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1707605184 实际上,我们现在的纳米技术更多的是在材料科学领域,而不是组装小型机器人。就像防晒霜里的纳米颗粒一样,我们也会使用纳米管和纳米纤维,这些材料非常强韧,是电的良导体。单原子厚的片状材料石墨烯和我们常见的笨重材料不同,它的性能绝佳。如果我们可以制造真正的纳米机器,我们就有能力完成更复杂的任务。事实上,我们很有可能需要用一台纳米机器来制造另一台纳米机器。
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1707605186 物理学家理查德·费曼是最早思考纳米技术的人之一,他在一次名为“底下的空间还大得很”的谈话中指出,我们可以用很小的机器来制造更小的机器,然后制造更小的机器,就这样循环下去。即使这样,我们面对这种规模的自然复制仍然需要警惕。自然界中发生的基因突变就是这种自然复制中出现问题的模型。在多次复制过程中往往会产生错误。积累的错误会导致失败,但偶尔也会产生更好的个体。如果好的性状可以遗传到下一代,那么自然选择的过程将确保优胜劣汰。以上就是简化版的进化过程。这个过程对自然界的所有生物适用,对纳米机器也适用。当机器被大量复制,并且把每个小变化延续到下一代的产品中时,产品也会进化。这又回到了我们之前说的“灰色黏质”的问题。
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1707605188 当然,如果有一天我们成功实现了可以自我复制的纳米机器的生态架构,那么我们肯定要编入一些保护措施以防止变异往我们不希望的方向发生,让偏离原设计的变异都自我毁灭。推想纳米机器的进化过程和相关的道德问题确实很有意思,实际上我们也许永远不用为这些事情操心,因为在这个方向上每向前迈一步都需要攻克巨大的科研难关。
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1707605190 已经有一些实验生产出了前景喜人的纳米机器部件。比如,可以拼装分子的纳米齿轮,像剪子一样修剪其他分子的纳米剪刀。但是,以这些为基础,制造出纳米机器的确还有很长的路要走。我们不仅要做出更精密的纳米机器,还要给它加上能源装置和计算机,让它们有再造功能。在这些部件中,我们现在只能做到生产正常大小的计算机,那些肉眼不可见的部件简直就是天方夜谭。(是的,我们有能源装置,但是电池技术不太好,体积大,且续航时间不长。)
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1707605192 即便我们现在有可用的技术,也可能有量级的问题。就像你不能把蜘蛛变得像人一样大,你也不能期待人体大小的机器在纳米量级也有相同的功能。不同的物理效应都会粉墨登场。当物体非常小的时候,原子内部的正负电荷间产生的电磁效应开始产生显著的影响。卡西米尔效应(量子过程)描述了真空中两片中性的金属板在距离非常小时会出现的吸引现象。在纳米量级的距离里,物质会相互吸引,而在通常情况下,这不会发生。
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1707605194 这些现象都有可能毁掉纳米机器,基本上每个对纳米机器的能力做出激动人心预测的人都低估了在纳米量级上操作的复杂性。事实上,很有可能我们唯一能利用的纳米机器只能基于生物原型,比如病毒和细菌。
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1707605196 我们已经讨论了建造机器人的不同方法,但我们内心深处依然向往那些老式的人形自动机器,不管它们到底是基于电子技术的,比如《星际迷航:下一代》里的生化人数据,还是基于生物技术的,比如《银翼杀手》(Blade Runner)里的仿生人。这到底会不会发生?我们会继续研制功能更多的类似阿西莫的展示机器人,但我个人认为我们不会在日常生活中看到人形机器人或者仿生人。
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1707605198 我之所以这样认为,部分原因在于“机械公敌效应”,也就是非人类的仿生人可能会导致人类恐慌;另一部分原因是,上文中描述的类似蜂巢原理的微型机器人更有可能实现。此外,道德约束可能会限制我们对仿生人的研制。撇开别的不说,我们不需要劳民伤财地制造仿生人,因为我们已经有可用的相对便宜(过程较慢)的产生人形生物的方法了,那就是生育。但现在大家都认为地球上的人口太多了,而不是不足。
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1707605200 从《星球大战》及它的原始版本《太空堡垒卡拉狄加》中,我们了解到科幻作品中的人形机器人已经越来越少了。虽然在电影《机械公敌》中,人形机器人再次大量出现,但这毕竟是基于艾萨克·阿西莫夫于20世纪50年代创作的小说集。相反,在20世纪90年代,银幕上越来越多地出现了另外一种人造的、自然的生物形态。恐龙复活了。
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1707605202 [1]1英寸≈0.025米。——编者注
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1707605207 100亿个明天:科幻技术如何成真并塑造人类的未来 [:1707604705]
1707605208 100亿个明天:科幻技术如何成真并塑造人类的未来 第6章 恐龙复活
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1707605210 能让我不仅记住剧情,还记住当时环境的电影并不多,其中就包括《侏罗纪公园》。部分原因是,我是在城市中心的巨幕影院观看的这部电影,而不是普通的电影院;更重要的原因是,家长带着孩子们陆陆续续地离开了放映厅。尽管做了铺天盖地的警告,就连导演斯皮尔伯格也告诉观众他不会让自己的孩子看这部电影,但在恐龙的诱惑下,许多家长在没有意识到这部电影有多惊悚的情况下还是带着孩子们去观影。
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1707605212 如果你和中小学老师聊聊,就会知道恐龙对孩子们的诱惑力是多么大(即便是紫色的恐龙)。这些已经绝种的神奇动物的吸引力仿佛宇宙真理,如果科技条件允许,使恐龙复活,再现《侏罗纪公园》里的场景将非常受欢迎。现在,我们的科技水平和科幻作品中的恐龙复生还有多大的差距呢?
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1707605214 乍看上去,这是一个完全不可能的任务,想都不用想。要克隆恐龙,我们需要恐龙的DNA(脱氧核糖核酸)。DNA这个无比复杂的超长链分子家族,还有稍微简单一点儿的类似物——RNA(核糖核酸),它是地球上所有生物的核心。DNA的名字听起来并不复杂,它的组成也比较简单,有点儿像积木玩具——合理的排列组合会构建出非常复杂的结构。比如,人类的1号染色体虽然不是自然界里最大的,但却是人体里最大的染色体,大概包含100亿个原子。
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1707605216 在这些科幻作品中,DNA之所以重要是因为这些分子能决定物种的结构。从最小的细菌到蓝鲸,每个生物的细胞里都包含DNA。生物的细胞里包含的DNA分子叫作染色体,比如人类有46条染色体,两两一组共23对。就像计算机程序一样,染色体会给生物编码。我们让侏罗纪公园变成事实的唯一方法就是获得完整的恐龙DNA,但这谈何容易。事实上,我们获得恐龙遗骸的机会很小。这些令人惊奇的生物在2亿年前统治着地球,大约6 600万年前灭绝,现存最接近恐龙的生物是鸟类。正因如此,我们关于恐龙的知识都源于6 000多万年前就埋在地下的化石,但化石无法为我们复活恐龙提供足够的信息。
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1707605218 我们中的大多数人都在自然历史博物馆里看过霸王龙、三角龙和其他著名恐龙的骨架,但这些完整或者半完整的骨架非常稀少。大多数时候,考古学家只能发现很小的残片,要像宇宙学家一样把恐龙的相关信息拼凑在一起,才能得到我们普通人想看到的结果。
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1707605220 “真正”地看到恐龙无疑是《侏罗纪公园》的噱头之一。我们已经习惯了计算机成像,我们期待看到骑着龙的哈利·波特和遥远的星空战争都像照相机拍出来的一样真实。在《侏罗纪公园》以前,恐龙的形象都像20世纪30年代的第一版《金刚》电影一样(不要问我为什么恐龙和超级大猩猩一样,动画师就是这样设计的)。尽管这些模型由美国特效大师威利斯·奥布赖恩和他的门生雷·哈利豪森精心制作,但它们看起来仍然笨拙、生涩、做作。然而,《侏罗纪公园》里的恐龙和真正的动物毫无差别,从恐龙在野生动物园与人类的首次戏剧性相遇,到迅猛龙出现在厨房里的经典场景,一切都是那么引人入胜。
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1707605222 这种对恐龙准确又细致的刻画也被用于自然历史方面的电视节目,就像在BBC(英国广播公司)制作的6集电视系列片《与恐龙同行》里那样。这个技术让我们能进一步享受恐龙带来的快乐,但也伴随着潜在的问题。由于有关恐龙的信息非常有限,所以很多细节都是我们猜出来的。事实上,我们只有恐龙化石和其他二手资料,这些证据都不可靠。不只是《侏罗纪公园》,很多纪录片里都包含科幻内容。
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1707605224 比如恐龙是什么颜色的,我们并不确定。我小时候曾经废寝忘食地制作塑料恐龙模型,我那时候以为它们就是典型的深绿色、棕色或者灰色的。从那时起,就一直有人猜测恐龙的皮肤其实有可能是更复杂的颜色。这绝不是瞎猜。对于一些特殊案例,我们确实能找到一些小规模的证据。但总的来说,对于恐龙的颜色我们还是以猜测为主。与之相似的还有,纪录片里对家庭生活和抚育幼崽的描绘,基本上都是毫无证据支持的猜测。在很长时间里,我们一直以为恐龙是变温动物;现在我们认为它们应该是恒温动物,部分原因是它们和鸟类的亲缘关系比我们之前预想的更近。
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1707605226 还有恐龙的叫声。我们都知道恐龙的声音和公象差不多,但其实这个观点一点儿依据都没有。恐龙的叫声源于科幻作品,而不是考古学事实。还有观点认为最著名的肉食动物霸王龙其实是腐食动物。随着时间的流逝,有关恐龙的看法伴随越来越多的科学发现而发生了巨大的变化,但依然处于猜测阶段。没有什么比那些银幕上的迅猛龙更能说明这一点的了。
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1707605228 《侏罗纪公园》出现以前,大部分电影对恐龙的描绘都只聚焦于那些“大家伙”。这很正常,因为大型动物更能给人深刻的印象,这也是让孩子们满心欢喜的原因。但其实绝大多数恐龙都没有鸡大,《侏罗纪公园》特别地描绘了一群类似迅猛龙的中等型号的捕食者,它们比单只的超大恐龙对于人类体型的猎物更具威胁性。任何看过迅猛龙在厨房中追踪藏匿的孩子们这一幕的人,应该还记得那些迅猛龙可怕的外表。正因为如此,迅猛龙身上几乎肯定覆盖着羽毛这个考古发现确实有点儿让人意外。
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1707605230 在变成化石的过程中,骨头是最有可能保存下来的物质。死掉的动物或者植物沉浸在矿物质丰富的水或地下水里。时过境迁,结构里面不那么坚固的物质渐渐腐蚀,矿物质在结构的罅隙中聚集沉淀。这个过程甚至可以把植物的精细结构保存下来。更硬的结构,比如骨头和贝壳,则需要经过一个更加漫长的替换过程,原有的矿物质被另一种矿物质替代,骨头变成了石头。我们曾经以为化石就是石头,但其实“化石”这个词还可以被用来指代所有经过长时间变化的物质。琥珀是一种树脂,但琥珀也是一种化石,因为它是硬化的树液经过长时间的化学变化而形成的结构。同样,化石木头不一定要经历石化的过程,虽然大多数情况下化石木头也有石头的样子。
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1707605232 骨头是动物化石中最常被保存下来的部分,但有些其他物质也能被保存下来。考古学家已经从热衷于找寻大号骨头转向了更加科学的方法,并成功发现了越来越多的附属物残片,比如羽毛。我们已经知道,恐龙是鸟类的祖先,包括迅猛龙在内的许多恐龙都应该有羽毛。它们是你在黑夜中不愿遇到的敏捷的猎手,但是这些捕食者穿的却像喜剧演员一般。
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