《更新书堂》·第463篇
内容来源 | 本文摘自中信出版书籍
《攀登不可能之山》 理查德·道金斯 著
责编 | 金木研 排版 | 二月
第 8340篇深度好文：6228字 | 13 分钟阅读
未来，生命究竟是什么样的？机器人未来将如何改变世界？
一、从幻想到现实：
TRIP机器人的探索与挑战
1.生命的构建与自我复制程序的幻想
在探讨生命的奥秘时，我们往往陷入一个谜题：那些精妙复杂的生物机制，是如何从无到有，一步步构建起来的呢？
想象一下，如果计算机病毒不仅仅是数字世界的寄生虫，而是必须在一个完全没有现成计算机的环境中从零开始自我复制，那会是怎样一番景象？
这不仅仅是一个科幻场景，它引领我们进入一个关于自我复制程序（TRIP）的现实探索。
2.TRIP的核心挑战与意义
TRIP，即“指令完全复制程序”，听起来就像是从科幻小说中跳出来的概念。
但实际上，它触及了生命起源和进化的核心问题：一个自我复制的系统如何在没有现成复制机制的情况下启动并运行？
这不仅仅是一个技术挑战，更是对创造力和适应性的终极考验。
3.TRIP机器人的需求、特性与转变
想象一下，这台运行TRIP的计算机不仅仅满足于在屏幕上模拟三维立方体，它渴望触摸到实体，感受到重量，甚至制造出自己的复制品。
但这可不是普通的打印任务。普通的3D打印机，尽管能在纸上堆叠出连续的截面，却无法创造出真正自由移动、由不同材料组成的复杂机器。这就像试图用一堆纸片拼凑出一辆飞驰的汽车一样荒谬。
所以，我们的TRIP需要一个更强大的伙伴：一个工业机器人。这个机器人不仅要有能够抓取物体的手臂，还要有灵活的关节，能在三维空间中自由移动。它必须像真正的探险家一样，配备有感觉器官，能够引导它穿梭于现实世界，寻找并收集制造零件所需的原材料。
但即使是这样高级的工业机器人，在现代工厂中也只是生产线上的一个固定环节。它们擅长按照既定的程序组装零件，却无法独自面对寻找原材料的挑战。
为了运行TRIP，我们的机器人必须变得更加自主，更加冒险。它需要装备上履带或腿，成为真正的探险者，勇敢地穿梭于世界各地，开采并收集那些宝贵的原材料。
4.TRIP探索的深远意义与自然界的自我复制系统
这不仅是一次技术的飞跃，更是对生命创造力的一次深刻致敬。TRIP的探索不仅仅是为了解答一个科学问题，更是为了揭示生命如何在宇宙的广阔舞台上，从零开始，一步步创造出无尽的奇迹。
在这个引人入胜的旅程中，我们或许会发现，生命的奥秘并不遥远，它就隐藏在我们对自我复制和探索未知的渴望之中。
在探索生命的奥秘时，我们常常会遇到一些令人着迷的问题：那些能够自主行动、寻找资源并自我复制的系统，是如何在自然界中诞生的呢？
想象一下，如果机器人不仅仅是工厂生产线上的固定环节，而是能够像生物一样，以一种准目的性的方式四处移动，寻找并收集制造自身所需的材料，那会是怎样一番景象？
事实上，有些机器人确实已经拥有了这样的能力。它们或许装备着像昆虫一样的吸盘足，能够爬上垂直的表面；或许像著名的“机器冒险者”一样，能够自己找到电源插头给电池充电。
然而，这些机器人所执行的任务，仍然是由人类预先设定的。它们缺乏一种真正的自我复制能力，无法像生命一样，从零开始创造出自己的复制品。
那么，我们能否构想出一种具备这种能力的机器人呢？
理查德·道金斯在《不可攀登之山》书中指出：“一种能够靠自己的四肢移动，在自己的感觉器官和内置计算机的控制下，无休止地寻找并收集复制自身所需材料的机器人。这种机器人不仅是一个简单的‘复制我’程序，而是一个真正的TRIP机器人——一种能够分发自身携带的程序副本，并执行该程序所需的全部机制的机器人。”
二、TRIP机器人与生命起源
1.TRIP机器人：科幻现实与生命奥秘的探索者
TRIP机器人的概念听起来就像是从科幻小说中跳出来的，但实际上，它触及了生命起源和进化的核心问题。
就像你我这样的人类，以及蜜蜂、花朵、袋鼠等生物一样，我们实际上都在做着TRIP机器人所要实现的事情：寻找所需的原材料，组装所需的部件，维持生命，并最终组装出另一个具有相同功能的“机器人”。
然而，有些人可能会觉得被称为机器人是一种冒犯。他们认为机器人必定是迟钝低能的行尸走肉，没有智慧、没有灵性。
但事实上，这些都是我们对机器人的刻板印象。一个实体可以非常富有智能和灵活性，但仍然是一个机器人。
机器人只是一种非特定的、具备复杂性和智能的结构，它是为完成特定的任务而预先设置的。而TRIP机器人的任务，便是实现生命的终极奥秘——自我复制和进化。
2.生命本质与创造力的科技致敬，揭秘30亿年生命起源之谜
在这个引人入胜的旅程中，我们不仅是在探索机器人的技术极限，更是在揭示生命的本质和创造力。TRIP机器人的构想不仅仅是一个科学问题，更是对生命如何在宇宙的广阔舞台上创造出无尽奇迹的深刻致敬。
在这场探索生命起源的深邃之旅中，我们再次回到了那个引人深思的结论：
从大象的巍峨到鸵鸟的奔跑，从橡树的挺拔到人类的智慧，这一切都是DNA语言精心编织的计算机程序中的奇妙篇章，都是冯·诺依曼机理念的生动展现。然而，这场宏大戏剧的序幕是如何悄然拉开的呢？
为了揭开这个谜团，我们必须穿越时空的长廊，回溯到那漫长而遥远的过去，那是一段超过30亿年，甚至可能触及40亿年前的时光。
那时，世界与今日大相径庭，无生命之欢歌，无生物之喧嚣，唯有物理与化学的法则在默默交织，地球的化学构成也与今日截然不同。
我们基于现有知识的推测，大多（尽管并非全部）都起源于那传说中的“原始汤”，那是一种由海洋中简单的有机化学物质相互融合而成的稀薄液体。
然而，无人知晓那决定性的一幕是如何上演的。在不违反物理与化学定律的框架下，一个分子以某种不可思议的方式偶然诞生，它拥有了自我复制的能力，这便是“复制因子”的神秘面纱。
3.宇宙中的偶然奇迹，海岛蜥蜴之谜引发的深邃思考
这似乎完全是命运的偶然之作，然而，关于这个“偶然”，却蕴含着更深层次的奥秘。
首先，它必定只发生了一次，如同孤岛上的定居者所经历的运气一般。世界上的大多数岛屿，甚至是阿森松岛这样偏远的角落，都有生命的足迹。但其中一些生命的到来，却并非我们所能轻易想象的。
比如，我们如何解释蜥蜴是如何登上那些遥远的岛屿的呢？是命运的捉弄，还是大自然的巧妙安排？我们不得而知。但无论如何，这种运气确实降临了，因为海岛上有蜥蜴的存在，这便是最好的证明。
然而，当我们把目光投向浩瀚的宇宙时，问题变得更加扑朔迷离。据我们所知，在宇宙中那如恒河沙数的行星中，生命起源的事件可能仅在其中一颗上发生过。
这不禁让我们陷入深思：生命，究竟是一种普遍的存在，还是一种极其罕见的奇迹？
4.生命起源之争——普遍还是奇迹？
有趣的是，关于这个问题，科学界也存在着激烈的争论。
一方面，有人坚信生命可能并不那么罕见，生命的起源也可能并非那么概率微茫。他们指出，尽管我们尚未发现外星生命的存在，但这并不足以证明生命在宇宙中是罕见的。
另一方面，也有人持相反的观点。他们指出，在过去的几十年里，我们已经装备了探测遥远空间的无线电通信设备，但在无线电波可达的范围内，我们却从未发现过外星生命的迹象。这不禁让人怀疑，拥有智能和复杂科学技术的生命是否真的存在于宇宙的其他角落？
这个悖论不仅引发了我们对生命起源的深入思考，也让我们对生命的存在产生了更多的好奇和期待。
生命，这个宇宙中最为神秘和复杂的存在，究竟是如何诞生的？它又是如何在漫长的岁月中演化出如此丰富多彩的形式的？
这些问题不仅关乎我们的起源和存在，更关乎我们对宇宙和生命的深刻理解。
三、生命起源的探索与宇宙的奥秘
1.生命起源的偶然与自我复制实体的诞生
生命的起源，无论发生在宇宙的哪个角落，都始于一个自我复制实体的偶然诞生。这个实体，在地球上最终演化为DNA分子，但最初的复制因子可能并非DNA，其具体形态我们至今仍不得而知。
与DNA的复杂机制不同，最初的复制分子依赖于更为简单的复制方式，它们的自我复制属性就像钻石的硬度一样，是固有且无需解码的。
我们可以确信，这些最初的复制因子没有复杂的解码和执行指令的机制，因为这样的复杂性是在漫长的演化过程中逐渐出现的。而复制因子的出现，正是演化开始的标志。
2.复制因子的演化与第二十二条军规
根据“生命起源的第二十二条军规”，最初的自我复制实体必须足够简单，以便能够由化学的自发反应产生。
一旦第一个自发复制因子出现，演化便迅速推进。复制因子的本质在于它能够产生自身的副本，这意味着实体群体也会经历复制，从而倾向于指数增长，直到受到资源或原材料的制约。
3.复制过程中的变异与演化的推进
在复制过程中，随机错误是不可避免的，这导致了复制因子之间的变异。
一些变异体失去了自我复制的能力，而另一些则获得了更快的复制速度或更高的复制效率，从而在群体中占据优势。
随着时间的推移，典型的复制因子类型会被新的、更具竞争力的类型所取代。这种改进最终变得非常复杂，以至于如果有一个观察者的话，他可能会把这个过程描述为解码和遵循指令，而这些指令的核心意义就是“复制我”。
然而，这个故事并非没有问题。其中之一就是所谓的“生命起源的第二十二条军规”。复制因子中的组件越多，其中一个被错误复制的可能性就越大，从而导致整体故障。这表明第一种原始复制因子的组件非常少。
但是，组件数量过少的分子可能无法实现自我复制。为了调和这两个看似矛盾的要求，演化花费了大量时间并展现出惊人的巧思。
4.生命演化的壮丽篇章与指数增长的力量
最初的复制机器，即第一个“机器人重复因子”，其复杂程度远低于我们今天所知的细菌。然而，细菌已经是TRIP机器人中最简单的例子。从化学的角度来看，细菌的生存方式比其他生物界成员的要丰富得多。
更令人惊奇的是，不同种类的细菌在10亿多年前聚集在一起，形成了真核细胞，这就是我们体内的细胞。
真核细胞后来又进一步聚集形成群落，甚至更大的生物体。生命的演化历程充满了惊奇和巧思，每一步都见证了生命从简单到复杂的壮丽篇章。
大象，作为一个由大约1000万亿个细胞组成的生物体，其庞大程度在与那些它致力于保存和复制的DNA分子相比时显得尤为突出。这些细胞，每一个都是细菌群落的集合，携带着相同的DNA指令，共同合作以实现共同的目标：复制与它们相同的DNA数据。
然而，当我们从绝对的尺度来看待大象时，它并不算是特别巨大的存在。与恒星相比，它显得微不足道。但在这里，“大”是一个相对的概念，是用来描述大象与其体内的DNA分子之间的尺度对比。
为了更直观地理解这种尺度对比，我们可以想象一个人类工程师建造的机械机器人，其内部足够大以容纳人类工程师，就像希腊人藏在特洛伊木马内一样。
但如果我们将这个“机械马”按比例放大，使得每个人类工程师的大小相当于真马中的一个DNA分子，那么我们的机械马将能够一步跨越喜马拉雅山。这是因为真正的马是由数万亿个细胞组成的，而每一个细胞内部都携带着一组完整的基因。
真实生命体之所以能够如此之大，是因为它的生长方式与人造机器或这个想象中的机械马的建造方式截然不同。真实生物的生长是通过指数增长或局部倍增来实现的。从一个非常小的细胞开始，这个细胞的大小刚好与制造它的基因相符。
这些基因通过生化操纵使细胞具有分裂成两个相似子细胞的能力。随着时间的推移，这些子细胞也会分裂，形成更多的细胞。这就是指数增长的力量。
指数增长的力量是惊人的。通过在发育的身体中对细胞进行局部倍增，细胞的数量很快就会上升到天文数字级别。蓝鲸，作为最大的生物之一，由大约10亿亿个细胞组成。
然而，在理想的条件下，只需要大约57代细胞就能产生这样的庞然大物。这就是指数增长所带来的惊人变化。
尽管实际上细胞的分化时间和倍增时间会有所不同，但指数增长的力量仍然使得生物体能够在相对较少的细胞世代数内达到巨大的规模。
四、探索技术极端：
千兆技术与纳米技术的奥秘
1.千兆技术的挑战与自然的智慧
千兆技术，即建造比建造者自身大至少10亿倍的物品的技术，对我们人类工程师来说是一个全新的挑战，因为我们在这方面毫无经验。
我们所建造的最大交通工具，如大型船舶，相对于它们的建造者来说并不是很大，我们可以在短时间内轻松绕其行走一圈。当我们建造像船只这样的物品时，我们无法利用指数建造的优势，只能通过层层叠叠的方式将数百块预制钢板拼接在一起。
然而，那些制造自身所乘坐的“机器人载具”的DNA却掌握着指数增长的工具，这使得自然选择所青睐的基因具有巨大的力量。通过对胚胎生长控制细节的微小调整，可以对结果产生极为显著的影响。
例如，一个突变可能告诉一个特定的细胞亚谱系再分裂一次，从而使身体的某个特定部位的尺寸加倍。同样的技巧也可以被胚胎发育中的基因用于改变身体的些许形状。
2.细胞分裂的奥秘与癌症的启示
真正不同寻常的是，细胞谱系在它们应该停止分裂的时候便停止了分裂，从而使我们所有的身体部分都保持比例协调。
但有时，细胞谱系在应该停止分裂的时候却没有停止，这就是癌症的发生。在好奇为何我们会得癌症之前，我们应该先弄清楚为何我们不会自出生起就一直被癌症折磨。
3.纳米技术的未来展望与医疗革命
与千兆技术相反的是纳米技术，它意味着工程对象只有建造者的10亿分之一大小。有些人正在宣扬纳米技术在不久的将来会成为现实，并认为这将对人类生活的几乎所有领域产生巨大影响。
以医疗为例，现代外科医生虽然拥有灵巧精密的器械，但与纳米技术涉及的尺度相比，它们的器械仍然非常粗糙。纳米技术实现了我们制造终极手术器械的梦想，这些器械足够小，可以在细胞的尺度上工作。
对于纳米机器人来说，它们可能非常擅长修复患病的红细胞等细胞。但是，由于人体内细胞的数量是惊人的，因此纳米机器人需要使用与细胞相同的自我增殖技术来克隆自己并复制自己。利用指数增长的力量，机器人的数量应该会飙升到与人体内细胞数量相同的级别。
4.纳米技术的现实基础与生命本质
纳米技术，尽管在我们看来可能遥远且令人难以置信，但实际上已经在我们的细胞中运行。科学家们认为纳米技术值得探索，因为DNA和蛋白质分子所构成的世界正是在我们所谓的“纳米技术”尺度上运作的。
例如，当医生给患者注射免疫球蛋白来预防肝炎时，他们实际上是在给患者的血液注入天然的纳米技术工具。
这些免疫球蛋白分子是复杂的物体，依赖于其特定形状来完成工作，并且它们的数量以百万计，通过指数级的数量增长技术进行克隆。
5.基因指令的共性与纳米技术的未来
科学家们希望，通过精巧设计的人工程序，那些看似微型工业机器人的纳米技术工具也可以进行克隆。尽管纳米技术对我们来说可能是一个令人震惊的外星世界，但实际上它并不崭新和陌生，而是十分古老。
生命本身就是基于极其微小的纳米世界，一个由DNA分子编码规则产生的蛋白质分子世界，这些蛋白质分子能够控制其他分子的相互作用。
病毒的基因可以看作是一种编码指令，要求寄生细胞复制它，而生物的基因则要求细胞共同创造一个新的生物体，这个生物体被编程以实现生长并制造更多的生物体，所有这些生物体都被编程来实现一个目的，就是复制基因本身。
因此，纳米技术并不遥远，它已经在我们的生命中发挥着重要作用，只是我们需要以更微观的视角去理解它。
从根本上说，无论是病毒的基因还是生物“自己的”基因，都只是DNA指令，它们都以各种方式说着同样的指令——“复制我”。
*文章为作者独立观点，不代表笔记侠立场。
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