T在我们的宇宙中，物体的大小是从微小的10开始的-19表征夸克相互作用的米尺度，到宇宙视界1026几米远。在这45个可能的数量级中，据我们所知，生命仅限于一个刚刚超过九个数量级的相对微小的括号，大致在普遍范围的中间：细菌和病毒可以测量不到一微米或10。-6米，最大的树的高度达到大约100米。这种生活在俄勒冈州蓝山下的蜂蜜真菌，可以说是一种单一的生物，直径约4公里。当涉及到已知的有知觉生命时，其范围甚至更小，大约为三个数量级。
事情会有什么不同吗？
计算理论的进展表明，感知和智能可能需要万亿的原始“电路”元素。考虑到我们的大脑是由神经元组成的，而神经元本身本质上就是专门合作的单细胞生物体，我们可以得出结论，生物计算机需要与我们大脑的物理尺寸相当，才能展示我们所拥有的能力。
我们可以想象在人工智能系统中构建比我们自身更小的神经元。例如，电子电路元件现在大大小于神经元。但它们的行为也比较简单，需要上层建筑的支持（能源、冷却、通讯），这需要占用大量的空间。第一批真正的人工智能很可能占据的体积与我们自己的身体大小没有太大区别，尽管它们基于根本不同的材料和结构，这再次表明米级有一些特殊之处。
如果我们的脑子和我们的神经元都较大了10倍，我们在我们的一生中我们的思想少了10倍。
也学物理关于宇宙膨胀的激烈辩论
1979年12月7日上午，32岁的艾伦·古思（Alan Guth）醒来时有了一个想法。它在前一天晚上出现在他的脑海里，但现在，在加利福尼亚州的一天里，他可以看到。。。阅读更多
那么在光谱的超大端呢？威廉·S·巴勒斯在他的小说中爆炸的那张票，想象在行星表面下，存在着“一种接近绝对零度的巨大矿物意识，以缓慢的晶体形态思考。”天文学家弗雷德·霍伊尔（Fred Hoyle）戏剧性地、令人信服地写道，有知觉的超智能“黑云”相当于地球与太阳的距离。他的想法预示着戴森球体的概念，戴森球体是完全围绕恒星并捕获其大部分能量的巨大结构。我的同事弗雷德·亚当斯（Fred Adams）和我正在进行的计算也证明了这一点，这些计算表明，当今银河系中最有效的信息处理结构可能是由垂死的红巨星喷出的乌黑风催化的。在几万年的时间里，被尘埃覆盖的红巨星提供了足够的能量、足够大的熵梯度和足够的原材料，有可能超过十亿个类地行星的生物圈。
像这样的生命形式能有多大？有趣的想法不仅需要复杂的大脑，还需要足够的时间来表达。神经传输的速度约为每小时300公里，这意味着人脑中的信号传递时间约为1毫秒。因此，一个人的一生包含2万亿次的信息交叉时间（每个交叉时间都被丰富的大规模并行计算结构有效地放大）。如果我们的大脑和神经元都比我们大10倍，而我们的寿命和神经信号传递速度不变，那么我们一生中的思想就会少10倍。
如果我们的大脑有了巨大的增长，比如说，我们太阳系的大小，以及光速信号的特点，那么同样数量的信息传递将需要比当前整个宇宙时代更多的时间，没有时间让进化继续前进。如果一个大脑和我们的银河系一样大，问题会变得更加严重。从它形成的那一刻起，只有10000条左右的信息从我们银河系的一边传到另一边。因此，我们可以说，很难想象有任何类似生命的实体，其复杂性可以与人脑相媲美，它们占据的尺度比恒星尺度更大。如果他们存在的话，他们还没有足够的时间来实际行动做任何东西
R值得注意的是，环境对物质身体的限制也使生命的大小与智力的要求大致相同。最高的红杉的高度受到它们无法向天空中抽水超过100米的限制，这一限制是由地球上的重力（将水向下拉）和植物木质部的蒸腾作用、水粘附力和表面张力（将其向上推）共同设定的。1.如果我们假设大多数宜居行星的引力和大气压力将在地球的10倍以内，我们将在同一最大极限的两个数量级以内。
如果我们也假设大多数生命都与行星、月球或小行星有关，那么重力也会设定一个自然尺度。随着地球变得更大，其引力变得更强，一些假设动物骨骼（或任何等效物）上的作用力增加，早在16世纪末，克里斯蒂安·惠更斯就提出了这一观点。因此，这种动物需要增加其骨骼的横截面来承受更大的力，而这种力随着动物大小的平方而增加。然而，这些健身努力最终会弄巧成拙，因为体重随着体型的增大而增加。一般来说，移动陆地生物的最大质量随着重力强度的增加大致呈线性下降。相反，一个重力比地球低10倍的行星可能有比地球大10倍的动物。
但是，如果一颗行星太小（小于地球质量的十分之一），它就无法通过引力吸引和保持大气层，那么它的体积是有限的。我们再一次被限制在地球上所见大小的10倍以内。
生活也需要冷却。计算机芯片设计人员不断面对消除计算产生的热量固有的挑战。生物有同样的问题：大型动物的体积与表面积的高比例，或“皮肤”。由于皮肤是对动物进行冷却的原因，并且卷是所有热量的产生，大动物在冷却自己时效率低。如Max Kleiber在20世纪30年代首次指出的那样，每千克地球动物的代谢率与升高到0.25的动力的动物的质量成比例地减小。2.实际上，如果这种加热率没有减少，大型动物就会真正烹制（最近和生动地说明由Aatish Batia和Robert Krulwich）。假设哺乳动物的功能是必要的，所以最小观察到每纳米瓦特的一万亿的全身代谢率是必需的，3.我们发现了一种最大的热限制生物体，其大小略超过100万公斤，或略大于蓝鲸，蓝鲸是地球上创纪录的动物。
原则上，人们可以想象“生物”的体积要大得多。如果我们利用兰道尔的原理来描述计算所需的最小能量，如果我们假设一个超巨大、超懒惰、多细胞生物体的能量资源只用于缓慢地繁殖其细胞，我们就会发现机械支持的问题超过了热输运，成为生长的最终限制因素。然而，在这些尺度上，这种生物会做什么，或者它可能是如何进化的就变得不清楚了。
T他经典查尔斯和雷奥姆斯短片十的幂它是近四十年前制造的，但其影响深远。例如，它可以与作为科学课程标准方面的数量级估计的上升相联系，并且它是设计软件地图应用程序（如Google Earth）的直接灵感。
影响十的幂向内扫描的叙述（观众从芝加哥湖畔野餐的规模向内下降到亚核规模）和向外扫描的弧线（在这两个弧线中，视图越来越迅速地向外拉，将地球及其内容置于宇宙的大尺度）之间惊人的对称性，使这一点更加突出。
难道我们只是幸运的，作为有情众生，能够横扫两个方向，审视宇宙的大小尺度吗？可能不会。
Gregory Laughlin是圣克鲁斯加利福尼亚大学天文学和天体物理学教授。他是这本书的合著者永恒物理学中宇宙的五个时代，他在oklo.org上写博客。
参考
1.Koch，G.W.，Sillett，S.C.，Jennings，G.M.，＆Davis，S.D。树高的限制。自然界428, 851-854 (2004).
2. Kleiber，M.身体大小和新陈代谢。希尔加迪亚：农业科学学报6.，315-353（1932）。
3.West，G.B.，Woodruff，W.H.，和Brown，J.H.从分子和线粒体到细胞和哺乳动物的代谢率的异速缩放。美国国家科学院院刊99, 2473-2478 (2002).
