遊戲科學:從變形金剛看生命的可能性

如何定義生命概念

無論是真人電影版或是最初的G1動畫版變形金剛系列都強調過一個基本設定,他們並非通常意義的智能機器人,而是機械生命體。如果要解釋這兩者之間的區別,大概就是前者人類製造的機械,後者則是獨立的外星生命。

不過這個答案依然存在爭議的地方,暫且不考慮原作及電影中關於變形金剛的來歷解釋,大量科幻作品中關於機器人是否有智能,以及是否能稱之爲生命的話題也早已算是老生常談,各種觀點的碰撞激發出了無數精彩情節,數不勝數。而圍繞着這一點,我們可以從一個更基本的問題談起,即生命本身如何定義,或者說要具備什麼樣的行爲才足以稱之爲生命?

這個貌似簡單的問題在現實中隨着科學家對生命本身的研究越深入,就變得越加難以定論。從物質結構上,大多生命離不開蛋白質和DNA,前者決定結構,後者傳承基因,然而如病毒這類不能靠自身完成複製的病原體是否能算生命就一度令科學家們困擾不已,更特別的一些結構如類病毒等甚至不具備蛋白質外殼和DNA結構,而是靠更基礎的RNA進行復制遺傳。同樣,在細胞中的特殊結構如線粒體,因爲具備自身合成蛋白質和攜帶遺傳物質的特性,也被部分科學家認爲有可能是一類早期的單獨生命,在被原始細胞吞噬後形成了共生體,《寄生前夜》中的設定正是源自這種假說。

而從精神層面上,先把靈魂這種難以科學定義的概念放在一邊,智能也顯然無法成爲判斷生命的唯一標準,單純依靠條件反射的原始生物已經足夠多了,而哪怕未來的人工智能有着足以和人類媲美的運算能力,相信很多人也不會願意承認它們是新的生命形式,哪怕對於混合了生物與機器的機械化有機體賽博格(cyborg),通常也要爭論一番到什麼程度纔算是生命而不是機械,是保留最爲主要的大腦,還是整體結構不超過一半以上,不同作品同樣有不同演繹。

所以這個問題最後又再度歸結到我們如何看待生命,如果僅以生命最常見的兩個特徵“反射”和“繁殖”來衡量,有很多擦邊球可以打,甚至電腦病毒都有可能滿足類似條件。而著名數學家馮·諾依曼更是早在上世紀四十年代就提出過名爲“馮諾依曼機器”的概念。如果一臺機器具備了兩個基本功能,能夠構建和自身結構完全一致的基礎模型,同時把這個對自身描述的模型傳給下一代,那麼這臺機器就具備了複製自身的條件,能夠在理論上無限的傳遞下去。

DNA本身正是自然界的馮諾依曼機器,而人工製造的馮諾依曼機器能否算是生命形態的一種新型結構同樣存在爭議,不過至少在許多科學家擔憂的人類毀滅自身實驗的可能性中,同樣包括未來用於改造環境的馮諾依曼機器失去控制,無限制的複製自己最終把一切物質變成自身的情況,甚至有一個專有名詞“灰霧”(Gary Goo)就是用來描述世界被不停複製的納米機器吞噬的場景。

(馮諾依曼機器在最初設想中被用於自動改善星體環境,但失控後的代價巨大)

跳出地球生命形態的束縛?

除了人類本身的發明可能性外,更多作品還是習慣性的把目光投向到地球之外,在宇宙中尋找不同生命形態的可能性,單以外星人來說,各路創作者對它們的設想也是源遠流長,從文學上的想象到科學上的設定應有盡有,但很大程度上還是基於已知的生命去推敲,因爲也沒有別的參考例子——不管是《阿凡達》這種設定了一整個星球的詳細生態環境,還是《質量效應》這種描述多樣化外星生命種族習性的,多半還是始終優先以地球生命的結構習性爲基礎,各路外星人哪怕表現出來的如何不像人類,在設計時已經免不了和人類參考對照了。

很多人因而認爲這種基於地球環境的設想存在盲區,現在在尋找地外生命的可能性時,一般的參考依據都是溫度,大氣以及水這些被稱之爲生命形成的基本要素,不過換一個角度想,剛好滿足這些條件的地球纔是極爲罕見的特例,很多人都慨嘆於這個行星的得天獨厚,如果各項參數稍有偏差,地球環境就根本不可能誕生出現在的生態圈,如果生命在宇宙範圍內普遍存在,那麼人類爲代表的生命形態實在是過於脆弱。

於是諸如變形金剛這樣的機械化生命體構想,在不少科學家眼中看來纔是更符合宇宙中的普遍規律的,儘管思考這類生命的形成過程可能更加科學家困擾,但不妨礙一些作品裡提前將其作爲人類未來的發展方向之一,全身義體化,進而就是人格數據化,最後變成徹底的全機械生命形態,這被認爲是外星生命進化到一定程度後的必然選擇。美國軟科幻大師羅伯特·謝克裡因而在一篇名爲《審判日》的短篇小說裡嘲諷地安排了這樣一個結局:在人類贏得與邪惡自動機械的最終之戰後,前來救贖的主是機械之神,把自動機械帶走了。

更進一步,一部分科學家提出了非傳統生物(Alternative biology)的設想,或者稱爲另類生物、替代生物。是指基於替代現有生物學理論的非傳統生命形式,機械化生命體就被列爲其中之一,而當中也包括許多看似非常有想象力的答案,如同樣在不少幻想作品中曾出現的硅基生物。

(如質量效應系列裡的外星種族看似已經足夠豐富,但許多人認爲這仍不足夠。)

幻想中的硅基生物

硅基生物的概念是參考碳基生物衍生出來的。在元素週期表中硅與碳同族,化學性質相似,原子核最外側同樣有四個電子可形成共價鍵。因而有人認爲有可能如地球上種類繁多的有機物一樣,由硅代替碳構成新一類的化合物,如硅烷、硅酮硅酸鹽進而形成更爲複雜的高分子硅聚物,最終構成和地球傳統生物結構完全不同的硅基生物。

在起初的設想中,比照碳基生物的模式,硅基生物可能看起來象是些會活動的晶體,生物體的結構件可能是被類似玻璃纖維的絲線串在一起,它們從外界獲取氧氣、硅酸鹽等能量必備的物質,排泄出二氧化硅等廢棄物。而相對碳基生物,硅基生物的一大優勢就是對自然環境的抵抗性硅氧之間的共價鍵可以承受600度以上的高溫,在多數星球上都更能穩定存在。

不過遺憾的是,硅基生物最初的想法是在上個世紀初誕生的,之後儘管不少科學家及小說家分別從不同角度進行了擴展性思考,但隨着人類對原子內部結構的認知不斷加深,硅基生物的存在可能也越發薄弱,重要原因之一就是硅氧化合物不能如有機物一樣構成多種鏡像異構體,在化學反應過程中難以識別的定向能量傳遞過程,導致在自然條件下形成的高分子硅化物複雜程度大幅度降低,硅基生物的設想終究還是照貓畫虎,至於大家所進一步期望的,硅基生物利用硅的特殊結構在體內以光能生成電能,甚至形成天然計算機的複雜系統,就更加是一廂情願居多。

儘管如此,還是有不少人對硅基生物的存在報以樂觀態度,同時也參考元素週期表上類似其他同族元素的性質,繼續想象出對應的氨基,硫基甚至鐵基、鉛基生物,同樣是科幻大師,提出機器人三定律的阿西莫夫也曾自己的小說中猜想了兩種非碳基生命,以氟化硅酮爲介質的氟化硅酮生物和以硫爲介質的氟化硫生物,部分天文學家甚至認爲不需要把目光投向以光年爲單位的各個星體,在太陽系內某些天體就可能存在非碳基的原始生命形式,如被甲烷大氣所包裹的土衛六泰坦、或是有可能存在地下海洋的海衛一察東都是重點懷疑對象。

(不少天文學家認爲太陽系內就存在不同於地球體系的原始生命。)

如何定義生命現象,和如同解釋生命起源一樣都是困擾人類許久的話題,在想象力的面前,不要說類似變形金剛這種機械生命,氣態生命、等離子態生命、純能量生命甚至星體本身都被視爲一種可能的存在形式。阿瑟·柯南·道爾(沒錯、就是福爾摩斯的作者)就曾在他的小說裡設想地球本身是一類活着的生物,而不少作品也喜歡用隱喻的方式,將星系天體比擬原子結構,認爲宇宙在不同尺度上重複循環,就如《黑衣人》系列電影總喜歡在最後表述的一樣,雖然這在科學上看似荒謬,但當面對的是我們近似一無所知的宇宙生命時,任何人也無法輕易給出否定的答案,或許就真的在某個星球上存在着高度進化後的機械生命,他們眼中人類本身才是原始的生命形式。