李水旺新一期視頻:
今天的主題是自我複製機器,尤其是馮·諾依曼探測器和巴祖卡探測器,我們將探討自我複製機器的基本概念以及關於它們的一些誤解,之後再來討論這兩種特定類型的機器還有其他幾種類型。首先,有三件關於自我複製機器的事我們需要一開始就弄清楚:第一,自我複製機器不一定體型微小;第二,可以說我們現在就有能力製造出一台;第三,自我複製機器未必隻是機械裝置,它們也可以是有生命的。在科幻作品中,自我複製機器通常被設定為體型微小的納米機器人,但它們其實完全沒必要如此,納米機器人也並非必須具備自我複製的能力。這類機器在作品中也往往被描繪成單一類型,可實際上,你完全能打造出由多種不同類型、不同尺寸組成的機器集群。通常來說,如果需要更大的機器,人們會讓這些小機器拚接在一起組成大的,但這其實並非一種合理的做法。比如,如果我們需要金屬來製造更多的微型機器人,一種常見的設定是讓這些機器人從原材料中逐個剝離金屬原子,但這種做法其實有點荒謬;另一種做法是讓它們組合成傳統的熔爐來冶鏈金屬,這同樣十分荒唐,尤其是考慮到熔爐本身就是用要冶煉的這種金屬製造的,這麼做連熔爐本身都會被熔掉。其實更合理的做法是讓這些機器人直接建造一座熔爐。這就打破了關於「灰色粘質」的經典概念,所謂灰色粘質,就是指一群像粘質一樣的機器人吞噬整個星球。這個概念最初源於約翰·馮·諾依曼提出的通用組裝器,也叫構造器,德雷克斯勒在此基礎上進一步提出了分子組裝器的概念,幾乎所有納米機器的相關構想都源於此。但自我複製機器的概念遠比這更早,至少可以追溯到笛卡爾的時代,據說笛卡爾曾對瑞典女王克裡斯蒂娜說,人體就是一台機器,而本身也是飽學之士的女王指著一座鐘表,讓他讓這台鐘表實現自我複製。
達爾文的理論開始傳播後不久,塞繆爾·巴特勒就開始思索自我複製機器發生變異、進化出意識的可能性。所以這個概念的歷史遠比人們通常認為的要悠久,而且最初的構想也並非聚焦於微型機器。
來說第二點,我們現在或許就有能力製造出自我複製機器,這裡體型的概念就很重要了。如果有一座自動化工廠四處移動,挖掘岩石並製造出全新的、設備齊全的工廠,那這就是一台自我複製機器。一台能夠列印出自身的3D印表機,同樣是自我複製機器。這類機器並非必須能自行製造生產原料,畢竟我們人類本身就是自我複製的「機器」,我們的細胞不僅無法直接將物質轉化為食物,實際上還依賴許多相互依存但又獨立存在的生命體來維持我們的生命活動。我們不隻是以其他生物為食,腸道裡還生活著大量的微生物,幫助我們消化食物。我們身體的每個細胞中甚至都有線粒體,它們依靠自身的遺傳密碼進行自我複製,這些「搭便車者」已經與我們共生了數億年,形成了真正的共生關係,儘管我們的脫氧核糖核酸中並不包含編碼它們的基因。所以,舉例來說,一座能夠自我複製的巨型工廠,即便其內部存在其他它所依賴、但自身無法製造的自我複製機器,它依然屬於自我複製機器。
既然我們將其與生物體進行對比,那就來探討一下「自我複製機器是有生命的」這一說法。目前對於「生命」還沒有一個公認的定義,但人們通常會將攝取營養、生長、排泄、繁殖以及適應和與環境互動的能力納入生命的特徵。之所以很難為生命下一個明確的定義,是因為理論上,幾乎去掉上述任何一個特徵,依然能合理地將某個事物稱為生命,但這一點在我們討論創造和改造生命時,是一個重要的限定條件。我從未見過一個能涵蓋所有常見生命形式,同時又將自我複製機器排除在外的生命定義,當然,這個定義可能會排除部分類型的自我複製機器。我這裡說的並非那種模糊的說法,比如我們會說火焰是「活的」,晶體是「活的」,這並非文字遊戲。我們想像中的典型自我複製機器,會具備一定的攝取營養的能力,當然也有繁殖能力,還會有類似脫氧核糖核酸的物質作為繁殖的藍圖。
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這類機器並非必須具備生長或自我修復的能力,隻要它能在自身通常出現損壞的時間之前,製造出另一台完整的成熟複製品就行。
生物體並不會通過這種直接製造出獨立且成熟個體的方式繁殖,它們會先生長,然後分裂成兩個個體,或者先產生小型的自身複製品,再由這些複製品發育成熟。
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