人类终将成为转基因生物

人类这一物种已经在地球上生活了约25万年，而现代人已经有8000年以上的历史，相当于300代人。你可以找一张纸，写上300遍“祖”（great）字，每一个字都代表着你的某一代祖先，最后可以追溯到我们在生物学上的“亚当”，即第一个现代人。

如此想来，脆弱的295代人完全靠大自然的仁慈生存，剩下五代人有幸得到“好医学”的庇佑，其中两代人在现代医学的时代茁壮成长，我将这一时代称为“植入革命”的时代。古希腊和古罗马的医学主导地位一直延续到16世纪，最终一项简单而精致的发明创新瓦解了其主导地位。它彻底改变了人类的交流能力，让我们逐步加深了对人体运作方式的理解，并伴随着外科学的诞生，产生了飞跃式的进步。

如果生命是宇宙中最神圣的事物，如果“生存的权利是人类最基本的价值”，那么，死亡就是反人类的罪行。一旦我们开始延长人类的寿命，医疗保健的风险就将变得更大。如果注定要活几百年，我们会不会惧怕受到外伤而意外死亡？中年人遇车祸早逝，与一个还能活上几百年的人在40岁时遇车祸死亡，是截然不同的两件事。结果我们可能会更加惧怕死亡。

我们究竟会不会战胜细菌这一劲敌？战胜微生物斗士可能是人类最艰巨的挑战，而我们一旦真正驾驭了操作基因的力量，谁敢说我们不会消除这种威胁？或许，对人类构成更大威胁的是，星际飞船带回来一种已经在另一个星球上进化了数十亿年的外星微生物。我承认这是一种疯狂的想法。

从某种意义上说，人类将在接下来的几十年中与疾病进行三方作战，从生物、植入和基因三方面入手。在基因治疗完善之前，生物治疗方案（通过制药和营养）将继续在细胞层面发展。这些方法无效时，植入成为治疗方案。例如，直到研究人员在20世纪20年代提取出胰岛素，人们才真正认识了糖尿病，并通过每日注射胰岛素来治疗。胰岛素泵的出现大大减少了注射的烦琐步骤。虽然人们对植入胰腺组织进行了深入研究，期望胰腺自身恢复生产胰岛素的功能，但最终目标仍然是基因治疗。因此，治疗糖尿病的生物、植入和基因之战仍在继续，但也许一个世纪之后，再也不会有人注射胰岛素了。

从下面的问题可以看出你对未来医疗的信心：如果一定要把全部净资产投资到某一专业领域的医疗公司，而这笔钱一百年不能取回，那么你会将这笔钱投资在哪里呢？是医药公司、关节置换制造商、基因技术公司还是生物电技术公司？尽管我是一名骨科医生，但我无法想象一个世纪后还会进行关节置换手术。同样，患者也不可能再接受化疗药物，因为癌症已经不复存在。因此，要么投资生物电技术公司，要么投资基因技术公司，取决于你如何看待医学在未来的角色。未来的医生是治疗疾病还是专门改进半人机器人？

在十年或二十年之内，人类的基因修饰必定会成为常态。在一个世纪中，每个人都摆脱遗传基因错误是有可能（甚至很有可能）实现的。这也许会被强制执行，不可能出现不遵医嘱的情况，因为那些带有染色体缺陷的人是“有病的”。我估计，反疫苗接种的抗议与22世纪的“基因矫正”相比会显得黯然失色。

人类将成为彻底的转基因生物。

遗传病成为过去，癌症也逐渐淡出了我们的生活，而将来的世世代代甚至都不需要矫正基因组。令人惊叹的是，一旦一代人的共同基因组被净化了，后代可能就不需要再矫正，因为配子会享有同样净化的基因。婴儿生来就有“正常”染色体，免受自身免疫系统疾病、食物过敏、精神病、癌症和心脏病的威胁。当疾病变得不堪一击，我们的注意力将转向从身体、心理和社会层面不断提高和变强。我相信，那时仍然需要使用植入物―—脑机接口。

这就是为什么我会将百年赌注押在生物电植入产品公司上。

虽然现在获得美国食品和药品监督管理局批准的脑植入物仅在特定位置产生电场，但脑机接口可以记录并刺激单个神经元。正如爱德华·埃瓦茨开创了“单个神经元测试”的动物实验，当今的科学家们正在探索如何记录人类的单个神经元，以便向机器传输神经元信号。

目前，脑机接口十分少见。人工耳蜗属于一种脑机接口，其外部感应装置看起来像一个加强版的助听器，内部导线则深入内耳耳蜗部位。它作为接收装置，将声波信息以电信号的方式传送到听神经的耳蜗部分。人工眼睛还处于早期研发阶段，在概念上与人工耳蜗类似，具有人工感应装置，通过电信号与处理感官信息的神经接合。

植入人工耳蜗和植入视网膜置换的是一种感觉器官，而未来更先进的植入物则会是“神经接口”装置，其中的电信号交流既可以是传入的，即传入感觉，也可以是传出的，即释放信号。终有一天，传出的信号可以来自大脑中微小的特定部位，而神经接口技术将提供双向信息流。

如果将脊髓看作一根包含微观传输线的管道，其中载有10亿神经元，那么脊髓损伤无法修复就没什么好奇怪的。在手外科做住院医师，我曾经在值班时遇到过重接腕部结构的艰巨挑战。绝望的患者用刀割腕自杀，九根肌腱、两根动脉和正中神经全部断裂。这种称为“意大利面式的手腕”之所以具有挑战性，是因为将连接指部肌肉（出人意料地位于前臂）的肌腱与手指重新配对十分困难。外科医生必须在混作一团的肌腱中小心辨认，并将它们正确配对，弄错一对就会使手部功能错乱。

匹配那十几对结构都是一道手术难题，更何况匹配脊髓的10亿个神经元？所以，伴有脊髓损伤的移位性脊椎骨折的手术重点从来都是稳定骨骼，而不是“修复神经”，更何况那些神经轴突的直径只有蜘蛛丝直径的1/4。

我们还有一种选择，由于我们已经知道大脑皮层中运动带和感觉带的特定位置，将来有可能通过全身性大规模重新布线来治疗脊髓损伤。我们正在研发名为“生物微机电系统”（BioMEMs）的专用传感装置，可以感知大脑的运动诱导。然后，生物微机电系统可以绕过脊髓，与周围神经相连。这些微型神经探针“与线路整体结合，用于扩增、多路传输、放电探测，以及电力和双向数据的无线传输”，并且“有助于改善在许多使人衰弱的神经类疾病中使用的假体器官”。

纳米技术的发展和电子微型化技术的进步为我们带来了生物微机电系统，它正在改变医学。随着微创手术的不断发展，未来治疗破坏性脊髓损伤已经不再是幻想。

医学现代化的故事往往以可怕的疾病开始，然后沿着一系列没有那么严重的疾病发展，直到最后，我们开始关注生活上的种种不便。以面部整形外科为例，它最初关注的是因梅毒感染而失去鼻子的奇特损伤，但随着时间的推移，它渐渐地变成遵循不断变化的文化喜好的美容手术。

生物微机电系统在脑外科的应用会沿着治疗脊髓损伤、中风、脑肿瘤、脑瘫和癫痫的方向继续发展，最终过渡到治疗早期痴呆、强迫症、中度抑郁和健忘症等危害较小的疾病。我可以非常肯定地说，到下一代人，所有这些疾病都可以通过某种对神经功能进行调节的脑植入物得到治疗。

但接下来呢？涉及大脑之后，我们会不会从治疗疾病变为解决功能障碍，最终发展为拥有超能力？这一点毫无疑问。

如本书所示，美国每年进行约2000万例植入手术。虽然我们医疗保健的大部分费用都与医疗器械有关，但每年慢性疾病的住院治疗费用高达数千亿美元。我们几乎不会怀疑，基因组净化技术的出现会消灭许多慢性疾病及癌症，使人类专注实现“更快、更高、更强”的奥林匹克理想。

半机器人时代的局限性是什么呢？当慢性疾病得以治愈，我们希望生理和心理功能最大化的冲动无疑会导致人类成为机器。这并不是说每个人都会为了植入生物微机电系统而经历开颅手术，虽然这很可能发生，但未来或许会出现某种未知方法，可以在物理层面改变人脑，以机械方式来修饰人类的思想。

这个想法会让我们大多数人不寒而栗，我们想要生活在一个人人都具有一部分人工自我的世界里吗？

在电影《她》中，华金·菲尼克斯所饰演的角色爱上了电脑操作系统中的女声“萨曼莎”（由斯嘉丽·约翰逊配音）。如果这种关系使你产生存在危机，你并不孤单。与超现实的计算机交谈并产生爱情，这种想法会令人感到不安。他已经知道对方是人造情人，却仍然对计算机产生了“爱情”，这使许多观众感到困惑或难以置信，不过它确实凸显了这样一个事实―—情爱虽然是一种典型的生理关系，却植根于精神生活。

或许，比起在技术上已经可行的计算机恋爱，更令人紧张不安的是《机械姬》中的人机交合。电影中，一位世界级富豪隐居在一个与世隔绝的地方，其住所同时也是一个研究所，他邀请年轻的计算机程序员迦勒（Caleb）来到偏僻的别墅中，对他所创造的机器人艾娃（Ava）进行人性测试。艾娃的躯干和四肢是透明的，展露出内部的电子结构，尽管如此，年轻的男主角还是同情甚至爱上了这个不折不扣的机器人。随着剧情的发展，观众会越来越支持人性化的艾娃，即使我们会不禁自问：“在现实生活中，自己会被骗吗？”《机械姬》的编剧兼导演亚历克斯·嘉兰说，“这部电影真正讲述的是一台机器成为一个女孩的故事”。对于本书作者来说，当我们认识到艾娃具有情感和动机，特别是当这些人类冲动开始变得危险，她就变成了“女孩”。

当机器人和人工智能对我们的优势地位和掌控感构成威胁，它们便令人感到恐惧，尤其是在“机器的崛起”似乎会让我们的管辖权限永远丧失的情况下。但是，对大多数人来说，人工智能还是一个神秘的概念。我对计算机编程一无所知，无法理解人工智能是如何配置成形的，具有哪些危险，但对于那些了解和创造人工智能的人而言，其未来是确定无疑的。

在某种程度上，人工智能一直在我们周围随处可见，它并不是马萨诸塞州坎布里奇（指哈佛大学）精心制作的一个独立软件程序。我们不要仅仅将人工智能设想为一台经过巧妙编程后可以下国际象棋的计算机，那是一种特殊的人工智能，人工智能的未来是“通用人工智能”（AGI），这种人工智能可以学习、思考，而且按理说可以有良知。

对于人类的半机器人时代来说，通用人工智能的发展比任何植入发明都更加重要，但一路上会出现许多令人惊讶的障碍。例如，小孩子很容易识别出猫与狗之间的区别，这对计算机来说却很困难。因此，计算机科学家们正在深入钻研我们大脑的学习和处理方式，期望成批的计算机最终能够学习并超越程序员的智慧，这一天指日可待。当这一天到来，通用人工智能的发展脚步将变得势不可挡。

今天，通用人工智能的点点滴滴时刻围绕在我们身边。伊隆·马斯克指出：“公司本质上是人和机器的控制论集合……谷歌搜索就包含了这种集体人工智能技术，我们都像网络的节点一样连在一起，如同一棵树上的叶子。我们都在向网络提交各种问题和用网络搜索。我们都在共同编写人工智能程序。谷歌和脸谱网、推特、照片墙等社交网络，以及与之连接的所有人一起构成了一个庞大的控制论集合。”反馈回路强化了机器的功能，并提高了其他所有机器处理信息的能力。当计算机在我们身边以光速运转，记忆就变得很容易，但控制论思维会使我们不可思议地成为超人。

从某种程度上说，你已经是半机器人了。亲爱的读者，我相信你一定有一部智能手机，并且此刻它就放在触手可及的地方。它的记忆力比你好多了，尤其是在它连入万维网时。忘记了吉布提的首都是哪里吗？问问你的手机。（顺便说一句，吉布提的首就是吉布提市。）需要复习一下怎样打领结，或是想不起来奶奶的肉桂卷食谱中有多少黄油？你马上就能知道。如果手机中的所有信息都能存在脑子里而不是指尖，会怎么样呢？

但是，谁会傻到在大脑中植入一台计算机呢？于是你得出结论，这永远也不会发生。

我们有可能通过生物微机电系统来治愈脊髓损伤、震颤和中风，这种前景是激动人心的。在未来，先天性疾病如脑瘫和后天性疾病如癫痫，可以通过更先进的脑植入物来治疗。电子药物（electroceutical）是一种植入装置，“通过控制发往特定器官的神经信号对患病处进行精准定位”，目前正在测试一些似乎与电没有什么关联的疾病，例如类风湿性关节炎和糖尿病。如果你想知道有什么证据表明电子药物很可能成功，可以看看葛兰素史克等制药巨头得到了多少投资。

当我们的注意力逐渐从疾病治疗转向疾病的预防和治愈，人类无疑会创造出生理（和心理）更强大的“智人”。我们未来的子孙后代将是净化染色体和功能加强的受益者。他们不仅拥有更好的视力、听力、牙齿和健康的冠状动脉，而且在耐力、记忆力和情绪管理方面也更出色。因此，神经探针的植入将是一次巨大的飞跃，它会极大地改进人类这一物种。

如果说我们的祖先是直立人（Homo erectus），那么我们的后代可能是“电智人”（Homo electrus）。

耳机会继续朝着无线化方向发展，最终在我们的耳道内植入扬声器，这一点毫无疑问吧？更先进的阶段是直接连线到耳蜗，甚至是听神经。如此一来，隐蔽听觉甚至放大听觉都可以实现了。

另一方面，人们正在秘密地深入研发能够感知我们大脑冲动的技术，总有一天，我们将无须活动任何肌肉便可以传送思想。通过神经探针感知我们大脑语言部位的心灵感应术肯定是可能的。听起来疯狂吧？包括伊隆·马斯克在内的许多优秀的头脑都认为这是未来之路。

虽然《机械姬》《她》等电影使人们对计算机控制和机器人的统治感到恐惧不安，但更令人担心的是，在半机器人时代，人与人之间的互动关系会如何发展。当社会上每个人都以电子方式接通，交流起来会是什么样子呢？

机器在未来的崛起不是靠单独一支迅速成长起来的机器人部队，而是依靠人转变为“电智人”。在《终结者》系列电影中，“天网”是服务器、机器人、半机器人、人造卫星和战争机器相互连接而成的人工智能系统。终结者与《机械姬》中的艾娃以电子方式通力合作似乎是不太可能的，令人难以置信。未来的“电智人”将以电子方式传送信息来“说话”，而在我们通往那个时代的途中，总有一天我们的子孙后代会与拥有额外电子视线的类人机器人面对面。借用蒂莫西·利里（Timothy Leary）的话来说，如果能够以电流方式来“激发热情，内向探索”（turned on, tuned in），那么，我们与这样的人类共存会是什么感觉呢？

我们怀念智能手机面世之前的生活，那时人们会亲临现场观看体育赛事和音乐会，睁大眼睛感受高潮时刻。如今手机站在两者之间，我们既无法全面捕捉那一时刻，也无法置身其中。当那些小电子装置不是出现在眼前，而是植入我们的大脑中，生活会变得多么奇怪呢？

不得不说，我希望自己错了，“电智人”吓到我了。

根据迈克斯·泰格马克的观点，从混沌初开到半机器人出现的138亿年中，进化演变过程主要可以分为三个阶段。生命1.0大约出现在40亿年前，以简单的生物形式为特征，例如没有交流和学习能力的细菌等生物体。生命2.0是现代人，出现于约10万年前，具有先进的文化和意识，以及交流和提高自身“软件”的能力。泰格马克解释说：“尽管人类DNA中的信息在过去的5万年中并未发生显著变化，但存储在我们的大脑、书籍和计算机中的总体信息却出现了爆炸式增长。通过安装使我们能够用复杂的语言系统进行交流的软件模块，我们确保了存储在一个人大脑中的最有用的信息可以复制到其他人的大脑中，即使原始大脑死亡，信息也可以留存下来。”

处于植入革命萌芽阶段的我们可以归为生命2.1，拥有人工关节和心脏起搏器，但没有大幅升级认知硬件，不过这很快便会到来。“许多人工智能研究人员认为，随着人工智能的发展进步，生命3.0会在下个世纪出现，甚至有可能出现在我们还活着的时候。”生命3.0的重要特征是人同时得到了软件升级和硬件升级，控制植入物使人类可以更好地获得、处理、交流和记忆信息，能力远远超过目前水平。

在不久的将来，控制论机体（半机器人）将引领我们进入“电智人”时代，技术奇点（Singularity）指日可待。

麻省理工学院毕业生、著名的发明家和未来主义者雷·库兹韦尔认为，再过几十年，我们就将进入一个人与机器之间没有差别，虚拟与现实之间没有差别的时代。“奇点”是一个借用物理学和数学中的概念，指计算机超级智能继续保持指数级增长，结果导致机器智能过于强大和诱人，以至于人类必须与计算机合作，除此之外别无选择。

库兹韦尔并不是一个胡思乱想的业余未来主义者。他是一个发明家，其主要发明包括第一台CCD（电荷耦合器件）平板扫描仪、第一台文字-语音转换合成器以及首款商用大词汇量语音识别软件。通过数学模型和技术评估，库兹韦尔得出了一个惊人的结论：奇点会在2045年到来。“身为人类并不是我们自身的局限，尽管我们确实有许多局限，但人类的本质应当体现于超越自身局限的能力。我们并未停留在地面上，我们甚至不会满足于只生活在这个星球上，我们并没有安于自身的生物局限性。”

这场革命的三个组成部分可以简称为“GNR”，即基因技术（Genetics）、纳米技术（Nanotechnology）和机器人技术（Robotics）。库兹韦尔在2005年出版的《奇点临近》（The Singularity is Near）中预测了基因操控即将出现的变化，这些预测在我听来十分奇幻。随着CRISPR这种尖端技术在纠正基因变异方面的发展，或许不到十年，我们就会发现库兹韦尔的梦想还不够奇幻。一旦我们成为终极转基因生物，具有超人智能的增强版人类便近在眼前。库兹韦尔认为，随着纳米技术和机器人智能的发展，这一天终将实现。

生物进化造就了一个能够思考和操控其生存环境的物种。如今，人类正在“成功地摸索并改进其自身设计，而且能够重新思考和改变这些基本的生物学法则”。在接下来的25年里，当机器逐渐超越我们的一般智力水平，并拥有超过我们自身10亿倍以上的学习和记忆能力，我们将迈向生命3.0。当非生物智能超越生物智能，人类无疑将反向还原我们的认知生活，“在更加强大的基础层面上建模、模仿、复位，并修改和延伸……”。一直以来，生物进化的脚步十分缓慢，万物皆始于十分简单的折叠蛋白，始终以依旧神秘的方式和相对缓慢的速度进行思维处理，于是我们渴望像机器人一般思考，而奇点的出现会使这种渴望变得难以抑制、无法满足。

纳米技术和生物微机电系统首先用于治疗疾病，而后使人类获得超乎寻常的能力，它似乎告诉我们，向超人类迈进很可能会成为现实。许多杰出人士认为，这是我们的命运，而且会比想象中出现得更快。事实上，人类的非生物部分最终将占据主导地位。在100年前，西方世界有1/3的人感染结核病，人们迈着沉重的步伐走在满是粪便的街道上，身边来来往往的人群中咳嗽声不停，那时候的人们根本无法想象，有朝一日生活中会没有这些。而如今，我敢肯定你都不认识患有结核病的人。

革命改变了我们的世界，工业、运输、能源等革命的进展远远快于人们最初的设想，但与植入革命来临的各个阶段相比，它们都会显得黯然失色。

植入革命的最后阶段将会是地球生命40亿年历史上最为复杂精妙的技术革命阶段，因为它是一项旗舰事业，违抗进化规律并打造我们的半机器人未来。

植入革命的根源可以追溯到17世纪天才学会的创立、18世纪外科学的诞生以及19世纪早期显微镜的改进和完善。化学的出现、病菌学说的巩固以及对疾病的器官基础和细胞基础的发现，为革命的启动提供了助力。在首次疝择期手术和1941年青霉素问世之间的半个世纪中，我们开始尝试植入（虽然以失败告终）。

两次世界大战之间人们发明了健康保险，二战后出现了由美国政府资助的医院建设热潮。一系列的集中发展使高分子科学、晶体管、现代合金和抗生素进入了工业化生产阶段，因此需要建立医疗保险和联邦医疗保险计划的反馈环。植入材料、专用资金、崭新的手术室以及让手术变得安全的抗生素，发动了这场革命。

经过75年的革命，美国及各个国家的医疗实践仍然存在明显缺陷。然而，在植入技术的基础上，关节炎、心脏病、中风、腹部器官疾病、脊柱侧凸、尿失禁、听力受损、帕金森病、癌症以及成百上千种其他疾病的治疗水平显著改善和提高。虽然这些医疗干预通常效果显著，但与18世纪旧医学的“善意忽略”相比，价格极其昂贵，而且植入物的评估不够科学严谨仍然是非常普遍的现象。
查尔斯·达尔文在其开创性著作《物种起源》的最后一段中，对自己的研究课题做出了精妙的总结：

因此，从自然界的战争中，从饥饿与死亡里，迎来了我们能想到的最值得赞美的事物，即高等动物的产生。有一种壮阔的生命观，认为生命最初是由造物主，伴随其他几种能力，注入几种或一种形态中的，亦认为当这颗星球遵循固定的引力定律循环往复地转动，生命便从极为简单的初始形态，源源不断地进化出最美妙绝伦的形式，而且仍然在进化着。

进化是个极其缓慢的过程，几乎逃过了每一位科学家的法眼，直到一位极有远见的博物学家领悟到它的伟大之处。即使以达·芬奇的创造才能、牛顿的聪明才智、爱因斯坦的想象力和达尔文的洞察力，也无法想到“最值得赞美的事物”会是“电智人”。百万年来难以察觉的适应变化和偶然的基因突变（哪些属于偶然的基因突变取决于你的哲学观），现在哈佛的实验室或伦敦的手术室用几个小时就可以将它扭转。一旦我们战胜了退化和遗传疾病，有可能就不再需要治疗疾病的植入物了。今天，植入产品制造商、外科医生、医院、保险公司、政府部门和管理机构正齐心协力地运用一系列发明来救急。在不久的将来，这些机构将携手违抗“引力定律”，摆脱作为智人的局限，所向无敌地拥抱全新的生活。

本文经授权节选自《外科的诞生：从文艺复兴到移植手术革命》
作者：[美]大卫·施耐德
译者：张宁
审校：马向涛
出版社：中信出版集团
出版时间：2021-09-01