硅基生命可能超过碳基生命吗?
近日读史,有感于宋神宗、宋哲宗辞世太早,否则北宋江山也不至于落在宋徽宗之手,任其糟践,乃至走向没落。又想,如果张居正多活十年,明朝的走向可能大有不同吧?
人类文明进化缓慢的原因之一是寿命太短,且记忆不能遗传,或者说智慧不能遗传。老子英雄儿好汉,只是一种愿望,即使是愿望也降了等次,儿子从英雄降为好汉。富不过三代。不能越来越富的原因也是不能全面继承祖辈和父辈的聪明才智。
一般公认的观点是,人类社会的文明史、进步史可以按照人类使用工具的历史划分为石器时代、铜器时代、铁器时代和硅器时代。但是下一个时代是什么尚不清晰,有争论,有人认为是碳器时代。
硅材料是计算机等电子智能元件的基础。有“硅谷”没有“碳谷”。在材料这个层面,硅占了上风,但在生命这个层面,硅却输给了碳。宇宙中唯一发现的智能生命是碳基生命,而人工智能的创造还遥遥无期。
众所周知,地球上的生命最重要的组成元素是碳。所以,地球上的生命是碳基生命(Carbon-Based Life)。但是,化学元素周期表上硅和碳同族,性质相似。另外,在地球地壳上,硅元素丰度是碳的1000倍!地球为啥只选择碳基生命,而不是硅基生命(Silicon-Based Life)呢?
这个问题的提出要追溯到很久很久以前。历史上提及硅基生命的第一个人大概是波茨坦大学的天体物理学家儒略申纳(Julius Sheiner)。1891年,他在一篇文章中最早探讨了以硅为基础的生命存在的可能性。虽然问题是个老问题,但答案依旧莫衷一是。有一点是大家公认的。就是,地球上的生命的存在形式离不开氧气,即生命需要氧气进行循环代谢。碳元素在地球生物呼吸作用的时候会被氧化成二氧化碳气体,它可以轻松的从生命体体内排出。对于硅元素来说,当硅形成氧化物时却是固体物质,这对于生命体的排出造成了一种困难。
但是,也许生命的存在形式还有另外的方式,比如不需要氧气。硅基生命如果存在,她的生命存在方式兴许与碳基生命有着极大的差异。
媒体上特别是互联网上,为了吸引眼球,经常发明一些耸人听闻的名词来。比如,2018年上半年,互联网上热炒一个概念“硅基文明”。很多人都在讨论,人类是否将从“碳基文明”过渡到“硅基文明”?
那么,什么是“硅基文明”? 什么又是“碳基文明”? 其实, 这里的碳基、硅基不是文明等级,而是文明种类,是承载文明的群体种类。目前,地球上人类是占主导地位的生物种类.而人是碳基生物, 是以碳为骨架的生物,或者说是碳材料为主组成的有机体。这样的群体种类所形成的文明就是碳基文明。碳基文明代表了人类文明或地球文明,也可能代表外星文明。
我们目前使用的电脑,就是用硅器,或者说用硅材料造成的芯片为基础工作的。如果这个电脑再高级一些,发展成为智能电脑,或者机器人, 那就是硅基生命了。而网络世界,或许将是硅基世界了。所以,硅基文明,就是人工智能(AI)时代的文明, 就是机器人为主承载的文明。硅基文明的承载者不再主要是人类, 而主要是机器人。
如前所述,人类这种碳基生命的缺点是寿命太短,记忆不能遗传,因而严重影响了文明的进程。相比之下,如果硅基生命创造成功,大可克服这两个缺点。在科幻作品中,对硅基文明的到来寄予了无限的憧憬。
科幻作品中硅基生命相比碳基生命有何优势呢?首先,寿命长。人类花了100万年才从石器时代进入青铜器时代。但是硅器件从上世纪50年代到如今,从晶体管发展到人工智能芯片,短短70年进步神速。一个人的70年能干什么?相形见绌!人生短暂,很多理想还没有完成时,我们已经老去。所以,许多英雄人物死的时候都由衷感慨“我真的还想再活五百年”。
斯坦利·维斯鲍姆(Stanley Weisbaum)的科幻小说《火星奥德赛》(A Martian Odyssey)描述了一种硅基生命。同我们碳基生命吸收进氧气、呼出二氧化碳不同,这种硅基生命排出的竟然是二氧化硅。而且这种生命体内产生二氧化硅的反应速度超级慢,每十分钟会沉淀下一块砖石:二氧化硅,所以该生命体的寿命比我们碳基生命长得多,有一百万岁。
另外,记忆能够遗传。记忆遗传应该是生物进化的要求之一。刘慈欣认为,生命体记忆遗传是文明迅速发展的必需条件。在他的科幻小说《乡村教师》中,战胜了碳基文明的高级硅基文明能够记忆遗传(注意,此处的硅基文明、碳基文明与本文不是同一概念)、并且相互之间能够超高速交流。
硅器件的儿子总能胜过父亲,还是靠记忆遗传,只不过这种记忆遗传是人帮助他们完成实现的。总是从头再来,如何实现超越?