本文来自微信公众号： 范阳 ，编辑：范阳，作者：范阳
上周在短视频里面看到人们在西班牙拍摄的日全食，一位在现场的朋友说他也流泪了，人生当中能亲眼看到这样的“宇宙景象”应该会永远记得。如果有一天另一种智能生命也可以见到这样的景象而有所感，它应该会有一个awe-and-emotion bucket list，那些激发我们敬畏与情感的事物的参照系。
今天下午和一位在意大利的量子&理论物理学家通电话，他除了喜欢“数学的海洋”，也迷恋地球上的海洋以及畅想有一天可以看到地球外的海洋。我们聊到“深度神经网络”被发明出来之后，它究竟能启发什么样的新科学理论？它会成为那个让人类更接近理解宇宙本质、物质本质或生命本质的“新事物”吗？
话题又延伸到他发起的科学家合作研究小组：Emergent Geometries，这是一个聚焦时空（spacetime）本质的科学家社区，成员们会在意大利山区的夏日小屋（summer house）里围坐讨论，也在线上一起阅读、辩论、撰写论文。从这儿，我们又聊到了当下基础研究与技术开发的关系，以及围绕个人展开的基础研究课题，如今还能如何获得资金和资源的支持。我问到在欧洲现在有什么样不错的科研机构模式吗，他说理论物理周界研究所（Perimeter Institute for Theoretical Physics）很不错，是私人支持的研究机构，但是那是在加拿大。我说，巧了，今天早上我恰好读到一篇关于宇宙与进化论的文章，里面刚提到这个名字。所以，我决定把这篇文章分享出来。
这篇文章提出“宇宙演化论”的作者是一位诗人，并非科班出身的物理学家，是个标准的“民间科学家”，却因为对宇宙学近乎偏执的好奇，靠自学啃下了大量跨学科知识，并追踪詹姆斯·韦布空间望远镜的最新数据，据此推演、分析，甚至做出了被后续观测所验证的预测。他很坚定地提出：宇宙像生物一样，一直在演化，在宇宙层面也发生着自然选择，甚至能不断繁衍出新的后代。这样的想法，主流天体物理学家可能看一眼就笑笑翻过去了，但他那些开始被证实的预测，也为他在科学界和科技界赢得一批支持者。
宇宙和生命，时空还有物质，我相信它们都是一个整体，还有许多我们的身体和头脑难以想象的地方，我们应该保持思维开放，而惊奇将会是永恒的，这也是我们求知的意义。
希望今天的文章对你有启发。
PS:也希望你不会错过下一次日全食。
地球上的生物通过演化发展而来。一些理论家在想：如果整个宇宙也是如此呢？
Earth’s Organisms Developed Via Evolution.Some Theorists Wonder:What if the Entire Cosmos Did,Too?
作者：Eli Stark-Elster
编辑：范阳
发表日期：2026年8月18日
前言：“宇宙像生物一样演化”这一观点曾在理论物理学界的边缘沉寂了数十年。然而，一篇Substack上的文章以及詹姆斯·韦布空间望远镜在2022年的一项发现，重新推高了这一概念的关注度。
The idea that universes evolve like organisms sat on the fringes of theoretical physics for decades.Then,a Substack post and a 2022 find by the James Webb Space Telescope boosted the concept
在1996年出版的《达尔文的危险观念》（Darwin’s Dangerous Idea）一书中，哲学家丹尼尔·丹尼特（Daniel Dennett）提出，进化论或许是人类有史以来最伟大的思想。丹尼特写道：“如果要颁奖，我会把它颁给达尔文，排在牛顿、爱因斯坦以及其他所有人之前。”
范阳注：evolution在本篇文章里，作为达尔文率先发表的理论，我会用“进化论”约定俗成而翻译，在单独使用表达“随时间改变，过程当中”的语境里，我会用“演化”来翻译。
某些物理学家可能会有不同意见。诚然，进化论可以解释孔雀为何会长出绚丽多彩（iridescent）的尾羽，以及黑猩猩为何与人类如此相似。但这真的能被认为比万有引力更重要吗？
在丹尼特（Dennett）看来，达尔文主义胜过其他一切，因为进化论是他所说的“万能酸”（universal acid），只要我们在自然界中发现复杂性（complexity），进化理论往往就会蚀穿我们的其他解释，并按照自己那种效果拔群（unreasonably effective）的逻辑重塑它们。“达尔文的思想最初是为了回答生物学问题而诞生的，”丹尼特在书中写道，“但它有可能渗透出去（leak out），为宇宙学……和心理学中的问题提供答案—无论人们是否欢迎。”
例如在神经科学领域，这种“万能酸”已经侵蚀了阻挡在它路上的大部分障碍。该领域有一个著名的法则—“同时激活的神经元连接在一起”（neurons that fire together wire together），它假定大脑神经元之间的连接是通过随时间不断重复、并击败那些较不常见的通路而存活下来的—正如自然选择（natural selection）理论所表明的那样，生物体中的有利特征（desirable traits）会击败较不利的特征。
但在宇宙尺度（universal scales）上又如何呢？演化真的能解释宇宙学中的问题吗？一种名为“宇宙演化”（cosmological evolution）的非主流观点（niche perspective）的提倡者认为，答案可能是肯定的。他们声称，宇宙的本质遵循着同样的达尔文主义原则（Darwinian principles），正是这些原则帮助我们理解了孔雀尾巴的本质。
历史上，科学家一直将宇宙视为类似于一块石头（a rock）—复杂，甚至或许美丽，但却是通过偶然事件形成的（formed through arbitrary events）。而宇宙演化论者（Evolutionary cosmologists）则认为，宇宙就像生物体一样，会生长并繁衍（reproduce），孕育出与其母体（progenitors）存在微小变异（small variations）的新宇宙。在这一过程中，这些宇宙后代历经世代洗礼被不断精炼，最终演变成能够最大限度增加未来新宇宙诞生数量的形式。自大爆炸以来，我们的宇宙就像一个正在发育的孩子，一直在舒展开来，迈向一种最佳形态（Since the Big Bang,our universe,like any developing child,has been unfurling into an optimal shape）。
在这种观点下，宇宙不是一块石头。它是一枚蛋（an egg）。
这个比喻来自朱利安·高夫（Julian Gough），他是一位爱尔兰诗人、小说家和音乐家，最为人熟知的身份是撰写了电子游戏《我的世界》（Minecraft）结尾播放的那篇短篇小说。近年来，他成为了宇宙演化理论的公开倡导者和学者。高夫经营着一个名为《蛋与石头》（The Egg and the Rock）的Substack专栏，在上面发表随笔、个人动态以及对詹姆斯·韦布空间望远镜（James Webb Space Telescope）新数据的预测。
十多年前，高夫开始苦苦思索一个问题：为什么我们宇宙的复杂性会随着时间而增加？“宇宙从…一团热气体发展到构建出恒星和星系等结构，”他说。接着诞生了行星，并且在至少一颗行星上出现了生物生命。“对一团热气体来说，这实在是一件非常诡异的事（That’s a very strange thing for hot gas to do）。”
他不禁好奇，或许宇宙是演化成了如今的形式。“在我看来，基于演化的解释才是最自然不过的，”他说，“在各个领域，每当我们发现一个能够自我排序（self-ordering）、自我复杂化（self-complexifying）的系统，事实都会证明它有一段先前的演化史。那为什么这套逻辑就不能适用于宇宙本身呢？”
高夫（Gough）承认自己缺乏专业背景，因此他推测在他之前一定有人提出过宇宙演化的构想。在翻阅科学文献后，他证实了确实有人这么做过：理论物理周界研究所（Perimeter Institute for Theoretical Physics）的创始成员之一—李·斯莫林（Lee Smolin）。
斯莫林的工作反过来受到了物理学家布莱斯·德维特（Bryce DeWitt）和约翰·惠勒（John Wheeler）的启发。他们提出，黑洞内部的奇点（singularities）—即物质被压缩成无限密度（infinite density）之点的地方—可能会膨胀，从而产生遵循与母体宇宙不同物理定律的新宇宙。按照这种逻辑，每个宇宙，包括我们自己的，都可能是在一个黑洞内部的大爆炸（Big Bang）中诞生的。
斯莫林意识到，这一假设性的过程将允许宇宙通过制造更多黑洞来以某种方式进行繁衍（reproduce）。如果这些新宇宙能够在继承母体物理特性的同时带有微小的差异，就像新生物体在继承父母基因的同时带有微小变异（small differences）一样，那么宇宙就可以随着一代代的传递而发生演化。
具体而言，一种宇宙级别的自然选择（cosmic natural selection）将会偏向那些能制造尽可能多黑洞的宇宙。繁衍能力较弱（less fertile）的宇宙依然可以存续，但它们产生的后代会少得多。因此随着时间的推移，占比越来越高的宇宙都会针对黑洞的生成进行优化（optimized），这也暗示着，考虑到概率，我们的宇宙正是其中之一。
斯莫林在他1992年发表的题为《宇宙演化了吗？》（Did the Universe Evolve?）的论文以及1997年出版的科普读物《宇宙的生命》（The Life of the Cosmos）中阐述了他的观点。高夫找到了这两篇作品并兴奋地阅读起来。然而，斯莫林的构想在此后的岁月里似乎几乎没有掀起任何波澜。“显然，”高夫说，“（我当时想）这一定是有问题的，因为已经过去了25年，似乎没有任何人把它作为主流的潜在解释之一提出。但当我深入挖掘文献后才意识到—天哪，它并没有被证伪（falsified）。它只是根本没有被恰当地认真对待过。”
斯莫林的理论并没有彻底消失。一些未来主义哲学家进一步延伸了这一思想，试图用它来解释复杂生命如何从炽热的气体和恒星中逐渐产生。人类不断利用越来越强大的能源，在他们看来，这一进程最终甚至可能走向制造人工黑洞。如果这些黑洞能够孕育出新的宇宙，那么，一个能够产生技术高度发达生命的宇宙，就可能产生更多的“后代”（a cosmos capable of producing technologically advanced life might produce more offspring）。他们由此提出，从炽热气体到恒星，再到生命和技术的这一过程，或许本身就是一种“宇宙自然选择（cosmic natural selection）”的产物。
延伸阅读：黑洞与智能爆炸：用物理学可以理解AGI吗？|Dan Roberts,美国红杉AI研究学者
但学术界的宇宙学家总体上对斯莫林的理论兴趣寥寥。为什么？
《Wired》杂志创刊执行主编、前《Whole Earth Review》编辑凯文·凯利（Kevin Kelly）认为，这个理论乍听之下可能会让人觉得“有点像疯子的想法（kind of a crackpot thing at first）”。但早在几十年前，他在撰写1992年的《失控》（Out of Control）时，就已经开始认真思考这一理论。“在我看来，它非常可信，”凯利说，“这里似乎存在一种可以不断扩展的模式，而它可能正是一种”产生宇宙复杂性的机制（“There’s a pattern here that seems it could scale,and it would be a mechanism”for producing cosmological complexity.）。
这个想法可能还受困于公关不佳（poor P.R.）—在极少数被主流讨论的情况下，通常是由物理学家来解释这些概念。高夫认为，他们对进化论（evolutionary theory）的不熟悉导致了对斯莫林想法的误解。与此同时，最具备评估其达尔文逻辑（Darwinian logic）能力的进化生物学家（evolutionary biologists）们却几乎没接触过它。
也许最重要的是，宇宙演化（cosmic evolution）在其诞生之初并未做出易于检验（easily testable）的预测。但当高夫在2010年代中期重新发现这个想法时，情况已经改变：即将发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）即将重塑对宇宙最初十亿年的研究。该设备旨在捕捉传统望远镜长期以来无法观测到的宇宙早期阶段的光线。鉴于这些改进，高夫认为韦伯将为检验宇宙演化创造新的机会。
但高夫没有太多时间可以等待：他希望在望远镜返回第一批数据之前，就把自己的预测公之于众。于是，他开始选修大学的天文学课程，并广泛阅读宇宙学、天体物理学和进化生物学方面的资料，试图将这些过去很少交织在一起的领域连接起来（attempting to synthesize fields that had rarely been intertwined）。
他生成预测的基本方法其实很简单：“你只是在把达尔文主义应用到宇宙上。就这么简单，”他说。“如果这就是它们繁衍的方式，那么会产生什么后果？”
如果宇宙是通过形成黑洞来繁衍的（If universes reproduce by forming black holes），高夫推测，那么最早的宇宙首先应该演化出最简单、最高效的繁衍方式：直接坍缩（direct collapse）。
通常情况下，黑洞是在大质量恒星坍缩时形成的，但一些宇宙学家曾提出，最早期的超大质量黑洞可能是在原初气体直接坍缩成巨大黑洞的过程中形成的(the earliest supermassive black holes formed when primordial gas collapsed directly into giant black holes)。
生物在发育早期往往会保留并利用祖先留下的特征。例如，人类胚胎颈部的鳃状褶皱（gill-like folds），就是我们遥远的鱼类祖先留下的遗迹，最终会发育成下颌、内耳和咽喉的一部分。
因此，高夫猜测，作为最原始祖先宇宙遗迹的直接坍缩黑洞，应该会出现在我们宇宙历史的早期，并在宇宙的发展过程中发挥重要作用。“它不需要任何复杂的结构(It doesn’t require any complex structures)，”他说。
如果这一想法成立，那么他预测，詹姆斯·韦布空间望远镜应该会发现："超大质量黑洞最先形成于我们宇宙的历史中，随后迅速推动了周围恒星和星系的形成"。高夫预测，这一过程应该在大爆炸后的大约1亿年内就已经开始。
2022年7月8日，也就是韦布望远镜发布第一批数据的四天前，高夫在Substack上发表了自己的预测。他已经意识到自己的业余背景（amateur background）可能让他听起来不可靠，并害怕在公众面前出错。“我当时真的很害怕，”他说。“这可能会非常丢人。”
对高夫来说幸运的是，结果恰恰相反。韦伯发现了比标准物理模型（standard physics models）预期更早、更快、更有序形成的星系。
2022年11月，NASA报告了证据表明，一些星系在大爆炸后仅约1亿年就开始聚集，而对大爆炸后仅4.7亿年的一个星系的后续观测发现了一个异常巨大的黑洞—其质量几乎与它周围所有恒星的总和相当。
注：https://www.nasa.gov/missions/chandra/nasa-telescopes-discover-record-breaking-black-hole/
在2025年发表于《天体物理学杂志》（Astrophysical Journal）的一篇论文中，科学家将这些发现描述为一个“难题（conundrum）”，并指出，它们是“理解大爆炸后最初几亿年里，大质量结构和星系为何如此普遍这一更大挑战的一部分”。
“你会看到一些这样的新闻标题：物理学面对这些早期出现、能够自我组织的事物，已经完全束手无策了，”维也纳复杂性科学中心（Complexity Science Hub）的进化系统生物学家和哲学家约翰内斯·耶格尔（Johannes Jäger）说。
但耶格尔补充道，高夫“实际上预测到了它们”。“如果有人愿意接过他的想法，对它们进行检验，并以同行评审论文的形式发表出来，那么它或许就能获得它应得的关注，”耶格尔说。
大多数大质量星系（massive galaxies）中心都有一个超大质量黑洞（supermassive black hole），但较小的星系可能黑洞数量较少。图片来源：NASA
自从做出这些预测以来，高夫获得了诸如Emergent Ventures和O’Shaughnessy Ventures等资助项目的支持，同时也得到了塔夫茨大学（Tufts University）艾伦发现中心（Allen Discovery Center）相关生物物理学家克里斯托弗·菲尔兹（Christopher Fields），以及塔夫茨大学生物学理论学家迈克尔·莱文（Michael Levin）的支持。“我认为这是一种值得认真研究的新鲜思路，”莱文说。“他让我相信，这个想法值得进一步探索。”
注：Emergent Ventures,34th cohort
https://marginalrevolution.com/marginalrevolution/2024/05/emergent-ventures-34th-cohort.html
osv.llc/fellows-grantee/julian-gough
布朗大学（Brown University）的宇宙学家、理论物理学家斯蒂芬·亚历山大（Stephon Alexander）将宇宙演化称为“一个很漂亮的想法（a beautiful idea）”和“一个不错的机制（a nice mechanism）”。
他指出，标准宇宙学框架或许同样能够解释早期宇宙中大质量黑洞和星系的形成。不过，亚历山大也提醒说，这些传统模型目前同样还无法给出一个“完整的故事（a complete story）”。“所以，我们必须保持开放的心态，”他说。
他认为，宇宙演化理论目前面临的主要挑战，并不仅仅是寻找更多证据，而是要让这一理论与已经确立的物理学相一致。“它必须以某种方式被嵌入进去，”他说，“然后证明它究竟与现有物理学相容，还是不相容。”
宇宙演化理论需要解释这样一个问题：黑洞似乎会把其中的一切都压缩成一个具有无限密度的点，那么，它们又怎么可能在自己的内部孕育出像我们的宇宙一样向外膨胀的新宇宙（which appear to crush everything inside them into an infinitely dense point,could produce universes inside of them that expand outward,like ours）？
一些近期研究确实表明，我们自己的宇宙或许就位于一个黑洞之中。计算机科学家利奥尔·沙米尔（Lior Shamir）在2025年的一项研究中分析了韦伯望远镜图像中确认的263个旋涡星系，发现其中158个从地球看来呈顺时针旋转，而105个呈逆时针旋转。在一个随机的宇宙中，两个方向旋转的星系数量应该大致相等。沙米尔提出，这种偏向顺时针旋转的现象或许意味着，我们的宇宙位于一个旋转黑洞之中，而这个黑洞在孕育我们的宇宙时，优先将自身的旋转方向传递给了其中的许多星系。不过，这篇论文也指出，银河系自身的旋转同样可能解释这一结果。
除了需要获得更多证据来证明膨胀中的宇宙能够在黑洞内部形成之外，宇宙演化理论还必须解释另一个问题：黑洞究竟如何将物理定律—经过某些修改—传递给下一代宇宙（how black holes might pass on the laws of physics,with some modifications,to the next generation of universes）。
“要理解这一点，唯一的办法就是量子引力（The only game in town to understand that is quantum gravity），”亚历山大说。而目前，科学家还没有真正解开这个问题。
归根结底，试图证明有关“多重宇宙（multiverse）”的理论存在一个根本困难：正如德国宇宙学家珍妮·瓦格纳（Jenny Wagner）去年接受《爱尔兰时报》（Irish Times）采访时所说，科学家“只能观察我们恰好身处的这一个宇宙，并从中得出结论（only observe and draw conclusions from the single universe we happen to live in）”。她说，这意味着我们的视角天然受到限制，“就像只在一个病人身上研究医学（like studying medicine on a single patient）”。
但即便是标准宇宙学模型（standard model of cosmology）也包含重大的未知数。暗物质（dark matter）目前被用来解释仅凭可见物质无法解释的引力效应，而暗能量（dark energy）被认为驱动着宇宙加速膨胀（accelerating expansion）。这两个概念都非常有用，但科学家对于它们本质究竟是什么，仍然缺乏关键性的认识。
“标准宇宙学模型运行得很好，但前提是引入一些我们从未直接观测到的新成分（new ingredients we have never observed directly），”英国朴次茅斯大学（University of Portsmouth）的宇宙学家恩里克·加斯塔涅加（Enrique Gaztañaga）写道。他也是一项主张我们的宇宙诞生于黑洞内部的研究的合著者。去年，他在《The Conversation》上撰文指出了这一点。
注：Cosmology is at a tipping point–we may be on the verge of discovering new physics
https://theconversation.com/cosmology-is-at-a-tipping-point-we-may-be-on-the-verge-of-discovering-new-physics-237695
“有了这些理论，物理学家已经把自己逼进了一条死胡同（dead end），”瓦格纳告诉《爱尔兰时报》。“我们需要让主流研究与非主流研究之间展开更加开放的对话，才能找到出路（We need a more open-minded dialogue between mainstream and unconventional lines of research to escape）。”
高夫承认，要为宇宙演化理论收集直接证据非常困难。但他认为，韦伯望远镜发现了模型所预测的那些结构，这本身已经构成了“非常有力的间接证据（excellent circumstantial evidence）”。
目前的观测表明，早期宇宙或许比人们此前想象的更加奇异，也更加复杂（The observations made so far suggest that the early universe was stranger and more complex than previously assumed）。但黑洞究竟能否真正孕育出新的宇宙，并将自身的物理规律传递给它们，仍然是未知数（whether black holes can actually spawn universes and transmit their physics to them is still unknown）。
“这些问题……需要被进一步落实为一项严肃的研究，去弄清楚这些模式究竟是如何产生的，”耶格尔说。在亚历山大看来，如果能够证明黑洞可以“孕育出新的时空或宇宙”，那将是一个“非常明显的信号”，表明宇宙演化理论是正确的（evidence that a black hole can“birth a new space-time or universe”would be“a telltale sign”that cosmological evolution is correct）。
目前，该理论最强的吸引力可能在于其背后思想的广度。当被问及丹尼特将进化论（evolution）描述为一种“万能酸”（universal acid）时，高夫说，进化论“永远是最好的解释”。“他是对的……当它适用于其他一切时，为什么它就不适用于宇宙呢？”
作者介绍：
Eli Stark-Elster是《Smithsonian》杂志的AAAS大众媒体科学与工程研究员（AAAS Mass Media Science&Engineering Fellow），同时也是加州大学戴维斯分校（University of California,Davis）进化人类学（evolutionary anthropology）专业的博士生。他的研究主要关注不同文化中诱导意识改变状态（altered states of consciousness）的方法；目前，他正在南部非洲开展田野调查，研究萨满如何使用具有致幻作用的植物和真菌（the shamanic use of hallucinogenic plants and fungi）。
他的写作与研究曾发表于美国国家公共广播电台（NPR）、Psyche和The Conversation。他也在Substack上撰写自己的专栏《Unpublishable Papers》。
范阳注：Julian Gough的博客
https://theeggandtherock.com/
原文链接：
https://www.smithsonianmag.com/science-nature/earths-organisms-developed-via-evolution-some-theorists-wonder-what-if-the-entire-cosmos-did-too-180989338/