第619章 星球改造（2/2）

分形维数重合意味着空间结构可以统一，但是时间节律的耦合还是分离的。

植物的光合作用有昼夜节律，微生物的代谢有丰度波动，动物的繁殖有季节性脉冲，这三者的时间尺度完全不同，强行对齐的话，整个系统就会变得很脆弱。

肖宿把笔搁下，靠在椅背上闭了闭眼。

时间节律的对齐问题，他之前在地球生态系统的研究里也见过，通常的解法是用外部环境信号来强制同步，比如光照周期或者温度循环。

但是月球的昼夜周期是地球的二十七倍，如果按照月球的自转周期来设计系统的节律，植物和微生物的代谢周期会被拉得很长，效率会大幅下降。

如果按照地球的二十四小时周期来设计，又需要额外输入能量来模拟地球的光照条件，系统的自持性就会打折扣。

这也不行，那也不行。

肖宿睁开眼，左手托腮，皱眉看向屏幕上的方程。

忽然，他脑子里闪过一个念头。

既然地球二十四小时和月球二十七天的周期都不合适，那为什么不重新定义一个属于这个生态系统自已的时间基准呢？

这个基准不需要是地球的，也不需要是月球的，它可以是两者之间的某个中间值，由系统的内部动力学决定，而不是由外部天体的运动决定。

换句话说，把时间基准从“输入”变成一个“输出”，让生态系统自已决定它的时钟频率。

而外部只需要提供周期性的能量脉冲，用来稳定这个频率，那自然就不需要考虑额外输入能量，也不需要强行对齐时间尺度了。

植物的光合作用可以锁定在月球昼夜周期的三次谐波上，也就是大约九天的周期；微生物的代谢可以锁定在七次谐波上，大约四天的周期；动物的繁殖可以锁定在基频或者二次谐波上。

这三个谐波之间是整数倍关系，可以通过耦合项自动同步。

肖宿眼睛一亮，不过他正要继续往下推，忽然又停住了。

谐波锁定这个方案可行，但是有一个前提，那就是子系统的代谢周期和月球的轨道周期之间必须存在一个稳定的有理数比值。

可是，植物和微生物的代谢周期根本不可能固定，它们会随着温度、光照、营养条件的变化而漂移。

而如果漂移幅度太大，谐波锁定就会失稳。

肖宿想了想，把方程里的耦合项重新写了一遍。

他在耦合项里加了一个相位反馈机制，让子系统的代谢周期能够根据温度信号的相位变化自动微调，从而在月球轨道周期的谐波上保持锁定。

这个反馈机制的数学形式并不复杂，本质上是一个锁相环的结构，在通信系统里已经用了上百年了，只是没人把它用到生态系统的时间节律控制上而已。

肖宿把修改后的方程重新调出来，让司命跑了一组测试。

屏幕上的三条曲线开始振荡，一开始还各自漂移，但是在相位反馈的作用下逐渐靠拢，最后全都锁定在了三个整数比的时间周期上。

锁定之后的曲线非常平稳，振荡幅度比之前小了将近一个量级。

可行。

肖宿盯着那条锁相成功的曲线看了一会儿，脑海中的思路明晰起来。

现在，整个方案最关键的几点已经解决了，可以开始了。

他关掉屏幕，拿起笔，在草稿纸上飞快地写了起来。

《星球改造计划：地外行星原生生态系统自组织设计纲要》

“首次计划目标是在月球表面从零构建一套能自我维持、自我调节的原生生态系统，使人类首次具备在任意有固体表面的天体上创造宜居环境的能力……

第一阶段是要实现局部闭环期，在月球表面选定区域内建立碳、氮、磷、水等关键元素的闭环流动，系统物质闭合度不低于百分之九十五，运行时间不少于一个目标星球年……

区域扩展……

全球网络期，让整个星球表面形成连续的、多尺度的生态网络，大气成分和地表环境发生根本性变化，达到支持复杂生命长期生存的条件……”