科学家提出，宇宙中一切事物复杂度随时间增长，这一新理论挑战传统进化观，暗示智能生命可能普遍存在，引发热议。

为何宇宙中的一切都在变得更加复杂？这是一个令人着迷的问题。1950年，意大利物理学家Enrico Fermi在与同事探讨外星生命时提出了著名的“费米悖论”：如果宇宙中存在智能文明，它们应该有足够的时间遍布星际，可我们为何看不到它们的踪影？有人猜测，外星文明可能在成为星际旅者前就自我毁灭了。但还有一种更简单的解释：智能生命极其罕见，我们人类只是宇宙中极少数的例外。

然而，一支由矿物学家Robert Hazen和天体生物学家Michael Wong领衔的跨学科团队提出了截然不同的看法。他们认为，宇宙中存在一条类似热力学第二定律的自然法则，推动所有事物的复杂度随时间不断增加。如果这一理论成立，复杂生命，甚至智能生命，可能远比我们想象的普遍。

这一想法源于2003年，生物学家Jack Szostak提出“功能信息”概念，试图量化生物分子如蛋白质或DNA的复杂程度。他发现，衡量复杂度的关键不在于分子序列的随机性，而在于它们能执行的功能。例如，RNA分子中，有些能牢牢绑定特定目标分子，而功能信息就衡量有多少其他分子能同样出色地完成这项任务。Szostak通过实验验证，随着分子不断优化，功能信息会逐渐增加。

Hazen被这一想法深深吸引。他在研究生命起源时，意识到区分“生命”与“非生命”可能是个伪命题。化学反应在矿物表面发生，可能是生命诞生的关键，而功能信息或许能揭示从简单到复杂的演化过程。2007年，他与Szostak合作设计了计算机模拟，通过算法演化计算功能，果然发现功能信息会随时间自发增长。

但这一理论沉寂了多年，直到2021年Wong加入团队，两人才找到突破口。Wong曾对寻找外星生命的方式感到失望，他认为我们对“生命”的定义过于狭隘，可能错过了完全不同的演化路径。他们召集了来自物理学、哲学、生物学等领域的专家，试图从更广的视角审视复杂度的增长。

在他们看来，生物进化只是宇宙普遍规律的一个特例。无论是矿物、化学元素，还是星系，复杂度都在增加。以矿物为例，地球历史上形成了越来越多的复杂矿物，而在土星卫星泰坦上，富含碳氢化合物的环境可能孕育出像石墨烯这样的复杂结构。宇宙大爆炸后，最初只有简单的夸克，随后形成氢、氦等轻元素，直到恒星核聚变产生碳、氧等更复杂的元素，乃至超新星爆炸诞生重金属——这一切都指向一个方向：功能信息的积累。

然而，这一理论并非没有争议。批评者认为，将“功能”概念扩展到非生命系统有些牵强。功能信息不仅因环境而异，还难以精确计算，因此有人质疑这一理论是否可验证。相比之下，达尔文进化论虽能解释过去生物的变化，却无法预测未来，而新理论试图填补这一空白，勾勒出宇宙未来的可能性。

更引人深思的是，复杂度的增长并非总是平缓的。生物进化中，细胞核的出现、多细胞生物的诞生、寒武纪生命大爆发、神经系统的形成，甚至人类的出现，都是复杂度突飞猛进的时刻。这些“跃迁”仿佛打开了全新的可能性空间，正如Wong形容的“登上新的一层楼”。例如，生命诞生之初，分子需要长时间稳定存在，但当分子形成自催化循环后，动态稳定性取代了热力学稳定性，规则彻底改变。

功能信息的独特性在于其语境性。RNA分子绑定不同目标时，功能信息会随之变化。这与生物进化中“旧物新用”的逻辑不谋而合——羽毛最初并非为飞行而生。进化不断创造新的可能性，而这些可能性在早期甚至无法想象。3亿年前的单细胞生命汪洋中，绝无可能突然冒出一头大象，复杂生命需要一系列特定的创新铺垫。

物理学家Paul Davies认为，生物进化之所以不可预测，是因为它具有自我参照性：新物种的出现改变了现有物种的生存环境，催生更多可能性。这与物理系统不同，哪怕银河系有亿万颗恒星，它们也不会自我改变规则。植物发育生物学家Marcus Heisler指出，复杂度的提升为简单生物无法企及的新策略提供了空间，这种开放性正是生命的神奇之处。

Hazen进一步设想，当复杂认知加入其中，系统的可能性将呈指数级增长。技术进步让人类超越了达尔文式的进化，一个制表匠若能“看见”，制作手表的效率将远超盲目的摸索。然而，是否复杂度的必然增长意味着生命、意识甚至高等智能在宇宙中不可避免？进化生物学家Ernst Mayr曾认为，人类水平的智能极不可能再次出现，因为它在地球生命史上仅出现一次。但Hazen团队认为，一旦生命出现，复杂度的飞跃可能是必然的，智能或许并非特例。

为了验证这一理论，Wong提出在 astrobiology 中寻找线索。地球生命倾向于选择特定有机分子，如葡萄糖，而非随机生成，这可能是自然选择的结果。在其他星球上，类似的“非随机”分子分布可能成为生命存在的证据。此外，Hazen看到理论在癌症研究、土壤科学甚至语言演化中的潜力。例如，癌症细胞的演化更像功能选择，而非传统的适应性竞争。

尽管功能信息难以精确量化，Hazen认为这并不妨碍我们理解其概念，就像我们无法精确计算小行星带的动态，却能成功导航飞船。无论功能信息最终是否成为解开复杂性之谜的钥匙，科学家们对进化、时间方向和宇宙命运的探索已然掀起波澜。这不禁让人联想到热力学初创时，从蒸汽机效率到揭示时间之箭的壮阔历程。或许，我们正站在又一场科学革命的起点。

本文译自 Quanta Magazine，由 BALI 编辑发布。