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人工智能雜談碳基與矽基 2018-12-23

我們習慣於把人類和其他生物統稱為碳基,因為生命的構成都是碳水化合物的;而把計算機或者芯片這類系統統稱為矽基,因為芯片的基礎材質是二氧化矽。由於和沙子的主要成分也是二氧化矽,有時芯片公司的同事都戲稱自己是賣沙子的。

碳和矽同處在化學周期表的同壹族,位於表的中間位置。這不是巧合,因為二者都是半導體。以前半導體被認為是無用的材料,因為不夠純粹,不像金屬導電,又不夠絕緣。然而,世事難料,半導體以其優異的“互聯互通”的能力,和周邊的元素可以廣泛的結合,又可以通過電子控制形成不同的狀態(0和1),完成模擬到數字的升華,就具備了“存儲”和“計算”的能力,這是智能的前提。這些半導體中,碳和矽都是4價元素,原子外部有4個位置可以和其他元素進行結合。 在三維空間裏,4可是個神奇數字,因為空間裏最小的正多面體--正四面體是結構最穩定的。

就這樣,以碳為核心,通過團結周邊的氫氧氮等元素,可以進化出極其復雜的有機物,進而構成碳基生命。表面上看,碳基生命在物理上是具有非凡優勢的。長長的碳鏈、DNA雙螺旋、精巧的堿基對,堪稱完美的信息存儲工具。科學家們進壹步推測,由於元素和物理規律在全宇宙都是相同的, 因此生命的產生多半也遵循相同的公式:碳基+氫氧氮+液態水+巖石星球。 也就是說,外星生命的起源大概率也是碳基的,也需要壹個類地行星。

而矽遠不如碳這樣穩定,但在科技的包裹下,具備了大規模集成的能力,並具有快速計算的能力,這讓矽基的人工智能可以後來居上。如果我們承認生命的本質在於記憶、計算、意識這些獨立於其載體的東西,那麽矽基相比碳基是具備優勢的,只要在邏輯上實現信息的存儲,根本不需要像碳基生命在物理上做那麽多準備,從而實現“彎道超車”。甚至,開腦洞啊, 未來的生命形態以純能態形式才是最合理的 --以能量方式存在才是最快的進化,在迫不得已或者需要的時候才去制造壹個臨時身體(阿凡達或者機器人)。

碳與矽的傳奇故事還遠沒有結束。

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