加來道雄《離開太陽系》:當人類終於能永生不朽,接下來會發生什麼事?

加來道雄《離開太陽系》:當人類終於能永生不朽,接下來會發生什麼事?
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我們想讓你知道的是

倘若有一天,科技能藉由神經元對神經元、一點一滴複製你的大腦,保存你所有的記憶和感受,屆時會發生什麼事?

唸給你聽
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文:加來道雄(Michio Kaku)

頗具爭議的老化理論

老化最古老的神祕傳說之一,是只要喝下年輕人的血或吸取其靈魂,就能青春永駐,彷彿「青春」是可以轉移的,跟吸血鬼故事描述的一樣。至於神話中的美麗生物「魅魔」(succubus),則是透過親吻——親你一下、順便吸取你體內的「青春」,即可青春永駐,永不衰老。

現代研究指出,「轉移」這個核心概念搞不好真有其事。一九五六年,康乃爾大學生化學家克里夫.麥凱伊(Clive M. McCay)把兩隻大鼠的血管縫在一起(一隻垂垂老矣,一隻年輕有活力)。結果麥凱伊相當驚訝地發現,老老鼠看起來竟然越變越年輕,而年輕老鼠正好相反——越來越老。

數十年後,哈佛大學的艾咪.華格斯(Amy Wagers)於二○一四年重新檢驗這項實驗。令她訝異的是,她在小鼠身上也發現相同的「返老還童」效應。後來她分離出一種名為「GDF11」的蛋白質,GDF11似乎是主導這個過程的操盤手。這項實驗結果意義非凡,因此《科學》將其選為該年最具突破性的十篇論文之一。不過從那次令人吃驚的論文發表以來,其他團隊多次嘗試複製這項實驗,結果卻彼此分歧。因此,GDF11能否作為眾人尋尋覓覓的抗衰老重要武器,目前狀況未明。

另一項頗受爭議的研究則與人類生長激素(HGH)有關。這門題目掀起一陣狂熱,但支持HGH抗老功效的相關研究結果大多不可信賴。二○一七年,以色列海法大學(University of Haifa)執行一項樣本數超過八百人的重大研究,卻發現完全相反的證據:HGH實際上可能會縮短、而非延長人類壽命。不僅如此,另一項研究也指出,因遺傳變異而導致HGH濃度下降者,說不定能活得更久。因此HGH可能會造成反效果。

這些研究給我們上了一課。過去貿然宣稱、喧騰一時的抗老機制,總在進一步分析後銷聲匿跡。今日的科學研究要求所有實驗結果都必須經得起測試、具有再現性和可證偽性,這幾項特質都是「真科學」的必備要素。

新近誕生的新興科學「生物老年學」(Biogerontology)旨在探索老化過程的奧祕,近年研究成果呈現爆炸性的活躍狀態,陸續分析出林林總總頗具研究前景的基因、蛋白質、生化作用和化學物質,包括FOXO3基因、DNA甲基化、mTOR蛋白、胰島素生長因子、RAS2基因、阿卡波糖(acarbose)、二甲雙胍(metformin)、α雌二醇(alpha-estradiol)等等。這每一項都引起科學家極大的興趣,但目前都僅有初步結果。究竟哪一條路才是最佳抗老途徑的保證,時間會給我們答案。

「尋找青春之泉」這個一度屬於神祕學、江湖術士、庸醫郎中的領域,如今卻吸引全球頂尖科學家競相解謎。雖然他們還沒找到治療老化的方法,但已掌握不少相當有希望的研究方向。現在科學家已經能延長某些動物的壽命,不過這套程序能否順利轉移到人類身上,眾人拭目以待。

儘管科學進展突飛猛進,但是要想解開老化之謎,我們還有相當長的路要走。科學家說不定會結合前述其中幾種方式,終而找出能減緩或甚至暫停生命時鐘的方法。或許你我的下一代就能做出必要的重大突破。誠如傑拉德.薩斯曼(Gerald Sussman)喟歎:「我認為時機還沒到,但很接近了。只可惜,我怕我這一代會是自然死亡的最後一代了。」

永生不朽另面觀

艾德琳或許後悔收下永生這份禮物,而她大概也不是唯一有這種想法的人。不過還是有許多人想停下老化的腳步。進藥局轉一圈,你會發現一排又一排宣稱能反轉老化機制的保養品。可惜,這些騙人玩意兒,全是紐約麥迪遜大道那些想像力過熱的廣告人意圖誘人掏錢買下的各種神奇藥水。(據許多皮膚專科醫師所言,這些「抗老化保養品」中真正有效的只有潤膚霜。)

在我主持BBC的某種電視特輯中,我來到紐約中央公園,隨機訪問幾位路人。我問:「要是我手上有一瓶『青春泉水』,你想不想喝?」驚人的是,我訪問的每一個人都拒絕了。許多人回覆我,老化死亡是很正常的事。有生就有死,死亡也是人生的一部分。然後我來到一間安養院,那裡有許多人正在承受老化帶來的痛苦和不適。其中不少人開始出現老人痴呆的病徵,漸漸忘記自己是誰、身在何處。我問這些老人家是否願意喝下青春泉水,他們全都渴望地說:「我願意!」

人口過剩

要是我們成功解決老化問題,接下來會發生什麼事?當人類終於能停止老化(假使成真),那麼地球與星辰之間的浩瀚距離,看起來就不會太令人氣餒了。永生之人眼中的星際旅行可能和你我截然不同。打造星艦、航向外星所需耗費的大量時間,在他們看來可能只是小阻礙。正如同我們會累積休假、然後一次放個超級大長假。同樣的,永生之人說不定也會把造訪星辰所需的數百年等待,視為某種無關痛癢的小小困擾。

不過我必須指明一件事:永生不朽可能造成另一個無心後果——也就是人口過剩的地球。這會給地球的資源、糧食及能源帶來極大壓力,最後導致電力不足、大規模移民、糧食爭奪與國際衝突。因此永生不朽也許不會為人類開啟「寶瓶座年代」(Age of Aquarius),而是點燃新一波的全球戰事。

話說回來,這些因素也可能有助於加速地球人口大量外移,為那些已經厭倦地球人口過剩、過度污染的探索先鋒們,提供另一處安全平靜之地。屆時或許有人會像艾德琳一樣,認為永生不朽雖名為禮物,實為詛咒。

但是,我們擔憂「人口過剩」是否實際且有必要?它當真會威脅人類生存嗎?

綜觀歷史,地球人口長期以來都維持在三億以下,但因為工業革命,全球人口在一九○○年已緩慢上升至十五億。目前全球已達七十五億人口,並且正以每十二年增加十億的數字成長。據聯合國估計,到了二一○○年,地球人口將逼近一百一十二億大關。我們總有一天會超過這顆星球的負荷量,勢必引發糧食危機和各種混亂,與英國人口學家托馬斯.馬爾薩斯(Thomas Malthus)一七九八年的預言如出一轍。

事實上,人口過剩也是某些人支持移民外星的理由之一。然若再細究這些議題,各位會發現人口儘管仍持續成長,其增加程度竟有趨緩之勢。譬如聯合國已數度下修相關預測值,其實就連許多人口統計學家也都預測道,等到廿一世紀末,世界人口會開始逐漸下降、或維持穩定。

為了解這些人口數字的統計變化,我們得先理解農人的世界觀。貧窮國家農人們的算法非常簡單:每一個孩子都能使他更加富有。孩子能下田幫忙,養活他們也不用花幾個錢。農村的吃住幾乎不算開銷。但是一遷入城市,算法徹底改變:每一個孩子都會使你越來越窮。孩子要上學,而非下田工作。你得去商店買食物餵飽孩子,但店裡的東西並不便宜。孩子得住在房子裡,而房子要錢。所以農夫一旦變成都市人,他只會想生養兩個、而非十個孩子。當農人進入中產階級,他會希望能稍微享受生活,而且可能只想要一個孩子。

即使是像孟加拉這類中產階級人數不多的國家,出生率亦緩慢下降。這是因為婦女教育程度提高所致。學者針對多個國家所做的相關研究,也清楚呈現某種模式:當國家開始工業化、城市化,年輕女孩也開始接受教育,該國的出生率即顯著下降。

不過也有人口統計學家認為,這是「一個世界、兩種故事」。一方面,貧窮國家的出生率持續上升,教育程度仍舊偏低。另一方面,有些國家在發展工業、生活更富裕之後,出生率反而降低,某些國家甚至限制生育。不管怎麼說,儘管眼前仍存在全球人口可能爆炸的威脅,實際上或許不如先前認為的那般勢不可免、嚴峻可怕。

有些分析家擔心,全球人口在短時間內就會超過糧食供應量。但也有分析家認為,糧食問題其實是能源問題。倘若能源充足,理應能增加產能和糧食產量,應付日漸增加的需求。

我曾在幾次不同場合,碰巧有機會訪問雷斯特.布朗(Lester Brown)。他是全球最頂尖的環境學者,也是知名機構暨地球問題智庫「世界觀察研究會」(Worldwatch Institute)的創始人。這個組織嚴密監控全球食物供應,也持續關注這個星球的多項議題。布朗不只擔心人口數字,他還擔心,假如地球人全都變成中產階級消費者,屆時能有足夠的糧食供應所需嗎?中國和印度的數億人口正同時邁向中產階級模式,他們看西方電影、試圖趕上或模仿這種生活方式。但所謂的中產階級生活方式卻是濫用資源、大魚大肉、住大房子、執迷於奢侈品……等等不盡其數。布朗擔心,現有資源可能已無法餵飽全部的地球人。如果大家還要採取西方人的飲食方式,更可謂雪上加霜。

布朗希望,貧窮國家在工業化的同時,最好不要走上西方的老路子,而是設法施行嚴格的環境法規以養護資源。這些國家能否對抗這些挑戰,就讓時間來證明吧。

現在我們了解,延緩或中止老化的相關研究進展,可能對太空旅行造成深遠影響。這項科技能創造出「不再視外星遙遠距離為重大阻礙」的新生命。說不定他們還躍躍欲試,願意花好些年打造並駕駛星艦,展開可能耗時數百年的壯闊旅程呢。

除此之外,改變老化過程雖可能使地球人口過剩的狀況加劇,卻也可能促使地球人口加速外移。假如人口過剩的問題嚴重到難以承受,說不定會成為外星移民決心離開地球的重要推手。

然而,若要討論這股趨勢會不會成為下個世紀的主流,現在還言之過早。不過,照目前解開老化謎題的速度來看,這些科技進展說不定會比原本預期的還要更快實現。

數位永生

除了生物學上的永生不朽,還有一種名為「數位永生」的不朽形式,掀起不少有趣的哲學思辨。從長遠來看,數位永生可能是探索外星最有效率的方式。若你我脆弱的生物軀體無法熬過星際旅行的長途煎熬,那麼還有另一種可能:將我們的意識傳送到外星去。

在嘗試重建家族譜系時,我們經常遇到一個問題:往前回溯三代之後,線索就斷了。除了留下後代,咱們為數眾多的祖先出生、然後死亡,沒留下半點痕跡。

但今日的我們倒是留下大量數位足跡。舉例來說,只消分析各位的信用卡交易紀錄,大概就能掌握你曾經造訪哪些國家、喜歡吃哪些食物、買哪類衣服、上過哪幾間學校,除此之外再加上你的網路貼文、網誌、電子郵件、影像照片等等,利用這所有資訊,我們大概能做出一幅你的全息影像——說話像你、動作像你,習慣癖好和記憶也全都來自於你。

有一天,人類說不定會成立一座「靈魂圖書館」。屆時我們可能不再需要閱讀邱吉爾的著作,而是與他交談。我們會和一尊投射影像對話,而這尊投影有邱吉爾的臉部表情、肢體動作和語調變化。這份數位紀錄能讀取他的生平、作品、政治觀點、宗教信仰和私人事務,故不管從哪方面來看,感覺都像在和他本人對話。我個人倒是想和愛因斯坦來一場這樣的對話,聊聊相對論。將來有一天,你的曾曾曾孫可能也能同你說上兩句。這也是數位永生的一種形式。

不過這真的是「你」嗎?充其量只是擁有你的習慣癖好和生平細節的一座機器,或電腦模擬產物。反對這項科技的人會說:靈魂是不能化約成資訊記號的。

但是倘若有一天,科技能藉由神經元對神經元、一點一滴複製你的大腦,保存你所有的記憶和感受,屆時會發生什麼事?繼「靈魂圖書館」,數位不朽技術的下一步是「人腦聯結體計畫」(Human Connection Project,HCP),這個充滿企圖心的計畫打算將人類大腦全面數位化。

Thinking Machines創始人丹尼爾.希爾斯(Daniel Hills)曾言:「我跟其他人一樣喜愛我的身體。但如果能活到兩百歲,而代價是換上一副矽製軀殼,那我願意。」

心智數位化的兩種方法

關於人腦數位化,目前其實有兩套截然不同的做法。其一是瑞士的「人腦計畫」(Human Brain Project),該計畫打算寫出一套電腦程式,不藉由神經元、而是透過電晶體模擬人類大腦的一切基本特徵。截至目前為止,該程式已經能模擬小鼠和兔子為時數分鐘的「思考過程」。這項計畫的目標是造出一台能像人類一樣理智交談的電腦。計畫主持人亨利.馬克朗(Heney Markram)表示,「如果我們的做法正確,這台電腦應該會說話、有相當程度的智力,行為表現也會非常貼近人類。」所以前述方法屬於電子式——運用電腦強大的運算能力,利用大量電晶體陣列複製人腦智能。不過,美國正在研究的另一種並行方式是以生物學取代電子學,企圖完整描繪大腦的神經傳導路徑。

這項專案名為「大腦行動」(BRAIN Initiative,全名為「先進革新腦神經科技之人腦研究」[Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies]),目標是按細胞逐步解譯人腦的神經架構,終而描繪人腦每一條神經元的傳導路徑。由於人腦粗估有一千億神經元,各神經元至少和上萬神經元相接,要想畫出所有神經元的詳細路徑圖,乍看之下實在希望渺茫。(就算是相對簡單的任務——譬如繪製蚊子的大腦神經圖——如果把數據資料燒製成光碟,光碟片的數量大概可以從地板堆到天花板、塞滿一整個房間。)不過,電腦和機器人倒是可以大大縮減這項乏味、費力工作所需要的時間和勞動力。

還有一種名為「大卸八塊」(slice and dice approach)的方法,是將人腦切成數千份切片、再用顯微鏡重組重建所有神經元之間的聯繫。史丹佛大學研究人員近來率先提出另一種速度更快、名為「光遺傳學」(optogenetics)的做法。光遺傳學涉及「視蛋白」(opsin),這是一種與視力有關的蛋白質。若拿光照射含有視蛋白的神經元,這種蛋白質的基因能使神經元瞬間發光。

研究人員利用遺傳工程,將視蛋白基因植入意欲研究的小鼠特定神經元,再用光照射某一區域的大腦,「啟動」涉及某肌群活動的神經元。接著讓小鼠進行特定活動(譬如兜圈子跑),於是研究人員就能透過這種方式,了解控制某特定行為類別的神經傳導精確途徑。

這個企圖心十足的計畫或許有助於解開精神疾病的祕密。精神疾患是人類目前所有疾病之中,最教人費心傷神的一種。透過繪製人腦神經圖,我們也許能找出它使人痛苦的源頭。(譬如你我都會無聲自言自語。在這種時候,控制語言功能的左腦會「知會」前額葉皮質,也就是大腦的意識區。但現在我們知道,思覺失調[舊稱精神分裂]患者的左腦會在未獲前額葉皮質「授權」的情況下,自行激發活化。由於思覺失調患者的左腦並未和前額葉皮質妥善聯繫,所以患者會以為腦袋裡的聲音是真的。)

儘管人類擁有這些革命性的新技術,科學家或許還是得辛苦奮戰數十載,才能繪出詳細的人腦神經圖。不過,就算達成這一步(時間說不定就在廿一世紀末),我們就當真能將意識上傳電腦、傳送到外星去嗎?

靈魂當真只是訊息?

如果肉身死了,但聯結體(神經網絡)繼續存在,那麼我們某種程度可說是獲得永生了嗎?如果心智能夠數位化,那麼靈魂就僅只是訊息嗎?假如我們能把大腦的所有神經迴路和記憶放進磁片,上傳至超級電腦,那麼這顆「上傳的大腦」其功能、反應是否也會跟真腦一樣?數位腦和真腦是否難以區別?

有些人相當排斥「數位腦」這個構想。因為,假如你把心智送進電腦,那麼你將永遠禁錮在這個貧瘠、了無生趣的機器裡。有人認為這種命運比死亡還糟糕。《銀河飛龍》就有一集描述一支超進化文明,那裡的外星人都把純意識存在「光球」裡。這支文明在亙古以前即放棄肉身,從此活在光球中,是以永生不朽。不過其中卻有一名外星人渴望再次獲得肉體,如此才能擁有真實的感覺和熱情,即使這代表他得強奪他人身體,他也不在乎。

對某些人來說,「活在電腦裡」聽起來不怎麼誘人,但這不代表你不能擁有所有屬於「活著」的真實感受、不能像人類一樣呼吸。雖然意識蝸居於主機深處,但它依舊能控制一尊長得和你一模一樣的機器人。你會感覺到機器人的所有感受,因此實際上幾乎等同於擁有活在真實軀體內的感官知覺,說不定還有超能力呢。機器人看到、感覺到的一切都會傳回主機,與你的意識融合。因此,從主機控制機器人替身、和你實際「活在」化身裡的感覺,兩者幾無區別。

透過這種方式,你我就能探索遙遠星球了。各位的超人類化身能耐過熾熱高溫(譬如身處快被恆星烤焦的行星),也熬得住冰封衛星凍死人的低溫。星艦載著儲存你我聯結體的電腦主機,出發前往嶄新未知的恆星系。當星艦抵達合適的行星時,各位的分身就會被送上目標星球、盡情探索,就算行星大氣有毒也沒關係。

在心智或意識上傳這方面,電腦科學家翰斯.莫拉維克(Hans Moravec)設想出一種更先進的形式。某次我訪問他,他表示他設計的意識上傳方法甚至可以在人類清醒、有意識的狀態下進行。

首先,你得先躺上醫院推床,旁邊是機器人。接著,外科醫師會取出各位大腦中的神經元作範本,再利用機器人腦袋裡的電晶體製作複本,這些電晶體神經元和你的大腦將以線路相連。隨著時間進行,越來越多神經元從各位腦中移出、並且在機器人腦中形成複本。由於你的腦與機器人腦相連,因此就算有越來越多的神經元被電晶體取代,你的意識仍維持清晰。最後,在完全不失去意識的情況下,你的整顆腦子以及每一條神經元都被電晶體取代。一旦上千億神經元完成複製,你的腦子和人工腦之間的連結立即切斷。當你再轉頭望向一旁的推床,你會看見自己沒了腦子的舊軀殼,而你的意識已存入機器人體內。

但問題是,這個機器人真的是「你」嗎?對大多數科學家而言,假如機器人能複製你的所有行為、每一種姿勢手勢、完整保有你的記憶和習慣、且不管從哪方面來看皆與原來的你難以區別,那麼他們會說,這個機器人實際上就是「你」,無庸置疑。

星辰之間的距離如此遙遠,即使是離我們最近、就在隔壁星系裡的星星,也要花好幾輩子才到得了。因為如此,多世代星際旅行、延長壽命、尋覓永生也許都會在人類探索宇宙的過程中扮演相當重要的角色。

在尋求永生之外,眼前還有一個更為浩大的問題:不光是個人壽命,「人類」這個種族究竟該延續多長多久?若能修改人類的遺傳特質,說不定會蹦出更多可能性。鑒於「腦機介面」(brain-computer interface,BCI)與基因工程的快速進展,我們說不定能造出擁有更多技能和潛能的增強版人體。將來有一天,人類說不定會進入「後人類」時代,而這種方法說不定就是探索宇宙的最佳方式。

相關書摘 ►加來道雄《離開太陽系》:若這套理論屬實,你只消照照鏡子就可見到火星人

書籍介紹

本文摘錄自《離開太陽系:移民火星、超人類誕生到星際旅行,探索物理學家眼中的未來世界》,時報出版

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作者:加來道雄(Michio Kaku)
譯者:黎湛平

繼紐約時報暢銷書《2100科技大未來》後
弦論奠基人、當代物理學大師 加來道雄
預言改造火星、星際旅行、長生不朽與後地球時代的終極命運

21世紀地球的下一步是什麼?當鋼鐵人馬斯克揭露其醞釀已久的太空旅遊計畫、波音公司總裁米倫伯格表示太空發射系統已臻成熟,全球產業鏈移轉、科技股應聲上漲,新一波太空科技競賽宣告正式開打,年輕世代可望於有生之年在火星上踏出重要的一步。

但民眾更好奇的是,投入數兆美元的科學研究,究竟要將人類帶往何方?
未來的人類是否可能移民太空站、火星,最後離開太陽系?尋找比地球更宜家家居的行星?

先進國家的科學家早在列舉移居星球的名單,任一星球只要水源日照充足、溫度適中,而且重力和地球相仿,移居外星將不再是夢想。同時太空產業也提出自己的選項:人類不只能移居外星,也能發展月球生物圈、星際旅遊以及小行星挖礦。甚至過往危險又耗費巨大的火箭,如今都有解決方案:移民者可搭乘太空電梯,從地面前往停在大氣層外的大型星艦,再也不用承受火箭發射之苦;又或者搭乘「彗星高速公路」,不耗費過多太空梭能量,就此永遠離開太陽系。

科學即國力,加來道雄深受美蘇太空競賽、科幻小說大師艾西莫夫,以及經典科幻影集《星艦迷航》啟蒙,投身物理研究,並奠基了實踐當代科技的超弦論。他也指出,核子火箭、反物質引擎、光帆、奈米探測太空船和新型星艦動力等先進構想已被提出;同時當代科技如3D列印、量子電腦、人工智慧、機器人、生物科技、基因治療等技術也日益進步。影視作品中的移民外星將不再是夢想,而是下個世紀的趨勢,新一代的太空研究熱潮將捲土重來。

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Photo Credit: 時報出版

責任編輯:翁世航
核稿編輯:丁肇九

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