數(shù)字生命能實(shí)現(xiàn)嗎？

電影《流浪地球2》中拯救地球的數(shù)字生命、在考試和問答等領(lǐng)域勝人一籌的軟件ChatGPT、力圖創(chuàng)造數(shù)字化生活的元宇宙……日新月異的信息科技下，數(shù)字生命會(huì)成真嗎？

數(shù)字生命游戲

如果屏幕中活動(dòng)的方塊可以稱為生命的話，數(shù)字生命已經(jīng)成真了。在手機(jī)和電腦上都有類似的數(shù)字生命游戲，玩家可以隨意繪制出若干組方塊，代表不同的生命。方塊會(huì)根據(jù)周圍格子當(dāng)下的狀態(tài)，遵循一些簡(jiǎn)單的規(guī)則進(jìn)行演化，例如“一個(gè)方塊周圍的8個(gè)格子，若超過3個(gè)被現(xiàn)有方塊占據(jù)，該方塊就會(huì)因資源匱乏而被‘餓死’，反之就可以活下來，并隨機(jī)延展”“當(dāng)相互連接的方塊超過30個(gè)，就會(huì)隨機(jī)斷裂成為兩個(gè)新個(gè)體”。隨著時(shí)間推移，方塊們?cè)谄聊恢猩?、死亡、斗?zhēng)、融合、繁衍和進(jìn)化，少數(shù)特別的起始狀態(tài)甚至可以產(chǎn)生出外形相當(dāng)復(fù)雜的“ 方塊生命”。

探究大腦的數(shù)字模擬

但如果數(shù)字生命力圖模擬的是真實(shí)世界中的復(fù)雜生命，比如人，那它依然任重道遠(yuǎn)。在試圖全面模擬人類時(shí)，就算可以忽略掉人體幾十萬億個(gè)細(xì)胞的新陳代謝，將統(tǒng)管思維的大腦進(jìn)行數(shù)字化則是無論如何也繞不過去的。人腦是自然界中少數(shù)極端復(fù)雜的事物之一，其精細(xì)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)理等問題目前還沒被研究透徹，就像一個(gè)不知內(nèi)部構(gòu)造的黑箱，只會(huì)使用，無法拆解，更談不上進(jìn)行數(shù)字化復(fù)制了。即便有一天這些困難都得到了解決，如何將融合了記憶、意識(shí)、推理、聯(lián)想、想象等多重高級(jí)功能的大腦構(gòu)建成數(shù)學(xué)模型，用以0和1運(yùn)算為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)來模擬，也將是一個(gè)非常復(fù)雜的問題。

海量信息的存儲(chǔ)難題

信息存儲(chǔ)是數(shù)字生命賴以維系的另一個(gè)重要因素。人們已實(shí)現(xiàn)了相當(dāng)高的存儲(chǔ)密度，小小一塊家用移動(dòng)硬盤就能存儲(chǔ)上百萬張照片，專業(yè)化的存儲(chǔ)陣列由上千塊硬盤組成，容量更勝一籌。但對(duì)于構(gòu)建數(shù)字生命所需的信息量而言，仍相去甚遠(yuǎn)。單論存儲(chǔ)著遺傳信息的DNA，其信息密度就令人瞠目——1克DNA中所包含的原始信息量，相當(dāng)于約22萬個(gè)1 T硬盤的總和，更不用說生命中復(fù)雜的細(xì)胞結(jié)構(gòu)與生理過程了。哪怕僅考慮抽象的思維信息，理想的數(shù)字生命是永生的，在漫長的歲月中會(huì)不斷活動(dòng)與思考，所產(chǎn)生的信息量依然難以想象。如果沒有大幅度的簡(jiǎn)化，這樣的存儲(chǔ)規(guī)模是不現(xiàn)實(shí)的；但簡(jiǎn)化之后，還能算是完整的數(shù)字生命嗎？《基地》系列中的天才機(jī)器人丹尼爾，最終就是由于存儲(chǔ)的限制而危及生命?！队?jì)算中的上帝》里，先進(jìn)文明將全部個(gè)體數(shù)字化后，存儲(chǔ)進(jìn)了一個(gè)直徑上千千米的超級(jí)硬盤。但顯然，有限物質(zhì)材料中能存儲(chǔ)的信息也是有限的，當(dāng)數(shù)字生命在硬盤中誕生時(shí)，它所能創(chuàng)造的信息量上限已經(jīng)被鎖定了，硬盤更像是一個(gè)永生的牢籠。

有限時(shí)空的計(jì)算困境

縱然有了合適的數(shù)學(xué)模型和充足的存儲(chǔ)材料，計(jì)算本身也是一個(gè)問題。計(jì)算機(jī)運(yùn)算時(shí)，會(huì)消耗一定的時(shí)間和空間資源。計(jì)算對(duì)象數(shù)量增長時(shí)，所消耗的資源也將隨之增長，且增長的速度通常情況下遠(yuǎn)快于計(jì)算對(duì)象，以至在有限的時(shí)間和空間內(nèi)，建構(gòu)一個(gè)完美的數(shù)字世界成為不可能完成的任務(wù)。這也是天氣預(yù)報(bào)至今都無法很準(zhǔn)的核心原因之一——理想情況下，應(yīng)把每個(gè)物體乃至粒子的狀態(tài)納入運(yùn)算，但倘若如此，為了得到第二天的天氣預(yù)報(bào)，需要的計(jì)算時(shí)間比宇宙年齡還長。于是只能用“簡(jiǎn)化的運(yùn)算”來得到“近似的結(jié)果”，天氣預(yù)報(bào)也就不太準(zhǔn)了。而對(duì)于數(shù)字生命來說，“近似的結(jié)果”顯然還不夠，誰也不想在數(shù)字世界中面對(duì)滿是馬賽克的天空。更先進(jìn)的計(jì)算方法有助于提升運(yùn)算的效率，但至少目前為止，現(xiàn)有的運(yùn)算效率還不能滿足數(shù)字生命的需要。

你是數(shù)字生命嗎？

你是否想過，自己會(huì)不會(huì)就是數(shù)字生命呢？這個(gè)想法讓人有點(diǎn)兒毛骨悚然，但確實(shí)很難證偽。我們的感覺與記憶，可能都是正在某個(gè)先進(jìn)文明的超級(jí)計(jì)算機(jī)中流淌的數(shù)據(jù)。

想要判斷自己到底是不是數(shù)字生命，“雙鏡實(shí)驗(yàn)”是個(gè)不算嚴(yán)謹(jǐn)?shù)浅：?jiǎn)單的辦法：取兩面鏡子，面對(duì)面放在一起，中間留出一點(diǎn)兒空隙。從旁邊通過空隙觀察鏡子中的景象，會(huì)發(fā)現(xiàn)鏡中生成了一條極長的“隧道”——這是由于兩面鏡子一次次反射對(duì)面鏡子中的自己，形成了“一串鏡子”，看上去像是隧道。因?yàn)檫@種反射會(huì)進(jìn)行無數(shù)次，這條隧道的長度也是無限的。如果我們是計(jì)算機(jī)生成的數(shù)字生命，為了生成這條無限長的隧道，就會(huì)占用無窮的計(jì)算資源，我們身處的“數(shù)字世界”將會(huì)因缺乏足夠的計(jì)算資源，出現(xiàn)卡頓、馬賽克，乃至全面崩塌。

怎么樣，有勇氣試試嗎？

[責(zé)任編輯：楊競(jìng)]