如果有人告訴你無(wú)聊的數(shù)字可以像動(dòng)物、植物、細(xì)菌和病毒一樣有“生命”，也可以復(fù)制和進(jìn)化，你一定認(rèn)為這是不可能的。然而，目前許多科學(xué)家認(rèn)識(shí)到，數(shù)字是沒(méi)有DNA的生命，是除動(dòng)植物和微生物之外的第四個(gè)生命體。

數(shù)字生命的誕生

托馬斯·雷是特拉華大學(xué)的教授和博物學(xué)家。他一直在尋找是什么創(chuàng)造了地球上的生命。由于地球上所有的生命都有相同的起源，而且沒(méi)有發(fā)現(xiàn)可供比較的外星生命，因此很難區(qū)分地球生命的必然屬性和偶然屬性。因此，托馬斯·雷提出了在計(jì)算機(jī)上創(chuàng)造不同于自然生命的數(shù)字生命的構(gòu)想。

早在1990年1月，世界上第一例數(shù)字生命誕生在托馬斯·雷的計(jì)算機(jī)中。他設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)是這樣的：將生命進(jìn)化的概念引入計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，利用計(jì)算機(jī)提供的資源為數(shù)字生命提供一個(gè)生存環(huán)境。他設(shè)計(jì)的數(shù)字生命以數(shù)字為載體，旨在探索生命進(jìn)化過(guò)程中的各種現(xiàn)象和規(guī)律。一方面，數(shù)字生命以計(jì)算機(jī)程序的形式存在于隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）環(huán)境中；另一方面，它利用CPU時(shí)間來(lái)組織其在存儲(chǔ)器單元中的行為。數(shù)字生命借助于相應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)策略，對(duì)CPU的運(yùn)行時(shí)間和存儲(chǔ)空間進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。

托馬斯·雷認(rèn)為，這種數(shù)字生命必須設(shè)計(jì)成適合生活在這種環(huán)境中的某種數(shù)字編碼程序。該程序是自復(fù)制的，由CPU直接執(zhí)行。而且，它可以直接觸發(fā)CPU的指令系統(tǒng)和操作系統(tǒng)的服務(wù)程序，通過(guò)對(duì)資源的占有，體現(xiàn)其在進(jìn)化過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)。

數(shù)字生物也可以進(jìn)化

另一位科學(xué)家進(jìn)化出了數(shù)字生物學(xué)?？思埂ぐ喢祝↘egis Ayami）是加利福尼亞大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)教授。十多年前，他希望計(jì)算機(jī)程序能夠進(jìn)化出在特定環(huán)境中添加的能力。所以他制造了一些低級(jí)的“數(shù)字生物”，并定期給它們“喂食”數(shù)字。

數(shù)字生物學(xué)的發(fā)展就像計(jì)算機(jī)病毒一樣，是通過(guò)一系列命令來(lái)實(shí)現(xiàn)的。它們是由二進(jìn)制數(shù)組成的，可以以與DNA突變相同的方式突變。每一個(gè)數(shù)碼生物都能在幾秒鐘內(nèi)復(fù)制數(shù)萬(wàn)個(gè)。阿亞米設(shè)計(jì)的“阿威塔（aweta）”軟件程序，借助這個(gè)程序，可以清晰地觀察到這些數(shù)字生物從出生到死亡的生命過(guò)程。經(jīng)過(guò)近10年的發(fā)展，“阿威塔”數(shù)字生物學(xué)幾乎是真正意義上的生物學(xué)。

這些小東西正在以驚人的速度進(jìn)化，擁有越來(lái)越多的能力。最令人興奮的是，它們的進(jìn)化方式與進(jìn)化理論相一致。還有許多繁殖、變異、競(jìng)爭(zhēng)和自然選擇的過(guò)程。簡(jiǎn)言之，它幾乎與自然生物的進(jìn)化規(guī)律相同，但速度太快，有時(shí)人們很難趕上它。

數(shù)字生命的本質(zhì)

數(shù)字生命的本質(zhì)是什么？數(shù)字生命是人造生命，不是有機(jī)碳水化合物形成的自然生命。它是具有自然生命特征或行為的人工系統(tǒng)。數(shù)字生命的先驅(qū)者們把地球上的生命看作是一種具有特定載體的特定生命形式。他們認(rèn)為，以其他材料（如計(jì)算機(jī)）為載體，構(gòu)建新的生命形式，賦予其生命特征，使其具有進(jìn)化、遺傳和再生產(chǎn)的功能。

數(shù)字生命遵循遺傳進(jìn)化規(guī)律，為研究生物進(jìn)化和復(fù)雜生命系統(tǒng)提供了實(shí)驗(yàn)手段。數(shù)字生命研究為人們探索生命本質(zhì)提供了新的途徑。利用這種研究方法，科學(xué)家可以探索人類的生殖、遺傳和進(jìn)化機(jī)制，有助于人類計(jì)劃生育和優(yōu)生學(xué)的研究和實(shí)施，進(jìn)而有助于解決物種爆炸、人口爆炸、環(huán)境污染等一系列實(shí)際問(wèn)題。

未來(lái)的設(shè)想：生命與數(shù)字的轉(zhuǎn)換

被譽(yù)為“生物技術(shù)界的喬布斯”，第一位創(chuàng)造人工生命形式的科學(xué)家文特曾這樣描述自己的愿景：未來(lái)，普通人如果想接種疫苗，不必去醫(yī)院，只需要收到一封電子郵件，下載DNA，并通過(guò)家用3D打印機(jī)打印出疫苗，當(dāng)即便可以進(jìn)行免疫。

這種假設(shè)聽(tīng)起來(lái)很荒謬，但并非毫無(wú)根據(jù)。事實(shí)上，文特爾已經(jīng)帶領(lǐng)一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)始實(shí)現(xiàn)這個(gè)夢(mèng)想。他們正在研究如何將DNA轉(zhuǎn)化為數(shù)字生物編碼，下載，并以各種方式將其轉(zhuǎn)化為DNA。他們現(xiàn)在已經(jīng)建立了一個(gè)數(shù)字到生物的轉(zhuǎn)換器，可以把生物信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，就像聲音可以轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，把聲音轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息再還原為聲音一樣。

1943年曾把“生死未卜”的貓變成一個(gè)著名理論的奧地利物理學(xué)家薛定諤，在自己撰寫(xiě)的《什么是生命？》中提出生命只是一組密碼，密碼背后的基因以“非周期晶體”的形式呈現(xiàn)。換句話說(shuō)，為了一代一代地傳遞遺傳信息，基因必須以某種穩(wěn)定的晶體形式存在。后來(lái)，薛定諤的想法啟發(fā)了詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克。10年內(nèi)，他們共同發(fā)現(xiàn)了人類DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，這是20世紀(jì)生命科學(xué)領(lǐng)域最偉大的發(fā)現(xiàn)。

文特爾的“幻想”也受到薛定諤的啟發(fā)，他認(rèn)為生命編碼是穩(wěn)定的，相對(duì)簡(jiǎn)單，這也是非常重要的。今天的大多數(shù)人并沒(méi)有意識(shí)到計(jì)算機(jī)中的所有東西都來(lái)自0和1，這是非常簡(jiǎn)單的編碼。在文特爾的設(shè)想中，當(dāng)人們能夠真正理解這些生活準(zhǔn)則時(shí)，21世紀(jì)的新能源、醫(yī)藥、食品和營(yíng)養(yǎng)、清潔用水等問(wèn)題就可以迎刃而解。

在文特爾看來(lái)，如果疫苗可以數(shù)字化，它就可以以電子郵件的形式快速發(fā)送。它可以被送到世界各地，研究人員可以迅速研究和開(kāi)發(fā)疫苗。

就生物技術(shù)而言，只要接收者有一臺(tái)“打印機(jī)”，可以將核苷酸、糖和氨基酸進(jìn)行化學(xué)連接，這些小分子也可以通過(guò)電子郵件進(jìn)行傳輸和打印。當(dāng)然，這臺(tái)打印機(jī)需要很多由生物“小玩意”組成的“墨粉盒”，但其技術(shù)并不復(fù)雜。事實(shí)上，科學(xué)家們正在嘗試用3D技術(shù)來(lái)制造血管和其他器官。