〈第1章 達文西所認識的地球〉
【創作《蒙娜麗莎》是為了……】
地球是有生物居住的星球,但地球本身不是生物。不過,自古以來有不少人都認為地球也是生物,因為地球實在是太像生物了。那麼,地球究竟是哪裡和生物相似呢?
五百年前居住在義大利的達文西,也是「地球為生物(或極其類似生物)」論點的支持者之一。他在觀察與實驗等科學方法的實踐上,堪稱為時代先驅。可惜的是,達文西的研究成果都留存在他的幾千張筆記上,而這些手稿一直都被秘密收藏,直到十九世紀才逐步出版。在此同時,人類的科學則和達文西的手稿有如零交集的平行線般,一路逕自發展,後來甚至超越了達文西。
由此看來,達文西是個運氣不太好的科學家。然而,他身為畫家的成就卻獲得了至高評價,尤以《蒙娜麗莎》可說是西洋繪畫史上的不凡傑作。而達文西創作《蒙娜麗莎》的理由之一,是為了向世人展示——地球與人類其實非常相似。
在《蒙娜麗莎》中,同時出現了女性及地球(的一部分)——舉例來說,女性捲曲的長髮後方,就畫有蜿蜒的河流。達文西曾在手稿中寫下,自己是刻意讓這兩者以對比的方式呈現,人類與地球這兩種生物,就這樣同時被收入一幅畫作之中。
【地球也有血管和骨骼?】
達文西認為地球是生物(或極其類似生物)。這並非是他個性古怪,而是當時的社會相當盛行這樣的思潮,達文西或許也被感染了。不過,達文西並非隨波逐流之輩,就算地球是生物,只憑道聽塗說是無法說服他的,他一定要自己找出證據。於是,達文西便開始尋找起「地球是生物」的證據。
我們先來看看身邊最容易接觸到的生物——人類。人類的頭部一受傷便會流血,想想這真是不可思議。因為血液既然是液體,就應該是由上往下流才對呀?照理說,血液會全都往下流到腳部;而頭部流血,表示血液是由下往上升,在人體內不斷循環。達文西認為人類要活著,體內的血液循環,尤其是由下往上升的機制,相形之下非常重要,所以地球若是生物,想必也有相同的情況。
地球上的水,就如同人類的血液。或許在地球的內部,亦即地底下,也有類似血管的構造,水就在其中流通。例如山的內部有血管,水從血管往上升到山頂後噴了出來,變成河川,再沿著山的表面往下流去——這是達文西的推斷。
達文西的目標有兩個:一是找到證據,另一是思考出運作的機制。可惜的是,達文西既沒有在地底下發現血管,也沒有想出讓水上升至山頂後噴出的運作機制。
但是,達文西並沒有放棄。既然地球上的水如同人類的血液,那麼類似人類骨骼的就是岩石吧?於是達文西又思考起岩石來了。
當時的人們相信,人類與地球同樣要仰賴四種元素而生存,從重到輕依序是岩石、水、空氣和火。這四大元素不斷循環,人類才得以生存,既然地球為生物,想必也是如此,特別是比水還重的岩石若會上升,這更是確切的證據。假如連岩石都能上升,比岩石更輕的水會往上升,也就不足為奇了。而有別於先前探索水流的結果,達文西這次的研究十分順利。
【真是諾亞大洪水造成的嗎?】
當時的人們已經知道,即便是住在大海裡的貝殼,它的化石也可能出現在好幾千公尺的高山上。對於這種現象,最強而有力的解釋就是諾亞大洪水。
諾亞大洪水持續了四十天,地面上的所有生物都被消滅殆盡。既然是鋪天蓋地的大洪水,貝殼被激烈的水流推到山上去,也並非不可思議。然而,達文西提出好幾項證據,推翻了這個論點,其中最引人注目的就是雙殼貝。
雙殼貝有兩片貝殼,貝殼之間有韌帶相繫。貝殼的成分是碳酸鈣,結構非常堅硬,但韌帶屬於有機物,結構相對脆弱。雙殼貝死亡後,兩片貝殼遲早會鬆開,再加上水流沖刷,鐵定會分崩離析。因此若是化石,不太可能找到兩片貝殼還銜接在一起的雙殼貝。
然而,要是有雙殼貝的化石被發現兩片貝殼還左右成對銜接著,又該怎麼解釋呢?這說明了這個化石是在雙殼貝還活著時,就被活埋在生存的環境裡。
化石周圍的地層若被判定為古老的區域,代表這就是雙殼貝當時生存的環境。知道了當時的生存環境,便能了解雙殼貝的生存方法,這在生物學上是重要的課題。
貝殼相連的雙殼貝化石,是在當時的生存環境下變成了化石。即使到了現代,這仍是化石研究採行的理論。而遠在五百年前,達文西就已推斷出這個邏輯,並用以做為推翻諾亞大洪水的證據之一。
諾亞大洪水算是史上罕見,雙殼貝在如此激烈的大水中翻滾折騰,照理說兩片貝殼不可能還銜接在一起,但在山上找到的部分雙殼貝化石,確實是相連著。這些化石不是被洪水推到山上去的,找到化石的地點,正是雙殼貝的生存環境。也就是說,海底隆起變成了山——這是達文西的結論。岩石的確上升了。
【地面隆起,變成了山脈】
達文西找出了岩石上升的證據,那麼,他是否也順利找出了岩石上升的運作機制呢?
研究者對此各有不同見解,而我們採用的是美國古生物學者史蒂芬.古爾德的論點。古爾德認為,達文西的確想出了岩石上升的運作機制:
地球的內部由岩石構成,水則在岩石之間的隙縫流竄。這些水會漸漸磨損岩石,地球內部於是形成了空洞,這些空洞也逐步擴大。
假設在北半球出現了巨大的空洞,結果空洞的頂層崩落,岩石慢慢往南移動。如此一來,北半球的重量稍微變輕了,為取得平衡,地球北邊的地面就隆起形成山脈。這和體重相異的兩個人玩蹺蹺板時,為了取得平衡,體重較重的人要靠近中心支點坐,體重輕的人則要離遠一點,是同樣的原理。
這就是達文西思考出來的運作機制。但仔細想想,他只解釋了地面必須隆起的理由,卻沒有具體說明地面隆起的演變方式。畢竟是在五百年前,或許這已是當時人們思考的極限了吧。不過,對於「地球是生物」這一點,早在五百年前就能透過觀察、思考及實驗加以驗證,達文西真不愧是超越時代的偉大人物。
【為什麼地球會被視為生物?】
追根究柢,達文西為何會認為地球是生物(或極其類似生物)呢?
達文西認為,生物(具體來說是人類)與地球十分相似。先前提過,生物的血液、骨骼就如同地球的水與岩石。此外,生物的肺會因呼吸而膨脹、收縮,地球上的海洋也會因呼吸而膨脹、收縮——亦即海洋的滿潮與退潮。生物的肉體中長有骨骼,地球的土地裡也有山脈。
生物有而地球沒有的,就是神經。神經是為了運動而存在,地球不需要運動,因此也不需要神經。達文西指出,地球與人類唯一的相異之處是神經的有無,但他認為這不是重點。的確,生物之中的植物也沒有神經,所以沒有神經的地球即便不像人類,還是與生物十分相似。或許是如此,達文西才會認為有沒有神經並不重要吧。
不過,地球還是有其他與生物相異的地方。例如,現代有不少生物學者將繁衍子孫視為生物的重要特徵,因此會認為無法繁衍後代的地球不是生物,但五百年前的達文西則不認為這是生物的重要特徵。換言之,關於「何謂生物」,其實是眾說紛紜。
想不到要定義生物竟是如此困難,但這樣就無法討論下去了啊。所以接著我們就一起來思考看看,什麼是「生物」吧。
〈第5章 生物「奇點」出現了〉
有些人對人工智慧的發展感到不安,憂心人工智慧的能力在未來將超越人類。其中最極端的憂慮,就是「奇點的到來」。這裡指的是科技奇點(Technological Singularity),一個完全顛覆人類理解、無法預測的時間點,具體來說就是「人工智慧自行進化,因而超越自身能力的時間點」。
假設能力為一的人工智慧,可以創造出能力為一.一的人工智慧,如此循環一百次,就會創造出能力超過一萬的人工智慧,遠遠超出人類所能控制的範圍。一旦這樣的科技奇點到來,人類就有可能被人工智慧征服,甚至因此滅絕。
不過,在「科技奇點」之外,有一個奇點倒是已經發生,那就是「生物奇點」。
【懶惰蟲男子和農用機器人】
有個農家子弟是出了名的懶惰蟲,從小父母就告訴他長大後要務農,他也有這樣的打算。後來男子順理成章當起農夫,的確認真工作了一陣子,卻漸漸厭煩。這也難怪,畢竟他本來就是個懶惰蟲,男子於是心想:
「有沒有辦法做個代替我下田工作的機器人呢?要是有了這種機器人,我就可以整天窩在家睡覺了。」
為了達成這個願望,男子開始動手打造機器人。所幸他似乎也有這方面的才能,終於製造出了可以下田工作的農用機器人。早上天一亮,機器人就出門努力工作,到了傍晚才回家。男子則過得非常愜意,可以整天窩在家睡覺。
不過,幸福的生活沒有維持很久,一個月後,機器人壞了,男子怎麼修都修不好,只好重做一個。機器人完成後,男子又繼續悠哉快活了。
但又過了一個月,這個機器人也壞了,男子只好再做一個,日子就這樣來回反覆著。男子可以整天窩在家睡覺,真是開心極了,只是每過一個月就得重做一個機器人,實在很麻煩,他於是又想著:
「有沒有辦法做個幫我重做機器人的機器人呢?要是有了這種機器人,我就可以整天窩在家睡覺了。」
為了達成這個願望,男子開始動手打造新型的機器人。這個機器人除了會下田工作,還附加了「製造機器人」的功能。
新型的機器人每過一個月會做出一個新的機器人,然後自己就壞掉了。男子從此高枕無憂,因為田裡的工作有機器人代勞,機器人還會自行製造機器人。他整天都窩在家睡覺,真是逍遙自在。
幸福的男子無所事事,開始觀察每個月製造出來的機器人。他發現,這些機器人似乎有些微不同。雖說當初是想製造相同的機器人,但要完全一模一樣,看來是有點苛求了。好比影印機複印的文件,字多少會有點糊糊的,世界上並沒有百分之百完美的複製品。
因此,每個月製造的機器人都略有差異。有的機器人工作速度很快,有的動作稍慢;有的機器人三十天就壞了,有的三十一天才故障。但這些狀況都不嚴重,所以男子也沒有放在心上。實際上,這的確沒有大礙。性能為一的機器人,所製造的機器人性能有可能是一.一或○.九,差異都不大;機器人的性能或許稍微偏高或偏低,但不會出現急劇的變化。
某次,機器人偶然做出了兩個機器人,但男子家中驅動機器人的燃料只有一份。「這可傷腦筋了,燃料該給哪個機器人使用才好呢?」
其實男子並不需要煩惱,機器人們自然會解決這個問題。燃料槽裡每天只會放入一份燃料,機器人每天結束工作回到家,就會取出燃料自行補給。所以,先結束工作的機器人,回家後便會先補給燃料,另一個機器人就無法補給了。燃料用罄的機器人不能再出門下田,只有靜靜躺在家中角落。
這種狀況發生幾次後,很快地,機器人工作的效率越來越高了。性能一的機器人所製造的機器人,性能都在一.一到○.九之間,但存活下來的都是性能偏高的機器人,性能也不斷提升。假設機器人的性能每個月以一.一倍成長,一年後將成長到三倍以上(一.一連乘十二次=三.一三八);四年後(三.一三八連乘四次)竟然到達一百倍,機器人出現了急劇的變化。
又過了十年……機器人的能力已遠遠超過懶惰蟲男子,不再聽從他的命令。機器人不下田工作,還把房子改造成適合自己居住的樣貌,男子想要毀壞機器人,反而慘遭襲擊。機器人變得更聰明、更強大,無計可施的男子只好哭著離家。
故事還沒有結束。後來機器人學會自行採掘燃料,產出的數量於是越來越多。然而,並不是所有機器人都能留下。機器人每個月製造出兩個機器人,如果全都留下,三年後就會超過六百億個,因此存留下來的,只有性能優異的機器人。機器人的數量不但漸增,還變得越來越聰明,終於成為地球的支配者,人類也從此不見蹤跡。
【天擇啟動,奇點就發生了】
這個故事也可以讓我們思考一下奇點的問題。奇點是在何時發生的?先是製造出了會下田的機器人,接著是一個機器人能複製出一個機器人。到此為止,懶惰蟲男子都過得很幸福,因為他可以控制機器人。
然而,當一個機器人能複製出兩個機器人,狀況就不同了。兩個機器人之中,只有性能優異的會存留下來,機器人的性能開始突飛猛進,漸漸地,男子就無法控制它們了。
換言之,開始複製出兩個機器人,就是奇點出現的時刻。那又為何是這個時間點呢?這是因為天擇(natural selection)啟動了。
在此先說明一下天擇。(編註:自然界對於物種的選擇。在自然環境的限制下,生物的某種遺傳特徵在生存競爭中若具有優勢或劣勢,劣勢者因不利於生存會被淘汰,優勢者則得以繁殖而遺傳後代。)要啟動天擇,必須滿足以下兩個條件:
(一)遺傳出現變異。
(二)出生子代的數量多於親代,導致環境乘載力不足。
以長頸鹿為例,假設脖子長的長頸鹿能吃到的樹葉,比脖子短的長頸鹿多,也就是長脖子的長頸鹿會有較高的生存機率。
條件(一)中的「變異」,意思是「同種類中的差異」,在此例中是指長頸鹿脖子的長短差異。脖子的長度若不會遺傳,這樣的天擇就不會發生,所以要啟動天擇,脖子的長度就必須能夠遺傳。
不過,脖子的長度雖能遺傳,卻無法完全遺傳。假設父母的脖子長度比一般長頸鹿多出一公尺,所生孩子的脖子長度也是如此,稱為一○○%遺傳;然而,遺傳率實際上只會有二○%或四○%,也就是平均多出幾十公分。不過這樣的條件也已足夠,遺傳率只要不是○,即使只有一%,天擇也會發生。
(二)也是天擇啟動的必要條件,只是很容易被忽略。在先前的故事中,當一個機器人製造出一個機器人時,並沒有發生天擇,直到製造出兩個機器人,天擇才突然啟動。
事實上,天擇不會增加性能優異的機器人,只是淘汰性能低下的機器人。也因此,在一個機器人製造出一個機器人的期間,由於燃料足夠,所有機器人都會存留下來,天擇並沒有出現。然而,當一個機器人製造出兩個機器人,燃料變得不敷使用,就會有機器人被淘汰,天擇則開始啟動。
【天擇是生物存續的要件】
約在四十億年前,地球上就出現了生物,只是當時就算已有生物(或類似之物),如果沒有出現天擇,生物應該還是很難存活。
故事中的機器人也是一樣。在一個機器人製造一個機器人的期間,這樣的循環隨時可能被打斷。機器人下田工作時萬一發生地震,被掉落的大石砸中,說不定就會損壞,無法再製造下一個機器人,機器人的生產系統也到此終結。就算有一百個機器人,當機器人因意外等事故接連壞掉,數量也遲早會變成○。因此機器人若要持續存在,就得增加數量。
不過,光是增加數量也無法長久存續,當所有機器人都具有相同的性能,也很容易滅絕。假如機器人怕水,一下雨就報銷,來場大雨也會全軍覆沒。所以複製機器人時稍有出入,是比較理想的做法,這樣可以製造出各式各樣的機器人,其中一定有些比較不怕水;這個變化也可以傳遞下去,進而製造出防水功能更強固的機器人。換句話說,遺傳中出現變異是好事一樁。
此時,啟動天擇的兩大條件已被滿足,對機器人來說,也正是奇點發生的時刻。
這雖是虛構的故事,但生命誕生於地球之際,想必也發生過相同的狀況。地球如此廣闊,時間更是充裕,肯定有生命體不斷出現、也持續消失。但就在某個時刻,奇點發生了。某個生命體啟動了天擇,一口氣變得更複雜、漸趨多樣化,最後在地球上處處現蹤。
生物的第三個定義是「複製自己」,但正確說來,應該是「複製(比成人數量更多的)自己」。也多虧如此,生物才得以綿延生存了四十億年。
【創作《蒙娜麗莎》是為了……】
地球是有生物居住的星球,但地球本身不是生物。不過,自古以來有不少人都認為地球也是生物,因為地球實在是太像生物了。那麼,地球究竟是哪裡和生物相似呢?
五百年前居住在義大利的達文西,也是「地球為生物(或極其類似生物)」論點的支持者之一。他在觀察與實驗等科學方法的實踐上,堪稱為時代先驅。可惜的是,達文西的研究成果都留存在他的幾千張筆記上,而這些手稿一直都被秘密收藏,直到十九世紀才逐步出版。在此同時,人類的科學則和達文西的手稿有如零交集的平行線般,一路逕自發展,後來甚至超越了達文西。
由此看來,達文西是個運氣不太好的科學家。然而,他身為畫家的成就卻獲得了至高評價,尤以《蒙娜麗莎》可說是西洋繪畫史上的不凡傑作。而達文西創作《蒙娜麗莎》的理由之一,是為了向世人展示——地球與人類其實非常相似。
在《蒙娜麗莎》中,同時出現了女性及地球(的一部分)——舉例來說,女性捲曲的長髮後方,就畫有蜿蜒的河流。達文西曾在手稿中寫下,自己是刻意讓這兩者以對比的方式呈現,人類與地球這兩種生物,就這樣同時被收入一幅畫作之中。
【地球也有血管和骨骼?】
達文西認為地球是生物(或極其類似生物)。這並非是他個性古怪,而是當時的社會相當盛行這樣的思潮,達文西或許也被感染了。不過,達文西並非隨波逐流之輩,就算地球是生物,只憑道聽塗說是無法說服他的,他一定要自己找出證據。於是,達文西便開始尋找起「地球是生物」的證據。
我們先來看看身邊最容易接觸到的生物——人類。人類的頭部一受傷便會流血,想想這真是不可思議。因為血液既然是液體,就應該是由上往下流才對呀?照理說,血液會全都往下流到腳部;而頭部流血,表示血液是由下往上升,在人體內不斷循環。達文西認為人類要活著,體內的血液循環,尤其是由下往上升的機制,相形之下非常重要,所以地球若是生物,想必也有相同的情況。
地球上的水,就如同人類的血液。或許在地球的內部,亦即地底下,也有類似血管的構造,水就在其中流通。例如山的內部有血管,水從血管往上升到山頂後噴了出來,變成河川,再沿著山的表面往下流去——這是達文西的推斷。
達文西的目標有兩個:一是找到證據,另一是思考出運作的機制。可惜的是,達文西既沒有在地底下發現血管,也沒有想出讓水上升至山頂後噴出的運作機制。
但是,達文西並沒有放棄。既然地球上的水如同人類的血液,那麼類似人類骨骼的就是岩石吧?於是達文西又思考起岩石來了。
當時的人們相信,人類與地球同樣要仰賴四種元素而生存,從重到輕依序是岩石、水、空氣和火。這四大元素不斷循環,人類才得以生存,既然地球為生物,想必也是如此,特別是比水還重的岩石若會上升,這更是確切的證據。假如連岩石都能上升,比岩石更輕的水會往上升,也就不足為奇了。而有別於先前探索水流的結果,達文西這次的研究十分順利。
【真是諾亞大洪水造成的嗎?】
當時的人們已經知道,即便是住在大海裡的貝殼,它的化石也可能出現在好幾千公尺的高山上。對於這種現象,最強而有力的解釋就是諾亞大洪水。
諾亞大洪水持續了四十天,地面上的所有生物都被消滅殆盡。既然是鋪天蓋地的大洪水,貝殼被激烈的水流推到山上去,也並非不可思議。然而,達文西提出好幾項證據,推翻了這個論點,其中最引人注目的就是雙殼貝。
雙殼貝有兩片貝殼,貝殼之間有韌帶相繫。貝殼的成分是碳酸鈣,結構非常堅硬,但韌帶屬於有機物,結構相對脆弱。雙殼貝死亡後,兩片貝殼遲早會鬆開,再加上水流沖刷,鐵定會分崩離析。因此若是化石,不太可能找到兩片貝殼還銜接在一起的雙殼貝。
然而,要是有雙殼貝的化石被發現兩片貝殼還左右成對銜接著,又該怎麼解釋呢?這說明了這個化石是在雙殼貝還活著時,就被活埋在生存的環境裡。
化石周圍的地層若被判定為古老的區域,代表這就是雙殼貝當時生存的環境。知道了當時的生存環境,便能了解雙殼貝的生存方法,這在生物學上是重要的課題。
貝殼相連的雙殼貝化石,是在當時的生存環境下變成了化石。即使到了現代,這仍是化石研究採行的理論。而遠在五百年前,達文西就已推斷出這個邏輯,並用以做為推翻諾亞大洪水的證據之一。
諾亞大洪水算是史上罕見,雙殼貝在如此激烈的大水中翻滾折騰,照理說兩片貝殼不可能還銜接在一起,但在山上找到的部分雙殼貝化石,確實是相連著。這些化石不是被洪水推到山上去的,找到化石的地點,正是雙殼貝的生存環境。也就是說,海底隆起變成了山——這是達文西的結論。岩石的確上升了。
【地面隆起,變成了山脈】
達文西找出了岩石上升的證據,那麼,他是否也順利找出了岩石上升的運作機制呢?
研究者對此各有不同見解,而我們採用的是美國古生物學者史蒂芬.古爾德的論點。古爾德認為,達文西的確想出了岩石上升的運作機制:
地球的內部由岩石構成,水則在岩石之間的隙縫流竄。這些水會漸漸磨損岩石,地球內部於是形成了空洞,這些空洞也逐步擴大。
假設在北半球出現了巨大的空洞,結果空洞的頂層崩落,岩石慢慢往南移動。如此一來,北半球的重量稍微變輕了,為取得平衡,地球北邊的地面就隆起形成山脈。這和體重相異的兩個人玩蹺蹺板時,為了取得平衡,體重較重的人要靠近中心支點坐,體重輕的人則要離遠一點,是同樣的原理。
這就是達文西思考出來的運作機制。但仔細想想,他只解釋了地面必須隆起的理由,卻沒有具體說明地面隆起的演變方式。畢竟是在五百年前,或許這已是當時人們思考的極限了吧。不過,對於「地球是生物」這一點,早在五百年前就能透過觀察、思考及實驗加以驗證,達文西真不愧是超越時代的偉大人物。
【為什麼地球會被視為生物?】
追根究柢,達文西為何會認為地球是生物(或極其類似生物)呢?
達文西認為,生物(具體來說是人類)與地球十分相似。先前提過,生物的血液、骨骼就如同地球的水與岩石。此外,生物的肺會因呼吸而膨脹、收縮,地球上的海洋也會因呼吸而膨脹、收縮——亦即海洋的滿潮與退潮。生物的肉體中長有骨骼,地球的土地裡也有山脈。
生物有而地球沒有的,就是神經。神經是為了運動而存在,地球不需要運動,因此也不需要神經。達文西指出,地球與人類唯一的相異之處是神經的有無,但他認為這不是重點。的確,生物之中的植物也沒有神經,所以沒有神經的地球即便不像人類,還是與生物十分相似。或許是如此,達文西才會認為有沒有神經並不重要吧。
不過,地球還是有其他與生物相異的地方。例如,現代有不少生物學者將繁衍子孫視為生物的重要特徵,因此會認為無法繁衍後代的地球不是生物,但五百年前的達文西則不認為這是生物的重要特徵。換言之,關於「何謂生物」,其實是眾說紛紜。
想不到要定義生物竟是如此困難,但這樣就無法討論下去了啊。所以接著我們就一起來思考看看,什麼是「生物」吧。
〈第5章 生物「奇點」出現了〉
有些人對人工智慧的發展感到不安,憂心人工智慧的能力在未來將超越人類。其中最極端的憂慮,就是「奇點的到來」。這裡指的是科技奇點(Technological Singularity),一個完全顛覆人類理解、無法預測的時間點,具體來說就是「人工智慧自行進化,因而超越自身能力的時間點」。
假設能力為一的人工智慧,可以創造出能力為一.一的人工智慧,如此循環一百次,就會創造出能力超過一萬的人工智慧,遠遠超出人類所能控制的範圍。一旦這樣的科技奇點到來,人類就有可能被人工智慧征服,甚至因此滅絕。
不過,在「科技奇點」之外,有一個奇點倒是已經發生,那就是「生物奇點」。
【懶惰蟲男子和農用機器人】
有個農家子弟是出了名的懶惰蟲,從小父母就告訴他長大後要務農,他也有這樣的打算。後來男子順理成章當起農夫,的確認真工作了一陣子,卻漸漸厭煩。這也難怪,畢竟他本來就是個懶惰蟲,男子於是心想:
「有沒有辦法做個代替我下田工作的機器人呢?要是有了這種機器人,我就可以整天窩在家睡覺了。」
為了達成這個願望,男子開始動手打造機器人。所幸他似乎也有這方面的才能,終於製造出了可以下田工作的農用機器人。早上天一亮,機器人就出門努力工作,到了傍晚才回家。男子則過得非常愜意,可以整天窩在家睡覺。
不過,幸福的生活沒有維持很久,一個月後,機器人壞了,男子怎麼修都修不好,只好重做一個。機器人完成後,男子又繼續悠哉快活了。
但又過了一個月,這個機器人也壞了,男子只好再做一個,日子就這樣來回反覆著。男子可以整天窩在家睡覺,真是開心極了,只是每過一個月就得重做一個機器人,實在很麻煩,他於是又想著:
「有沒有辦法做個幫我重做機器人的機器人呢?要是有了這種機器人,我就可以整天窩在家睡覺了。」
為了達成這個願望,男子開始動手打造新型的機器人。這個機器人除了會下田工作,還附加了「製造機器人」的功能。
新型的機器人每過一個月會做出一個新的機器人,然後自己就壞掉了。男子從此高枕無憂,因為田裡的工作有機器人代勞,機器人還會自行製造機器人。他整天都窩在家睡覺,真是逍遙自在。
幸福的男子無所事事,開始觀察每個月製造出來的機器人。他發現,這些機器人似乎有些微不同。雖說當初是想製造相同的機器人,但要完全一模一樣,看來是有點苛求了。好比影印機複印的文件,字多少會有點糊糊的,世界上並沒有百分之百完美的複製品。
因此,每個月製造的機器人都略有差異。有的機器人工作速度很快,有的動作稍慢;有的機器人三十天就壞了,有的三十一天才故障。但這些狀況都不嚴重,所以男子也沒有放在心上。實際上,這的確沒有大礙。性能為一的機器人,所製造的機器人性能有可能是一.一或○.九,差異都不大;機器人的性能或許稍微偏高或偏低,但不會出現急劇的變化。
某次,機器人偶然做出了兩個機器人,但男子家中驅動機器人的燃料只有一份。「這可傷腦筋了,燃料該給哪個機器人使用才好呢?」
其實男子並不需要煩惱,機器人們自然會解決這個問題。燃料槽裡每天只會放入一份燃料,機器人每天結束工作回到家,就會取出燃料自行補給。所以,先結束工作的機器人,回家後便會先補給燃料,另一個機器人就無法補給了。燃料用罄的機器人不能再出門下田,只有靜靜躺在家中角落。
這種狀況發生幾次後,很快地,機器人工作的效率越來越高了。性能一的機器人所製造的機器人,性能都在一.一到○.九之間,但存活下來的都是性能偏高的機器人,性能也不斷提升。假設機器人的性能每個月以一.一倍成長,一年後將成長到三倍以上(一.一連乘十二次=三.一三八);四年後(三.一三八連乘四次)竟然到達一百倍,機器人出現了急劇的變化。
又過了十年……機器人的能力已遠遠超過懶惰蟲男子,不再聽從他的命令。機器人不下田工作,還把房子改造成適合自己居住的樣貌,男子想要毀壞機器人,反而慘遭襲擊。機器人變得更聰明、更強大,無計可施的男子只好哭著離家。
故事還沒有結束。後來機器人學會自行採掘燃料,產出的數量於是越來越多。然而,並不是所有機器人都能留下。機器人每個月製造出兩個機器人,如果全都留下,三年後就會超過六百億個,因此存留下來的,只有性能優異的機器人。機器人的數量不但漸增,還變得越來越聰明,終於成為地球的支配者,人類也從此不見蹤跡。
【天擇啟動,奇點就發生了】
這個故事也可以讓我們思考一下奇點的問題。奇點是在何時發生的?先是製造出了會下田的機器人,接著是一個機器人能複製出一個機器人。到此為止,懶惰蟲男子都過得很幸福,因為他可以控制機器人。
然而,當一個機器人能複製出兩個機器人,狀況就不同了。兩個機器人之中,只有性能優異的會存留下來,機器人的性能開始突飛猛進,漸漸地,男子就無法控制它們了。
換言之,開始複製出兩個機器人,就是奇點出現的時刻。那又為何是這個時間點呢?這是因為天擇(natural selection)啟動了。
在此先說明一下天擇。(編註:自然界對於物種的選擇。在自然環境的限制下,生物的某種遺傳特徵在生存競爭中若具有優勢或劣勢,劣勢者因不利於生存會被淘汰,優勢者則得以繁殖而遺傳後代。)要啟動天擇,必須滿足以下兩個條件:
(一)遺傳出現變異。
(二)出生子代的數量多於親代,導致環境乘載力不足。
以長頸鹿為例,假設脖子長的長頸鹿能吃到的樹葉,比脖子短的長頸鹿多,也就是長脖子的長頸鹿會有較高的生存機率。
條件(一)中的「變異」,意思是「同種類中的差異」,在此例中是指長頸鹿脖子的長短差異。脖子的長度若不會遺傳,這樣的天擇就不會發生,所以要啟動天擇,脖子的長度就必須能夠遺傳。
不過,脖子的長度雖能遺傳,卻無法完全遺傳。假設父母的脖子長度比一般長頸鹿多出一公尺,所生孩子的脖子長度也是如此,稱為一○○%遺傳;然而,遺傳率實際上只會有二○%或四○%,也就是平均多出幾十公分。不過這樣的條件也已足夠,遺傳率只要不是○,即使只有一%,天擇也會發生。
(二)也是天擇啟動的必要條件,只是很容易被忽略。在先前的故事中,當一個機器人製造出一個機器人時,並沒有發生天擇,直到製造出兩個機器人,天擇才突然啟動。
事實上,天擇不會增加性能優異的機器人,只是淘汰性能低下的機器人。也因此,在一個機器人製造出一個機器人的期間,由於燃料足夠,所有機器人都會存留下來,天擇並沒有出現。然而,當一個機器人製造出兩個機器人,燃料變得不敷使用,就會有機器人被淘汰,天擇則開始啟動。
【天擇是生物存續的要件】
約在四十億年前,地球上就出現了生物,只是當時就算已有生物(或類似之物),如果沒有出現天擇,生物應該還是很難存活。
故事中的機器人也是一樣。在一個機器人製造一個機器人的期間,這樣的循環隨時可能被打斷。機器人下田工作時萬一發生地震,被掉落的大石砸中,說不定就會損壞,無法再製造下一個機器人,機器人的生產系統也到此終結。就算有一百個機器人,當機器人因意外等事故接連壞掉,數量也遲早會變成○。因此機器人若要持續存在,就得增加數量。
不過,光是增加數量也無法長久存續,當所有機器人都具有相同的性能,也很容易滅絕。假如機器人怕水,一下雨就報銷,來場大雨也會全軍覆沒。所以複製機器人時稍有出入,是比較理想的做法,這樣可以製造出各式各樣的機器人,其中一定有些比較不怕水;這個變化也可以傳遞下去,進而製造出防水功能更強固的機器人。換句話說,遺傳中出現變異是好事一樁。
此時,啟動天擇的兩大條件已被滿足,對機器人來說,也正是奇點發生的時刻。
這雖是虛構的故事,但生命誕生於地球之際,想必也發生過相同的狀況。地球如此廣闊,時間更是充裕,肯定有生命體不斷出現、也持續消失。但就在某個時刻,奇點發生了。某個生命體啟動了天擇,一口氣變得更複雜、漸趨多樣化,最後在地球上處處現蹤。
生物的第三個定義是「複製自己」,但正確說來,應該是「複製(比成人數量更多的)自己」。也多虧如此,生物才得以綿延生存了四十億年。