一项新的研究报告称，科学家们已经发现了一种“缺失的自然法则”，这可能解释宇宙中不断进化的系统的进化，包括恒星、化学物质和生命。
所谓的“增加功能信息定律”预测，所有进化的现象都服从于优先考虑重要功能的自然过程，例如稳定性和新颖性，从而使系统的发展具有增加的秩序和复杂性。这种独特的方法可以帮助解释为什么许多宇宙过程会随着时间的推移而演变，从化学成分比它们的前身更丰富的恒星，到地球上比它们的祖先更复杂的生物形式。
我们的宇宙在很大程度上对我们来说仍然是一个谜，但科学家们已经能够确定一些关于它的特性的关键观察结果。例如，艾萨克·牛顿的运动定律描述了物体和物理力之间的相互作用，而热力学定律揭示了温度、能量、熵和其他物理量随时间的变化。此外，查尔斯·达尔文的惊天动地的进化论，引入了自然选择等概念，构成了现代生命科学的支柱。
现在，由卡内基科学研究所(Carnegie Institution for Science)的天体生物学家和行星科学家迈克尔·王(Michael Wong)领导的科学家们提出了一种新的自然法则，试图用一种被称为功能信息的复杂性测量来解释不断进化的系统。周一发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)上的一项研究称，研究人员通过寻找进化系统之间的等价性，发现了“一条潜在的‘缺失法则’”，并“表明所有进化系统——包括但不限于生命——都是由不同的组成部分组成的，这些组成部分可以组合成构型状态，然后根据功能选择支持或反对。”
“我们看到，在宇宙中，如此丰富和复杂，如此多的进化系统，但我们似乎没有一个自然法则来充分描述这些系统存在的原因，”Wong在电话中告诉Motherboard。
他补充说:“这篇论文，以及我为它感到骄傲的原因，是因为它确实代表了科学和科学哲学之间的联系，这可能为我们为什么看到宇宙中所看到的一切提供了一个新的视角。”
这项新研究源于Wong和资深作者Robert Hazen之间的非正式对话。Robert Hazen是卡内基大学的矿物学家和天体生物学家，是矿物演化方面的权威专家。多年来，这对夫妇一直在推测自然“缺失法则”的可能性，这可能解释了许多自然系统中令人眼花缭乱的新结构的出现，比如生物体或矿物排列。
Wong和Hazen召集了具有不同科学和哲学背景的专家，通过寻找随时间进化的自然系统的普遍特征来解决这个问题。该团队确定了这些系统的三个关键特征:静态持久性、动态持久性和新颖性生成。
静态持久性表明，根据定义，进化的系统必须足够稳定，以便在长期内经历进化变化。动态持久性是产生许多不同排列的能力，无论是驱动生物进化的基因突变还是不同矿物质中出现的各种特性。新颖性产生指的是选择压力倾向于能够发明全新功能的系统。
总之，这些特征描绘了一幅进化系统的肖像，这些系统的功能信息随着时间的推移而增加，这是它们增加秩序和复杂性的衡量标准，是“时间不对称”过程的一部分。
“现在，我们唯一知道的时间不对称的自然定律是热力学第二定律，它简单地描述了封闭系统如何走向平衡，走向越来越高的熵，”王解释说。“我认为，仅凭这一点可能不足以解释我们在宇宙和日常生活中看到的丰富性和复杂性。”
“我们提供的东西与热力学定律没有任何冲突，”他补充说。“我们提出的法律与我们迄今为止所阐述的所有其他自然法则相一致，并为其增加了一些新的东西。”
除了概述这一新定律的一些基本原则外，Wong和他的同事们还建议，在土星卫星泰坦的奇怪地形中，或者在现代人类社会的出现中，或者在人工智能(AI)技术中，可能会找到支持他们工作的经验证据。
Wong说:“现在我们正在进入人工智能的这个美丽新世界，功能信息定律，或者信息如何影响物理系统，对于理解这些人工智能系统最终将如何进化和与我们交互，以及它们将如何影响社会，可能真的很重要。”
他继续说道:“这是非常投机的，因为谁知道未来几年人工智能会发生什么?”“但我认为，信息肯定是其中的核心，试图理解信息的合法性质可以帮助我们尝试理解我们的社会正在发生的事情，因为我们拥抱、合作和经历了这场人工智能革命。”
研究小组希望这项新研究能引发跨领域的讨论，探讨控制进化系统的新总体规律的可能性。虽然研究人员主要关注恒星、矿物和生物系统，但他们认为，在我们的宇宙中，类似的进化形式可能存在于各种意想不到的环境中。
“对我们来说，进化并不局限于生物进化，这当然是一个光辉的例子，我们可以看到进化发生在许多不同的物理和化学系统中，”王说。
他总结说，下一步是与“计算机科学、生态学、发育生物学、甚至医学和制药领域的人合作，试图理解这一规律如何适用于其他系统，无论是自然的还是人工的。”
