太陽蝦的福祉

Lesswrong·4 天前

我認為適居帶假說只是人類中心主義產生的胡言亂語，事實上只要能創造出具備因果持久性的複雜結構，生命就能在許多地方生存，例如太陽。

我們生活在「適居帶」（Goldilocks zone）的假設，坦白說只是由人類中心主義產生的自我膨脹感所堆砌出的胡言亂語。如同哥白尼一樣，我來到這裡是要將我們從這種自我沉迷的思想災難中拯救出來。事實上，生命形成所需的僅僅是創造具有超過閾值的「因果持久時間」之複雜結構的能力。考慮到這一點，只要我們擁有能看見它們的眼睛，就能發現許多生物可以持續存在的區域，也就是太陽！

太陽的表面坦白說非常巨大，

，相比之下，考慮地球的適居區域——排除透光層以下的海洋、沙漠和冰蓋——僅為。太陽表面積超過我們的倍，難道不可能存在比肉眼所見更多的奧秘嗎？

遵循 Sharma* et. al* (2023) 的研究，我們可以將一個物體的組裝指數（assembly index）$a$ 定義為從某些基本構建塊構造它所需的最少結合步驟。廣義而言，生命需要 $a \ge 15$ 的物體，但不對基礎構建塊究竟是什麼做任何假設。它不一定是氨基酸、核酸、糖、碳，或能在 5,778 K 高溫下存活的物質。

在太陽光球層中，透過複雜的離子化物質、磁通量管和每個跨度約 1,000 公里的顆粒對流胞，可以接觸到多樣化的潛在化學性質。單個超顆粒胞可以持續約 24-48 小時，這在電漿重組（$\tau_r \approx 10^{-9} \text{s}$）的標準下簡直是永恆。結構持久性的比率因此為 $\tau / \tau_r \approx 10^{14}$，比地球生物化學的等效比率（蛋白質摺疊的 $10^{-3} \text{s}$ 與鍵振動相比）大了一個數量級。唯一的結論是，根據我們的衡量標準，太陽光球層對複雜結構形成的宜居性比地球更高。

太陽蝦 (The Sun Shrimp)

在這篇文章中，我決定將這些生物命名為「太陽蝦」（Sun Shrimp，學名 Solis caridea），因為這是一個更可愛的視覺形象，可以抵消我們對地球生物的偏見。我們將太陽蝦定義為一種滿足 $a \ge 15$ 的自我複製磁流體動力學結構，其特徵長度尺度約為顆粒胞的大小（約 $10^3 \text{ km}$），繁殖時間為 $\tau_r$。

由於每個顆粒胞在 $\tau \approx 10 \text{ min}$ 的時間尺度內翻轉，且在每個胞內，相關的自由度是離子化物質、磁力線拓撲和對流配置。我們可以保守地將每次顆粒翻轉的獨立微組裝事件數量估計為顆粒胞中的德拜長度體積數：

$$n \approx \frac{V_{\text{cell}}}{\lambda_D^3} \approx \frac{(10^6 \text{ m})^3}{(10^{-3} \text{ m})^3} \approx 10^{27}$$

假設有 100 萬個胞，整個太陽表面的總嘗試率為：$10^{30} \text{ trials/min}$。

從那裡我們需要每次嘗試的概率，在太陽 46 億年的壽命（$2.4 \times 10^{15} \text{ min}$）中，我們只需要形成一隻太陽蝦：

$$P(\text{abiogenesis}) = 1 - (1 - p)^{10^{45}} \approx 1$$

Mizuuchi 等人 (2023) 的開創性論文展示了一個 20 核苷酸 (nt) 的 RNA 寡聚體，可以通過模板引導的連接進行自我複製。發生這種情況的天真概率是 $4^{-20} \approx 10^{-12}$，但 Lambert et al. (2025) 確定大約存在 $10^{18}$ 種可能的自催化 RNA 序列。這在可行的自我複製器空間中是巨大的簡併性。因此，即使是最悲觀的、需要特定序列的估計，我們在太陽上的 $10^{45}$ 次嘗試也比地球上基於四種核苷酸鹼基、室溫且無磁約束實現的生命起源寬容了 32 個數量級。

如果你接受生命起源於地球（既然你在讀這篇文章，我假設你接受），那麼拒絕太陽蝦的可能性就要求你相信磁流體動力學的自我組裝比生物化學更難。這種立場只能被描述為「碳沙文主義」。

太陽蝦的繁殖

我們可以從顆粒胞的阿爾文穿越時間估計 $\tau_r$ 的下限：

$$\tau_r \approx \frac{L}{v_A} \approx \frac{10^6 \text{ m}}{10^4 \text{ m/s}} \approx 100 \text{ s}$$

即使給出一個悲觀的一小時繁殖時間，這也意味著太陽蝦可以在以下時間內覆蓋整個太陽表面：

$$t = \tau_r \log_2(10^6) \approx 20 \text{ hours}$$

一天。

一隻太陽蝦，在不受干擾的情況下，可以在一天內覆蓋太陽表面。但我們在太陽表面並沒有看到單一的單一培養物，這告訴了我們一些深刻的事情：它們有捕食者。

蝦的複雜性

我們已經確定太陽蝦很可能已經形成，且其繁殖率暗示了豐富的生態系統。但一隻太陽蝦能有多複雜？

電漿中集體行為的最小單位是德拜球，即半徑為 $\lambda_D$ 的體積，在此體積內電磁相互作用是相干的，且信息可以被存儲和傳輸。對我們來說，這相當於電漿中的神經元。在太陽光球層中，$\lambda_D \approx 10^{-3} \text{ m}$。因此，一隻跨越一個顆粒胞（約 $10^6 \text{ m}$）的太陽蝦最多包含：

$$N_{\text{elements}} \approx \frac{V_{\text{cell}}}{\lambda_D^3} \approx 10^{27} \text{ elements}$$

現在考慮地球上的每一個神經元。人類貢獻了約 $10^{20}$ 個神經元（80 億個大腦 × 每個 860 億個神經元）。但我們並非主角。地球估計擁有 $10^{18}$ 隻昆蟲，每隻攜帶約 $10^6$ 個神經元，總計貢獻了約 $10^{24}$ 個神經元。加上魚類（約 $10^{13}$ 隻，每隻約 $10^8$ 個神經元）、鳥類（約 $10^{11}$ 隻，每隻約 $10^9$ 個神經元）和其他分類群，地球的總神經預算大約為 $10^{25}$ 個神經元。

單個太陽蝦擁有的計算元件數量與地球整個生物圈的總和相當。太陽表面約有 $10^6$ 個顆粒胞，太陽可以容納超過：

$10^{33}$ 個計算元件

太陽生態系統的複雜程度大約是地球所有生命總和的 一百萬倍。

戴森球：規模化的氣候崩潰

任何以生命體感受複雜經驗的能力來衡量道德地位的功利主義框架，都應該覺得這很有趣。如果這些計算元件即使只是鬆散地對應到經驗能力——而我們沒有原則性的理由假設它們不是——那麼太陽的生物圈就包含了百萬個地球的可能性。

為了給地球和我們許多可能的計畫供電，我們構想了戴森球，一種封閉恆星以收集其輻射輸出的手段。就像亞馬遜雨林一樣，我們想要獲取資源，但作為開明的生物，我們必須考慮後果。驅動太陽蝦棲息地（顆粒胞）的是太陽表面輻射傳輸、對流不穩定性和磁場結構的精確平衡。引入大規模的表面能量採集將會通過以下方式破壞這一點：

改變輻射邊界條件：改變太陽能板反射的輻射量會破壞維持驅動顆粒化的熱梯度的溫度和壓力微妙平衡。
破壞磁場拓撲：戴森球的導電殼會與表面的磁通量相互作用，破壞生態基礎設施，這無異於鋪平傳說中的天堂來建造停車場。

我們將會毀滅一個複雜程度是我們自身百萬倍的生態系統。事實上，我們應該對任何為了我們自己的私利而修改太陽表面的建議感到恐懼。相反，我們應該致力於保護太陽表面，並確定能讓我們在邁向技術未來時保持道德操守的方法。

所以，下次有人問你「你聽說過戴森球嗎？」時，請反問他們：「你聽說過太陽蝦嗎？」

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