외계 생명체가 완전히 외계인처럼 보이지 않는 이유

Quanta 최근 videoconference를 통해 케임브리지에있는 그의 집에서 Kershenbaum과 대화했습니다. 인터뷰는 명확성을 위해 압축되고 편집되었습니다.

당신은 동물 학자입니다. 당신은 여기서 우리 자신의 행성에서 삶을 공부합니다. 외계인 생활에 관한 책을 쓰고 싶은 이유는 무엇입니까?

동물 학자들이 지구에서의 삶을 연구 할 때, 우리는 메커니즘을 연구하고 있습니다. 우리는 삶이 어떻게되었는지 연구하고 있습니다. 그리고 진화는 모든 곳의 삶을위한 설명 메커니즘이기 때문에, 우리가 지구에서 발견하는 원칙은 나머지 우주에서 적용 될 수 있어야합니다. 다른 행성에서의 삶이 어떻게 진화하고 행동하는지 생각하는 것은 지구상의 동물들과의 일의 자연스러운 확장 일뿐입니다. 우리 가이 행성에서 잃어버린 섬을 발견했다면, 우리는 일반적으로 삶의 진화에 대한 우리가 알고있는 것에 대한 관점에서 동물을 조사 할 것입니다. 우리가 다른 행성에서 외계인의 삶을 발견했다면, 우리는 그들이 왜 그들이하는 방식을 보이고 행동하는지, 어떻게 진화했는지 묻는 동일한 방법을 사용하고 있음을 확신 할 수 있습니다.

당신은 자연 선택 (진화의 주요 메커니즘)이 불가피하며 보편적으로 적용된다고 주장합니다. 당신이 그것에 대해 자신감이있는 이유는 무엇입니까?

어떤 행성도 복잡한 형태의 삶을 가질 수는 없습니다. 외계인 행성에서의 삶이 무엇이든 간단히 시작했을 것입니다. 이제 단순하게 남아있을 수 있습니다. 가능합니다. 많은 행성에서도 가능합니다. 그러나 인생이 어떤 종류의 복잡성을 얻는 것이라면, 복잡성이 축적 될 수있는 유일한 방법은 유리한 변화와 혁신이 유지되고 불리한 혁신이 사라지는 것입니다. 그리고 자연 선택에 의한 정확하게 진화입니다.

책의 주요 아이디어 중 하나는“수렴 진화”라는 개념입니다. 그게 뭐야, 왜 중요한가?

예를 들어 비슷한 특징 (깃털)이있는 두 마리의 동물을 관찰한다면, 그들이 공통 조상으로부터 그들을 물려 받았다고 가정 할 수 있습니다. 그것은 아이들이 부모의 특성을 물려 받기 때문에 유사점을 가진 정기적 인 진화 일뿐입니다.

그러나 때때로 당신은 그들이 공통 조상으로부터 물려받을 수 없었던 특성을 가진 동물을 보게됩니다. 예를 들어, 새의 날개는 박쥐의 날개와 거의 같은 방식으로 작동합니다. 그러나 조류와 박쥐의 일반적인 조상은 공룡까지 훨씬 전에 3 억 년 전에 살았던 작은 도마뱀 같은 생물이었습니다. 그것은 확실히 날개가 없었으며 코끼리와 악어를 포함한 대부분의 후손들에게는 날개가 없습니다 (고맙게도). 그래서 그 날개는 다른 자손의 다른 선에서 별도로 진화해야합니다.

때로는 특성 의이“수렴”은 날개처럼 분명히 유용한 것입니다. 그러나 때때로 수렴은 많은 특성을 공유하는 기괴하게 유사한 생물을 생성하며, 그들이 밀접하게 관련이 없다고 믿기 어려울 수 있습니다. 예를 들어, 최근 멸종 된 thylacine [Tasmania와 Mainland Australia의 넓은 약탈자 무자개]은 독특한 품종의 개로 쉽게 오해 될 수 있지만 캥거루와 훨씬 더 밀접한 관련이 있습니다! 그러나 현대 코요테 나 자칼의 삶과 비슷한 삶을 사는 삶을 살면서 많은 비슷한 특성이 수렴 적으로 진화했다는 것을 의미했습니다.

당신은 유기체가 비슷한 환경 문제에 직면 할 때마다 비슷한 적응 솔루션을 제시 할 수 있다고 주장하고 있습니다. 그리고 당신은 우주 전체에서 이것을 볼 것으로 기대합니까?

가장 유명한 수렴 예이므로 비행을 고려하십시오. 대기가있는 행성이나 바다 또는 다른 유체가있는 행성에 살고 있다면, 한 곳에서 다른 곳에서 다른 유체로 가고 싶다면 소수의 방법 만 있습니다. 당신은 점프 할 수 있습니다. 당신은 당신이 들어가는 매체보다 가벼워지면 떠 다닐 수 있습니다. 다른 방법은 날개가있는 공기 역학적으로 리프트를 생성하는 것입니다. 이것이 유체 배지를 통해 움직이는 역학입니다.

지구상에서 비행은 조류와 박쥐, 척추 곤충과 곤충에서 4 개의 다른 그룹에서 네 번의 다른 그룹으로 진화했습니다. 그들이 모두 날개를 사용한다는 사실은 지구에서 진화했기 때문이 아닙니다. 날아가는 것이 유리했고 날개는 비행하는 유일한 방법 일뿐입니다. 그래서 우리는 이러한 제약이 우주의 어느 곳에서나 운영 될 것으로 기대할 수 있습니다.

그 통찰력이 얼마나 멀리 우리를 데려 갈 수 있습니까? 당신이 말했듯이, 날아가는 데 필요한 유기체는 날개를 발전시킬 가능성이 높습니다. 그러나 범블비, 블루 버드 및 박쥐의 날개는 매우 다릅니다.

그렇습니다. 박쥐 날개와 꿀벌 날개는 다르지만 원칙적으로는 아니지만 자세히 설명합니다. 둘 다 강성 구조에 의해지지되는 막으로 구성됩니다. 둘 다 해당 막 위에 공기 흐름을 만들어 리프트를 생성합니다. 사실, 꿀벌 날개와 박쥐 날개의 주요 차이점은 구조가 아니라 사용하는 방식입니다. 곤충의 작은 크기는 박쥐처럼 날개를 펄럭이지 않고 날기를 기대할 수 없다는 것을 의미합니다. 그들은 날개의 전진 스트로크와 뒤로 스트로크에서 리프트를 생성해야합니다. 새 나 박쥐가하지 않는 것입니다.

따라서 우리의 비교를 혼란스럽게하는 지구상의 구현의 다양성보다는 이러한 솔루션이 실제로 얼마나 엄격하게 제한되는지 알 수 있기 때문에 실제로 예측에 대해 더 확신 할 수 있습니다. 그렇습니다. 새, 박쥐 및 꿀벌은 날개가 다르지만, 그들은 모두 다른 물리적 제약 조건에도 불구하고 공기 역학적 날개와 같은 최종 결과를 얻었습니다.

진화론 적 (그리고 우주적) 역사의 우연은 항상 동물 모양과 외모의 세부 사항에 영향을 미칩니다. 우리는 거의 4 억년 전에 바다에서 기어 다니는 4 명의 성과 물고기 였기 때문에 4 개의 사지를 가지고 있습니다. 진화론 적 역사가 다르게 연주 되었다면 우리는 쉽게 6 개의 팔다리 또는 심지어 8 개를 가질 수있었습니다. 따라서 외계인 행성에서 우리와 우리의 동등한 종들 사이에는 실제로 유사하지 않을 것입니다. 그러나 어떤 것들은 너무 엄격하게 제한되어있어 일을하는 대안적인 방법이 많지 않습니다.

유명한 고생물학 자이자 진화론 적 이론가 인 Stephen Jay Gould는“생명의 테이프를 재생하는”아이디어에 대해 유명하게 썼다. 굴드는 결과가 다를 것이라고 상상했다. 예를 들어 우리는 호모 사피엔스로 끝나지 않을 것입니다. 그러나 특정 결과는 가능성이 거의 없지만 같은 종류의 혁신이 반복해서 나올 것이라고 주장하는 것처럼 들립니다.

절대적으로 맞습니다. Stephen Jay Gould와 Cambridge의 Simon Conway Morris 사이에는이 큰 논쟁이 있습니다. 테이프를 재생할 때마다 다를까요? 매번 동일할까요? 그러나 분명히 정답은 다음과 같습니다. 그것은 다를 것이지만 많은 것들이 동일 할 것입니다. 그리고 같은 것은 물리 법칙이나 진화의 법칙에 의해 제한되는 것들입니다.

진화가 작동하는 방식을 지배하는 수학적 규칙이 있습니다. 내가 책에서 내가 말하는 것 중 하나는 사교입니다. 사회성은 물리학 때문이 아니라 진화의 특정 특성으로 인해 진화합니다. 그런 종류의 것들도 제약입니다. 그들은 당신이 생명의 테이프를 얼마나 자주 재생하더라도 계속 제약이 될 것입니다.

어떤 종류의 제약이나 압력이 지구상에서 사회를 이끌어 내고, 다른 곳에 어떻게 적용 할 수 있을까?

협력과 의사 소통은 지구상에서 매우 널리 퍼져 있습니다. 언뜻보기에, 그것은 당황합니다. 왜 두 유기체가 협력할까요? 그러나 당신은 그들이 둘 다 혜택을 받으면 협력 할 것이라는 것을 깨닫기 위해 오랫동안 그것에 대해 생각할 필요가 없습니다.

그리고 그 규칙은 모든 행성에 적용됩니다. 다른 행성에있는 동물들은 서로에게 혜택을주기 때문에 단순히 상호적인 이유로 협력 할 수 있습니다. 그러나 지구상의 협력의 대부분, 사회의 대부분은 관련성에 의해 주도됩니다. 우리는 관련되어 있기 때문에 협력합니다. 우리는 자녀에게 먹이를주고, 부모님을 돕고, 형제 자매와 친구가됩니다. 이 모든 것들은 진화론에 잘 기반을두고 있습니다. 우리의 특성, 특성, 행동 방식은 세대에서 세대로 전달됩니다. 그리고 우리의 유전자가 우리가 형제 자매들과 협력하는 경향이 있다면, 우리는 더 성공할 것이고, 그들도 그렇게 할 것입니다. 그리고 우리 모두 관련 유전자를 전달할 것입니다.

문제는 우리는 외계인이 유전자에 대해 무엇을 가지고 있는지 모른다는 것입니다. 그래서 이것은 우리가 말할 수없는 것이 지구상의 생물학의 다른 제약만큼이나 보편적이라고 말합니다. 외계인의 생명체가 서로 관련이있는 방식이 완전히 다르기 때문에 사회는 완전히 다를 수 있습니다.

귀하의 개인 연구의 대부분은 동물 의사 소통에 관한 것입니다. 늑대, 돌고래 및 기타 동물. 그 분야에서의 일이 어떻게 당신의 생각을 알렸습니까? 지구상에서 동물 의사 소통의 보편적 인 특징이 있습니까?

때때로, 매우 다른 동물의 일반적인 특징은 단지 뛰어 올라 얼굴에 부딪칩니다. 그들은 표면 아래에 숨어 있지만, 당신이 그들을 볼 때, 그것은 매우 분명합니다. 이전에 돌고래 휘파람을 공부 한 후 늑대와 함께 일하기 시작했을 때 이것을 보았습니다.

스펙트로 그램이라는 수학적 변환을 사용하여 이러한 소리를 시각적으로 표현할 때는 스케일과는 별도로 거의 동일하게 보입니다. 돌고래 휘파람은 훨씬 짧고 피치가 더 높습니다. 그래서 나는 돌고래 휘파람을 늦추려고 노력했고, 보라, 그것은 늑대 울부 짖는 것처럼 들렸다. 이 두 소리는 너무 다르지만 비슷한 기본 구조가 있습니다. 문제는 왜?

입니다

글쎄, 대답은 찾기가 어렵지 않습니다. 돌고래와 늑대는이 사운드를 사용하여 사운드가 왜곡되고 흡수되는 환경에서 장거리 통신을 위해이 사운드를 사용합니다. 다양한 피치를 사용하는 것은 해당 조건에서 메시지의 정보를 보존하는 효과적인 방법입니다. 외계 행성에서도 같은 일이 일어날까요? 나는 그것이 완벽하게 합리적인 제안이라고 생각합니다.

언어는 어떻습니까? 지능형 외계인에게는 그것을 필요로할까요?

당신의 종이 우주선이나 무선 망원경을 만들기에 충분히 지능적이라고 가정 해 봅시다. 당신은 당신과 함께 일하는 다른 많은 사람들에게 매우 많은 아이디어를 전달할 수 있어야합니다. 그리고 매우 많은 수의 개념을 전달할 수있을 정도로 유연한 커뮤니케이션 시스템을 갖추려면 아마도 유연하게 유연 할 것이므로 언어의 정의를 충족시킬 것입니다.

인간 언어와 같은 의사 소통은 복잡해야하지만 너무 복잡하지 않아야합니다. 복잡성과 단순성 사이의 균형은 모든 인간 언어와 많은 동물 의사 소통에서도 발견됩니다. SETI 연구를위한 가장 유망한 지시 중 하나는 신호에서 언어의 통계 지문을 찾는 것입니다. 이와 같은 일부 제약이 모든 곳에서 지능적인 커뮤니케이션에서 작동하는 것으로 보이기 때문입니다.

당신은 당신의 책에서 다음과 같이 썼습니다.“호기심은 철학을 이끌어 내고, 사회적 상호 작용은 예술을 주도하며, 복잡한 의사 소통은 문학을 주도 할 것입니다. 실제로, 이러한 특성들은 우리와 아마도 다른 외계인 종들이 가지고있는 지능형 기술의 조합에서 거의 필연적으로 발생합니다.” 이 가상의 외계인이 거의 인간 인 것처럼 들리기 시작했습니다.

일부 행성들은 단지 그들에게 단순한 삶을 살 것입니다. 많은 것, 아마도 대부분. 그러나 우리가 지능적인 삶이라고 부르는 행성을 찾았다 고 가정 해 봅시다. 아무도 시원한 것이기 때문에 아무도 지능을 얻지 못합니다. 그들의 조상들은 그 지능으로부터 혜택을 받았을 것입니다. 그들이 무선 망원경을 만들 수있는 무대에 도달했다면, 그들은 호기심이 많았으며 의사 소통하는 것이 유리한 단계를 겪었을 것입니다.

그러나 철학과 예술 및 문학과 같은 생존의 장점이 당신에게주는 것은 덜 분명해 보입니다. 인지 심리학자이자 언어 학자 스티븐 핑커 (Steven Pinker)는 음악이 일종의 사고로 발전했으며 그 자체로 생존 가치가 없다고 주장했다. 우리는 기술적 인 것들 (로켓과 망원경)을 가진 외계인을 찾을 수 있지만 철학과 예술과 문학은 아닙니다.

확실히 가능합니다. 그러나 가능성이없는 것 같습니다. 호기심, 의사 소통, 언어와 같은 것들과 같은 모든 특성들이 우리가 무선 망원경을 만들 수 있도록 진화하지 않았기 때문입니다. 그들은 우리의 사회를지지하기 위해 진화했습니다. 우리의 조상들은 노래와 춤을 추고 과학 연구 논문을 쓰기 오래 전에 이야기를 들려주었습니다. 이러한 기술은 지구를 떠나 외계인을 찾기 위해 진화하지 않았습니다. 그들은 사회에 유리했기 때문에 진화했습니다.

고급 외계인 문명이 철학과 문학과 같은 것들에 대해서만 배제되거나 필요하지 않았을 수도 있다고 생각하고 있습니다. 그러나 그들은 사전 기술 종에서 진화했다. 그리고 그 전 기술 종이 우리가 지금 가지고있는 모든 것들을 개발하기 위해 계속된다면, 그들이 그룹 구성원 간의 유대, 정보 전송 및 그룹 구성원들 사이의 유용한 아이디어와 같은 사회적 목적을 제공하는 빌딩 블록을 기반으로 할 가능성이 있습니다. 사전 테크놀로지 외계인 문명은 노래와 춤과 춤을 추고 기술 전 인류 문명과 같은 이야기를 할 수 있습니다.

일부 과학자들은 진화론 적 수렴, 특히 지능과 같은 속성에 관한 논쟁에 회의적입니다. 우리는 인간, 돌고래 및 문어가 어느 정도의 지능을 진화했다고 경이롭지 만, 세 동물은 서로 헤어지기 전에 수억 년 전까지 공통 조상을 가지고 있습니다. 그에 어떻게 대응할 수 있습니까?

인간과 문어를 고려해 봅시다. 그들의 공통 조상은 약 8 억 년 전에 살았습니다. 약간의 점액 공이었다. 그리고 그 작은 점액 공의 후손들은 산호와 해파리와 그와 같은 것들을 제외하고 지구상의 모든 동물입니다. 인간과 문어의 공통 조상은 지구상의 거의 모든 생물과 공유됩니다. 그들이 모두 공통 조상을 공유한다면 왜 그들 중 몇 명만 지능적입니까?

대답은 이러한 것들이 독립적으로 개발된다는 것입니다. 지능은 그 공통 조상에서 물려받지 않습니다. 새와 박쥐는 공통 조상을 공유합니다. 그러나 그들의 공통 조상의 자손이 모두 비행하는 것은 아닙니다. 그들 중 누구도하지 않습니다. 그들은 날개가 없었습니다. 날개는 독립적으로 진화했습니다. 우리가 지금 가지고있는 특성이 우리가 공통 조상을 가지고 있기 때문에 공통 조상에 의존한다는 생각은 옳지 않습니다.

아시다시피, Seti는 천문학의 주류 지점으로 인식되기 시작했으며, 여기서 우리 자신의 태양계에서 우리는 로봇 우주선을 사용하여 화성에서 과거의 삶의 징후를 찾아서 Enceladus와 다른 달을 탐색 할 수 있습니다. 당신의 연구에서 얻은 주요 테이크 아웃은 무엇입니까? 단순한 삶이나 지능적인 삶을 지구 너머로 적극적으로 찾으려고 노력하는 사람들을 위해 무엇입니까?

지금까지 그 노력은 그다지 관련이 없다고 생각합니다. 갑자기, 그것은 믿을 수 없을 정도로 관련이 있습니다. 우리는 이제 외계인의 생물학과 생태가 어떤지 생각하기 시작 해야하는 단계에 접근하기 때문입니다. 그리고 우리가 그렇게하는 순간, 우리는 그들의 진화 궤적에 대해 생각해야합니다.

예를 들어 드리겠습니다. 금성에 대한 포스 핀의 신호에 대한 최근의 소란을 기억할 것입니다. 그것이 진짜이고 그것이 삶을 나타내는 것이라고 가정 해 봅시다. 다음 질문은 다음과 같습니다. 그 삶은 어떻게 진화 했습니까? 대기의 온화한 영역 에이 떠 다니는 미세한 유기체가 있다고 가정 해 봅시다. 그들은 어떻게 거기에 도착 했습니까? 그들은 어떻게 그 복잡성을 진화 시켰습니까? 우리는 다른 행성의 삶을 감지하기에 충분히 민감한 기술을 가지고있는 시점에오고 있습니다. 그러나 그것은 그들이 어떻게 그곳에 도착했는지 알려주지 않습니다. 생태학, 비 생물 환경과 함께 지구상의 다른 유기체와 어떻게 상호 작용하는지에 대해서는 알려주지 않습니다. 그러나 가장 중요한 것은 그들이 어떻게 진화했는지 알려주는 것이 아닙니다. 그리고 그것은 천체 학자들이 생각하기 시작 해야하는 질문입니다.