外星生命、引力波與熵:從資訊與能量的角度探索「生命」的本質

人類對「外星生命」的好奇從未停止過。但我們是否太習慣以地球為模板,認為生命必須由碳構成、依賴水存活、具備細胞?如果我們換個角度,從能量與資訊的觀點出發,會不會打開另一扇探索宇宙的窗?

🌌 引力波:宇宙中的另類通訊信號?

近年來,引力波的發現讓我們首次「聽見」宇宙在時空層面的震動。這種現象不依靠光或電磁波,而是透過時空本身的擾動傳播訊息,源自黑洞、中子星等極端天體的劇烈活動。

這讓人產生一個發人深省的問題:如果宇宙中存在外星文明,他們會使用什麼方式傳遞訊息?只有無線電波嗎?還是可能有我們未曾理解的通訊形式?

在假設外星文明科技遠超我們的前提下,他們可能已經掌握或甚至創造出操控或辨識引力波訊號的能力,而這種訊號在人類尚未發展出相對應技術之前,自然難以察覺。

🔥 熵與生命:為何生命是宇宙中的異數?

宇宙的自然趨勢是「熵增」──也就是無序化、不確定性提升。星體最終會熄滅,能量逐漸均勻擴散,整個宇宙朝著熱寂邁進。

但生命卻恰恰相反。

它吸收能量、排出雜亂物質,維持自身結構穩定。無論是一朵植物、一個細胞,還是一個人類社會,生命都是在與熵增抗衡的系統

這種現象有幾個特徵:

  • 能主動調整自身以適應外部環境。

  • 維持有序結構並排除雜訊。

  • 以最低的能耗完成複雜的資訊處理。

換句話說,生命就像是一個持續在進行「局部熵減」的資訊處理機器

💻 資訊處理與生命行為:有意識的運算

將生命視為一種資訊系統,是當代科學中一個越來越受到重視的觀點。這樣的系統通常具備以下能力:

  1. 感知輸入:像是感覺器官、化學受體或天線。

  2. 處理與儲存:如神經網路、大腦或演算法。

  3. 作出反應:例如行為表現、生化反應或能量轉換。

這樣的模型,不僅適用於人類與動物,甚至也出現在某些非生物系統中,例如人工智慧或複雜的自動化裝置。資訊輸入、處理與回饋的行為,是生命存在的一個潛在共通語言。

當我們未來在宇宙中觀測到某個系統展現出這樣的訊息處理行為時,即使它與我們完全不同,我們也許就可以合理推論它是「生命」的一種形式。

🧬 不同形式的生命與辨識方法

如果我們放棄生命必須長得像地球生命的想法,那麼我們該怎麼判斷一個系統是不是「活的」?

以下是幾個可能的標準:

  • 能持續處於非平衡狀態:表示它有內部能量與外部能量交換機制。

  • 對環境具備適應性:它不是被動,而是根據輸入調整行為。

  • 展現出資訊儲存與回饋:像是記憶或學習,這與許多動物或人工智慧類似。

  • 有系統性地排除雜訊、保持秩序:這與熵減密切相關。

換句話說,只要一個系統能穩定地抵抗熵增、主動地管理資訊流動與能量使用,它就可能是生命的一種。

🔭 面向宇宙的搜尋:如何尋找這些生命?

目前的外星生命搜尋方法多半是檢測大氣組成、水的存在、或者無線電波訊號。但這些方法其實非常「地球本位」。

如果我們改以「熵與資訊」作為基礎,有可能拓展出以下搜尋策略:

  • 分析星球系統中的能量流動是否顯著偏離自然熱力學趨勢。

  • 尋找非隨機、具結構性的訊號(不只是週期性,而是像語言一樣的變化模式)。

  • 偵測具有適應性變化的環境系統,例如大氣層主動調整組成或地表結構定期變動但不受天文因素主導。

這些現象若非自然結果,就可能是「某種智慧」的表現。

✨ 結語:用新語言理解生命

從引力波到熵,再到資訊處理,我們開始有能力以更抽象也更普世的方式,來思考「生命」這個詞的真正含義:

生命,也許不只是一堆碳、水與細胞,而是宇宙中某些特殊的能量與資訊結構在與混亂對抗、在維持秩序、在理解自身。

這種理解,不僅讓我們能更開放地探索外星生命,也重新照見了我們自身的存在。


參考文獻:
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