第一节　纳米技术的未来：乌托邦，还是末日噩梦

一　乌托邦：NBIC汇聚技术与纳米分子组装机

纳米技术在美国国家层面的推动，从一开始就被寄予了造福人类社会的厚望。1998年4月，美国前总统科学技术顾问和美国国家科学基金会（NSF）前会长雷恩（Neal Lane）就在国会听证会上发言说：

如果有人问我明天哪一个科学工程领域最有可能产生突破，我会说，这就是纳米尺度的科学和工程。[1]

2000年，由美国国家科学技术委员会（NSTC）的纳米尺度科学、工程和技术分会发布了一份NNI计划的实施报告。报告对纳米技术的未来做了这样美好的畅想：

我们将在一块方糖大小的设备中容纳整个国会图书馆的藏书内容；自下而上地制造产品，减少对材料的需求并减少污染；制造出比钢还坚硬10倍的材料，让各种海陆空交通工具变得更轻巧、更省油；提高计算机速度，改善晶体管和记忆芯片的效能；检测到那些只有几个细胞大小的致癌肿瘤；从空气和水中去除掉最微小的污染物，用可承受的花费获得更清洁的环境和适于饮用的水；让太阳能电池的效能提升一倍。[2]

NNI的倡议者认为，在纳米层面统一自然的属性，并以此为基础统一科学，将为知识、创新和技术的整合提供全新的基础。这表明了纳米技术的一个与众不同的重要特征：纳米技术并不是某一项特殊的应用，而是各种已有技术在纳米尺度汇聚。在这个意义上，与其说纳米科学是一门全新的学科领域，不如说纳米科学是（超）分子尺度上各种学科汇聚的结果。[3]人们甚至可以说，在很大程度上，纳米技术的潜在优势取决于它到底怎样混合其他技术。

为了进一步挖掘纳米技术的潜在影响力，认识到纳米技术这一特征的美国纳米技术推动者们，迅速将目光投入到了各种先进技术在纳米尺度的汇聚上。

2001年12月，美国商务部技术管理局（DOC）、国家科学基金会、国家科学技术委员会纳米科学工程与技术分会（NSTC-NSEC）在华盛顿联合发起了有科学家、政府官员、产业界技术领袖等参加的圆桌会议，首次提出了“汇聚技术”（NBIC Convergence）的概念：Nanotechnology——纳米科学与技术、Biotechnology——生物技术与生物医学（包括基因工程）、Information technology——信息技术（包括高级计算机与通信）、Cognitive science——认知科学（包括认知神经科学），这四大发展迅速、潜力巨大的前沿技术的融合简称为NBIC。这四大技术之间的关系呈现为：“如果认知科学家能够想到，纳米科学界就能建造，生物科学界就能运用，信息科学界就能监控。”[4]四大技术中，纳米技术是所有学科的“地基”。

与会者就以下六大领域探讨了NBIC技术的潜力：汇聚技术的全部潜能；拓展人类的认知与交流；增强人类的健康与生理能力；提升群体和社会效能；国防安全；统一科学与教育等。具体地说，NBIC技术对个人的改善主要体现在外部技术与内部技术两个方面。外部技术包括新产品（如物质、器件和系统，农业与食品），新的存在方式（如机器人、聊天机器人，动物），新的社会交往方式（如改进了的群体互动和创新力，统一科学教育与学习），新的中介（固定工具和人造物），新的场景（包括真实的、虚拟的和混合的场景），内部技术指可替换的新器官、人的感知和反馈上的新技能以及新基因。[5]

在科学家看来，基于科学统一性的NBIC技术无所不能。纳米技术与生物技术、生物医药及遗传工程的汇聚，将实现重大疾病在早期就能被快速灵敏地检测出来，从而获得更佳的治疗效果。进一步，人类将能够以原子或分子为起点来诊断、修复自身和世界。纳米技术与信息技术的汇聚，将大大加快计算速度，实现更为快捷的通信。基于快速、可靠的信息交流，人类各种机构和组织将大大提高效率。纳米技术与认知科学的汇聚，将把人类大脑的潜力激发出来，使人类的悟性、效率、创造性及准确性大大提高，人体及感官对外界的突然变化将变得敏感；老龄人群普遍改善体能与认知上的衰退；人类的精神健康也将上升到一个新的高度；人与人之间产生包括脑—脑、脑—机—脑等交流在内的高效通信手段；人类还可以通过变换心情、提升情绪表达力而更加自由地予以自我表达；社会群体有效改善合作效能。此外，NBIC技术的发展还会大幅度减少社会资源与能源的消耗，从而减少生态环境的破坏和污染。总之，有了以“纳米技术”为基础的NBIC技术，人类的社会结构将焕然一新，人类文明将由此进入全新时期。

当然，四大技术的汇聚将给人类社会带来新的挑战，尤其是引发诸多伦理、法律和道德问题。不过，与会者认为，当我们对伦理问题和社会需求给予恰当关注时，汇聚技术就会极大地改善人类能力、提高社会效能、推动国家生产力和提升生命质量，由此，此次会议达成了“NBIC技术将增强人类能力”的共识。2002年6月，DOC和NSF共同主持，将此次会议中的发言、共识、建议等集结成一份《增强人类能力的汇聚技术》的报告。由此，NBIC技术的发展被提上了人类的重要议事日程。

这种通过技术实现人类超越发展的主题并不是突然产生的。不论NBIC的倡议者们是否曾经主动参照过，我们在德莱克斯勒、库尔兹威尔（Ray Kurzweil）以及莫拉维克（Hans Moravec）等人早先的著述中都发现了诸多类似的“玫瑰色畅想”。

20世纪80年代到90年代这10余年间，来自美国麻省理工大学的分子纳米技术博士德莱克斯勒主宰了人们对于纳米技术范式的理解。在其成名作《创造的发动机：纳米技术时代的到来》（Engines of Creation：The Coming Era of Nanotechnology）一书中，德莱克斯勒开篇定义了两种技术类型：一种是“体积技术”（bulk technology）。这是从石器时代到硅芯片时代的旧技术，把原子和分子当作一大堆来使用。另一种是“分子技术”（molecular technology）。这种新技术将精确地控制单个的原子和分子。由于分子是用纳米尺度来度量的，所以，这种新的“分子技术”也可称作“纳米技术”。在该书中，德莱克斯勒设想了一个由纳米分子组装机（nano assembler）改造的世界。分子组装机能够在分子层面操纵几乎任何反应分子，具有可编程机器的精确性，而且能够复制自己。它们能把原子结合成任何稳定的形态，可以一次一点地把零件加到工件表面，直到形成一个复杂结构体，就好像一个“装配工”。由此，我们可以把原子按任何合理的顺序排列，建造任何自然法则允许存在的东西，特别是，我们能按照设计建造任何东西——包括更多这样的“装配工”。为此，德莱克斯勒称这种纳米分子组装机为“建造的发动机”。当今的医学技术、太空技术、计算机技术和生产技术，乃至武器技术统统取决于我们排列原子的能力。所以，有了这样的分子组装机，我们将精确而毫无污染地制造出任何产品，实现廉价的星际旅行，在医药方面取得根本性突破，创造出细胞修复器，让长寿和健康变得唾手可得，甚至可以使某些东西接近永恒，从而在根本上改变技术和经济，为我们开创一个新的充满可能性的世界。由是，分子组装机将成为人类社会富足的发动机。[6]

对于秉持“后人类主义”（posthumanism）、“超人类主义”（transhumanism）等力图通过技术完全改造人性的信仰者来说，日益增强的计算性能将让我们制造出比人脑表现更优秀的系统。这样的系统将呈现出“意识”，实现人脑与机器的互动，拓展人脑的功能，将我们的意识输入虚拟现实，进而摆脱死亡对人的限制。[7]这种增强人类乃至弃绝人类、进入后人类的激进想法并不专属于纳米技术，但是，能够在原子层面操纵物质的纳米技术，会使得对人类基因进行更大幅度的修饰在不远的将来成为可能，这就能更为有效地增强人类。

不难看到，美国NSF关于NBIC技术增强人类的报告，在使用技术改善人类生活的强烈乐观主义信念上，与德莱克斯勒“分子纳米技术”和库尔兹威尔等人的“纳米生物技术”想法如出一辙。透过这些论述，在强大的纳米技术的引领下，疾病、衰老甚至死亡给人们身体和心理带来的各种痛苦将不复存在，人类将超越物质时空的限制，享有无限的快乐和永恒的进步生活。倘若如此，几百年前托马斯·莫尔设想的“乌托邦”不久就要降临人间。一个美妙无比的“纳米天堂”似乎正在向人们招手。

二　大恐慌：人类的末日噩梦

事物总是相生相随。巨大的能量往往暗含着巨大的风险。纳米科学和纳米技术被赋予了如此巨大的威力，自然也承载了不可忽视的潜在风险。德莱克斯勒对此早有认识。他在《创造的发动机》一书中，一面畅想美好的纳米技术未来，一面指出纳米技术隐藏的巨大威胁。在“毁灭的发动机”一章，他警告人们说：

可复制的组装机和思维机器会对地球上的人类和生物产生根本性威胁。今天，生物的能力距离可能的极限还很遥远，但是，我们的机器进化得要比我们自身还快。在几十年内，它们很可能就会超过我们。除非我们学会如何安全地和它们共生，否则，我们的未来将既是令人激动的、又是短暂的。我们无法预见所有未来的问题，但是，我们可以通过关注那些最基本的问题来预见最宏大的挑战，以便做好准备。[8]

德莱克斯勒还设想了一种可怕的情景：有一天，我们制造的纳米机器不受控制了，这种坚实的并且通吃一切的“细菌”将像花粉那样随风传播，迅速地复制，在几天内把整个生物圈变得尘土覆盖。[9]这就是后来备受争议的“灰色粘质”（grey goo）景象。[10]

一位纳米医学界的专家罗伯特·弗雷塔斯（Robert Freitas）专门对“灰色粘质”做过严肃的技术分析，预测了分子组装机的复制速度以及在野外的散布速度，认为自我复制机可以在三个小时以内摧毁地球的整个生态圈。[11]虽然德莱克斯勒声称，没有哪个头脑正常的工程师会去设计能在自然界中生存下来的自我复制的分子组装机。但是，恐怖主义者或者敌国会这样做。摧毁生物空间的自我复制者可能被蓄意破坏者设计出来。所以，弗雷塔斯的论证更加剧了人们对纳米技术毁灭地球的恐慌。

2000年，针对纳米技术等新兴技术引发人类灭绝的可能，作为NBIC技术的主要科学家之一，太阳微系统公司的前首席科学家、联合创始人之一比尔·乔伊（Bill Joy）在《连线》（Wired）杂志上发表了题为“为什么未来不需要我们”的文章，对生物技术、纳米技术和机器人技术（Genetic engineering，nanotechnology and robotics，简称GNR）这三大新兴技术的运用表示了深刻担忧。在他看来，尽管GNR可以延长人类的平均寿命，改善人类的生活质量。但是，每一项技术都会集聚巨大的能量，因而也蕴藏了巨大的危险。例如，纳米技术明显地可用于军事，并可能被恐怖分子利用。纳米技术可能导致“灰色粘质”现象，吞噬地球上所有的生物，破坏所有生物所赖以生存的生物圈，最终危及人类自身的生存。为此，乔伊大声疾呼暂停纳米研究。[12]

著名的技术狂热主义者库尔兹威尔反驳了这种放弃纳米技术研究的做法。他争辩说，如果禁绝纳米技术的研究，那么这样的研究会走入地下，而不会受到伦理学和管制的影响，这会导致技术得益于恐怖主义者攫取。[13]所以，库尔兹威尔敦促科学家们伦理地进行研究，以便人类可以通过技术改善其价值观。

诺贝尔奖获得者、美国莱斯大学的化学教授理查德·斯莫莱将上述的争论归结为关于“灰色粘质”问题的争论。他明确地表示：“自我复制的机械纳米机器人在我们这个世界根本就不可能。”[14]

美国著名的《科学》杂志也引用斯莫莱的说法，嘲讽德莱克斯勒所倡议的纳米分子制造机是不可能的，并认为这种设想有可能损害公众对纳米技术的支持。此后，斯莫莱与德莱克斯勒展开了两轮争论，德莱克斯勒最终完全败下阵来，无可奈何地被剔除出了纳米技术的科学共同体。[15]

尽管德莱克斯勒不再是引领纳米技术学界的航标，甚至面临着从纳米技术发展史上被抹去的尴尬境遇。但是，在某种意义上，他对纳米技术的发展仍然具有不可否认的贡献——正是他提出的“灰色粘质”景象，随着一部科幻小说，从科学界散布到了大众的视线中，真正引发了公众对纳米技术的兴趣——更确切地说——是恐惧和担忧。

2002年11月，美国著名科幻小说家、《侏罗纪公园》的作者克莱顿（Michael Crichton）出版了一部悬疑小说《猎杀》（Prey），描述了一家专营纳米技术的公司，本来打算制造一批通过成群飞行来构成虚拟照相机的纳米机器人。可是，这家公司用来生产这批纳米机器人的系统是细菌和纳米机器的混合体。结果，发明者们失去了对这个系统的控制，这批装配了记忆、太阳能发电机和强大软件系统的纳米机器人从实验室中逃逸，给人类带来了恐怖的后果。这部小说获得了巨大成功，连续15周荣登美国纽约时报畅销书榜单。

可以说，克莱顿的这部小说生动地展现了此前纳米技术界内部一些先锋人物对GNR技术可怕后果的忧虑。它与乔伊那篇深怀忧惧的文章一起，成为纳米技术发展史上的一个转折点。如果说，乔伊在纳米技术界内部引发了关于纳米技术可能危险的激烈争论，导致德莱克斯勒及其极端的纳米技术发展范式遭到主流科技界的抛弃；那么，克莱顿的这部小说就将专家圈内部的忧虑拓展到了公众之中，激发了公众对纳米技术风险的深切担忧。从这里开始，纳米技术发起者最初渲染的玫瑰色梦想逐渐变成令人恐惧的灰白色，乌托邦式的纳米天堂被笼罩上了一层阴影。

不久之后，在2003年1月，加拿大著名环保组织ETC（Erosion，Technology and Concentration）就发布声明，警告纳米技术的风险，呼吁人们暂停生产纳米技术产品，应当首先理解这些产品对环境和生命体的效应。在《剧降：从基因到原子》（The Big Down：from Genes to Atoms）这份报告中，ETC按照四个阶段讨论了纳米技术有关的风险：纳米材料；操控纳米物体以执行精确定位的组装；在分子层面工作的纳米机器人；与生命体的汇聚。ETC认为，这一产业所生产的纳米颗粒可能会在有机体中沉积，产生类似石棉的毒性效应，并散布到包括食物链在内的一切地方。然而，在当前阶段，我们对于人造纳米级颗粒对人体健康和环境的潜在累积性影响实际上一无所知。考虑到纳米颗粒对活体组织污染的担忧，ETC建议政府立即宣布暂停新的纳米材料的商业生产，并启动透明的全球进程来评估该技术对社会—经济、健康和环境影响。[16]在另一份《绿色粘质：纳米生物技术复苏》（Green Goo：Nanobiotechnology Comes Alive）报告中，ETC讨论了生物技术同纳米技术汇集之后可能带来的灾难性情景，比如“灰色粘质”，认为这将造成不可估量的风险，再次呼吁政府应当全面暂停纳米技术的研究。[17]

2003年4月，英国王储查尔斯王子（Prince Charles）在媒体上发表了一系列针对纳米技术潜在风险的言论，引起了广泛关注。他要求英国的科学家考虑纳米技术所引发的巨大的环境和社会问题，尤其是“灰色粘质”问题。这份言论在政治界和科学界都引起了强烈反响。为了做出回应，英国政府专门委托英国皇家协会和皇家工程学院开展了一项关于纳米技术的研究。[18]

此后，社会各界对纳米技术（与基因工程、人工智能技术）的潜在应用风险呈现出了连锁式的反应。2003年6月11日，欧洲议会的绿色欧洲自由联盟组织（the Greens European Free Alliance group）提出要专门组织一天讨论纳米技术的潜在风险问题。欧洲议会的一些绿党成员，比如卡洛琳·卢卡斯（Caroline Lucas），就公开表示反对在没有监管的情况下发展纳米科学可能导致的风险。仅仅一个月之后，英国的绿色和平组织（Green Peace Environmental Trust）也发表了一篇题为“未来的技术，今天的选择”的报告，归纳了近期一些科学家、环保主义者、伦理学家和社会学家对纳米技术可能危害的分析，指出纳米粒子及纳米产品可能包含科学家尚未充分了解的全新污染物，由于不可生物降解或错误使用而可能造成灾难。报告呼吁，政府和纳米产业界对纳米技术带来的环境、医学和伦理挑战给予足够的重视。报告警告说，即便现在全面禁止纳米技术的研究并不现实，但是，如果纳米产业界不严肃对待公众所关注的负面问题，最终将导致纳米技术全面被禁的命运。[19]

有关的讨论也迅速扩散到了美国国会的听证会上，波及美国联邦政府的权威层。2004年，一份题为“纳米科学和纳米技术：加利福尼亚的机遇与挑战”的报告根据纳米机器人的图景讨论了纳米技术。[20]这一年，在欧美国家，各种应对纳米科学总体效应、毒性效应和汇聚后果的报告纷纷发布。[21]

就这样，纳米技术的风险（尤其是纳米颗粒的环境、健康风险）问题正式登上了欧美纳米技术发展的议事日程。

上文简单回顾了欧美公众对纳米技术潜在影响的争论历程，从中我们不难看到，在新千年到来之际，关于纳米技术的公众争论展现出了不同以往的新特征。过去，似乎都是社会公众被迫去追赶那匹已经奔腾出去的技术“骏马”，等到技术的负面效应暴露出来之后，才去讨论可能的影响。而对于纳米技术来说，这幅景象发生了变化。此时，绝大多数人都还无法清晰定义何谓纳米技术，纳米技术到底会如何影响社会——可以说，纳米技术当前尚处在襁褓之中，但是，在纳米技术的先驱人物、环保NGO的激发下，相关的社会争论相当早就展开了。而且，关于纳米技术的社会影响的早期争论，似乎主要聚焦在那些纳米机器人将世界化为齑粉的可怕景象上。纳米技术的推动者们起初勾画的那幅“纳米天堂”骤然间成了人类终结的“世界末日”。