文章来源《元宇宙与碳中和》
碳和硅这两位在元素周期表上下位的兄弟元素在物理性质和化学性质上有着诸多相似之处。
碳是地球有机生命体系的主宰,也是当前地球能量供给的主力军,中国社会生产和生活所需的能量,84.7%都来自煤、石油、天然气等化石类碳基能源。
化石类碳基能源与氧结合燃烧,既产生了能量,造福了人类,又释放出二氧化碳,造成地球高热,是碳中和的主要约束对象。
硅是人类大规模掌握和利用太阳能的密钥。
新能源规划体系中,光伏未来将占据主导地位,而光伏发电的主要原理是利用硅基半导体的光电效应。
有专家曾做过测算,如果能把鄂尔多斯高原、阿拉善高原、柴达木盆地这60多万平方千米的干旱区的一半覆盖上太阳能电池板,就能够满足全国的能源需求。未来碳和硅将主宰人类社会能源史的很长一段里程。
硅基半导体,是目前计算机、网络、AI和元宇宙等计算系统的主要载体,是数据存储、传输和处理的主要介质。
研发中的碳基集成电路、石墨烯等碳基材料和技术具备比硅基材料更独特的光电和力学特性。
在摩尔定律逐渐趋于失效之际,碳基材料在算力提升、大容量存储、设备节能等方面又给我们增添了无限遐想。
北京大学研究团队正在研发的碳基芯片(石墨烯芯片),在理论上运行速度将是传统硅基芯片的5~10倍,且功耗降低1/10。
传统硅基芯片的极限是1纳米,现在已经做到3纳米,即将接近极限,而碳基芯片可以做到1纳米以内,这在性能提升上具有极大的优势。
硅和碳这两个同一主族的兄弟元素,具有相似的化学性质,将为元宇宙时代的数据管理不断带来惊喜。
上帝创造了碳基和硅基这两把密钥,也许正等着人类去开启新的文明。
长久以来由于二者的相似性,关于硅基生命的探讨从未停止,地球上已知的生命都是碳基的,主要源于碳原子可以比较容易与其他原子形成四个键,从而构建复杂分子——蛋白质、碳水化合物和核酸,而这个长而稳定的链也比较容易与氧形成断开键,从而释放能量。
硅和碳拥有相似的化学性质,它也可以同时与其他原子形成四个键,硅和氧结合形成的二氧化硅也是地球上最常见的物质,同时硅也是地球上、宇宙中最常见的元素之一。
1891年波茨坦大学的天体物理学家儒略·申纳尔(Julius Sheiner)率先提出了硅基生命存在的可能性,1893年英国化学家詹姆士·雷诺兹(James Emerson Reynolds)指出,硅化合物的热稳定性使以其为基础的生命在高温下可以生存。
英国遗传学家约翰·霍尔丹(John Burdon Sanderson Haldane)提出,在行星深处可能发现基于半融化状态硅酸盐的生命,铁元素的氧化作用则向它们提供能量。在科幻世界里硅基生命不需要水,不需要氧,只需要吸收太阳能就可以不断制造能量。
在科幻世界里硅基生命不需要水,不需要氧,只需要吸收太阳能就可以不断制造能量。因为硅的稳定性,其生命力顽强,在宇宙中拥有更强的适应性。
现存地球上的每个生物都可以回溯到数十亿年前,某个海底热泉口能够忍受高温喜好无氧环境的单细胞生物LUCA(Last Universal Common Ancestor,所有生物物种的最后共同祖先),然而为什么是LUCA而不是硅基生物,或许有必然性,或许也只是因为随机存活,亦如所有的生命体都选择了右旋的葡萄糖和左旋的氨基酸。
让我们回到更宏大的生命科学叙事,重温薛定谔的名言“生命以负熵为生”。生命是以繁殖为目的,以自发熵变为具体方式的进化和适应过程的,物质本身不构成生命,而只有不断地输入能量对抗熵增实现遗传繁殖变异和进化的,我们才称之为生物。
2016年,谷歌公司开发的围棋人工智能程序AlphaGO战胜了人类围棋顶级选手李世石,AI通过自我学习和自我运算就可以打败人类,未来以硅为基础材料的处理器的超级运算能力,通过AI技术,能够自我学习、自我复制、自我纠错的时候,它已经成为人工智能;
未来以硅为基础材料的元宇宙世界,通过对现实世界的利用和改造,能够通过硅材料获得太阳能,通过磁力环的约束实现可控核聚变获取能量,它是不是就已经实现了自发的熵减。
冰冷的石头,或许在人类的点化下,通过元宇宙就可以获得生命最重要的两个要素:能量和遗传,并在元宇宙中超越人类获得永生。
让我们再进入哲学的叙事,元宇宙为我们描述了人类超越虚拟与现实,虚实结合的终极愿景,而这个愿景可能为我们带来终极的挑战。
著名哲学家赵汀阳提出,元宇宙对我们提出的真正挑战是思考“另一个版本的世界”,这本来是一个神学问题,因为原来只有上帝才需要去思考,到底要创造一个什么样的世界,而现在这个神学问题变成了人类的现实问题。
尤瓦尔·赫拉利在《未来简史》提到,人类正在从“智人”演化为“神人”,因为我们在不懈的追求永生、追求源源不断的幸福和直接成为神并具有主宰宇宙的“神性”,在我们为自己创造的这些新世界中,人类与人类创造的人工智能角色共同存在。
元宇宙的原教旨主义者认为广义的元宇宙实现之后,我们只需要将意识上传到元宇宙,就可以作为一行代码获得永生,彼时谁才是真正的我,现实的还是虚拟的?
当人工智能,人类意识虚拟模拟实现后,元宇宙世界可能会出现不依附于现实世界拥有自我意识和自由意志的元宇宙“人”,那时什么才是生命?

