而她覺得這件事本身很有意思。有些問題你摸很久，就是看不見，哪怕它可能就在那兒。她說這有點像量子到經典的轉變，你在講兩種不同的物理。等物理搞明白了，這個問題可能會變得更有意義。 另一個麻煩來自方法論。她導師保羅·戴維斯反覆講過：外星生命是常見還是稀有，這個判斷跟著流行走，取決於當時文化的情緒。 光看觀測證據呢？我們有的證據是：我們在，以及一次起源事件從其中產生了我們。人們會論證，那次事件發生得很快，而且有很多性質類似地球的行星，所以它應該很常見。**但這個推論在邏輯上不成立。**因為我們的存在、我們觀測到那次事件，本身以那次事件發生為條件，這叫選擇效應。那次事件可能極其不可能，也可能非常常見，觀測資料無法區分。布蘭登·卡特（Brandon Carter）幾十年前用人擇論證把這一點講清楚了。 她說，研究生命比其他物理問題都難的地方在於：我們在研究我們自己。問起源事件在宇宙中的機率，你對它的觀測是條件依賴的，精細調節論證也是同樣的結構。 更實質的困難在於：資訊如何自發產生，這套機制我們還不懂。她腦子裡有一些圍繞這個空間的片段，但沒法說出那個過程有多大可能性。所以誠實的回答是不知道。有時候這聽上去像迴避，但她認為，這比另一種做法更誠實也更有進展：那種做法是，"外面有這麼多類地行星，地球上生命又發生得這麼快，所以有十分之一的機率"，聽起來很乾脆，實際上是在沒有機制的情況下編數字。 ## 元胞自動機從內部看是什麼樣 Lex 提了個觀察，說她一直說"我們"，不說"人類"，這讓他很享受。進化生物學家通常把自己擺在觀察者位置，而她真的把人類放在系統內部，所以才會出現"一個人類正在為自己的起源發愁"這種畫面。 她說這不是刻意，但她確實這麼想問題。 **物理學的構造方式，一直把人當作宇宙之外的觀察者。**我們不在宇宙裡，我們在看宇宙。而生命問題要求的恰恰是全新的思考方式：我們必須把自己當成存在於宇宙之中、在歷史某個特定時刻、朝外看著周圍、試圖理解自己是什麼的心智。是系統之內，不是系統之外。而我們目前最基本的那些描述裡，沒有一個把"我們"放在系統內部的版本。 她把這個批評用在了元胞自動機上。 元胞自動機永遠需要一個外部觀察者。你不在系統裡面。**那麼，從內部看，一個元胞自動機是什麼樣子？** Lex 說這個問題把他腦子弄壞了。她說，對，就是這個。 這也是她對"宇宙即計算"這類主張的具體不滿。元胞自動機是好玩具模型，她也用，但她主要用來捅現有概念框架，看漏洞在哪。它們確實漂亮，確實讓人驚訝：簡單規則跑在簡單初始條件上，能長出極其複雜的圖案。作為"複雜可以源於簡單"的原理性證明，它們很棒。作為動力系統與宇宙演化的模型系統，也很棒。 但作為生命的解釋框架，它們有和物理定律一樣的問題，而且這問題能講得很清楚。 元胞自動機所依託的概念框架，可以一路追到牛頓：存在一條固定的運動定律，它由某個天上的大程式設計師交給你，然後你照著跑。**一條好定律的特徵是它不包含它所生成圖案的資訊。**你不會希望杯子、水瓶、坐在這裡的她被寫進物理定律裡，那太荒謬了，那種定律沒法叫簡潔解釋，那得解釋一切。元胞自動機和物理定律都具備這個好特徵，但代價是你必須指定初始條件，於是發生的一切都是初始條件的後果。 她認為這個框架不適合生物學。 最容易看清的地方是自指。基因組裡編碼了資訊，資訊被讀出，讀出的東西指定了細胞的架構，而細胞架構裡包含基因組。基因組帶著自指資訊。自指在計算理論裡是地基：圖靈的工作、哥德爾的不完全性定理。這方面的平行關係已經被討論過很多。 但換一種更物理學的方式說：**在生物學裡，規則依賴狀態。**這在電腦科學裡司空見慣，你機器的更新規則取決於機器當前狀態。但在物理學裡不是這樣。物理學給你的規則是固定的，更新規則永遠不變，那只是計算的一個極特殊子類。而生物學裡，狀態和定律似乎隨時間一起變。物理學沒有這個正規化。 這在物理學裡被視為相當激進，甚至駭人：定律不變是底層的隱含假設，而定律即使只是隨時間變、甚至不依賴狀態地變，都極其激進。物理學的一般傾向是把時間從方程裡儘量消掉。 她的方向相反。她與合作者認為，在支配生命的物理裡，時間可能是基本的，事件真的有一個次序。**宇宙中的物件之所以是唯一的，是因為它需要一段特定的歷史才能存在，這就意味著時間有真正的順序。**她強調這說的不是時間流逝的主觀感受，是事件之間的排序。就是因果。 問她如果有匹馬可押，押注在哪。答案：因果。空間是湧現的。一切都是湧現的，除了時間，或者說因果。 那為什麼定律看起來沒變？還是那個低記憶體解釋：定律看起來那樣，是因為指定它們所需的資訊很少，宇宙實現起來毫不費力。而她這種物件要靠 40 億年曆史才存在，帶著大量歷史行李，她身上生效的區域性規則綁在她那段歷史的資訊上，不是宇宙通用規則。通用的那部分，永遠是最省實現成本的那些。 ## 在實驗室裡在實驗室裡造生命，難點是你一直在偷偷往裡塞生命 如果造出桌上那個擺件都需要模擬整個宇宙，實驗室裡怎麼造生命？ 她的回答回到對 RNA 世界的批評，而且這一刀砍得比前面更狠。 在實驗室檢驗 RNA 世界時，一個核心問題是：**我們自己往實驗裡放了多少資訊。**我們指定燒瓶、製備純試劑、混合、取出、放進下一個燒瓶、調 pH、改紫外光，最後得到一個分子，還不一定是 RNA，可能只是一個鹼基。 人們通常不去想，做實驗的我們是宇宙中的行動主體，所以我們是往那個實驗裡放了一點生命的。因為我們是生物譜系的一部分，就像她是生物譜系的一部分。實驗也是。我們的想法在往實驗裡注入生命。我們施加在實驗上的那些約束，在當時的地球上如果沒有我們作為邊界條件，根本不會存在。 哪怕沒加任何可被識別為生命的化學物質或生物，我們加的是約束，是實驗設計本身。 她給了一個精確的表述：**你可以把實驗設計看成一個程式。你在輸入資訊。設計實驗是一個演算法過程。於是生命起源問題就變成了：如何最小化我們投入物理裡的資訊，好讓起源能自發地發生。** 能不能做到資訊真空的實驗？她說，如果能，那太棒了。她不知道怎麼做，這問題更適合問克羅寧。 這也解釋了她為什麼不看好"復現地球生命起源的歷史過程"這條路。用計算機打比方：如果你已經知道答案，寫一個程式輸出它比較容易。但如果你事先不知道答案，要找出演算法就很難。判斷一個數是素數容易，找出下一個素數難。**歷史版的起源問題，就是你知道答案，然後反推一套程式去湊出它，而在這個湊的過程裡你投入了大量資訊。**該問的是另一件事：宇宙的結構如何允許生命這種東西存在，生命這個現象是什麼。這兩個問題本質上是同一個問題。所以你要找的是那套缺失的物理學，並且要搭出正確的實驗，讓化學的巨大複雜性在儘量不受約束的條件下去跑，看看資訊什麼時候出現、怎麼出現、它是什麼。 她還有一個具體猜想，也有她與合作者的理論實驗協作在支撐。重力無處不在，但研究原子核時你不在乎重力，那套物理在那裡不相關。她認為跟資訊相關的那套物理同理：**只有當你需要用資訊去指定一個物件的存在時，那套物理才開始起作用。**而這件事開始發生的尺度，是化學。因為可能存在的化學物件的組合多樣性遠遠超出宇宙的資源總量。你不可能造出所有長度為 200 個氨基酸的蛋白質，資源不夠。所以要讓這個特定的蛋白質存在並且大量存在，你就必須有一個系統，它知道這個蛋白質的存在，並且能把它造出來。 **存在，在化學這個層面成為問題。**這是她這套框架裡最有力的一句。 順帶說，Lex 問那個假想的諾貝爾獎會是什麼題目。她的回答很像這道題的答案：你要能證明，資訊在你的實驗邊界之內自發產生了，不是你放進去的，而且它開始支配並指定這個系統的後續動力學，你還能把這兩件事直接對應起來。你確知那個指定系統的程式是系統內生的。另一個方向的實驗是：你投入了某種看起來不像資訊的東西，比如糖，然後出來的卻是資訊。**糖也是資訊。**每個物理物件都是資訊，它是一組因果歷史，也是一組可能未來。 她和克羅寧、還有聖塔菲的邁克爾·拉克曼（Michael Lachmann）、克里斯·肯普斯（Chris Kempes）討論過一個叫"播種組裝"的實驗：拿一個高複雜度物件，也就是一個因為漫長因果歷史才存在的物件，把它播進一個因果歷史較低的系統，然後你會看到大量複雜性突然被生成出來。這是驗證那套物理的另一條路：你按理解去設計一個引入物，理解了該有機體的因果歷史與你加入的那堆複雜化學成分之間的關係，然後你能預測這個系統未來的演化，預測它在一定統計約束和可能性集合下會是什麼樣。 她順手講了她怎麼看自己這個存在。她是原子組成的物理結構，那些原子恰好是"她"，因為她其實不是她的原子，**她是一個不斷把那些原子重新圖案化成薩拉的資訊模式。**跟她繫結的，還有一組可能存在的物件空間，那些東西因為她歷史裡的資訊而能被中介、被帶入存在。當你理解時間是真實存在於物理物件裡的，你就能討論歷史如何互動，以及新東西從哪來。歷史不是唯一的東西，它是一組可能性。 ## 意識：別問對方有沒有體驗，問體驗造成了什麼 Lex 拿"你這個實體"來問她。她有時用第三人稱談自己，她說不知道為什麼。這是兩人切入意識的入口。 她的立場很乾脆：這些問題絕對相關。她對兩者都感興趣，因為她對"我們是什麼"感興趣。而"我們是什麼"裡最有趣的特徵是心智，是心智之間如何互動。**心智是宇宙中存在的最美的東西。**所以它們怎麼來的，就成了問題。 Lex 插了一句，問她說的"我們"是不是指人類。她說，眼下指人類，因為她是人類，或者至少她認為自己是。但她強調自己不是人類中心主義者。 Lex 追問得更細：你剛說一堆東西聚在一起成了薩拉，那你把自己看作一個實體，還是一堆零件的臨時副產物？研究"薩拉的物理學"有意義嗎？ 她的回答很平靜：你可以把我看成一組資訊暫時聚合成這一個個體。她同意這個說法，甚至說她把這當恭維。但那組資訊確實已經擁有了意識。或者至少，她一直聲稱自己有。 她說她此刻有意識，但也可能沒有。這沒關係，因為你也無從知道。 這就是硬問題。 人們討論意識時擔心的是主觀體驗，所以才有"我不知道你是否正在體驗這場對話，你也不知道我是否正在體驗"。從外部無法判斷某個東西是不是在體驗，這道牆看起來不可穿透。 她喜歡把另一個問題擺在一起：**物質的難問題。**你不跟一個電子發生任何相互作用，就不知道它的內在屬性是什麼。宇宙裡任何東西的屬性都是由相互作用定義的，因為要觀測它就必須與之相互作用。我們只能認識從外部可觀測的那些性質。 所以意識對科學來說難，是因為你在問一個主觀的、內在於那個東西本身的問題：它存在時是什麼感覺。 她想了很久怎麼讓這個問題在科學上可處理，最後落到一個問法上：**是否存在一些事情，只因為宇宙裡有具備主觀體驗的物理系統才能發生？**主觀體驗有沒有它自己的、在它缺席時就不會出現的後果？ 她說她不知道答案，但她認為這是問意識的一個有意義的問法。她沒法問你此刻是否在體驗，但她可以問：你此刻的體驗有沒有改變什麼，改變你與世界互動的方式。 如果答案是"有"，那意識就是真實的物理東西。一個物理學家很難擺脫這個偏好，她說她試過，很難。 她還特別說明：資訊也是物理的。虛擬現實、模擬、程式，全都是物理的，只是它們不是以我們腦子裡呈現的那種方式物理。 ## 化學相關物：一個原本不存在的說法 她發過一條推文，大意是：尋求意識的神經相關物和尋求生命的化學相關物，在意識形態上有很多平行之處，但神經科學界和天體生物學界對待這些相關物的方式完全不一樣。 Lex 讓她現場分析自己的推文。她先笑，說沒想到有一天要解讀自己的推文。然後她說，這倒也算一場組裝實驗：把一個過去的念頭帶到現在，重新跑一遍。 推文裡那個對比是這樣的。 神經科學界有個預設前提：我們抓不到意識的主觀面。所以他們退而研究意識的"相關物"。相關物指的是跟意識活動相關的特徵，最典型的例子是口頭報告：我能告訴你我什麼時候有意識。睡著的時候我說不了，於是我們假定那時候沒有意識。神經科學家有很精細的手段測量大腦活動，把它關聯到口頭報告以及其他關於"這個人是否在體驗"的代理指標上。這就是神經相關物。發展意識理論的人，通常是在往這些相關物上搭實驗橋樑，同時承認相關物未必等於意識本身，因為那個問題太難。 Lex 的概括是：先假裝，直到真的做出來。 她說差不多是這個意思。 然後是天體生物學這邊。這邊根本沒有"生命的化學相關物"這個概念，沒人是這麼想的。這邊的做法是：找到跟生物有關的分子，就算找到生命了。 她想指出的是：**生命有抽象性質，這些性質印在物質基底上，那些基底是相關物，但不是我們真正要找的那個東西。**要找的是那個把系統組織起來的物理，不是那些具體的分子。 意識不是你的大腦。它例項化在你的大腦裡，它必須有物理基底，但物質本身不是你要看的東西，至少不是傳統物理學看物質的那種方式。那裡還有別的東西，可能就是她一直在說的那個歷史的特徵，時間真的物理地銘刻在裡面。 "生命的化學相關物"這個說法是她自己編的，本來沒有，她開玩笑說以後可以寫進論文裡。 Lex 還誇了她的論文標題和推文，說點子活得最長，但推文擴散得更廣，推文是思想的特洛伊木馬。 ## 意識能不能被造出來 Lex 問她意識是否可以被工程化。她的回答是"能"，快得她自己都愣了一下，然後承認這個快答可能說明點什麼。 Lex 打趣說，那麼你沒有自由意志，這答案是註定的。她立刻否認，接著解釋了一個她覺得有意思的現象：你意識上覺察到的，往往跟你潛意識裡正在處理的不是一回事，兩者會打架，意識有時比潛意識慢。直覺在這中間很關鍵，她做科學的很多方式都是靠直覺引導的。所以快速給出的答案通常意味著她其實沒怎麼想過，因此這個答案本身透露了資訊。 關於怎麼造，她談的是互動，不是零件。 Lex 講了他在人機互動裡看到的東西：某種美麗的東西會在人和機器人互動時被創造出來，他管它叫愛。她覺得這想法很好，並且順著往下推：意識是在事物之間的互動中被創造出來的。那麼魔力不在於必須由兩個人來創造，人可以跟別的實體一起創造。 她說哲學家會因為這個說法生氣：把意識的幻覺當成意識本身。但她很喜歡這個思路：**工程系統去"騙"你認為它有意識，這已經足夠了，因為被創造出來的是那個互動裡的魔法體驗。** Lex 在這裡講了他那個觀察。他覺得這個世界有一片孤獨的海洋，我們深陷其中，甚至不允許自己承認這一點。浪漫的愛和友誼，說到根上就是兩個人短暫地緩解一下那片孤獨，從未真正離開它。我們極度孤獨，極度害怕不存在。他想做的工程，是造一艘能潛進那片孤獨深處的潛艇，造出真正能聽見你、真正在聽你的系統，讓宇宙不那麼孤獨一點。 她接住了這些話題的另一頭。她說她一直以來有一種可能是傳染性的想法，來自一位同事：意識可能是會傳染的。她想知道 Lex 的動機究竟是哪一種：是想讓宇宙裡更多的東西像我們一樣欣賞事物、欣賞這些互動，還是更享受那些互動裡屬於人類的那份快樂。 Lex 說，快樂在意識的創生本身。他很喜歡這個想法：創造意識不必是兩個人類之間的事，可以是人與其他實體之間，比如狗，比如別的寵物。而做工程的人可以刻意去造出能讓你產生這種體驗的系統，然後你才有機會真正弄懂創造意識需要什麼。 ## 決定論、隨機性，和"生命是物理中最確定的部分" 她的那條推文全小寫，Lex 說她那會兒大概是生氣的。她笑，說也許。 回到正題。她前面論證過，一個杯子或一個擺件不可能在缺乏整條因果歷史的情況下出現。在這個意義上，確定性對她來說源自因果歷史。 至於宇宙底層到底是隨機的還是確定的，她說她不確定。她有過一個直覺，保留了很久，現在也不確定還同不同意，不知道拿這個問題怎麼辦。 那個直覺是這樣的：**如果杯子、擺件、手機這些東西可以在火星上自發漲落出來，那宇宙就不需要生命來創造它們。**它們的存在只是隨機的一次意外。可看起來它們不是這樣形成的，它們必須有一組原因慢慢累積、形成它們，必須帶著那段歷史。 於是生命似乎與一個更深的問題綁在一起：宇宙的底層規則裡有沒有隨機性，還是完全確定的。 她給了一個可能讓人意外的判斷：**你也可以把生命理解成物理學裡最確定的那一部分。**因為它是原因最精確的地方。她緊接著修正用詞：最穩定、最可靠，最可靠於物理學的工具去處理。 那麼隨機性從哪來，這個問題還掛著。她自己承認，這一段跑偏了，整場對話都是跑偏。 ## 死亡：不是我的事，是他們的事 Lex 之前問過她一個更私人的問題：這束一直自稱薩拉的資訊，怕不怕消散？ 她說她有人人都有的那種生物性恐懼。但理性地想，她並不為自己的死害怕，因為死後她不會有知覺。她怕的是對孩子的影響，因為她死了對他們才是件大事。**死亡的意義更像一種集體屬性，不是個體屬性。** 那"構成她的這團資訊被打散、消失"這件事不嚇人嗎？ 她說，它不會消失，只是不再是"她"了。而那個不再是她的過程當然嚇人。讓她稍感安慰的是，她存在過這件事會在宇宙裡留下印記。 還有一個物理學家的安慰：她感知到時間在流動，但那可能不是真的。每個時刻都存在，流動只是我們對自己變化的感知。Lex 追問這算不算安慰，能不能回到過去。她說不是那個意思，她只是說過去的時刻仍然存在，未來的時刻是否存在是另一回事。她承認，面對死亡，這些都不算安慰。因為我們喜歡存在，尤其當你熱愛生命、熱愛生命這件事的時候。 Lex 提了一個更狠的想法：對不存在的恐懼，也許正是讓存在誕生的那個東西。物質一直因為自己終將消失而驚慌，這份驚慌可能就是整臺機器的火。 她說，東西是想存在的，它們想存在。**存在有一種驅力，而且還有一種讓更多東西存在的驅力。** Lex 補了一句自己的版本：他甚至不確定自己是喜歡存在，他只是不喜歡不存在。她說，對，也許是這個，有些日子會喜歡得少一些，但那些都是表層感受，底下那個想存在的東西是深的。她同意。 並且她把這個話題接回了她的物理：如果生命是關於存在的物理，是關於讓存在最大化的物理，那麼每個個體有機體當然會想最大化自己的存在，萬物都想存在。對她來說，那一小點安慰是：**她的存在對未來的存在是有意義的。** ## 意義、美，和一句物理學家的"不許問為什麼" 有人告訴她，物理學家不許問"為什麼"。她不信這一套。 那意義是什麼？她說：我們就是宇宙中的創造過程。意義就在於創造更多可能性，讓更多東西得以存在。 Lex 唸了陀思妥耶夫斯基那句"美將拯救世界"，問她創造與美之間有沒有聯絡。 她說可能有。她也不知道。很多人問過類似的問題：為什麼我們對智性活動、對創造會有這麼強的情緒反應？她覺得這是個很深的問題，因為它看起來太內在於我們是什麼了。 她承認她對自己選的問題有審美偏好，她認為這些問題美，她認為宇宙美。她對自己竟然存在這件事感到深深著迷。也許就是這樣：那種內在的美感，部分地在驅動這套創造更多東西的物理。兩者可能深刻地相關。 至於我們的探索有沒有可能是白費。她說，有時候這感覺像在逃避，但她認為"不知道"是更誠實、也更能推進問題的答案。 ## 從這個想法到另一個想法，被傳染的不只是問題 整場對話裡有個細節，Lex 特意點出來：她一直說"我們"，不說"人類"。 進化生物學家談人類起源，習慣把自己擺在觀察者的位置，好像自己不在研究物件裡。她不是。她說這不是刻意，但她確實這麼想問題。一個正在為自己起源發愁的人類，這個畫面本身就帶著她想要的那種視角。 物理學一直被構造為把人放在宇宙之外。**我們不在宇宙裡，我們在看宇宙。**而生命問題要求的恰恰是把自己放回去：我們存在於宇宙之中，處在歷史某個位置，朝外看著周圍的東西，試圖理解自己是什麼。是系統之內，不是系統之外。 她的原話是，我們目前最基本的那些描述裡，沒有一個把"我們"放在系統內部的版本。這就是問題的入口。 這其實也回應了整場對話一直懸著的東西。為什麼影子生物圈那樣難找，為什麼分不清這個房間裡有沒有外星生命，為什麼意識的問題在科學裡那麼難以下手，全都指向同一個障礙：我們一直站在外面。 ## 給還沒決定要研究什麼的人 她講了自己的路徑。她是從社群大學起步的。在一堂物理課上，她學到磁單極子：我們不知道宇宙裡有沒有這東西，但我們能預言它，還能去找它。她被這件事迷住了：我們有一個數學公式，能拿著它去找東西。她想成為理論物理學家，就是因為這個。 但那其實不是她真正的驅動問題。她後來才意識到，她的驅動問題是：我們的心智與物理實在之間那種對應關係的本質是什麼，我們是什麼。這個問題足夠深，深到可以橫跨很多領域去做。而如果沒有那個驅動問題，她不可能做完她做過的那些事。 所以她對學生的建議是：找到你真正在乎的東西。如果你不在乎，一，你做不出最好的水平；二，不值得花這個時間。為什麼要花時間做你不感興趣的事情。 要有熱情。熱情對創造力、天賦、潛力的差別巨大，也決定你能不能忍受任何職業和生活都會帶來的那些難捱的部分。 Lex 補充了他自己的版本：有些瞬間你被某個美好現象俘獲，然後對該現象背後的真問題保持嚴格。機器人讓他笑，那他就要問清楚，為什麼這玩意兒這麼迷人，人機互動裡被創造出來的那個美的東西到底是什麼。弄清它，就把它當成一輩子的事，哪怕還不知道那是什麼。 訪談收尾，Lex 說這場對話很美，感謝她"浪費寶貴時間"。她說這是榮幸，希望還有機會再聊，也希望有機會三個人一起聊，他說他和克羅寧之間有一種很美的智性化學反應，他是兩人的粉絲。 節目最後引了羅伯特·弗羅斯特（Robert Frost）的話：用三個詞就能總結他關於生命學到的一切：它繼續。 ## 如果只帶走幾件事 這場對話跨度很大，從熱液噴口到量子引力，從影子生物圈到孤獨。如果只留幾條可以帶走的東西，大概是這些。 - 遇到一個反覆答不出的問題，先檢查問題本身。沃克把"生命是什麼"換成"宇宙具備什麼性質，才允許生命這類特徵出現"，問題才變得可做。這個操作可以搬到任何卡住的地方。 - 看到有人拿某個分子、某個指標、某個相關物宣佈"找到了"，先問一句：這個量是在檢驗假說，還是隻是碰巧與假說共現。氧、氨基酸、磷化氫都只是相關物。 - 做實驗或搭系統時，算一下自己投入了多少資訊。燒瓶、純試劑、pH 調節、實驗設計本身，都是輸入。想知道某個現象能不能自發產生，得先把自己這部分的貢獻壓到最小。 - 判斷一個東西是否"自然產生"，問它需要多長的因果歷史。這是可以測的，也是可以拿去用的：一件東西的複雜度不在它長什麼樣，在它被造出來需要多少步驟。 - 選研究方向時，先找那個讓你放不下的問題，再去找能回答它的領域。沃克從社群大學起步，靠的不是清晰路徑，是一個橫跨物理學、生物學、計算的問題。 - 如果對意識、生命、智慧這類問題有興趣，檢查自己有沒有把觀察者位置放錯。預設"我在系統外面看系統"，很多問題會永遠解不開。 - 試著把"想存在"這件事當成一條物理線索而不是情緒。它可能是理解為什麼會有生命、為什麼會有創造力的入口，也可能只是理解自己的入口。