隨著地球的形成，新的地質過程，特別是那些與火成岩活動和板塊構造期間熱流體與岩石的相互作用有關的過程，產生了超過1500種新的礦物物種(45.5億至25億年前)。25億年前，新興生物將氧氣引入大氣。這是一個關鍵變革的時代，光合作用開始了，鐵與氧基礦物的相互作用改變了遠古生命，為我們未來的進化提供了藍圖，還有礦物。致謝:uux.cn/羅伯特·拉文斯基博士
（神秘的地球uux.cn）據卡內基科學研究所：發表在《美國國家科學院院刊》上的一篇論文描述了“缺失的自然法則”，首次認識到自然界運作中的一個重要規範。
本質上，新定律陳述了複雜的自然係統進化到更大模式、多樣性和複雜性的狀態。換句話說，進化不僅限於地球上的生命，它也發生在其他大規模複雜係統中，從行星和恒星到原子、礦物等等。
這是由九人小組撰寫的，他們是卡內基科學研究所、加州理工學院和康奈爾大學的科學家，以及科羅拉多大學的哲學家。
“宏觀”自然法則描述並解釋了自然界中每天都在經曆的現象。例如，與力和運動、重力、電磁和能量有關的自然法則在150多年前就被描述過。
這項新工作提出了一個現代的補充——一個宏觀定律，它將進化視為自然界複雜係統的一個共同特征，其特征如下:
1.它們由許多不同的成分組成，如原子、分子或細胞，可以重複排列和重新排列
2.受到自然過程的影響，導致無數不同的安排形成
3.所有這些配置中隻有一小部分在一個叫做“功能選擇”的過程中幸存下來
不管這個係統是有生命的還是無生命的，當一個新的結構運作良好，功能改善時，進化就發生了。
作者的“功能信息增加定律”指出，“如果係統的許多不同配置經曆了一個或多個功能的選擇”，係統將會進化
“這個被提議的自然法則的一個重要組成部分是‘功能選擇’的思想，”卡內基天體生物學家Michael L. Wong博士說，他是這項研究的第一作者。
在生物學的例子中，達爾文將功能主要等同於生存——活得足夠長以產生可繁殖後代的能力。
新的研究擴展了這一觀點，指出自然界中至少存在三種功能。
最基本的功能是穩定性——原子或分子的穩定排列被選擇繼續下去。同樣被選擇持續存在的是具有持續能量供應的動態係統。
第三個也是最有趣的功能是“新穎性”——進化係統探索新配置的趨勢，有時會導致驚人的新行為或新特征。
生命的進化史充滿了新奇事物——當單細胞學會利用光能時，光合作用就進化了；當細胞學會合作時，多細胞生命就進化了；物種的進化得益於有利的新行為，如遊泳、行走、飛行和思維。
同樣的進化發生在礦物王國。最早的礦物代表了特別穩定的原子排列。這些原始礦物為參與生命起源的下一代礦物提供了基礎。生命的進化和礦物質是交織在一起的，因為生命用礦物質來製造貝殼、牙齒和骨骼。
事實上，由於45億年來越來越複雜的物理、化學以及最終的生物過程，地球上的礦物質在太陽係誕生時隻有20種，現在已經有近6000種。
在恒星的例子中，論文指出隻有兩種主要元素——氫和氦——在大爆炸後不久形成了第一批恒星。那些最早的恒星使用氫和氦來製造大約20種較重的化學元素。下一代恒星在這種多樣性的基礎上產生了將近100多種元素。
“查爾斯·達爾文雄辯地闡明了植物和動物通過自然選擇進化的方式，其中有許多變異和個體特征以及許多不同的配置，”該研究的領導者，卡內基科學的合著者羅伯特·m·哈森說。
“我們認為達爾文理論隻是更大的自然現象中一個非常特殊、非常重要的例子。功能選擇驅動進化的概念同樣適用於恒星、原子、礦物和許多其他概念上等同的情況，其中許多配置都受到選擇壓力。”
合著者本身代表了一個獨特的多學科結構:三位科學哲學家、兩位天體生物學家、一位數據科學家、一位礦物學家和一位理論物理學家。
Wong博士說，“在這篇新論文中，我們從最廣泛的意義上來考慮進化——隨著時間的推移而變化——這包含了基於‘改良的血統’細節的達爾文進化。”"
“宇宙產生原子、分子、細胞等的新組合。那些穩定的、能產生更多新奇事物的組合將會繼續進化。這就是生命成為進化最顯著的例子的原因，但進化無處不在。”
在諸多影響中，該文件提出:
1.理解不同的係統擁有不同的程度，它們可以繼續發展。“潛在的複雜性”或“未來的複雜性”已經被提議作為一個進化中的係統可能變得多複雜的度量
2.對某些係統的進化速度如何被人為影響的見解。功能信息的概念表明，係統的進化速度至少可以通過三種方式來提高:(1)通過增加相互作用主體的數量和/或多樣性，(2)通過增加係統不同配置的數量；和/或(3)通過提高係統上的選擇性壓力(例如，在化學係統中，通過更頻繁的加熱/冷卻或潤濕/幹燥循環)。
3.更深入地理解宇宙中複雜現象的產生和存在背後的生成力量，以及信息在描述這些現象中的作用
4.在其他複雜進化係統的背景下理解生命。生命與其他複雜的進化係統有某些概念上的等價性，但作者指出了未來的研究方向，詢問生命如何處理功能性信息是否有獨特之處。
5.幫助尋找其他地方的生命:如果生命和非生命之間有一個與功能選擇有關的分界線，我們能否確定“生命規則”，使我們能夠在天體生物學研究中區分生物分界線？
6.在進化中的人工智能係統越來越受到關注的時候，描述自然和符號係統如何進化的信息預測定律尤其受歡迎
自然法則——運動、重力、電磁、熱力學等。編纂跨越空間和時間的各種宏觀自然係統的一般行為。
“功能信息增加定律”是對熱力學第二定律的補充，熱力學第二定律指出，一個孤立係統的熵(無序)隨著時間的推移而增加(熱量總是從較熱的物體流向較冷的物體)。

(责任编辑：娛樂)