生命的集體活動–所有的微生物、植物和動物–已經改變了地球。以植物為例：植物“發明”了一種進行光合作用的方式來提高自己的生存能力，但在這樣做的過程中，釋放出的氧氣改變了我們星球的整個功能。這只是單個生命體執行其自身任務的一個例子，但在地球範圍內集體產生了影響。

如果生命的集體活動–被稱為生物圈–能夠改變世界，那麼認知的集體活動以及基於這種認知的行動是否也能改變一個星球呢？一旦生物圈進化了地球就有了自己的生命。如果一個有生命的星球有自己的生命，它是否也能有自己的思想？

這些都是羅切斯特大學物理學和天文學教授Adam Frank和他在行星科學研究所的同事David Grinspoon以及亞利桑那州立大學的Sara Walker在《International Journal of Astrobiology》上發表的一篇論文中提出的問題。在這篇論文中，研究人員討論了他們所謂的“行星智能”–在行星範圍內運作的認知活動的想法–以提出關於人類可能解決諸如氣候變化等全球問題的新想法。

研究人員Adam Frank指出：“如果我們有希望作為一個物種生存下去，那麼我們必須利用我們的智慧為地球帶來更大的利益。”

一個“不成熟的技術圈”

Frank、Grinspoon和Walker借鑒了Gaia假說等觀點–該假說提出，生物圈跟空氣、水和土地等非生物地質系統強烈互動以維持地球的宜居狀態，進而解釋即使是沒有技術能力的物種也能顯示行星智能。關鍵是，生命的集體活動創造了一個自我維持的系統。

就好比Frank所說的，最近的許多研究表明，森林中的樹木根部是如何通過被稱為菌根網絡的地下真菌網絡連接起來的。如果森林的一部分需要養分，那麼其他部分就會通過菌根網絡向受壓部分輸送它們生存所需的養分。通過這種方式，森林保持了自己的生存能力。

現在，我們的文明則是研究人員所說的“不成熟的技術圈”，是人類產生的系統和技術的集合體，它直接影響到地球但卻不能自我維持。我們為生存而消耗的技術和能源正在破壞我們的地球家園，這反過來將破壞我們的物種。所以為了作為一個物種生存下去，我們需要共同為地球的最佳利益而努力。

不過Frank指出：“我們還沒有能力為地球的最佳利益作出共同的反應。地球上有智慧，但沒有行星智慧。”

走向一個成熟的技術圈

研究人員提出了地球的過去和可能的未來的四個階段以說明行星智能如何可能在人類的長期未來中發揮作用。另外，他們還展示了由行星智能驅動的這些進化階段可能是銀河系中任何進化出生命和可持續技術文明的行星的特徵。

第一階段–不成熟的生物圈：非常早期的地球的特徵，數十億年前，在技術物種之前，當時有微生物存在，但植被還沒有出現。由於生命不能對地球的大氣層、水圈和其他行星系統施加力量，所以全球反饋很少；

第二階段–成熟的生物圈：地球的特徵也是在科技物種之前，從約25億年到5.4億年前，穩定的大陸形成了，植被和光合作用發展了，氧氣在大氣中建立起來，臭氧層出現了。生物圈對地球產生了強烈的影響，也許有助於維持地球的可居住性；

第三階段–不成熟的技術圈：是現在地球的特徵，有相互聯繫的通信、運輸、技術、電力和計算機系統。然而，技術圈仍是不成熟的，因為它沒有融入其他地球系統，如大氣層。相反，它從地球的系統中吸取物質和能量的方式，將推動整體進入一個新的狀態，而這個狀態可能不包括技術圈本身。從長遠來看，我們目前的技術圈正在與自己作對；

第四階段–成熟的技術圈：Frank稱，地球在未來應該是這樣的，技術系統已經到位，有利於整個地球，包括在全球範圍內以不損害生物圈的形式收集能源如太陽能。成熟的技術圈是一種與生物圈共同進化的形式，使技術圈和生物圈都能茁壯成長。

Frank表示：“行星的發展經歷了不成熟和成熟的階段，而行星的智能則表明你何時能達到一個成熟的行星。百萬美元的問題是弄清楚行星智能是什麼樣子的，對我們在實踐中意味著什麼，因為我們還不知道如何走向一個成熟的技術圈。”

行星智能的複雜系統

儘管我們還不知道行星智能可能表現出來的具體方式，但研究人員指出，一個成熟的技術圈涉及到通過一個構成複雜系統的反饋環路網絡將技術系統與地球結合起來。簡單地說，一個複雜的系統是由較小的部分組成，這些部分以這樣一種方式相互作用，系統的整體行為完全取決於相互作用。也就是說，總和大於其部分的整體。複雜系統的例子則包括森林、互聯網、金融市場和人腦。

就其性質而言，一個複雜的系統具有全新的屬性，如僅僅通過檢查人腦中的神經元很難分辨出人的個性。

這意味著很難準確預測當個體形成一個行星智能體時可能出現的屬性。然而根據研究人員的說法，像行星智能這樣的複雜系統將有兩個決定性的特徵：它將有突發行為並需要自我維持。

Frank說道：“生物圈在幾十億年前通過創建移動氮和運輸碳的系統想出瞭如何自己承載生命。現在我們必須弄清楚如何使技術圈具有同樣的自我維持的特性。”

尋找地外生命

Frank指出，儘管做出了一些努力，但在包括在全球範圍內禁止使用某些危害環境的化學品並朝著使用更多太陽能的方向發展上，人類還沒有行星智能或成熟的技術圈，“但這項研究的全部目的是指出我們應該向何處去。”

Frank稱，提出這些問題不僅將提供有關地球上生命的過去、現在和未來生存的信息，而且還將有助於尋找我們太陽係以外的生命和文明。