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赵克《会聚技术及其社会审视》

日期:2007/03/01|点击:127

内容提要:会聚技术是认知科学家的思想、纳米科学家的制造能力、生物科学家的使用能力、信息科学家的监控能力的全新组合。以提升人的能力为宗旨的会聚技术的提出及其进展,标志着对人本身的改造成为科技的重要方向。会聚技术的进展既是科技发展存在惯性作用也是体制助推的结果。“人-机”接口的突破与“电子人”的诞生开辟了以生物、物理方式促使人类智力进化的新进程。这隐含着对包括个人隐私在内的传统伦理与社会运行规则和方式的全面创新。

一、问题源起

在上个世纪,除DNA技术可以克服医学排异现象、通过“克隆”等技术手段直接替换和改造人类肢体器官等有限的科技成就外,科技进步的主流一直是个体或集体用来改造外部世界,实现其目的的媒介。从本世纪初开始,科技的主流方向开始更明确的指向对人本身的改造。从由外而内的对人施加影响、提供“座架”,到由内而外的方向性转变,正在和必将对人本身、人类社会及其生存方式带来巨大影响。以全面提升人的能力为宗旨的会聚技术的提出及其进展,是出现这一转变的根本标志。

所谓的会聚技术,特指由纳米技术、生物技术、信息技术和认知科学这四大科技前沿领域经重组后形成的一个全新的技术领域(简称NBIC),是对认知科学家的思想、纳米科学家的制造能力、生物科学家的使用能力、信息科学家的监控能力的全新组合。由这四大领域的顶级科学家与技术专家结成的联盟,通过尖端技术的发明、重组、制造、植入,直接创造出可以对人的认知、记忆、识别等智力进行修复、拓展、替换或更新的终端产品。

按照技术作用于人的途径,会聚技术主要分为外部性技术与内部性技术。其中,外部性技术是指以物质、产品形态以及直接作用于环境的技术。例如:(1)创造出新的存在方式,如机器人、聊天机器人、制造人工气候以及其他的新的组织方式与社会运行平台;(2)研制出新产品、新工艺、培育新物种等;(3)开发出新的中介物:固定工具、人工制品;(4)创造新条件、新场景,包括真实场景、虚拟场景与混合场景;(5)表现为个体感官外部延伸的新中介物,如移动通讯等高效耐用的工具和人工制品;(6)促使新的社会交往方式的产生,如教育与学习手段及其方式的创新、增强团体交互作用与团体创造力等。内部性技术是指为提升人的内部能力,修复、替换人体受损组织。其前沿是拓展人的认知、记忆、识别等能力。总之,外部性技术是科技发展的传统路径,内部性技术是汇聚科技前沿,促进人的肌体、感官、理性等智慧延伸的新路径,是促使人类身、心、智人为全面提高的科技发展方向。

二、会聚技术的体制助动

 20011234日,美国商务部技术管理局、国家科学基金(NSF)、国家科学技术委员会纳米科学工程与技术分委会(NSTC-NSEC)在华盛顿联合发起有科学家、政府官员等各界顶级人物参加的圆桌会议,首次提出“会聚技术”概念并就“会聚四大技术,提升人类能力”进行研讨以来,会聚技术开始明确地沿着内部性技术的路径展开。为推动会聚技术的进展,20026月,NSFNSTC-NSEC联合编纂了《提升人类能力的会聚技术》报[1]2003年,又于洛杉矶举行了首届“NBIC会聚技术年会”,由美国的纳米科技研究所(NSTI)组织在旧金山召开了“纳米技术年会”。200312月,由欧盟资助的纳米论坛在英国爱丁堡举办了“如何融合纳米技术与生命科学”会议,研讨怎样在若干关键的医学领域如诊断、成像、动力系统、组织工程、表面修复、植入及器件等领域会聚纳米技术和生命科学,研制出突破性的新一代器件。

20042月,美国国家科学基金会(NSF)会同认知自由与伦理学中心(CCLE)在纽约举办了第二届“NBIC会聚技术年会”(简称2004纽约年会)。在纽约年会在上,成立了会聚技术律师协会(CTBA)。这是世界上第一个专门关注会聚技术发展可能带来的伦理道德和法律问题的组织。同年1013日,美国食品和药物管理局(FDA)批准了应用数据解答公司(Applied Digital Solutions Co.ADS)研制出的可用于植入病人体内的VeriChip芯片投入市场,用于在医院里自动识别和监护病人。

2005223,加州纳米系统研究中心(CNSI)主持了一个以纳米前沿技术为主题的小型研讨会;随之在24日到25日,美国国家科学基金会(NSF)和CNSI在夏威夷凯鲁亚柯娜联合举办了第三届“NBIC会聚技术年会”。参加会议的有来自世界各地著名大学、实验室、企业的代表。这次会议就NBIC会聚技术在各个领域结合研究的最新发展进行了学术交流。同年69日到11日,中国国际纳米科学技术会议在北京召开。会议围绕纳米-生物-信息-认知(NBIC)会聚技术、纳米材料、纳米器件和纳米电子学等领域的最新发展进行学术交流,并向学术界展示了国际与国内纳米科技发展的最新动态。

NBIC会聚技术一提出,就引起了美国政府和学术界的广泛关注。美国政府在长达1700页的政府预算报告中有专门关于会聚技术的内容。美国商务部技术管理局下属的国家标准和技术研究所正着手研制与纳米产品开发的有关测量标准,并创建纳米产品开发的技术数据库。美国国防先进技术研究计划署也在会聚技术的关键基础领域,如通讯技术、机器人、传感器、先进材料以及机械系统等方面投资并进行研究。此外,美国还以清晰和容易理解的方式告知公民,使其了解会聚技术的巨大潜力和深远的经济、社会影响。

三、会聚技术的技术构成及其进展

会聚技术是纳米技术、生物技术、信息技术和认知科学的前沿领域打破传统的学科域界,交叉、融合的产物。它既是科学具有内在的相通性以及当代技术可以找到共同的科学渊源的结果;同时也是基础科学、应用研究与发展研究一体化的表现。纳米技术、生物技术、信息技术和认知科学便是会聚技术的技术体系的主导“骨架”。

在会聚技术的技术体系中, 能够使NBIC会聚技术成为现实的前提条件主要有二:其一是“以前彼此独立的科技领域的界面上发生的革命性进步已为NBIC技术的融合准备了必要的手段,包括科学仪器、分析方法和全新的材料”;其二是“ 系统学方法、数学和计算科学的发展与NBIC的研究工作相结合,使我们第一次可以从复杂、分级系统的角度理解自然和意识”。[2]

在会聚技术的构成中,四大科技虽然都必不可少,但是其具体作用是不同的。纳米技术是会聚技术的基础。这意味着“(1)各种技术的会聚基础是纳米尺度的物质联合与技术综合;(2)构成物质的微粒对于源于纳米尺度的所有科学而言是最基本的”。[3]其中,生物技术的前沿是指纳米尺度上的生命科技。主要包括:(1RNADNA、蛋白、其它生物大分子等及它们的构成基元;(2 细胞以及细胞间相互作用的基元;(3)物质与能量代谢以及信息交流的量子基元;(4)可调、可控、可适应的自组织的纳米系统。信息技术是指纳米尺度上的信息科技。主要包括:(1)材料、(2)硬件、(3)人机界面、(4)超微系统、(5)仿生 (计算、逻辑与智能)、等。认知科学是指纳米尺度上的认知神经科学。主要包括:(1)基于电学、化学原理的神经触突、(2)神经元连接的方式与模式、(3)学习、记忆、脑疾病等的分子机制、(4)意识、思维、智慧、情感的物质基础、(5)脑功能的实时、定位、无损伤监测,等。

会聚技术是在原有四大领域科技进展的基础上形成的一种全新组合。尽管会聚技术这个概念和新的领域刚刚提出不久,但是它赖于生长的四大科技在上世纪已经有了长足的发展,并有所交叉和融合。这种组合在近几年已经取得的进展与突破主要有两类:其一,基于生物技术与信息技术的交叉、融合、互补与互动形成的新方法、新发明等。如,斯坦福大学的巴佐格罗已经可以用廉价的奔腾机器小集群,把整个人类基因组保留在主存储器中,这样就能够快速搜寻特定的与DNA序列相关的数据;麻省理工学院媒体实验室机器生物组组长布雷泽尔已经建造了有人类脸部表现的机器人,能对人的声音、动作和微笑、皱眉及扬眉等等表情作出反映,这个机器人叫莱昂纳多;等等。其二,基于纳米技术的微型光电器件及其方法的发明与研制。如,在未来的10年内半导体行业仍将继续按照摩尔定律发展,即在同一块集成电路上可以拥有的晶体管的数目会随着晶体管体积的缩小每1824个月增长1倍。英特尔公司已制造出0.03微米厚度的超迷你晶体管,并在推出用90纳米工艺批量生产的新型奔腾4处理器之后,再次使用先进的65纳米工艺技术,成功制造出了包含有5亿多个晶体管、并具备全部功能的70MB静态随机存取存储器(SRAM)芯片;美国伯克利加州大学的助理教授扬培东采用发光的纳米线,制造成微型的激光器;朗讯科技公司贝尔实验室的鲍哲南开发了一种比硅芯片价格低廉得多的有机半导体电路,同时还发明了电子纸作为柔性薄型显示器;哈佛大学毕业的黄昱博士,在劳伦斯·利弗莫尔实验室制成了具有电子电路功能的纳米线格栅;等等。

四、会聚技术的社会应用

突破“人-机”界限,是用会聚技术提升人的能力从理念变为现实的核心与基础。英国雷丁大学教授凯文·沃里克(Kevin Warwick)博士是尝试并突破这一界限的第一人,也是入选《吉尼斯世界纪录大全》的第一位“电子人”。沃里克在22岁时毕业于英国阿斯顿大学,随后进入了世界著名的英国电信研究实验室。在英国电信的6年时间里,沃里克获得了博士学位,并在伦敦大学帝国理工学院谋了一个研究员职位。后来又先后在伦敦大学、牛津大学、纽卡斯尔大学和华威大学短暂就职。在人工智能、控制论和机器人领域,他的研究居世界领先水平。32岁时,沃里克创建了雷丁大学信息控制系,曾发表论文350多篇。2000年,他获得了美国麻理省理工学院颁发的“未来卫生科技”奖,以及在英国皇家科学院发表圣诞演说的荣誉。1998824,他利用外科手术给自己和妻子的身体各植入了能传导神经脉冲信号的芯片。这片芯片内有64条指令,并通过特殊信号传给他办公室中的一台主控电脑。这项实验持续了9天。期间,他仅用思维就控制家里的所有电器的运转和他妻子的肢体。这一实验震惊了国际科学界。因为这说明意味着人的神经接收、传导系统可以与植入的芯片产生互动,可以通过计算机、互联网与另外一个“电子人”进行交流并实施控制。

2002314,沃里克又在牛津拉德克利夫医院接受了一次手术。一个由世界上顶尖的神经外科及控制论专家组成的工作小组用了2小时的时间。将一枚边长为3毫米的芯片植入了他左腕的皮肤下,芯片上100根头发丝粗细的电极与他手臂主神经相连,以接收神经脉冲信号。在以后的3个月中,这位科学家的身体变成了一个“电脑外部设备”,他的神经系统和一块芯片紧密地接合在一起。依靠一段普通的电线,神经脉冲直接传送到了一台电脑中,实现了电脑与生物脑的对话,直到3个月后这套装置被拆除。

接着,在2002510,美国佛罗里达州的雅各布斯夫妇与他们14岁的儿子分别植入了由美国应用数字解答(ADS)公司生产的VeriChip芯片,成为“电子人”。[4]他们植入的芯片有米粒大小,在3人局部麻醉的情况下,分别植入臂部。同时被植入芯片的还有1名早期老年痴呆症患者和4ADS的员工。

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