人类智力进化史上的‘艰难步伐’能否用地质阈值来重塑？
为什么人类花了这么长时间才出现在地球上？地球已有 46 亿年历史，生命始于大约 40 亿年前，然而人类——我们所知的宇宙中唯一具有智慧和技术的物种——却只存在了最近 20 万年。为什么我们没有早点出现？什么因素推迟了我们的出现？这里的生命时间线能说明宇宙中存在其他技术先进的生命形式的可能性吗？我们进化史的一个假设是“艰难步骤”模型。1983 年，澳大利亚物理学家布兰登·卡特假设，通往人类的道路需要“成功通过一系列中间步骤”，考虑到当时可用的时间，每个步骤都非常不可能且困难。最初，卡特只看到了两个步骤——遗传密码的起源和“大脑发育的最终突破”。
此后，许多研究人员修改了卡特的想法，并提出了两个以上的步骤，当今最流行的模型表述设想了五个步骤：1）单细胞生命的创造（“无生源论”），2）产生氧气的光合作用出现，3）原核细胞出现真核细胞，4）复杂生命的出现，例如多细胞动物，以及5）具有成熟语言的智人的崛起。
这些步骤是“艰难的”，因为它们只能发展一次（例如，与眼睛的进化发展相反，眼睛的进化发展发生了很多次，并且出现了不同程度的光利用）。
每一步都花费了大约 10 亿年的时间。虽然太阳在变成红矮星之前还有 50 亿年的时间，但地球上的生命将在大约 10 亿年后终结，届时，越来越明亮的太阳将引发失控的温室效应，地球最终将变得像金星一样，炙热而干燥。
因此，问题就来了，像我们这样的智慧、技术型动物是否只是在地球上进化得比较晚，时间也比较紧。银河系其他地方的先进外星生命会遭遇同样的命运吗？它们是否进化得太晚，无法到达地球？因此，硬步骤模型预测，像地球上的人类这样的技术型物种在宇宙中极其罕见。
“‘艰难步骤’模型认为，在地球生物圈消亡之前，人类不太可能进化，”该论文的主要作者丹尼尔·B·米尔斯 (Daniel B. Mills) 表示。“我们的存在代表了宇宙中的一个例外，即在行星时钟耗尽之前，智慧生命得以进化。”
米尔斯目前就职于德国慕尼黑大学和美国宾夕法尼亚州立大学，与宾夕法尼亚州立大学和纽约州罗切斯特大学的同事共同撰写了该论文。该论文已在预印本服务器arXiv上发布，并已提交给期刊。
实际上，卡特对艰难步骤的标准是，这些步骤在规定的时间内不太可能发生，并且对于人类的最终进化至关重要。研究人员在这里对艰难步骤模型提出了质疑，他们想知道这些步骤是否真的不太可能发生，并且真的必不可少。
人类智慧真的有必要吗，或者其他形式的智慧就足够了，比如昆虫或蚂蚁的集体行为中所见的智慧，乌鸦和海豚制造工具的智慧，或者章鱼从我们的最后一个共同祖先（生活在 7.5 亿年前的原始扁形虫）分离出来后独立发展出来的智慧？
米尔斯及其同事写道：“将‘人类智能’视为‘艰难的一步’的依据尚不确定。”
而根据志留纪假说（该假说的其中一位合著者、罗彻斯特大学的亚当·弗兰克 (Adam Frank) 帮助提出了这一假说），地球上可能在遥远的过去存在过其他智慧物种，但它们的任何物质证据现在都已完全消失，被大约五亿年前地球的地质过程消灭殆尽。
他们还质疑1995 年首次提出的“进化的重大转变”（MTE）框架是否真的是复杂生命或高级生命形式的发展所必需的。该框架提出了进化过程中的八个重大转变，直到人类出现。遗传密码真的需要吗？语言？
这项研究与生物进化截然不同，它还通过仔细研究历史地质生物学的作用（地球表面环境和生命在地质和深远时期如何共同进化）挑战了硬步骤模型的一些关键假设。突破关键的环境门槛将开辟新的“允许”环境。
在这种情况下，环境变化不会产生进化创新，而是“代表着消除先前阻碍创新进化的外部限制”。
有可能，在新的环境中首次出现的生命阶段会蓬勃发展并主导该环境事件，从而为进化奠定新的分支，而不是在跨越门槛之前存在的现状分支。当艰难的步骤（上述五个步骤以及此后添加的其他步骤）候选步骤进化时，全球环境变化可能已得到控制。
论文的结论是：“我们提出了这样一种可能性：进化过程中不存在任何艰难的步骤（尽管在宇宙生命之树中出现了重大的进化奇点），而地球进化的总体速度是由在地质时间尺度（即数十亿年）内运作的全球环境过程决定的。换句话说，人类起源于地球历史的‘晚期’，是因为‘人类宜居之窗’在地球历史中才相对较晚地开启。”
米尔斯说，艰难的步伐这一概念给人类留下了不合理的印记。“许多人认为这些结论是理所当然的，就好像科学已经真正证明了我们在地球上的存在取决于在可用时间内可能性很小的偶然事件，”他说。
“这些结论不仅没有道理，而且还会损害我们的集体自我形象，导致人们认为人类是地球生物圈的偶然产物，而不是自然的表现。”
他认为这种想法妨碍了人类的生活并使我们走上了错误的方向。
他说：“这种认为人类无能为力和脆弱的态度导致了一种‘习得性无助’，例如，将气候危机视为我们的死刑判决，而不是任何全球文明都必须面对的不可避免的挑战。”
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