生命是什么？机器会拥有生命吗？

从古典机器人到当代人工智能，探求生命的本源问题。科学史扛鼎之作

机械狂人、蒸汽朋克、人工智能爱好者的宝藏之书

书名：永不停歇的时钟：机器、生命动能与现代科学的形成

定价：88.00元

作者：杰西卡里斯金

出版社：中信出版集团

出版日期：2020-07

页码：648

装帧：平装

开本：32开

ISBN：9787508699806

*《图书馆杂志》2016年畅销书名单

*亚马逊2016年连续60天销售榜首

*科学史扛鼎之作！美国《高等教育纪事报》将其评为“20年来深具影响力的书之一”

*《自然》《卫报》《泰晤士高等教育》等权威期刊一致称赞，不吝专文推荐

1鲜活逼真、荒诞离奇的自动发条机器人，令人眼界大开、爱得发狂，唤醒你心中美好潜藏的机器人情结，机械狂人、蒸汽朋克、人工智能爱好者的宝藏之书。

17世纪遍地开花的自动发条机器人，让欧洲宫廷贵族着迷发狂，朝圣者趋之若鹜。雅凯-德罗兹的写字小男孩儿、沃康松的吹笛者、坎普林的土耳其下棋机器人等，无不体现着能工巧匠的超凡技艺，今人都叹为观止，像《剪刀手爱德华》《人工智能》《机械奇迹》一样带给你惊喜和感动。

2机械时钟颠覆和定义了人类的时间观念，让世界走向工业化大生产，同时，还为科学领域带来两种截然相反的生命模型。

很难想象今天的人没有时钟如何知道时间。机械时钟装置不仅规范了时间，是引发工业革命和科技革命的秘钥武器，还成为生命模型的暗喻：生命是需要外力推动运行的时钟呢，还是自主运行、永不停歇的时钟呢？

3现代科学的生命解释源于机械论，机械论又催生了控制论、目的论、进化论、认知科学、人工智能等科学理论和细分学科，大大推动了现代生命科学图景的完善和发展。

所涉主题引发多学科领域学者热议和讨论，让这本书被长久关注，阅读价值超高。

4斯坦福大学欧洲史和科学史教授杰西卡·里斯金，带领我们从历史中，读懂生命未来的多种可能。

杰西卡·里斯金拥有哲学、历史学和科学研究综合背景，她用生动而思辨的文笔，顺着生命本源问题的脉络，展开这场“长达四个世纪的争论”，翻新未来生命科学的思维方式。

5多幅罕见奇特的插图，再现人造机器人的时代样貌；零基础阅读门槛，尽享妙趣的故事和科学的魅力。对于历史学、科学哲学和自然科学领域的研究者来说，它足够深刻和具有洞见；对于普通读者来说，它的叙述方式也非常清晰生动和通俗易懂。

中世纪以来盛行的自动机械人偶，曾让欧洲的皇室和宫廷贵族着迷发狂，传教士甚至将其作为贡礼献给中国皇帝。从雅凯-德罗兹的写字小男孩儿到坎普林的下棋机器人，人和动物的形象，被频繁地制成荒诞而逼真的机器，仿佛有了“能动的生命”。所有这些都源于“万物机械说”的大行其道，它牵涉出的是困扰人类始终的问题：生命是什么？机器会拥有生命吗？事物运转的动力来自内部还是外部？

人和机器、物质和灵魂之间的关系，几百年来争论不休。17世纪是翻天覆地的思想大变革时代，机械论作为现代科学的核心范式得以确立，整个宇宙被看作一台机器，包括动物和人类，但仍将其动力和精神归于上帝之手。然而，更为反叛的科学家和哲学家，则认为生命机器具有内在动能。现代生命科学就在这两种矛盾的机械论中兵分两岔。笛卡儿、玻意耳继承了前人衣钵，坚持经典机械论，莱布尼茨、拉马克创造性发展了主动机械论，达尔文的进化论在被动和主动模型之间摇摆不定。由此还催生了理查德·道金斯“自私的基因”说，薛定谔则用颠覆性的量子力学解释生命体能从“秩序生秩序”。机械论接连引发了控制论、目的论、进化论以及认知科学、进化心理学、人工智能等理论和学科的形成，在社会文化环境的联动下，铺展成一幅气势磅礴、方兴未艾的现代科学图景。

杰西卡·里斯金拥有哲学、历史学和科学研究背景，她用生动而思辨的文笔，原创性地将一手资料、学界往来通信和文献档案熔融一炉，顺着生命本源问题的脉络，展开这场“长达四个世纪的争论”。理解现代科学的历史，对于思考当下、想象未来具有重要意义。这本科学史著作不仅将颠覆我们对现代科学的认知，还将成为我们理解当下生命科学、认知科学和人工智能等前沿问题的思考利器。

究竟是赫胥黎的玩笑，还是自然与科学界的能动作用

第一章/001

花园里的机器

第二章/043

机器之间的笛卡儿

第三章/083

被动的望远镜还是永不停歇的时钟

第四章/125

最早的机器人

第五章/175

机器先生冒险记

第六章/223

自组织机器的困境

第七章/255

机器间的达尔文

第八章/301

机械卵和智能卵

第九章/357

由外而内

第十章/403

历史的重要性

致谢/450

注释/455

参考文献/550

杰西卡里斯金（JessicaRiskin），博士毕业于加州大学伯克利分校，现为斯坦福大学历史学教授。研究方向为启蒙时期的科学、政治和文化，以及科学发展史。著有《感性时代的科学》一书。

究竟是赫胥黎的玩笑，还是自然与科学界的能动作用

1868年11月的某个周日晚上，英国博物学家、伦敦皇家外科医学院解剖和生理学教授、皇家矿业学院的博物学教授，查尔斯·达尔文的朋友以及拥护者——托马斯·亨利·赫胥黎（ThomasHenryHuxley）开了一个玩笑，一个半世纪以后人们谈论起来仍然忍俊不禁。而这个玩笑恰恰完美诠释了本书的核心。

詹姆斯·克兰布鲁克（JamesCranbrook），一位变节的牧师，曾邀请赫胥黎来爱丁堡举办一系列关于“非神学话题”的讲座。赫胥黎选择了原生质这一话题，也就是他对外行所说的“生命的物质基础”。他的主要观点非常简单：我们应该能够理解原生质的特征，包括其超常的生存能力，这种生存能力仅仅依靠其自身的组成部分，无须借助任何特殊之物，或任何所谓的“生命力”的力量。1

总之，赫胥黎指出（这是他的玩笑），水也有其强大的属性，但是我们知道水是由一定温度范围内，特定比例的氢原子和氧原子构成的。我们“不会假定某种‘水性’物质进入并夺取氧化氢分子，继而将水性颗粒引导到它们的位置”。赫胥黎继续道，确切地说，我们目前还无法理解原生质是如何生存的，更没弄明白水的化学成分为何会带来这般属性。但是“我们充满希望，满怀信心，不久以后我们就能够像现在可以从手表的组成部分和组成方式推断出其工作原理一样，设法弄清水的成分与其属性间的关系这一谜团”2。

赫胥黎的讲座引发了轰动。讲座内容于次年二月份发表在《半月刊》（FortnightlyReview）头条版面上，该话题的多篇相关文章一经出版立即售空。这本杂志的编辑约翰·摩尔利（JohnMorley）评价说，几十年都没有出现过“如此振奋人心的文章”了。3关于“水性”的戏言一直为人们所津津乐道，以至于一个半世纪以后仍然时常出现在生物教科书和大众科学作品中。4这个玩笑虽只有短短几个字，但浓缩了好几层隐性论点和假设。我们都知道一个原则：玩笑话是不能解释的（人们普遍认为，越简单的玩笑，解释起来越复杂），但本书反其道而行之，对赫胥黎的玩笑进行了详细的解释。本书《永不停歇的时钟》就从以下三个方面展开。首先，这个笑话假定了现代科学的一条基本原则，即科学解释不能将意志或者能动性归因于自然现象：没有哪种主导力量，譬如“水性”，能够占据某种物质并且引导其发展。这条原则禁止将重力驱动钟表摆动说成是因为这个力量想靠近地心，所以钟表才能够摆动；也禁止将蒸汽机里的蒸汽扩散说成是因为蒸汽自己想往上升，所以蒸汽才会向上扩散。其次，赫胥黎的玩笑利用了将禁止能动性的原则延伸到对生命现象的解释所涉及的不确定性和犹豫：肯定“生命力”并不是比“水性”更有用或更科学的概念。

最后，赫胥黎在阐述观点时没有援引诸如“水性”这样的未知事物来进行解释，相反，他推荐的是机械论者的科学解释，将人造机器，譬如钟表，当作他们的自然模型。《永不停歇的时钟》梳理了禁用能动性原理（这一原理否认科学中存在能动性）的起源和发展历程，以及与之伴随的自然的钟表模型，尤其是这些原理如何适用于生物科学。《永不停歇的时钟》还讲述了持不同意见的人的故事，他们反对赫胥黎的这一戏言，因为这些人接受了相反的原则：能动性是自然核心的、根深蒂固的一部分。

你可能已经注意到了，“能动性”一词是本书的关键词。因此首先我要解释一下这个词的含义。“能动性”和我们通常所说的“意识”有些类似，但是前者更为基础、更为根本，是一种原始而必要的特性。一个东西如果没有能动性就不可能有意识，但是如果没有意识它也可以有能动性。比如，你可以把植物向光性的能力看成能动性的一种，而不是把它看成是植物的意识。你也可以把一定的电现象看成显露出来的能动性，比如电子通过运动维持电荷守恒。

我这里提到“能动性”，仅仅是世间万物的一种内在能力，发挥作用时既无须事先决定，也并非随意。它的反面是“被动性”。读者会发现书中对自然事物各种形式的能动性（生命力、感知能力、必需的体液和自组织倾向）做了科学的解释（和否定）。所有的科学解释和否定都有一个共同的特征：无论哪种情况，表面的力量、倾向或者能力都来源于事物本身的自然形式。对于一个有能动性的事物，促使其运动的能量来源于其内部而不是外部。一个保龄球被另一个保龄球撞击，开始滚动，这一过程看似被动：保龄球的运动似乎源自外部力量。那么指南针的指针指北呢？芦笋一夜之间穿过房间发出顶芽呢？你可能会想，大自然中很多事物都有能动性：这种力量源自事物本身。

然而，禁止把自然现象归因于主观能动性的科学原理假设物质世界从本质上是被动的。这一原理在17世纪中期非常盛行，历史学家们也普遍认为就是在那一时期出现了现代科学的起源，也就是发明家们口中的“新科学”。这是机械主义科学论的著名公理。机械论是17世纪中叶以来现代科学的核心范式，它将世界视为一个大机器（17、18世纪的时候，世界被看作是一个大钟表），由惰性物质构成，通过外部力量作用才能转动：比如钟表制造者卷绕弹簧，钟表才能运动。根据这一17世纪出现的理论模型，机械装置是缺少能动性的，它的制造和运动都依靠外力；自然界作为一个庞大的机械装置，也同样是被动的。假定生命体是自然的一部分，根据这一理论，生命体也必须可以理性地理解，而不是诉诸意志力、能动性、欲望或者意图。

这种解释对于自然科学来说是标准答案，甚至人文和社会科学也常常诉诸自然科学解释，否认“能动性”的存在。否认能动性的存在似乎成了科学的本质，以及一切科学原理或者规则的本质。违背它等同于跳出了科学的思维，进入神秘主义。

仔细研究历史你会发现，这一科学模型本身具有神学起源。既然假定了缺少“能动性”，那么也确实需要一个超自然的神。17世纪能动性、感知性、意识和意志等概念被从自然界和自然科学界中排除在外，因而其特性也被归因于外部的超神。经典机械主义科学论，包含自然和生物体的机械模型，主要依赖于17世纪中叶发展起来的神学体系，即设计论。设计论的创始人在自然机械设计中寻找证据，证明神的存在。譬如，生理学家研究眼睛的结构，将其比作透镜仪器，如显微镜或望远镜。他们认为，如果没有仪器的制造者就不可能有镜头仪器，显微镜不可能自己将各个部分拼装在一起。同样，如果没有眼睛制造之神，我们也不可能有视力。

缺乏能动性纯粹被动的人造世界无法合理地解释生物界，因此这一理论没有支持者。这一科学模型——我们且称之为神学机制，依赖于其神圣的设计者，他也是一切认知、意志和有目的行为的来源。换句话说，自然界和自然科学界禁用能动性原理不仅是现代科学的主要原理，同时也是现代神学的主要原理。

宗教改革运动明确地将上帝与其造物区分开来，对于神学界而言这是翻天覆地的大变革，而且早于自然作为被动机械的现代模型的出现。这次改革不仅颠覆了新教徒的世界，对于每个人而言都是不可小觑的变化：其中涉及天主教徒、新教教徒、自然神论者和其他的派别（犹太教徒、一神论者、伊斯兰教徒、自由主义者）。尽管他们来自不同的教派和文化背景，他们的作品却从17世纪以来无一例外都和盛行的自然模型有着密切的关联。这种模型指出自然本质上是由无动力机械系统构成的，而这些系统的被动性也暗示了超自然外力的存在。

简而言之，现代科学的起源本身就存在矛盾。其中心理论明确将科学解释和宗教、神学区分开来，也不允许诉诸主观能动性和意志力。这一理论从出现之始便依赖于神学观点——神圣的造物主和神学论著——设计论。换句话说，现代科学的创始者将自然界中神秘的能动性看作是超自然的神的力量，此时，他们已经将自己严谨的自然主义论建立在了超自然力上，并将这一矛盾理论留给后人争论了长达三个多世纪之久。从官方角度而言，不允许把目前对于生命现象的科学解释归因于能动性。我和一位生物学界的朋友讨论过此事，她说在她的研究领域用主观能动性来解释自然物体，哪怕是一个细胞或者分子，也是绝对违反规则、不被允许的。但是她也承认，生物学家一直都是这么做的，就像一种说话的方式：他们这么说、这么写，似乎是自然实体本身在表达各式各样的意图和目的，但不能按照字面意思去理解。“当然，我们一直都是这么做的，我们在课堂上教书的时候，甚至在发表文章时，都是这么做的。但这只是暂时替代我们所不了解的这些事情。我们了解得越多，这些现象的目的性会越少。同时，我们这么说，显得自然实体有自身的意图和欲望，只是因为这样表述更简单易懂。”（这对我而言就像赫胥黎根据水的组成成分预测未来对水的完整理解一样）我朋友进一步解释道，有些词用起来比其他的词更加糟糕：一些看起来“拟人化”的词语，如“想（want）”，只在非正式场合适用。生物学家可以说，并且允许他们的学生说，“细胞‘想’往伤口处移动”，但这只适用于口头对话中，绝不能用于书面语。相反，还有一些动词看起来不那么“拟人化”。我朋友给我举的例子是“调节（regulate）”：蛋白质“调节”细胞分裂。她说她不会以任何糟糕的拟人化方式来赋予这些词能动性——比如，它不会将人的意志赋予一个细胞——但是有些过程非常复杂，很难辨别主动还是被动过程，而且过程中通常还包含生物学家理解不了的部分5，这时即便在杂志和教科书上也可以使用主动性词汇。比如，蛋白质“控制（control）”化学反应；肌肉细胞“获得（harvest）”能量；基因“指导（dictate）”酶的合成。6

尽管“调节”“控制”“获得”“指导”并不是将人的感情赋予基因或蛋白质，这些词仍意味着有目的的行为。而且，我问朋友如果对于研究的这套体系了如指掌，原本充满目的性的东西就会变得很机械、生硬，这是否是一种信仰。她沉默片刻思索我抛出的问题，然后大笑说道：“是的，没错，这是一个信仰问题。而对于信仰问题，我完全不愿意考虑错误的可能性。如果我对于研究的这套东西了如指掌，我应该再也不会用任何形式的能动性来解释任何现象，说的时候我都不会，更别说书面表达了。”我认为生物学家的比喻反映了长期存在但深深隐藏的一种窘况：自然界的秩序和行为到底源自外部还是内部呢？这一窘况正是因为17世纪人们将能动性从自然界排除所造成的。无论哪种答案都会产生很多问题。如果说是源自内部，那么就违背了禁用能动性解释自然现象的原理，比如细胞或分子，这样有故弄玄虚之嫌。如果说是源自外部，那就承认了外界力量在操控自然界秩序，而且违背了另一科学原理，即自然论原理。在我之前，许多人都已经认识到了这一窘况。17世纪伊始，许多人都试图避开这一窘境：既不采纳设计论，也不认同与其伴随的自然科学的被动机械模型。有一部著作概括了自然机械，甚至钟表这种人造机械的竞争性的主动机械论，本书的标题就取自于此著作。它是由德国哲学家、数学家以及发明家戈特弗里德·威廉·莱布尼茨（GottfriedWilhelmLeibniz）所写的，书中他试图从当时的被动机械论中寻找不同的自然科学模型。他是这样描述钟表装置的：“在德语中，”他（用法语）写道，“有一个描述钟表平衡的词叫‘Unruhe’，意思是‘不平静’，有人可能说我们身体也是一样的，永远不可能处于绝对的平静中。”7莱布尼茨注意到，钟表的平衡是出于持续的摆动状态，人体也一样。