深度長(zhǎng)文：人由原子構(gòu)成，原子沒生命，為什么人有生命？

人是由原子構(gòu)成的，這是現(xiàn)代科學(xué)早已證實(shí)的事實(shí)。

我們身體里的每一個(gè)細(xì)胞，每一寸組織，乃至每一次呼吸、每一次心跳，其本質(zhì)都是原子的運(yùn)動(dòng)與組合。

可一個(gè)令人困惑的問題始終縈繞在我們心頭：原子本身是沒有生命的，它們沒有意識(shí)，沒有情感，不會(huì)思考，更不會(huì)感知這個(gè)世界，可無數(shù)個(gè)無生命的原子，按照一定的方式組合起來，為何就形成了有生命、有思想、有情感的我們？

我們?nèi)祟悾举|(zhì)上是不是一臺(tái)由原子精密組裝而成的機(jī)器？

與其冥思苦想“生命的本質(zhì)”這樣玄奧復(fù)雜的哲學(xué)難題，不如暫時(shí)放下思緒，一起去玩一場(chǎng)有趣又刺激的游戲——一場(chǎng)關(guān)于“創(chuàng)造生命”的游戲。

咳咳，別想歪了，我所說的“創(chuàng)造生命”，并非真正的生命孕育，而是一場(chǎng)思維的實(shí)驗(yàn)，一次模擬宇宙生命誕生的奇妙嘗試。

假如你擁有上帝的力量，擁有創(chuàng)造宇宙、制定規(guī)則的權(quán)力，你會(huì)怎樣為我們的宇宙創(chuàng)造生命？

也許，在某個(gè)平行宇宙里，有那樣一些兢兢業(yè)業(yè)、一絲不茍的上帝，他們會(huì)親力親為地設(shè)計(jì)生命的每一個(gè)細(xì)微細(xì)節(jié)：男人和女人各自應(yīng)該長(zhǎng)多少根肋骨，每一根骨頭的形狀和弧度如何；跳蚤的腿上應(yīng)該有多少根細(xì)毛，每一根細(xì)毛的長(zhǎng)度和生長(zhǎng)方向怎樣；甚至每一片樹葉的脈絡(luò)走向、每一朵花瓣的紋路分布，他們都會(huì)一一敲定，力求完美無缺。

這樣的上帝，就像一位技藝精湛的工匠，把生命打造成一件件精致的藝術(shù)品，每一個(gè)細(xì)節(jié)都凝聚著他們的心血。

但是，我敢打賭，大部分的上帝想必都是懶惰的——至少我自己就很懶，所以我也有很大的把握認(rèn)為，我們這個(gè)宇宙里的上帝，大概率也是一個(gè)“懶癌晚期”患者。

對(duì)于懶惰的上帝來說，親力親為地設(shè)計(jì)每一個(gè)細(xì)節(jié)，無疑是一件枯燥又費(fèi)力的事情。

他們更愿意走“捷徑”，最多會(huì)先設(shè)定好寥寥幾條極其簡(jiǎn)單、極其基礎(chǔ)的規(guī)則，然后就撒手不管，任憑這些規(guī)則在宇宙中自行運(yùn)轉(zhuǎn)，任憑“生命”從一張白紙開始，在規(guī)則的約束下自然演化、自由生長(zhǎng)。

不妨我們也來當(dāng)一次這樣“懶惰”的上帝，動(dòng)手試一試這場(chǎng)創(chuàng)造生命的游戲。

找一張無限延伸的方格紙，想象這就是我們剛剛創(chuàng)造的宇宙，一片虛無，一片寂靜，沒有任何生命的痕跡。這張方格紙上的每一個(gè)方格，都只有兩種狀態(tài)——涂黑和留白。我們規(guī)定，黑色的方格代表“生”，白色的方格代表“死”，這就是我們宇宙中最基本的“生命單元”。

現(xiàn)在，我們來制定三條極其簡(jiǎn)單、卻必須被所有方格嚴(yán)格服從的“生死鐵律”，這三條規(guī)則，就是我們這個(gè)宇宙的底層邏輯，也是生命誕生、繁衍、死亡的全部依據(jù)：

第一條規(guī)則：所有方格下一刻的狀態(tài)，只由它自己當(dāng)前的狀態(tài)和它周圍的八個(gè)方格（我們稱之為“鄰居”）的當(dāng)前狀態(tài)共同確定。也就是說，每個(gè)方格的“生死”，不取決于遙遠(yuǎn)的方格，只與它身邊的“鄰居”有關(guān)，這就像我們現(xiàn)實(shí)中的生命，其生存狀態(tài)往往受周圍環(huán)境和身邊人的影響，而不是被遙遠(yuǎn)的未知因素所左右。這條規(guī)則，也為我們的游戲設(shè)定了“局部作用”的核心邏輯，避免了復(fù)雜的遠(yuǎn)程關(guān)聯(lián)，讓整個(gè)宇宙的運(yùn)轉(zhuǎn)變得簡(jiǎn)單可預(yù)測(cè)，也更符合現(xiàn)實(shí)世界中物理規(guī)律的局部性。

第二條規(guī)則：對(duì)于當(dāng)前處于“生”的狀態(tài)（黑色方格），它的存活與否，取決于身邊“鄰居”的數(shù)量。如果它的鄰居里，只有兩個(gè)或三個(gè)方格為黑色（即有兩個(gè)或三個(gè)“鄰居”存活），那么它就能繼續(xù)存活下去，在下一刻依然保持黑色；反之，若鄰居里的黑色方格數(shù)少于兩個(gè)，它就會(huì)因?yàn)椤斑^于孤獨(dú)”而死亡，在下一刻變?yōu)榘咨蝗羿従永锏暮谏礁駭?shù)多于三個(gè)，它就會(huì)因?yàn)椤斑^于擁擠”而死亡，同樣在下一刻變?yōu)榘咨＿@條規(guī)則，巧妙地模擬了現(xiàn)實(shí)生命的生存困境——過于孤獨(dú)會(huì)失去支撐，過于擁擠會(huì)爭(zhēng)奪資源，只有恰到好處的同伴數(shù)量，才能讓生命得以延續(xù)。

第三條規(guī)則：對(duì)于當(dāng)前處于“死”的狀態(tài)（白色方格），它也有“復(fù)活”的可能。當(dāng)且僅當(dāng)它的鄰居里有三個(gè)方格為黑色（即有三個(gè)“鄰居”存活）時(shí)，它就能在下一刻“復(fù)活”，從白色變?yōu)楹谏惐痊F(xiàn)實(shí)中生命的繁衍與誕生——合適的環(huán)境、足夠的“伙伴”，就能孕育出新的生命。這條規(guī)則，為我們的宇宙注入了“新生”的可能，讓生命能夠不斷繁衍，而不是一旦死亡就徹底消失，也讓整個(gè)宇宙充滿了動(dòng)態(tài)的變化與希望。

這三條規(guī)則，簡(jiǎn)單到讓人難以置信，沒有復(fù)雜的公式，沒有繁瑣的條件，甚至連小學(xué)生都能輕松理解。但你猜接下來會(huì)發(fā)生什么？當(dāng)我們把這三條規(guī)則應(yīng)用到那張無限延伸的方格紙上，當(dāng)我們?cè)谶@片“宇宙”中畫出第一個(gè)黑色方格，整個(gè)宇宙就會(huì)開始悄然運(yùn)轉(zhuǎn)，上演一場(chǎng)驚心動(dòng)魄又充滿驚喜的生命演化大戲。

起初，你的宇宙寂靜無聲，一片空白，只有你畫出的幾個(gè)黑色方格，孤零零地躺在無邊無際的白色背景中，仿佛是宇宙誕生之初的第一縷生命微光。如果你畫出由四個(gè)黑格子組成的2x2方塊，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，無論時(shí)間如何推移，這個(gè)方塊永遠(yuǎn)保持著原來的樣子，凝固不動(dòng)，絲毫沒有動(dòng)作的跡象，就像一塊沒有生命的石頭，在宇宙中靜靜沉寂，這就是我們所說的“靜止結(jié)構(gòu)”，它們遵循規(guī)則，卻無法產(chǎn)生動(dòng)態(tài)的變化，更無法演化出更復(fù)雜的生命形態(tài)。

但是，當(dāng)你偶然畫出三個(gè)排成一條直線的黑方格時(shí)，神奇的事情發(fā)生了。

下一刻，這三個(gè)直線排列的黑方格，會(huì)變成兩個(gè)并排的黑方格；再下一刻，它們又會(huì)變回三個(gè)直線排列的黑方格，如此循環(huán)往復(fù)，像被施了魔法一樣，開始舒展收縮，像呼吸般有規(guī)律地“眨眼睛”。

這個(gè)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，被稱為“ blinker ”（閃爍器），它是生命游戲中最基礎(chǔ)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)之一，也是第一個(gè)讓我們感受到“生命氣息”的結(jié)構(gòu)——它不再是靜止的，而是有了“運(yùn)動(dòng)”的跡象，仿佛有了自己的生命節(jié)奏。

隨著你不斷嘗試，不斷在方格紙上畫出不同的初始結(jié)構(gòu)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)更多奇妙的現(xiàn)象，更多復(fù)雜的生命結(jié)構(gòu)。

有的結(jié)構(gòu)，在短期的興盛生長(zhǎng)后，會(huì)逐漸失去活力，慢慢歸于沉寂，最后只剩下幾個(gè)孤零零的黑方格，或者徹底變?yōu)榘咨拖裆氖湃ィ涣粝虏粫?huì)說話的遺骸，見證著曾經(jīng)的存在；有的結(jié)構(gòu)，卻能夠周而復(fù)始地振蕩下去，除了閃爍器，還有“ beacon ”（燈塔），它會(huì)在兩種狀態(tài)之間不斷切換，永不停止，就像一種永恒的生命律動(dòng)，在宇宙中持續(xù)跳動(dòng)。

而這些，僅僅是生命演化的開始。

隨著初始結(jié)構(gòu)的不斷復(fù)雜，演化出的生命形態(tài)也會(huì)越來越神奇，復(fù)雜到你難以想象。

有一天，當(dāng)你偶然畫出五個(gè)黑色方格組成的、像小船一樣的小結(jié)構(gòu)時(shí)，奇跡發(fā)生了——仿佛被某種神秘力量推動(dòng)，這個(gè)小船一樣的結(jié)構(gòu)，不再停留原地，而是開始歪歪扭扭地朝著東南方向滑行，每一步都會(huì)改變自己的形狀，卻始終保持著“小船”的大致輪廓，滑行一段距離后，又會(huì)恢復(fù)原來的樣子，然后繼續(xù)滑行。這就是康威生命游戲中最著名的結(jié)構(gòu)——“滑翔機(jī)”。

滑翔機(jī)的出現(xiàn)，徹底打破了我們對(duì)“生命結(jié)構(gòu)”的認(rèn)知。

它不再是靜止的，也不再是原地振蕩的，而是能夠“移動(dòng)”的，能夠在無邊無際的方格紙上自由穿梭，就像一只輕盈的鳥兒，在宇宙中翱翔。

看上去很神奇，但更神奇的是，這樣的“滑翔機(jī)”并不是偶然出現(xiàn)的，它可以批量制造！當(dāng)我們?cè)O(shè)計(jì)出一個(gè)由36個(gè)黑格子組成的精密結(jié)構(gòu)——“滑翔機(jī)槍”，它就像一臺(tái)永不停歇的彈弓，不斷朝著虛空彈射出一臺(tái)又一臺(tái)的全新“滑翔機(jī)”，每一個(gè)滑翔機(jī)都沿著相同的方向滑行，形成一條長(zhǎng)長(zhǎng)的“滑翔機(jī)隊(duì)列”。

這個(gè)“滑翔機(jī)槍”，就好像一個(gè)“生命工廠”，不斷地繁衍出全新的生命，而那些滑翔機(jī)，就像一隊(duì)遷徙的候鳥，朝著未知的遠(yuǎn)方飛去，為這片寂靜的宇宙注入了源源不斷的活力。

更令人驚嘆的是，滑翔機(jī)不僅能夠移動(dòng)，還能夠相互作用——當(dāng)兩個(gè)滑翔機(jī)相遇時(shí)，它們可能會(huì)碰撞在一起，然后消散不見，也可能會(huì)組合成一個(gè)全新的結(jié)構(gòu)，甚至可能會(huì)產(chǎn)生新的滑翔機(jī)，就像現(xiàn)實(shí)中的生命，相遇、碰撞、融合、消亡，演繹著各種各樣的生命故事。

除了滑翔機(jī)和滑翔機(jī)槍，你還能畫出由更龐大的結(jié)構(gòu)組成的“生命單元”。

比如一種被稱為“飛船”的結(jié)構(gòu)，它像一艘航空母艦一樣，緩慢但堅(jiān)定地朝著某個(gè)方向航行，在航行的過程中，能夠不斷維持自己的結(jié)構(gòu)，甚至?xí)诤叫兄小巴鲁觥币恍┬〉慕Y(jié)構(gòu)，就像飛船在釋放探測(cè)器。我覺得，這種結(jié)構(gòu)更像現(xiàn)實(shí)中的草履蟲，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，卻能夠自主移動(dòng)、維持自身生存，展現(xiàn)出了生命最基本的特征。

隨著你對(duì)游戲的熟悉，你還能創(chuàng)造出更多有趣的“生命”：有的結(jié)構(gòu)像河豚，一路滑行，一路“誕生”出新的黑方格，就像河豚在游動(dòng)時(shí)不斷膨脹、釋放毒素；有的結(jié)構(gòu)像蒼蠅，一邊移動(dòng)，一邊“吃掉”身邊的黑方格（讓其變?yōu)榘咨忠贿叀袄觥毙碌暮诜礁瘢拖裆n蠅在覓食和排泄；還有的結(jié)構(gòu)像大魚，能夠“捕食”身邊的小結(jié)構(gòu)，將其融合進(jìn)自己的身體，讓自己變得更加龐大。

更有趣的是，你還會(huì)發(fā)現(xiàn)一種令人唏噓的現(xiàn)象：有母代孕育出來的子代，最終卻反過來殺死了“母代”。

比如，一個(gè)滑翔機(jī)槍孕育出的滑翔機(jī)，在滑行過程中，恰好碰撞到了滑翔機(jī)槍本身，導(dǎo)致滑翔機(jī)槍的結(jié)構(gòu)被破壞，最終歸于沉寂。

這種現(xiàn)象，就好像是“年少時(shí)射出的子彈，多年后正中眉心”，充滿了宿命感，也讓我們看到了生命演化中的殘酷與無常——即使是自己孕育的生命，也可能成為自己的“終結(jié)者”。

而這一切，僅僅是在我們?cè)O(shè)定的“正方形網(wǎng)格、二維平面”的基礎(chǔ)上發(fā)生的。

如果我們稍微改變一下規(guī)則或者環(huán)境，比如將正方形網(wǎng)格換成六邊形網(wǎng)格，每個(gè)方格的“鄰居”數(shù)量就會(huì)從八個(gè)變成六個(gè)，此時(shí)，生命的演化規(guī)則也會(huì)隨之改變，演化出的生命結(jié)構(gòu)也會(huì)完全不同——可能不會(huì)有滑翔機(jī)，不會(huì)有滑翔機(jī)槍，取而代之的是全新的、我們從未見過的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)；如果我們將二維平面換成三維空間，用立方體代替方格，每個(gè)“生命單元”的鄰居數(shù)量會(huì)更多，演化的可能性也會(huì)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，生命的形態(tài)會(huì)變得更加復(fù)雜、更加神奇。

甚至，我們還能制造出生活在更復(fù)雜曲面之上的生命——比如三葉結(jié)表面。

三葉結(jié)是一種復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，沒有起點(diǎn)，沒有終點(diǎn)，纏繞交織，當(dāng)我們將生命游戲的規(guī)則應(yīng)用到三葉結(jié)表面時(shí)，生命單元的“鄰居”關(guān)系會(huì)變得更加復(fù)雜，它們的演化軌跡也會(huì)沿著三葉結(jié)的曲面不斷延伸、纏繞，形成更加詭異、更加迷人的生命現(xiàn)象。

這讓我們不禁思考：在我們現(xiàn)實(shí)的宇宙中，是否也存在著我們無法感知的、更復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，而那些我們尚未發(fā)現(xiàn)的生命，是否就生活在這樣的空間里？

看到這里，可能你已經(jīng)猜到了，這就是英國(guó)劍橋大學(xué)的數(shù)學(xué)家約翰·康威在1970年發(fā)明的“康威生命游戲”，它是元胞自動(dòng)機(jī)的一種。

所謂元胞自動(dòng)機(jī)，就是由大量相同的“元胞”組成，每個(gè)元胞都遵循相同的規(guī)則，根據(jù)自身和周圍元胞的狀態(tài)進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，從而形成復(fù)雜的整體行為。康威生命游戲的偉大之處，并不在于它的趣味性，而在于它揭示了一個(gè)深刻的道理：簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)規(guī)則，在“規(guī)模”的提升下，能夠“涌現(xiàn)”出復(fù)雜的現(xiàn)象。

每個(gè)方格都只是機(jī)械地執(zhí)行著“數(shù)鄰居”的簡(jiǎn)單指令，它沒有任何意識(shí)，沒有任何思考，只是被動(dòng)地遵循著我們?cè)O(shè)定的三條規(guī)則，進(jìn)行著狀態(tài)的切換。

但當(dāng)大量的網(wǎng)格在二維平面上組合成一個(gè)整體，當(dāng)無數(shù)個(gè)這樣簡(jiǎn)單的元胞相互作用、相互影響時(shí)，卻分明展現(xiàn)出了誕生、繁衍、遷徙、死亡、競(jìng)爭(zhēng)、合作這些本該屬于生命的特質(zhì)。這些特質(zhì)，并不是單個(gè)元胞所擁有的，而是在元胞數(shù)量達(dá)到一定規(guī)模、相互作用達(dá)到一定程度后，“涌現(xiàn)”出來的全新特征——它不存在于單個(gè)元胞之中，卻存在于整個(gè)系統(tǒng)之中，這就是“涌現(xiàn)性”。

而這，或許就是生命出現(xiàn)的本質(zhì)。

構(gòu)成生物體的每個(gè)原子，都是沒有生命的，就像上面游戲里的黑白格子本身也沒有意識(shí)、沒有生命一樣。它們只是遵循著最簡(jiǎn)單也最普適的物理規(guī)律——比如萬(wàn)有引力、電磁力、強(qiáng)相互作用力、弱相互作用力，進(jìn)行著運(yùn)動(dòng)和變化，相互碰撞、相互組合、相互分離。

但當(dāng)原子的數(shù)量達(dá)到一定的規(guī)模，當(dāng)它們以某種恰到好處的方式組合起來，形成分子、細(xì)胞、組織、器官，乃至形成生物個(gè)體與群體時(shí)，就會(huì)涌現(xiàn)出全新的現(xiàn)象——生命、意識(shí)、智慧、情感。

或許，我們確實(shí)能夠把人視作一臺(tái)由原子組成的機(jī)器——畢竟，我們的身體確實(shí)遵循著物理規(guī)律和化學(xué)規(guī)律，我們的每一個(gè)動(dòng)作、每一次思考，本質(zhì)上都是原子的運(yùn)動(dòng)和化學(xué)反應(yīng)。但是，即使我們能夠研究透每個(gè)原子的作用規(guī)律，能夠掌握每個(gè)細(xì)胞的生存法則，能夠洞悉每個(gè)器官的工作原理，我們依然很難預(yù)測(cè)出，數(shù)十億代之后，這些原子將會(huì)演化成什么樣子，這些生命將會(huì)走向何方。

因?yàn)椋难莼⒉皇呛?jiǎn)單的“原子疊加”，而是復(fù)雜的“系統(tǒng)涌現(xiàn)”。

當(dāng)大量的原子組合成復(fù)雜的系統(tǒng)，就會(huì)產(chǎn)生一些還原論無法解釋的現(xiàn)象——還原論認(rèn)為，只要我們能夠理解系統(tǒng)的每一個(gè)組成部分，就能理解整個(gè)系統(tǒng)的行為。但在生命演化中，這一觀點(diǎn)顯然是不成立的：我們可以理解單個(gè)原子的運(yùn)動(dòng)，卻無法僅憑原子的運(yùn)動(dòng)，預(yù)測(cè)出生命的誕生；我們可以理解單個(gè)細(xì)胞的功能，卻無法僅憑細(xì)胞的功能，預(yù)測(cè)出意識(shí)的出現(xiàn)。

為此，我們不但要從最底層的角度，思考宇宙的基本定律、原子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，也要站在整體的高度，去探查那些“涌現(xiàn)”出來的規(guī)律、生命的演化規(guī)律。

這也就是為什么我從來不贊同什么“只要找到了大統(tǒng)一模型，就等于找到了宇宙的一切真相”這類觀點(diǎn)。

大統(tǒng)一模型，或許能夠解釋宇宙的底層物理規(guī)律，能夠解釋原子的運(yùn)動(dòng)和相互作用，但它無法解釋生命的涌現(xiàn)，無法解釋意識(shí)的產(chǎn)生，無法解釋我們?nèi)祟悶楹文軌蜃杂X地思考生命的本質(zhì)、宇宙的奧秘。

就像我們至今說不清，七千億億億個(gè)原子的特定排布，為何會(huì)涌現(xiàn)出能夠自覺思考生命本質(zhì)問題的你我；就像我們至今無法解釋，簡(jiǎn)單的物理規(guī)律，為何會(huì)演化出如此復(fù)雜、如此多樣的生命形態(tài)；就像我們至今無法預(yù)測(cè)，未來的生命，將會(huì)涌現(xiàn)出哪些全新的特征。這些，都是“多者異也”的生動(dòng)體現(xiàn)，也是生命的神奇之處，更是宇宙的魅力所在。

最后，我們?cè)倩氐娇低螒虮旧怼?/p>

原則上，康威生命游戲要求一個(gè)無限大的平面，因?yàn)橹挥袩o限大的空間，才能讓生命結(jié)構(gòu)自由演化、無限延伸，才能避免邊界對(duì)生命演化的影響。但在現(xiàn)實(shí)中，當(dāng)我們用程序來模擬康威生命游戲時(shí)，空間總是有限的——計(jì)算機(jī)的內(nèi)存和算力是有限的，無法模擬無限大的平面。

為了解決這個(gè)問題，科學(xué)家們采用了“周期性邊界”的方法。

所謂周期性邊界，就是將模擬空間的最上一行和最下一行視為相連，最左一列和最右一列視為相連。

也就是說，當(dāng)一個(gè)滑翔機(jī)從最右邊的一列飛出時(shí)，它會(huì)從最左邊的一列重新出現(xiàn)；當(dāng)它從最下邊的一行飛出時(shí)，它會(huì)從最上邊的一行重新出現(xiàn)。這樣一來，有限的空間就被模擬成了無限大的平面，生命結(jié)構(gòu)可以在這個(gè)“無限”的空間里自由演化，不會(huì)因?yàn)榈竭_(dá)邊界而停止運(yùn)動(dòng)或被破壞。