纳米机器人的未来:从科幻梦想到现实挑战

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2000 年,计算机公司 Sun Microsystems 的联合创始人比尔·乔伊在《连线》杂志发表了一篇题为《为什么未来不需要我们》的文章,对技术发展发出了警告。乔伊主张,应通过限制对某些知识的追求来遏制过于危险的技术。他担心,未来的发明可能会轻易将人类从地球上抹去。

乔伊的担忧在当时被指责为“卢德主义”,但如今看来,这些忧虑与硅谷一些领导者对人工智能的担忧惊人地相似。他们担心人工智能可能很快在智力上超越人类,并认为人类是可牺牲的。然而,乔伊的主要担忧并非人工智能,而是纳米技术——在纳米尺度上对物质进行工程操作,其规模与分子相当。

纳米机器人的未来:从科幻梦想到现实挑战

乔伊的担忧源于他在工程师 K·埃里克·德雷克斯勒所著的《创造的引擎》(1986 年)一书中读到的纳米技术版本。德雷克斯勒毕业于麻省理工学院,他在书中描绘了一种可以实现奇迹的纳米技术愿景,承诺“极其低成本的太阳能、治愈癌症和普通感冒”,以及“低成本太空飞行……甚至灭绝物种的恢复”。

然而,乔伊从发明家雷·库兹韦尔那里了解到,德雷克斯勒的纳米技术还承诺了更令人惊叹的东西:奇点。库兹韦尔在其著作《奇点临近》(2005 年)中写道,到 2020 年代,基于纳米技术的制造设备将能够从廉价的原材料和信息中创造出几乎任何物理产品,并有效应对贫困、清理环境、战胜疾病、延长人类寿命等目标。

但乔伊也看到了这一技术的黑暗面。德雷克斯勒的纳米技术可能会失控,释放出大量肉眼看不见的微型纳米机器人,它们盲目地拆解一切,直到将世界变成“灰色粘质”。在 20 世纪 90 年代末,灰色粘质问题就像今天的“超级智能人工智能”一样,被视为人类傲慢自大的毁灭之源。

然而,这一切并未发生。既没有治愈癌症,也没有意识上传的永生,但也没有灰色粘质。这是因为德雷克斯勒的纳米技术愿景是一种幻想,类似于炼金术士的“哲人之石”:用当时的科学包装的魔法,通过它,几乎任何事情都成为可能。这种技术被称为“梦幻技术”:它们不存在,很可能也无法存在,但它们满足了一种根深蒂固的梦想或噩梦。

这些技术幻想是科技亿万富翁们经常预测的乌托邦的核心。它们将愿望(或恐惧)包裹在看似科学的外衣中,使得外行观察者甚至做梦者都无法将其与真正可能实现的技术区分开来。目前硅谷流行的梦幻技术包括将其他行星“地球化”、死后冷冻头部以便重启意识,以及将意识上传到计算机电路等。

德雷克斯勒的纳米技术梦想——纳米机器人在我们血液中巡逻,消灭病原体并清除血管壁上的硬化沉积物——似乎是库兹韦尔实现逃脱死亡愿望所需的东西。库兹韦尔设想纳米机器人在我们的大脑中穿梭,读取神经元的电状态,从而创建我们意识状态的数字克隆。

然而,科学家们对此并不着迷。美国化学家朱利叶斯·雷贝克在 2004 年告诉《科学美国人》:“这不是科学——这是表演。”诺贝尔化学奖得主理查德·斯莫利也在 2003 年与美国化学学会的会刊《化学与工程新闻》上发表了一系列信件,批评德雷克斯勒的想法在化学上是无知的。

尽管逐个操纵原子的想法本身并不疯狂,但使用这种方法来合成可以复制和建造任何东西的分子组装器存在几个关键问题。化学不是任意的:大多数原子排列根本不稳定,会自发地重新排列成更稳定的排列。此外,分子世界的现实充满了强大且不可控的力,以及由于热能而随机、普遍的震动。

德雷克斯勒在《纳米系统》中试图避免这种批评,认为批评者只是提出了设计糟糕的纳米技术,然后因为这种糟糕的设计而否定了整个“分子制造”领域。然而,《纳米系统》体现了梦幻技术家的策略:从看似合理的科学开始,逐渐进入纯粹的幻想,同时不断提升读者的兴奋感。

灰色粘质问题使纳米技术成为 20 世纪 90 年代技术怀疑论者和环保主义者的眼中钉。英国君主查尔斯王子在 2003 年表达了担忧,促使英国皇家学会发布了一份关于纳米技术利益和风险的报告。然而,灰色粘质的叙事对科幻作家来说太有吸引力了,迈克尔·克莱顿在其惊悚小说《猎物》(2002 年)中率先使用了这一概念。

灰色粘质的噩梦与哲学家尼克·博斯特罗姆提出的“回形针问题”相似。博斯特罗姆在 2003 年说,想象我们设计了一个全能的、超级智能的人工智能,赋予它制造回形针的任务。人工智能可能会认为它的任务非常重要,以至于它会不择手段地制造更多的回形针,最终将一切,包括人类,变成回形针。

《纳米系统》出版三十多年后,德雷克斯勒的纳米技术并没有更近一步。这并不是因为制造一个自我复制的类钻石分子组装器比德雷克斯勒想象的要难得多,而是因为从来没有一个真正的计划来实现这一点,也没有任何理由认为这是可能的。甚至没有一个碳原子被放置在尝试中。

然而,纳米技术本身现在是一门成熟的科学。各种描述的纳米级物质可以通过化学过程组装,并应用于从光伏电池到生物医学成像技术的领域。2023 年诺贝尔化学奖还授予了被称为“量子点”的纳米级原子团簇的研究。化学家们已经弄清楚了如何“编程”DNA 链,使其自发地像折纸一样折叠成比细菌还小的复杂形状和图案。

尽管纳米技术取得了许多进展,但这些工作都没有使用德雷克斯勒倡导的方法。德雷克斯勒的纳米技术梦想,虽然激发了无数科幻作品和技术乌托邦的想象,但在现实中,它仍然是一个白日梦。

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