逆转衰老、制造大脑、移民火星、超级高铁、量子计算……究竟能否成为现实？

　　现代人该如何去想象22世纪？在到达下一个世纪之前，人类社会还会经历怎样的变革，哪些幻想有可能成为现实？我们不妨以科幻作家的视角，去想象更遥远的未来。

　　（视觉中国供图）

　　当人类进入2020年，大多数人仍然愿意相信，未来会更美好。随着科技的发展，社会的进步，生活在未来的人类被想象着将处于一个更加公平、舒适、便捷和富裕的环境之中。尽管20世纪的科幻作家对于2020年的想象大多与现实相差甚远，但人们仍然愿意怀着最美好的愿望去憧憬。在几十年后，乃至到下一个世纪，相比于现在，人类社会可能又会发生哪些变化？一些技术看似已经成熟，仿佛马上就会被投入应用，改善人类的生活，乃至改变世界；另有一些理念，似乎更接近于科幻或是狂想，人们不知道究竟能否成为现实，又将为现实带来怎样的冲击。尽管未必准确，但我们可以通过几个侧面，尝试进入几十年后的未来，乃至更加久远的，未来的未来。

　　 逆转衰老

　　“我想我们能够做到的可以比治疗癌症更好，我们可以预防癌症。”在哈佛大学医学院的实验室里，当我问著名的基因工程学家乔治·丘奇（George Church），人类能否在10年之内攻克癌症时，他这样回答。

　　“我们已经可以大幅降低老鼠患癌症的比率——老鼠患癌症的比率相当高，尽管它们的寿命相对很短——通过这项技术可以把老鼠的寿命提高一倍。有30%的人类会患癌症，如果我们可以消除癌症，人类的平均寿命将增加两年。（在现代社会）人类的平均寿命已经增加了30年，因此平均寿命再增加两年是一个相对较小的成就。我们真正想要做到的，是逆转老化过程（Reverse Aging），其中也包括抗癌，因为年轻人相对来说更不容易患癌症。

　　在两年的时间内，我们将看到这项实验在人体内进行。这意味着停止，或是逆转很多与年龄相关的疾病。在大多数工业化国家，90%的人是因为此类疾病死去的。这些疾病最大的特点是都与年龄相关，而通过基因治疗，可以同时治疗多种此类疾病，这将使人们更多地享受青春和健康。人们也不再需要过早地退休，不再成为家庭的负担，也会促进经济的繁荣。”——丘奇教授展望一个不再受老年病困扰的未来。

　　随着年龄的增长，人体会逐渐衰老，各项机能随之逐渐减退，也更容易患上各种“老年病”——这早就是一条众人皆知的自然规律。但随着科学的发展，能否在某种意义上“推迟”衰老，让人尽量免于遭受老年病的折磨？2019年9月5日，《自然》（Nature）杂志发表的一篇文章《身体的生物学年龄可以被反转的第一个信号》（First Hint That Body's ‘Biological Age’Can Be Reversed）中提到，在一个小规模的实验中，某种混合药物似乎可以使人体内记录人体生物学年龄的生物钟“反转”。

　　一个人的生物学年龄，由其生物钟所记录，可能会领先或是滞后其真实的年龄。在加州一家诊所的研究中发现，有可能通过医学手段使人体内的生物钟反转。在一年的时间里，9位健康的志愿者服用一种由三种药剂混合的药物。随后的基因测试发现，他们的生物学年龄以及免疫系统都有“恢复青春”的迹象。这样的结果令做实验的医生都感到吃惊。尽管结果出人意料，但显然从这样最初阶段的结果中无法得出任何结论，实验者也还无法进行任何有效的控制。

　　对这项实验进行分析的加州大学洛杉矶分校（UCLA）的遗传学家史蒂夫·霍瓦斯（Steve Horvath）表示，他原以为这项实验可能会使人体内的生物钟变慢，而不是反转。德国亚琛大学的细胞生物学家沃尔夫冈·瓦格纳（Wolfgang Wagner）则认为尽管这个实验结果还不是无可辩驳，但确实颇有“未来感”。

　　人类寿命的极限究竟是多少？在未来，是否会出现能延缓衰老的药物，让人可以拥有健康、快乐、有尊严的老年？这些问题都还没有答案。不过，这项有关“逆转衰老”药物的实验确实给科学家们提供了取得突破的线索。癌症免疫学家山姆·帕尔默（Sam Palmer）注意到在这项实验过程中，志愿者血液中的免疫细胞有所增多。他认为这个现象有益于治疗传染性疾病，对于癌症和衰老研究也都有重大意义。

　　 制造一个大脑

　　人类大脑可能是宇宙中最复杂的物体之一。一个成年人的大脑重约1300克，其中包含数百亿个神经元，这个数字几乎与一个星系中含有的恒星数量相当。那么，该如何制造一个人类大脑？詹姆斯·吉姆泽斯基（James Gimzewski）领导的加州大学洛杉矶分校的一组科学家或许做出了一个重要发现。吉姆泽斯基从2012年起就声称要制造出一个合成大脑，一个具有智慧、能够思考的机器。他认为人类大脑是一种“自组织系统”（Self-Assembled System），如果能够在构造方式上成功模拟大脑的行为，就可能掀起一场“后人类革命”（Post-Human Revolution）。

　　人类大脑中神经元相互联结并交换信息的结构被称为大脑神经突触。吉姆泽斯基发现，有可能通过银制纳米线模仿大脑神经突触的行为。吉姆泽斯基带领一组科学家，从硝酸银溶液处理过的铜丝网格上，随机生长出极其细小的银丝，让其呈现出分支的外观，而后再将其暴露在硫蒸气中，以在银丝之间生成一个硫化银层，这与大脑中相互联结的神经元类似。

　　研究者发现，在接收到电信号时，这些人造纳米线所展现出的结构和电性能与人脑在核磁共振检测中所显示出的电性能有很多相似之处。当这些纳米线被结合在一起之后，它们之间开始“交流”。尽管还无法和真正大脑的活动相提并论，吉姆泽斯基相信这是制造出人工合成大脑的第一步。他认为从某种意义上来说，整个网络“活了”。

　　在微观尺度模拟人类大脑的局部行为，距离制造出一个完整的人类大脑尚且遥远。面对人类大脑这样复杂的研究对象，另一组科学家构想出了一个更为宏伟的计划，要通过超级计算机制造出可以模拟整个人类大脑活动的数学模型。

　　瑞士洛桑联邦高等理工学院（EPFL）的神经科学家亨利·马克拉姆（Henry Markram）在2005年5月宣布了“蓝色大脑计划”（Blue Brain Project）。这个计划的目的在于通过“反向工程”（Reverse Engineering）手段，利用高性能计算机在分子水平上模拟出一个人造大脑，从而帮助人类理解大脑的结构与功能，并将其应用于生物医学领域。马克拉姆希望有朝一日“蓝色大脑计划”能够解开人类的智慧与意识之谜。

　　瑞士洛桑联邦高等理工学院（EPFL）的神经科学家亨利· 马克拉姆

　　2009年，马克拉姆在TeD全球会议上宣布，制造出模拟的人类大脑，有助于治疗目前困扰着全世界20亿人的精神类疾病。模拟人类大脑并非不可能，“蓝色大脑计划”有望在10年内完成这个目标。另一方面，“蓝色大脑计划”甚至还可以起到“图书馆”的作用，比如把一些动物的大脑模型存储起来。马克拉姆描述，这个计划犹如给一个热带雨林里的每一棵树的形态都做出标注。在标注之外，还要研究彼此之间的活动规律。“蓝色大脑计划”的研究人员通过一个软件为数以万计的神经元建立电脑模型，从而建造出一个数字化的新皮质柱（Neocortical Column）。每个大脑都有所不同，神经元也都有所不同，但是其构造是相同的，这是我们整个物种的特性。这项计划正是要精确描述出人类大脑的共同属性。

　　模拟大脑活动需要超强的计算能力，光是模拟一个神经元的活动，就需要一个笔记本电脑的全部计算能力。研究人员使用IBM具有1万个处理器的超级计算机“蓝色基因机器”（Blue Gene Machine）作为大脑的计算机模型，比如给计算机模型展示一幅图像，然后观察其内部活动，可以发现它确实出现了某种反应——研究人员希望通过这样的过程来理解大脑如何感知外部世界。

　　马克拉姆的研究团队在2015年发布了模拟老鼠大脑3万个神经元的电脑模型，占到老鼠大脑神经元总数的0.15%。而批评者认为这样的成就毫无价值，没有任何新意——即使是模拟了整个人类大脑，意义何在？在电脑中有一个人类大脑和在头骨中有一个人类大脑相比，意义何在？

　　2018年，“蓝色大脑计划”首次发布了关于老鼠大脑细胞的三维电脑模型。模型中描述了老鼠大脑中737个区域的主要细胞类型、数量和位置信息。研究者称，这个成果对于大脑研究的意义就像是“从手绘地图到了谷歌地球”。但是如今马克拉姆许诺的10年时间已经到了，“蓝色大脑计划”并未如期制造出一个人类大脑的完整模型。