Nick Lane 的細胞起源理論： 他的主要論點是，生命與地球的地球化學是連續的。 也就是說，細胞的許多主要特徵——膜、酶、通過質子梯度獲取能量——源自地球上的自發過程。 但這些特徵不能在不同的地方零散演化。你需要一個能容納所有過程的地點，這樣才能產生第一個細胞。 重要的背景是，所有生命都源自一個共同的祖先——LUCA（最後的共同祖先）。 那麼，什麼樣的環境可以產生 LUCA 呢？它需要兩個主要特徵： - 有持續的碳和能量流動（在某種意義上，所有生命都是碳和能量的流動，但在第一個細胞能夠利用之前，你需要一些地球化學來維持這種不平衡）。 - 一些能集中和催化導致有機物反應的東西（也就是細胞和酶的無機等價物）。 這排除了許多舊理論：一個充滿氨和鹽的溫暖池塘以及偶爾的閃電無法驅動持續的流動，也無法在類細胞的體積中集中早期有機物以推動反應。 Nick 認為鹼性海底熱泉是這一挑戰的獨特解決方案，並且有助於解釋所有生命因我們的共同遺傳而最終使用的許多偶然生物化學。 好吧，讓我們深入探討：為了提供背景，基本上 Nick 在這裡試圖解釋你如何自發地得到早期版本的逆克雷布斯循環。逆克雷布斯循環吸收 H2 和 CO2，並製造出脂肪酸、蛋白質和糖的前體有機分子。 另一個重要的背景：所有生命都依賴質子梯度。用氧氣（或其他厭氧呼吸中的氧化劑）燃燒食物會將 H+ 離子泵送過膜，就像填滿水壩一樣。這些離子通過 ATP 合成酶——一種分子渦輪——流回，利用這種流動將磷酸附加到 ADP 上，生成 ATP。你的身體只含有 60 克 ATP，但 ATP→ADP→ATP 循環是如此迅速，以至於你每天處理的 ATP 相當於你的體重。 附帶說明：如果一個溶液是酸性的，這意味著其中有很多 H+ 離子。如果它是鹼性的（也就是說，鹼性），這意味著其中有很多 OH- 離子。 那麼這些鹼性熱泉裡發生了什麼？這幅圖有三個方面：熱泉的內部、熱泉的牆壁和熱泉的海洋側。 在熱泉的內部，你有富含鐵的岩石基本上在生鏽，這釋放出 H2 和 OH- 進入流經的水流（也就是說，讓水變得鹼性）。 牆壁由催化礦物如 FeS 組成，並且有大量微小的孔連接內部和外部。 而海洋側則有大量溶解的 CO2——早期地球基本上是一個巨大的海洋，但也有很多火山釋放大量 CO2。海洋也相當酸性，因為 CO2 溶解在水中會變成碳酸。 在這些熱泉內部的微小孔中，H2 與 CO2 反應形成簡單的有機物，如甲醛 (CH2O) 和甲醇 (CH3OH)，這一反應由牆壁中的 FeS 催化。 補救化學：隨意跳過這段——我只是想包括它，因為我花了一些精力重新學習涉及的高中化學。而且理解這一點非常令人滿意。為什麼你需要內部的 H2 端是鹼性的？為什麼外部的 CO2 端需要是酸性的？我的理解是，在鹼性溶液中，H2 -> H+ 是有利的，因為 OH-（定義上使溶液鹼性）真的想與 H+ 反應生成 H2O。但現在你有一些中間的 H+ 在那裡，可以參與其他反應。在海洋側，水越酸，邊際 CO2 被添加轉化為碳酸的可能性就越小（因為周圍已經有這麼多），而是可用於反應。 現在你已經在這些微小孔中積累了早期有機物，你可以啟動這個正反饋循環，這些早期有機物作為前體或酶來製造越來越多的生命所需分子。你會生成氨基酸（成為其他反應的酶），脂肪酸（因為它們有疏水性頭部和親水性尾部，自發形成膜），糖、肽，最終是 DNA 和 RNA。Claude 說明： 這個早期原始細胞不必自己產生質子梯度，而是可以利用地球化學的不平衡，這是一個巨大的好處： “甲烷菌幾乎將 98% 的能量預算用於通過甲烷生成產生質子梯度，僅有 2% 用於生產新的有機物。利用自然的質子梯度和漏膜，根本不需要這麼多的能量消耗。可用的能量是完全相同的，但開支至少減少了 40 倍，這是一個非常可觀的優勢。” 除了在這些熱泉中自發存在的 H+ 梯度外，一些原始細胞還開始排出 Na+ 離子。由於這些沒有自然梯度，因此這為發展非多孔膜（以及膜上蛋白質將質子泵出）創造了動機。一旦你發展出這樣的膜，你就可以離開這個壁腔，像真正的細胞一樣漂浮。 這是否意味著遺傳僅在此時開始？因為在此之前，我想你在孔中有選擇，但你沒有辦法傳遞特徵。這些有機物和代謝的積累在所有孔中獨立發生。 然而在這一點上你已經有 DNA 和 RNA。那麼這些遺傳信息在遺傳之前做了什麼？我想只是組織信息以促進更多有機物的積累？ 這是否意味著有數百萬個原始細胞之間沒有共同的血統，每個細胞都發展出自己獨特的所有基本生物化學？LUCA 恰好是那個擁有 DNA、RNA 和 ATP 合成酶的細胞，但這三者都可能根據哪個原始細胞最先逃出角落而大相徑庭？ 然而，這三個構建塊在所有生命中被認為是獨特的精心設計？或者這是否意味著進化無法有效改善其基礎。就像反向傳播可以找到最佳網絡來映射一個函數，但無法同時重新連接你正在訓練的 GPU。無論如何，一旦你擁有這個原始細胞，它就可以“感染”整個海底的連續熱泉系統。 這一理論解釋的偶然生物化學： - 為什麼所有生命都依賴質子梯度 - 為什麼所有碳固定途徑，無論是在細菌、古菌還是真核生物中，都使用乙酰輔酶 A 作為進入點。當受到牆壁中的 FeS 催化時，它在這些熱泉中自發形成。基本上所有生命仍然使用這種分子來儲存能量和構建其他分子。 - 為什麼許多參與能量代謝（特別是克雷布斯循環）的酶仍然使用 FeS 礦物作為其骨架 - 為什麼古菌和細菌（真核生物的兩個不同王國）分開——顯然這與它們如何產生質子梯度有關，但老實說，相關的生物化學我無法理解。雖然這一分叉應該解釋為什麼所有生命共享 DNA、RNA 和 ATP 合成酶，但沒有其他東西：既不是細胞膜，也不是 DNA 複製酶，也不是排泄泵。顯然，所有這些東西都與古菌和細菌在這一分叉事件中做出的不同選擇有關。 對 Nick 的問題： - 我想這一理論與泛種說不相容，對吧？ - 這一鹼性熱泉理論是否暗示生命在宇宙中可能非常稀有或非常豐富？在某種意義上，它暗示它應該是稀有的。這只是一種非常特定類型的熱泉，具有正確的 pH 梯度、孔徑和耐久性。但在另一種意義上，這只是一個隨機的熱泉。理論上，宇宙中可能有數千個類似的地質結構，也可以驅動碳和能量在微小膜之間的流動。 - ATP 合成酶不是非常複雜嗎？為什麼第一個原始細胞有 ATP 合成酶，但幾乎沒有其他同樣複雜的東西？ - 在沒有遺傳的進化之前，所有這些複雜性是如何累積的？所有這些孔只是獨立地建立自己獨特的有機物微觀世界？我想這些早期的構建塊可能在沒有完全形成膜的情況下從一個孔漂浮到另一個孔？DNA 加上酶從一個孔漂浮到另一個孔，並啟動更多反應？Nick Lane 認為這是可能的嗎？如果不是，這是否暗示在 LUCA 能夠突破之前，還有許多其他同樣可行的構建塊選擇？ 感謝我的書友會成員提供非常有用和有趣的討論：@vinayramasesh, @shae_mcl, @coen_armstrong, @Oskarlso, @_sholtodouglas

.@RichardSSutton，強化學習的父親，並不認為LLM是苦澀教訓的產物。 我對Richard立場的鋼鐵人詮釋：我們需要一些新的架構來實現持續（在職）學習。 如果我們有持續學習，我們就不需要特別的訓練階段——代理人可以隨時學習——就像所有人類，實際上，像所有動物一樣。 這種新範式將使我們目前的LLM方法過時。 我盡力表達LLM將作為這種經驗學習發生的基礎的觀點。有些火花飛濺。 0:00:00 – LLM是死胡同嗎？ 0:13:51 – 人類會進行模仿學習嗎？ 0:23:57 – 體驗的時代 0:34:25 – 當前架構在分佈外的泛化能力差 0:42:17 – AI領域的驚喜 0:47:28 – 苦澀教訓在AGI之後仍然適用嗎？ 0:54:35 – AI的繼承