第一章 一等不可思议 6.意志力
6.意志力
一项新的科学事实并不是通过说服反对者、使他们赞同而取得胜利，而是由于其反对者最终死去、对其熟悉的新一代成长起来。
——马克斯·普朗克
道出他人不会说出的事实是傻子的特权。
——莎士比亚
有一天，天神们在天堂里会面，抱怨人性的可悲现状。他们对我们的虚荣、愚昧和无谓的蠢笨感到厌恶。但有一位神怜悯我们，并决定进行一次实验：授予一个非常普通的人无限的力量。一个人对于成为神会作何反应？他们问道。
那个乏味、平凡的人是乔治·福瑟林盖伊（George Fotheringay），一家缝纫小商品店的店主。他发现自己突然拥有了神力，可以使蜡烛飘浮，改变水的颜色，制造出绝妙的晚餐，甚至还能变出钻石。一开始他将他的力量用于逗乐和做善事。但最终他的虚荣心与对权利的欲望掌控了他，使他变成了渴望权威的暴君，拥有超越信仰的宫殿和财富。沉醉于这样的力量，他犯了一个致命的错误。他傲慢地命令地球停止旋转。突然间，无法想象的混乱爆发了，酷烈的强风以每小时1 000千米的速度将所有的事物甩到空中，那是地球的转速。所有的人都被扫入了太空中。在绝望中，他许了他最后、也是终极的愿望：把一切事物都恢复到原来的状态。
这是电影《制造奇迹的人》（The Man Who Would Work Miracles）（1936）的故事梗概，它根据威尔斯1911年的短篇小说改编（它后来被重新改编成电影《冒牌天神》［Bruce Almighty］，金·凯瑞［Jim Carrey］主演）。在所有被认为是ESP产生的力量中，意志力（psychokinesis）——或者精神战胜物质、用精神移动物体的能力——绝对是一个神最为强大和必不可少的力量。威尔斯在他的短篇小说中提出的观点是，神一般的力量同样需要神一般的判断力和智慧。
意志力在文学作品中被着重提及，特别是在莎士比亚的戏剧《暴风雨》（The Tempest）中。术士普洛斯彼洛（Prospero）、他的女儿米兰达（Miranda）和精灵艾莉尔（Ariel）由于普洛斯彼洛邪恶弟弟的背叛，长年被困在一个荒无人烟的小岛上。当普洛斯彼洛听说他邪恶的弟弟乘小船在附近航行的时候，为了报复，他召唤自己的意志力并制造出一次巨大的风暴，使他弟弟的船撞上了那座小岛。普洛斯彼洛随后用意志力控制不走运的幸存者们的命运，包括费迪南德（Ferdinand）——一个无辜、英俊的年轻人，普洛斯彼洛安排他与米兰达产生了爱情。
（俄罗斯作家弗拉基米尔·纳博科夫［Vladimir Nabokov］注意到《暴风雨》表现出了与科幻故事惊人的相似。事实上，在写成约350年之后，《暴风雨》于1956年被改编成了一部叫《惑星历险》［Forbidden Planet］的经典科幻电影。在电影中，普洛斯彼洛变成了阴郁的科学家莫比斯［Morbius］，小精灵变成了机器人罗比［Robby］，米兰达变成了莫比斯美丽的女儿阿尔泰拉［Altaira］，小岛变成了行星阿尔泰拉-4（Aliair-4）。《星舰迷航》的创作者吉恩·罗顿巴里［Gene Roddenberry］承认《惑星历险》是这部电视剧的灵感来源之一。）
更近期的意志力是史蒂芬·金（Stephen King）的小说《魔女嘉丽》（Carrie；1974）背后的中心情节构想。电影将一个无名的、饱尝贫困的作家推上了世界第一惊悚小说家的位置。嘉丽是一个极为害羞、可怜的高中女生，是一个遭社会遗弃的人，被她精神错乱的母亲纠缠不休。她唯一的慰藉是她的意志力，显然那是她的家族遗传。在最后一个片段中，折磨她的人误导她认为自己将成为舞会皇后，随后将猪血洒满了她的新裙子。在最后的报复行为中，嘉丽用意念锁住了所有的门，电死了折磨她的人，烧毁了学校的房屋，并且放出爆炸风暴毁灭了城区大半，在此过程中也消灭了她自己。
被精神不稳定的个体持有意志力的主题也是《星舰迷航》令人难忘的题为《查理·X》（Charlie X）那一集的基础。那一集是关于来自太空中一个遥远殖民地的年轻人，精神不稳定，有犯罪倾向。他不用自己的意志力做好事，而是用它来控制其他人，扭曲他们的意志成就他自己的自私欲望。如果他能夺取“企业号”并到达地球，他会实施行星大破坏，毁掉地球。
意志力也是原力的力量，就是《星球大战》传奇中名叫绝地武士（Jedi Knights）的神秘武士团体所具有的力量。
意志力和现实世界
或许现实世界中最著名的对抗超能力的事件发生在1973年约翰尼·卡森（Johnny Carson）的表演中。参与这次史诗般的对抗的还有乌力·杰勒（Uri Geller）——一名以色列超能力者，声称能够用意念的力量折弯汤勺，以及“令人惊奇的兰迪”（The Amazing Randi）——一位职业魔术师，他开辟了揭穿自称拥有超自然能力的骗子作为第二职业（奇怪的是，他们三个人都拥有一种同样的经历：都以魔术师开始他们的职业生涯，掌握能使不轻信的观众大为赞叹的奇妙魔术手法）。
在杰勒出现之前，卡森向兰迪咨询，兰迪建议他提供杰勒自己准备的汤勺，并且在表演之前检查它们。在节目播出中，让杰勒吃惊的是，卡森要求他弄弯卡森的汤勺，而不是他自己的。令人窘迫的是，杰勒的所有尝试都没能折弯汤勺（稍后，兰迪出现在约翰尼·卡森的节目上，并且成功表演了折弯汤勺的把戏，但是他谨慎地说自己的技能完全是魔术，不是超能力的结果）。
令人惊奇的兰迪悬赏100万美元给任何能够成功表演超能力的人。到目前为止，还没有一个超能力者能够应对他这100万美元的挑战。
意志力和科学
科学分析意志力遇到的问题是科学家很容易被那些自称拥有超能力的人欺骗。科学家们受过训练，相信他们在实验室里所见的东西。然而，声称拥有超能力的魔术师却受过训练，能够靠迷惑人们的视觉来欺骗他们。结果是，科学家们对于超能力现象的观察能力很有限。比如，1982年，心灵学家应邀去分析两个被认为拥有超凡天赋的男孩：迈克尔·爱德伍兹（Michael Edwards）和史蒂夫·肖（Steve Shaw）。这两个男孩宣称能够折弯金属、通过思想在胶片上制造出图像、使用意志力移动物体和读心。心灵能力学家迈克尔·谭波尔（Michael Thalbourne）被深深打动，以至于他发明了“超能力者”（Psychokinete）一词来描述这两个男孩。在密苏里州圣路易斯的麦克当纳心灵研究实验室（McDonnell Laboratory for Psychical Research），心灵学家对男孩们的能力啧啧称奇。心灵学家相信他们掌握了有关男孩们超能力的确切证据，并且开始准备一篇有关他们的科学论文。第二年，男孩们宣布自己是骗子，他们的“能力”来自常规的魔术把戏，不是超自然力（两个年轻人之一——史蒂夫·肖，继续这一职业，并成为著名的魔术师，常常出现在全国电视节目中，有一次被“活埋”了好几天）。
有大量的意志力实验于杜克大学莱因研究所在受控条件下进行，但结果参差不齐。这一学科的开拓者之一格楚德·施迈德德勒（Gertrude Schmeidler）教授，曾是我在纽约城市大学的同事。一位《心灵学杂志》（Parapsychology Magazine）的前任编辑、心灵学协会（Parapsychology Association）前会长，她对于ESP痴迷万分，并且在她自己学院的学生身上进行了很多研究。她为给自己的实验征集更多课题，曾经走遍有著名超能力者在宾客面前表演超能力把戏的鸡尾酒会。但在分析了数百名学生和大量精神力者、超能力者之后，她曾经向我吐露她无法找到哪怕一个能按照要求、在受控条件下完成这些意志力项目的人。
她曾经在一个房间里布满能够测量精确到零点几度的温度变化的微型热敏电阻。一位精神力者在进行剧烈的精神力尝试后能将一个热敏电阻的温度提高1/10度。施迈德德勒为她能在严苛的条件下完成这一实验感到骄傲。但这与能够使用一个人的意念之力随心所欲地移动大型物体还差得很远。
意志力最为严谨、但也最受争议的研究之一是在普林斯顿大学的普林斯顿工程异常研究（Princeton Engineering Anomalies Research，PEAR）项目中完成的，这一项目由罗伯特·G?强（Robert G?Jahn）在1979年担任工程与应用科学学院院长期间创立。PEAR工程师正在探索人类大脑是否可以仅仅通过思想而影响随机事件的结果。比如，我们知道当我们掷出一枚硬币，得到正面或反面的可能性各占50%。但是PEAR的科学家们宣布，单靠人类思想就可以影响这些随机事件的结果。直到这一项目在2007年最终被关闭，在长达28年的时间里，PEAR的工程师们主持了数千次实验，包括170万次测试和3?4亿次掷硬币。结果看起来是证实了意志力的存在——但是影响相当微弱，平均不超过每万分之几。哪怕是这微不足道的结果也还是遭到其他科学家们的质疑，声称研究者们在他们的数据中做过巧妙和隐蔽的改动。
（1988年，美国陆军要求国家研究委员会［National Research Council］调查对超自然活动的报告。陆军急切地想要探索任何可以提供给美军部队优势的可能性，包括精神能力。国家研究委员会的报告特意制造了一个假想的“第一地球营”［First Earth battalion］，由“武僧”组成，这些武僧掌握几乎任何委员会能想到的技术，包括使用ESP、随心所欲地灵魂出窍、抬升物体、精神力治愈和穿墙而过。在调查PEAR发布的结果时，国家研究委员会发现有整整一半的成功案例都来自于同一个人。有些批评者认为这个人是操作实验或者为PEAR编写电脑程序的人。“就我而言，如果管理试验室的人是唯一能得出结果的人就很成问题。”俄勒冈大学［University of Oregon］的瑞·海曼博士［Ray Hyman］说。报告总结说：“在130年的时间里，对心灵能力现象的研究没有得出科学的判断。”
研究意志力的问题在于，哪怕是其鼓吹者也承认，它很难符合已知的物理定律。万有引力，宇宙中最微弱的力，只能吸引，而不能用于抬升或排斥物体。电磁力遵循麦克斯韦方程，它不允许将电中性的物体从房间一头推到另一头。核力只在近距离内起作用，比如两个核粒子之间的距离内。
意志力的另一个问题在于能量补充。人体只能产生1/5马力，然而当《星球大战》中的犹达大师（Yoda）使用他的精神力量抬起一整艘飞船，或者独眼巨人库克罗普斯（Cyclops）从眼中放出的力量堪比激光的霹雳，这些伟大事迹都违反了能量守恒定律——一个犹达大师般矮小的生物无法聚集抬起一艘飞船所需的巨大能量。无论我们如何集中精神，都不可能聚集足够能量完成意志力成就的伟大功绩和奇迹。鉴于所有这些问题，意志力如何才可能符合物理定律呢？
意志力和大脑
如果意志力不易符合已知的宇宙力，那么未来它将如何被利用？对此的线索之一出现在《星舰迷航》题为《谁为阿多尼哀悼》（Who Mourns for Adonais？）的一集中。“企业号”的船员遇见了一个与希腊众神非常相似的生物种族，他们拥有仅仅通过思考就能实现梦幻般成就的能力。最初看来，船员们似乎真的碰上了来自奥林匹亚的众神。然而，最终船员们意识到这些根本不是什么神，而是可以用精神控制一个中央能量站的普通生物，这一中央能量站随即执行他们的愿望并实现这些奇迹式的伟绩。“企业号”的船员毁掉了中央能量站，成功摆脱了他们的“精神能力”的控制。
同样，在未来，一个人受训练后用意念控制电子感应装置是很符合物理法则的，这将为其带来神一般的能力。由无线电或计算机强化的意志力是的确可以实现的。例如，EEG可以作为一个原始的意志力装置使用。当人们看着屏幕上自己的EEG大脑波形，他们将最终通过一种叫“生物反馈”（biofeedback）的程序学会如何大致地、但是有意识地控制他们所见到的大脑波形。
由于不存在详细的大脑蓝图告诉我们哪个神经元控制哪块肌肉，患者需要积极参与学习如何通过电脑控制这些波形。
最后，个人可以根据要求在显示屏上制造出特定种类的波形。这一屏幕上的图像能送入编排了可以辨认这些具体波形的程序的计算机，计算机随后执行一道精确的命令，比如打开一个电源开关或者开动一辆汽车。换言之，一个人可以简单地通过思考在EEG显示屏上制造一个具体的大脑波形，从而激活一台计算机或一辆汽车。
如此一来，比如说，一个全身瘫痪的人仅仅使用思考的力量就能控制自己的轮椅。或者，如果一个人能够制造出26个在显示屏上可辨认的波形，他或许单单通过思考就能够打字。当然，这仍旧只是一种粗略地传播一个人思想的方式。训练人们通过生物反馈操纵他们自己的大脑图形需要非常多的时间。
通过德国图宾根大学（University of Tubingen）的尼尔斯·拜尔哈默（Niels Birbaumer）的工作，“用思维打字”已经更为接近现实。他使用生物反馈帮助了由于神经损伤而局部瘫痪的人们。通过训练他们改变自己的大脑波形，他已经成功教会他们在电脑显示器上打出简单的句子。
大脑中植入电极的猴子被教授通过生物反馈控制它们的部分思维，这些猴子随即得以仅仅用思维通过互联网控制一条机械臂。
一组更为精确的实验在亚特兰大的埃默里大学（Emory University）进行，一颗玻璃珠被直接嵌入一位中风瘫痪病人的大脑中。玻璃珠与一条另一端和电脑连接的电缆相连。通过思考特定的想法，中风病人得以将信号传送过电缆，并且移动电脑显示器上的光标。通过练习，中风病人能够使用生物反馈有意识地控制光标的活动。理论上，显示器上的光标可用来写下想法、启动机器、驾驶模拟汽车、玩电子游戏等。
布朗大学神经学家约翰·多诺休（John Donoghue）已经作出了可能是人机界面上最重要的突破。他设计出了一套叫“大脑之门”（BrainGate）的装置，能够让一位瘫痪者仅仅使用自己思考的力量就完成一系列了不起的物理活动。多诺休已经在四名患者身上测试了这一装置。其中的两名患有脊髓损伤，第三名曾经中风，第四名由于ALS（肌萎缩侧索硬化症［amyotrophic lateral sclerosis］，或称葛雷克氏症［Lou Gehrig’s disease］，即困扰宇宙学家史蒂芬·霍金的病症）而瘫痪。
多诺休的试验者之一是25岁的马修·纳戈尔（Mathew Nagle），一位颈部以下永久性瘫痪的患者，他只用一天就学会了全套新型计算机化技能。他现在可以改变电视机的频道、调整音量、开关一只假手、画一个粗略的圆圈、移动计算机光标、玩电子游戏，甚至能阅读电子邮件。当他于2006年夏天出现在《自然》杂志的封面上时，在科学界制造了相当大的媒体轰动效应。
多诺休的“大脑之门”的核心是一块微型芯片，仅仅4厘米宽，包含100个微型电极。芯片被直接置入大脑的顶层部分运动性活动进行协作的部位。芯片的一半穿入2厘米厚的大脑皮层。金质电线将信号从芯片内送入一个半个雪茄盒大小的扩大器，随后信号被送入一台洗碗机大小的计算机。信号经过特别的计算机软件进行处理，这一软件可以识别一些大脑制造的波形，并且将它们转化为机械的运动。
在先前由患者阅读自己大脑波形的实验中，使用生物反馈的流程缓慢而冗长。但在使用了一台协助患者识别特定思维波形的计算机后，训练程序被大幅缩短。在纳戈尔接受的首次训练中，他被要求想象移动自己的手臂和手向左向右，活动手腕，随后张开和握紧他的拳头。当真的看到纳戈尔想象移动手臂和手指时不同的神经元在燃烧的时候，多诺休非常兴奋。“对我来说，这真是不可思议，因为你可以看到脑细胞在变换它们的活动。随后我明白，一切都将能够前进，这一技术确实行得通。”他回忆道。
（多诺休对于这一引人注目的人机界面形态的强烈热情有一个私人原因：在孩提时代，他由于一种痛苦的退行性疾病被困在轮椅上，因此他直接感受到了失去行动能力带来的无助。）
多诺休有一项雄心勃勃的计划，要使“大脑之门”变成医药界的必备工具。他的设备目前的尺寸是一台洗碗机大小，随着计算机技术的进步，也许最终可以成为便携式，甚至能穿戴在一个人的衣服上。而且如果芯片能制作成无线形式，笨重的电线或许就可以抛弃，这样移植物便可以与外部世界畅通无阻地交流。
能够以这样的形式激活大脑的某些部分只是时间问题。科学家们已经详细描绘出了大脑顶部的表层（如果在我们的头顶上生动地画出我们手、腿、头背的图画，代表这些神经元总体连接的部分，我们会发现一种名叫“雏形人”（homunculus）或者叫“小人”的东西。我们身体部位的图形画在我们的大脑上，看上去像是一个扭曲了的人，有着拉长的手指、面孔和舌头，还有萎缩的躯干与后背）。
在大脑表面的不同部分放置芯片，使不同的器官和附件能被纯思维的力量而驱动，这应该是可能的。以这种方式，任何人体能够做出的身体活动都可以通过这一办法加以模仿。在未来，我们可以想象一位瘫痪患者居住在一个特别意志化设计的家中，能够完全依靠思维的力量操控空调、电视机和所有电器。
迟早，我们可以想象一个人的身体被置于一层特殊的“外骨骼”（exoskeleton）中，容许一位瘫痪患者拥有完全的行动自由。理论上，这样的外骨骼甚至能提供一些超出普通人的能力，使其单靠思维就能够控制他那超出正常人的肢体所具备的强大机械力量。
所以，通过一个人的思维控制一台计算机已经不再是不可能的。但这是否意味着有一天我们能单纯依靠思维来移动物体、抬升它们并且在半空中操纵它们？
可能性之一是将我们的墙壁涂上一层室温超导体——假设这种东西有一天能够创造出来的话。随后，如果我们可以在我们的居家物品中放入微型电磁铁，我们就可以通过迈斯纳效应使它们从地板上升起来，就像我们在第一章中所见到的那样。如果这些电磁铁是由一台计算机控制的，并且这台计算机被与我们的大脑连通，那么我们就可以任意让物体漂浮。思考着特定的想法，我们可以让计算机运行起来，它随后会打开各种物品中的电磁铁，让物品抬升。对一个身处事外的观察者而言，这看起来就像是魔法——随心所欲地移动和抬升物体。
纳米机器人
不仅仅能移动物体，还能将它们变形，把一个物体变成另一个，这种听起来如魔法般的力量如何？魔术师们使用巧妙的手法做到了这点。但这样的力量符合物理定律吗？
纳米科技的目标之一，如我们早先提到过的那样，是能够使用原子制造可以起到杠杆、齿轮、球轴承和滑轮作用的微型机器。有了这些纳米机器（Nanobots），许多物理学家的梦想是可以重新将一个物体内的分子进行排序，一个原子接着一个原子，直到这个物体变成另一个玩意儿。这就是科幻小说中出现的“复制器”（replicator）的理论基础，它能让人只要提出要求就可以变出自己想要的东西。基本上来说，复制器能够消灭贫穷，并且改变社会本身的性质。如果一个人可以简单地提出要求就制作出任何物体，那么人类社会中的全部物质短缺、价值和等级制度的概念就整个地天翻地覆了。
（我最喜爱的《星舰迷航》篇章之一《下一代》［The Next Generation］涉及了复制器。一个来自20世纪的古老太空舱被发现正在太空中漂浮，里面有患了致命疾病的人被冷冻起来的躯体。这些躯体很快被解冻，并且由当今的医术所治愈。其中一位商人意识到他的投资在经历这么多个世纪后一定变成了巨额财产。他立刻向“企业号”船员询问他的投资和钱财。船员们被弄糊涂了。钱？投资？在未来，钱不存在，他们这样指出。如果你需要什么，你只需要提出。）
和复制器一样令人震惊的是，大自然已经制造了这样一件东西。“原理的证据”已经存在。大自然可以使用原材料，比如肉和蔬菜，在9个月中制造一个人类。生命的奇迹不是别的，正是一座大型纳米工厂在原子水平上所能做到的将其他形式的物质（例如食物）转变为有生命的组织（婴儿）。
为了创造这样一座纳米工厂，我们需要三大要素：建筑材料、能够切割和结合这些材料的工具，以及指导使用这些工具和材料的蓝图。本质上，这些建筑材料是数千个氨基酸和蛋白质，肉和血就由它们组成。将这些蛋白质塑造成新的生命形式所必需的切割和连接工具——比如锤子和锯子。它们的目的是在精确的点上切割和组合蛋白质，以创造出新型的蛋白质。蓝图是由DNA分子提供的，它将生命的奥秘以精确的核酸进行编码。这三大要素依次组合成一个细胞，它具备制造自身副本的超凡能力，也就是说自我复制。这一奇迹之所以能够完成，是因为DNA分子的形状像是一个双重螺旋。在进行复制的时候，DNA分子展开成为两个独立的螺旋体，每单独的一股随即牢牢附着上有机分子以重新制造失去的那股螺旋体，由此制造出自身的复制品。
到目前为止，科学家模仿这些发现于自然界中的特征的努力还只获得了不多不少的成功。但科学家们相信，通往成功的关键是制造出大量能自我复制的“纳米机器人”，这些是用于重新安排一个物体内部原子的可编程原子机器。
一般来说，如果谁拥有上万亿个纳米机器人，它们就可以聚集在一个物体之上并且切割和粘贴其原子，直到把这个物体变形为另一个。由于它们可以自我复制，要开始整个过程只需一小部分纳米机器人。它们还必须能被编入程序，这样它们就会服从已有的计划。
在建造一大批纳米机器人之前，必须克服难以逾越的障碍。首先，能自我复制的机器人极难制造，哪怕是在宏观层面上（甚至，制造简单的原子工具，比如原子球轴承和齿轮，也是超越当今科技的）。如果提供给某人一台计算机和一整桌子备用电子部件，要建造一台有能力自我复制的机器也是相当困难的。所以，如果自我复制机在桌面上都难以制造，那么在原子级别上就更难制造了。
其次，如何能从外界向这么一个纳米机器人军团发布命令尚不明确。有人提议发射无线电信号激活每个纳米机器人。也许可以对纳米机器人发射包含指令的激光束。但这意味着每个纳米机器人都要有一组单独的指令，那么指令总数可达数万亿组。
第三，纳米机器人要如何按照适当的程序将原子切割、重新排列和粘贴尚无定论。要记得，大自然花了35亿年才得以解决这一问题，人类要在数十年中解决它将会相当困难。
麻省理工学院的尼尔·葛申菲尔德（Neil Gershenfeld）是一位严肃对待复制器或“个人制作器”（personal fabricator）概念的物理学家。他甚至在麻省理工学院教授一门名叫“如何制造（几乎）任何事物”（How to Make ［Almost］ Anything）的课程，这是该大学最受欢迎的课程之一。葛申菲尔德监督着麻省理工学院比特和原子研究中心（MIT Center for Bits and Atoms），并且对于个人制造器背后的物理原理作了认真的思考，他认为这将是“下一个大事件”。他甚至已经写了一本书——《FAB：即将到来的桌面革命——从个人计算机到个人制造器》（FAB： The Coming Revolution on Your Desktop—From Personal Computers to Personal Fabrication），详述了他关于个人制造器的思考。他相信，其目标是“制造一台能够制造任何机器的机器”。为了传播自己的观点，他已经在全世界建立了一个实验室网络，主要是在个人制造器会产生最大影响的发展中国家。
首先，他想象一台万能制造器，小到可以放在你的案头，使用激光和微型化的最新研发成果，拥有切割、焊接和塑形任何能在一台个人计算机上视觉化的物体的能力。举例来说，发展中国家的穷人可能会要求他们耕种所需要的某些工具和机器。这一信息可以输入一台个人计算机，它从国际互联网上获取海量的蓝图和技术信息；计算机软件随后将现有蓝图同个人需求进行配对，处理信息，然后用电子邮件将信息发还给他们；随即，他们的个人制造器使用它的激光和微型化切割工具在桌面上制造出他们想要的物品。
这一万能的个人工厂只是第一步。最终，葛申菲尔德希望将他的想法深入到分子水平，这样我们就能够精确地制造任何人类思维所能想象到的物体。然而，由于单个原子难以操纵，这一方向的进展十分缓慢。
南加州大学的艾里斯泰兹·瑞奎恰（Aristides Requicha）是这一方向研究的先驱人物。他的专长是“分子机器人学”，他的目标恰恰就是创造出能随心所欲地操纵原子的大群纳米机器人。他写道，总共有两种方法。第一种是“自上而下法”，工程师使用半导体工业的蚀刻技术制造出可以用作纳米机器人大脑的微型电路。有了这一技术，我们可以创造出微型机器人，其零部件尺寸仅30纳米，使用“纳米光刻技术”（nanolithography）——这是一个快速发展的领域。
但还有一种“自下而上法”，工程师尝试逐个原子地创造微型机器人。这一方法的主要工具是扫描探针显微镜（scanning probe microscope，SPM），它使用与扫描隧道显微镜（scanning tunneling microscope， STM）相同的技术以鉴别和来回移动单个原子。比如，科学家们已经能相当熟练地在铂或镍表面移动的氙原子。但是，瑞奎恰承认，“全世界最好的小组要花上10小时左右来装配有差不多50个原子的结构”。手工把单个原子移来移去是缓慢、冗长的工作。他坚持认为，他们所需要的是能执行高水平功能的新型机器，它可以按照要求的方式依次自动移动上百个原子。不幸的是，这样一台机器并不存在。毫不奇怪，自下而上法仍处于它的婴儿期。
所以，尽管以当今的标准来看，通过意志力控制物体是不可思议的，但在未来随着我们通过EEG、MRI和其他方式更加了解如何获得我们大脑的思想，这或许会成为可能。在本世纪内，使用一台以思维驱动的装置操控室温超导体和完成与魔法并无二致的奇迹也许会成为可能。到下个世纪，重新安排一个宏观物体的分子或许会变得可行。这些使意志力成为“一等不可思议”。
有些科学家宣布，这一技术的关键是创造出具有人工智能（artificial intelligence）的纳米机器人。但是，在我们可以制造出分子大小的机器人之前，有一个更基本的疑问：机器人到底能存在吗？
一项新的科学事实并不是通过说服反对者、使他们赞同而取得胜利，而是由于其反对者最终死去、对其熟悉的新一代成长起来。
——马克斯·普朗克
道出他人不会说出的事实是傻子的特权。
——莎士比亚
有一天，天神们在天堂里会面，抱怨人性的可悲现状。他们对我们的虚荣、愚昧和无谓的蠢笨感到厌恶。但有一位神怜悯我们，并决定进行一次实验：授予一个非常普通的人无限的力量。一个人对于成为神会作何反应？他们问道。
那个乏味、平凡的人是乔治·福瑟林盖伊（George Fotheringay），一家缝纫小商品店的店主。他发现自己突然拥有了神力，可以使蜡烛飘浮，改变水的颜色，制造出绝妙的晚餐，甚至还能变出钻石。一开始他将他的力量用于逗乐和做善事。但最终他的虚荣心与对权利的欲望掌控了他，使他变成了渴望权威的暴君，拥有超越信仰的宫殿和财富。沉醉于这样的力量，他犯了一个致命的错误。他傲慢地命令地球停止旋转。突然间，无法想象的混乱爆发了，酷烈的强风以每小时1 000千米的速度将所有的事物甩到空中，那是地球的转速。所有的人都被扫入了太空中。在绝望中，他许了他最后、也是终极的愿望：把一切事物都恢复到原来的状态。
这是电影《制造奇迹的人》（The Man Who Would Work Miracles）（1936）的故事梗概，它根据威尔斯1911年的短篇小说改编（它后来被重新改编成电影《冒牌天神》［Bruce Almighty］，金·凯瑞［Jim Carrey］主演）。在所有被认为是ESP产生的力量中，意志力（psychokinesis）——或者精神战胜物质、用精神移动物体的能力——绝对是一个神最为强大和必不可少的力量。威尔斯在他的短篇小说中提出的观点是，神一般的力量同样需要神一般的判断力和智慧。
意志力在文学作品中被着重提及，特别是在莎士比亚的戏剧《暴风雨》（The Tempest）中。术士普洛斯彼洛（Prospero）、他的女儿米兰达（Miranda）和精灵艾莉尔（Ariel）由于普洛斯彼洛邪恶弟弟的背叛，长年被困在一个荒无人烟的小岛上。当普洛斯彼洛听说他邪恶的弟弟乘小船在附近航行的时候，为了报复，他召唤自己的意志力并制造出一次巨大的风暴，使他弟弟的船撞上了那座小岛。普洛斯彼洛随后用意志力控制不走运的幸存者们的命运，包括费迪南德（Ferdinand）——一个无辜、英俊的年轻人，普洛斯彼洛安排他与米兰达产生了爱情。
（俄罗斯作家弗拉基米尔·纳博科夫［Vladimir Nabokov］注意到《暴风雨》表现出了与科幻故事惊人的相似。事实上，在写成约350年之后，《暴风雨》于1956年被改编成了一部叫《惑星历险》［Forbidden Planet］的经典科幻电影。在电影中，普洛斯彼洛变成了阴郁的科学家莫比斯［Morbius］，小精灵变成了机器人罗比［Robby］，米兰达变成了莫比斯美丽的女儿阿尔泰拉［Altaira］，小岛变成了行星阿尔泰拉-4（Aliair-4）。《星舰迷航》的创作者吉恩·罗顿巴里［Gene Roddenberry］承认《惑星历险》是这部电视剧的灵感来源之一。）
更近期的意志力是史蒂芬·金（Stephen King）的小说《魔女嘉丽》（Carrie；1974）背后的中心情节构想。电影将一个无名的、饱尝贫困的作家推上了世界第一惊悚小说家的位置。嘉丽是一个极为害羞、可怜的高中女生，是一个遭社会遗弃的人，被她精神错乱的母亲纠缠不休。她唯一的慰藉是她的意志力，显然那是她的家族遗传。在最后一个片段中，折磨她的人误导她认为自己将成为舞会皇后，随后将猪血洒满了她的新裙子。在最后的报复行为中，嘉丽用意念锁住了所有的门，电死了折磨她的人，烧毁了学校的房屋，并且放出爆炸风暴毁灭了城区大半，在此过程中也消灭了她自己。
被精神不稳定的个体持有意志力的主题也是《星舰迷航》令人难忘的题为《查理·X》（Charlie X）那一集的基础。那一集是关于来自太空中一个遥远殖民地的年轻人，精神不稳定，有犯罪倾向。他不用自己的意志力做好事，而是用它来控制其他人，扭曲他们的意志成就他自己的自私欲望。如果他能夺取“企业号”并到达地球，他会实施行星大破坏，毁掉地球。
意志力也是原力的力量，就是《星球大战》传奇中名叫绝地武士（Jedi Knights）的神秘武士团体所具有的力量。
意志力和现实世界
或许现实世界中最著名的对抗超能力的事件发生在1973年约翰尼·卡森（Johnny Carson）的表演中。参与这次史诗般的对抗的还有乌力·杰勒（Uri Geller）——一名以色列超能力者，声称能够用意念的力量折弯汤勺，以及“令人惊奇的兰迪”（The Amazing Randi）——一位职业魔术师，他开辟了揭穿自称拥有超自然能力的骗子作为第二职业（奇怪的是，他们三个人都拥有一种同样的经历：都以魔术师开始他们的职业生涯，掌握能使不轻信的观众大为赞叹的奇妙魔术手法）。
在杰勒出现之前，卡森向兰迪咨询，兰迪建议他提供杰勒自己准备的汤勺，并且在表演之前检查它们。在节目播出中，让杰勒吃惊的是，卡森要求他弄弯卡森的汤勺，而不是他自己的。令人窘迫的是，杰勒的所有尝试都没能折弯汤勺（稍后，兰迪出现在约翰尼·卡森的节目上，并且成功表演了折弯汤勺的把戏，但是他谨慎地说自己的技能完全是魔术，不是超能力的结果）。
令人惊奇的兰迪悬赏100万美元给任何能够成功表演超能力的人。到目前为止，还没有一个超能力者能够应对他这100万美元的挑战。
意志力和科学
科学分析意志力遇到的问题是科学家很容易被那些自称拥有超能力的人欺骗。科学家们受过训练，相信他们在实验室里所见的东西。然而，声称拥有超能力的魔术师却受过训练，能够靠迷惑人们的视觉来欺骗他们。结果是，科学家们对于超能力现象的观察能力很有限。比如，1982年，心灵学家应邀去分析两个被认为拥有超凡天赋的男孩：迈克尔·爱德伍兹（Michael Edwards）和史蒂夫·肖（Steve Shaw）。这两个男孩宣称能够折弯金属、通过思想在胶片上制造出图像、使用意志力移动物体和读心。心灵能力学家迈克尔·谭波尔（Michael Thalbourne）被深深打动，以至于他发明了“超能力者”（Psychokinete）一词来描述这两个男孩。在密苏里州圣路易斯的麦克当纳心灵研究实验室（McDonnell Laboratory for Psychical Research），心灵学家对男孩们的能力啧啧称奇。心灵学家相信他们掌握了有关男孩们超能力的确切证据，并且开始准备一篇有关他们的科学论文。第二年，男孩们宣布自己是骗子，他们的“能力”来自常规的魔术把戏，不是超自然力（两个年轻人之一——史蒂夫·肖，继续这一职业，并成为著名的魔术师，常常出现在全国电视节目中，有一次被“活埋”了好几天）。
有大量的意志力实验于杜克大学莱因研究所在受控条件下进行，但结果参差不齐。这一学科的开拓者之一格楚德·施迈德德勒（Gertrude Schmeidler）教授，曾是我在纽约城市大学的同事。一位《心灵学杂志》（Parapsychology Magazine）的前任编辑、心灵学协会（Parapsychology Association）前会长，她对于ESP痴迷万分，并且在她自己学院的学生身上进行了很多研究。她为给自己的实验征集更多课题，曾经走遍有著名超能力者在宾客面前表演超能力把戏的鸡尾酒会。但在分析了数百名学生和大量精神力者、超能力者之后，她曾经向我吐露她无法找到哪怕一个能按照要求、在受控条件下完成这些意志力项目的人。
她曾经在一个房间里布满能够测量精确到零点几度的温度变化的微型热敏电阻。一位精神力者在进行剧烈的精神力尝试后能将一个热敏电阻的温度提高1/10度。施迈德德勒为她能在严苛的条件下完成这一实验感到骄傲。但这与能够使用一个人的意念之力随心所欲地移动大型物体还差得很远。
意志力最为严谨、但也最受争议的研究之一是在普林斯顿大学的普林斯顿工程异常研究（Princeton Engineering Anomalies Research，PEAR）项目中完成的，这一项目由罗伯特·G?强（Robert G?Jahn）在1979年担任工程与应用科学学院院长期间创立。PEAR工程师正在探索人类大脑是否可以仅仅通过思想而影响随机事件的结果。比如，我们知道当我们掷出一枚硬币，得到正面或反面的可能性各占50%。但是PEAR的科学家们宣布，单靠人类思想就可以影响这些随机事件的结果。直到这一项目在2007年最终被关闭，在长达28年的时间里，PEAR的工程师们主持了数千次实验，包括170万次测试和3?4亿次掷硬币。结果看起来是证实了意志力的存在——但是影响相当微弱，平均不超过每万分之几。哪怕是这微不足道的结果也还是遭到其他科学家们的质疑，声称研究者们在他们的数据中做过巧妙和隐蔽的改动。
（1988年，美国陆军要求国家研究委员会［National Research Council］调查对超自然活动的报告。陆军急切地想要探索任何可以提供给美军部队优势的可能性，包括精神能力。国家研究委员会的报告特意制造了一个假想的“第一地球营”［First Earth battalion］，由“武僧”组成，这些武僧掌握几乎任何委员会能想到的技术，包括使用ESP、随心所欲地灵魂出窍、抬升物体、精神力治愈和穿墙而过。在调查PEAR发布的结果时，国家研究委员会发现有整整一半的成功案例都来自于同一个人。有些批评者认为这个人是操作实验或者为PEAR编写电脑程序的人。“就我而言，如果管理试验室的人是唯一能得出结果的人就很成问题。”俄勒冈大学［University of Oregon］的瑞·海曼博士［Ray Hyman］说。报告总结说：“在130年的时间里，对心灵能力现象的研究没有得出科学的判断。”
研究意志力的问题在于，哪怕是其鼓吹者也承认，它很难符合已知的物理定律。万有引力，宇宙中最微弱的力，只能吸引，而不能用于抬升或排斥物体。电磁力遵循麦克斯韦方程，它不允许将电中性的物体从房间一头推到另一头。核力只在近距离内起作用，比如两个核粒子之间的距离内。
意志力的另一个问题在于能量补充。人体只能产生1/5马力，然而当《星球大战》中的犹达大师（Yoda）使用他的精神力量抬起一整艘飞船，或者独眼巨人库克罗普斯（Cyclops）从眼中放出的力量堪比激光的霹雳，这些伟大事迹都违反了能量守恒定律——一个犹达大师般矮小的生物无法聚集抬起一艘飞船所需的巨大能量。无论我们如何集中精神，都不可能聚集足够能量完成意志力成就的伟大功绩和奇迹。鉴于所有这些问题，意志力如何才可能符合物理定律呢？
意志力和大脑
如果意志力不易符合已知的宇宙力，那么未来它将如何被利用？对此的线索之一出现在《星舰迷航》题为《谁为阿多尼哀悼》（Who Mourns for Adonais？）的一集中。“企业号”的船员遇见了一个与希腊众神非常相似的生物种族，他们拥有仅仅通过思考就能实现梦幻般成就的能力。最初看来，船员们似乎真的碰上了来自奥林匹亚的众神。然而，最终船员们意识到这些根本不是什么神，而是可以用精神控制一个中央能量站的普通生物，这一中央能量站随即执行他们的愿望并实现这些奇迹式的伟绩。“企业号”的船员毁掉了中央能量站，成功摆脱了他们的“精神能力”的控制。
同样，在未来，一个人受训练后用意念控制电子感应装置是很符合物理法则的，这将为其带来神一般的能力。由无线电或计算机强化的意志力是的确可以实现的。例如，EEG可以作为一个原始的意志力装置使用。当人们看着屏幕上自己的EEG大脑波形，他们将最终通过一种叫“生物反馈”（biofeedback）的程序学会如何大致地、但是有意识地控制他们所见到的大脑波形。
由于不存在详细的大脑蓝图告诉我们哪个神经元控制哪块肌肉，患者需要积极参与学习如何通过电脑控制这些波形。
最后，个人可以根据要求在显示屏上制造出特定种类的波形。这一屏幕上的图像能送入编排了可以辨认这些具体波形的程序的计算机，计算机随后执行一道精确的命令，比如打开一个电源开关或者开动一辆汽车。换言之，一个人可以简单地通过思考在EEG显示屏上制造一个具体的大脑波形，从而激活一台计算机或一辆汽车。
如此一来，比如说，一个全身瘫痪的人仅仅使用思考的力量就能控制自己的轮椅。或者，如果一个人能够制造出26个在显示屏上可辨认的波形，他或许单单通过思考就能够打字。当然，这仍旧只是一种粗略地传播一个人思想的方式。训练人们通过生物反馈操纵他们自己的大脑图形需要非常多的时间。
通过德国图宾根大学（University of Tubingen）的尼尔斯·拜尔哈默（Niels Birbaumer）的工作，“用思维打字”已经更为接近现实。他使用生物反馈帮助了由于神经损伤而局部瘫痪的人们。通过训练他们改变自己的大脑波形，他已经成功教会他们在电脑显示器上打出简单的句子。
大脑中植入电极的猴子被教授通过生物反馈控制它们的部分思维，这些猴子随即得以仅仅用思维通过互联网控制一条机械臂。
一组更为精确的实验在亚特兰大的埃默里大学（Emory University）进行，一颗玻璃珠被直接嵌入一位中风瘫痪病人的大脑中。玻璃珠与一条另一端和电脑连接的电缆相连。通过思考特定的想法，中风病人得以将信号传送过电缆，并且移动电脑显示器上的光标。通过练习，中风病人能够使用生物反馈有意识地控制光标的活动。理论上，显示器上的光标可用来写下想法、启动机器、驾驶模拟汽车、玩电子游戏等。
布朗大学神经学家约翰·多诺休（John Donoghue）已经作出了可能是人机界面上最重要的突破。他设计出了一套叫“大脑之门”（BrainGate）的装置，能够让一位瘫痪者仅仅使用自己思考的力量就完成一系列了不起的物理活动。多诺休已经在四名患者身上测试了这一装置。其中的两名患有脊髓损伤，第三名曾经中风，第四名由于ALS（肌萎缩侧索硬化症［amyotrophic lateral sclerosis］，或称葛雷克氏症［Lou Gehrig’s disease］，即困扰宇宙学家史蒂芬·霍金的病症）而瘫痪。
多诺休的试验者之一是25岁的马修·纳戈尔（Mathew Nagle），一位颈部以下永久性瘫痪的患者，他只用一天就学会了全套新型计算机化技能。他现在可以改变电视机的频道、调整音量、开关一只假手、画一个粗略的圆圈、移动计算机光标、玩电子游戏，甚至能阅读电子邮件。当他于2006年夏天出现在《自然》杂志的封面上时，在科学界制造了相当大的媒体轰动效应。
多诺休的“大脑之门”的核心是一块微型芯片，仅仅4厘米宽，包含100个微型电极。芯片被直接置入大脑的顶层部分运动性活动进行协作的部位。芯片的一半穿入2厘米厚的大脑皮层。金质电线将信号从芯片内送入一个半个雪茄盒大小的扩大器，随后信号被送入一台洗碗机大小的计算机。信号经过特别的计算机软件进行处理，这一软件可以识别一些大脑制造的波形，并且将它们转化为机械的运动。
在先前由患者阅读自己大脑波形的实验中，使用生物反馈的流程缓慢而冗长。但在使用了一台协助患者识别特定思维波形的计算机后，训练程序被大幅缩短。在纳戈尔接受的首次训练中，他被要求想象移动自己的手臂和手向左向右，活动手腕，随后张开和握紧他的拳头。当真的看到纳戈尔想象移动手臂和手指时不同的神经元在燃烧的时候，多诺休非常兴奋。“对我来说，这真是不可思议，因为你可以看到脑细胞在变换它们的活动。随后我明白，一切都将能够前进，这一技术确实行得通。”他回忆道。
（多诺休对于这一引人注目的人机界面形态的强烈热情有一个私人原因：在孩提时代，他由于一种痛苦的退行性疾病被困在轮椅上，因此他直接感受到了失去行动能力带来的无助。）
多诺休有一项雄心勃勃的计划，要使“大脑之门”变成医药界的必备工具。他的设备目前的尺寸是一台洗碗机大小，随着计算机技术的进步，也许最终可以成为便携式，甚至能穿戴在一个人的衣服上。而且如果芯片能制作成无线形式，笨重的电线或许就可以抛弃，这样移植物便可以与外部世界畅通无阻地交流。
能够以这样的形式激活大脑的某些部分只是时间问题。科学家们已经详细描绘出了大脑顶部的表层（如果在我们的头顶上生动地画出我们手、腿、头背的图画，代表这些神经元总体连接的部分，我们会发现一种名叫“雏形人”（homunculus）或者叫“小人”的东西。我们身体部位的图形画在我们的大脑上，看上去像是一个扭曲了的人，有着拉长的手指、面孔和舌头，还有萎缩的躯干与后背）。
在大脑表面的不同部分放置芯片，使不同的器官和附件能被纯思维的力量而驱动，这应该是可能的。以这种方式，任何人体能够做出的身体活动都可以通过这一办法加以模仿。在未来，我们可以想象一位瘫痪患者居住在一个特别意志化设计的家中，能够完全依靠思维的力量操控空调、电视机和所有电器。
迟早，我们可以想象一个人的身体被置于一层特殊的“外骨骼”（exoskeleton）中，容许一位瘫痪患者拥有完全的行动自由。理论上，这样的外骨骼甚至能提供一些超出普通人的能力，使其单靠思维就能够控制他那超出正常人的肢体所具备的强大机械力量。
所以，通过一个人的思维控制一台计算机已经不再是不可能的。但这是否意味着有一天我们能单纯依靠思维来移动物体、抬升它们并且在半空中操纵它们？
可能性之一是将我们的墙壁涂上一层室温超导体——假设这种东西有一天能够创造出来的话。随后，如果我们可以在我们的居家物品中放入微型电磁铁，我们就可以通过迈斯纳效应使它们从地板上升起来，就像我们在第一章中所见到的那样。如果这些电磁铁是由一台计算机控制的，并且这台计算机被与我们的大脑连通，那么我们就可以任意让物体漂浮。思考着特定的想法，我们可以让计算机运行起来，它随后会打开各种物品中的电磁铁，让物品抬升。对一个身处事外的观察者而言，这看起来就像是魔法——随心所欲地移动和抬升物体。
纳米机器人
不仅仅能移动物体，还能将它们变形，把一个物体变成另一个，这种听起来如魔法般的力量如何？魔术师们使用巧妙的手法做到了这点。但这样的力量符合物理定律吗？
纳米科技的目标之一，如我们早先提到过的那样，是能够使用原子制造可以起到杠杆、齿轮、球轴承和滑轮作用的微型机器。有了这些纳米机器（Nanobots），许多物理学家的梦想是可以重新将一个物体内的分子进行排序，一个原子接着一个原子，直到这个物体变成另一个玩意儿。这就是科幻小说中出现的“复制器”（replicator）的理论基础，它能让人只要提出要求就可以变出自己想要的东西。基本上来说，复制器能够消灭贫穷，并且改变社会本身的性质。如果一个人可以简单地提出要求就制作出任何物体，那么人类社会中的全部物质短缺、价值和等级制度的概念就整个地天翻地覆了。
（我最喜爱的《星舰迷航》篇章之一《下一代》［The Next Generation］涉及了复制器。一个来自20世纪的古老太空舱被发现正在太空中漂浮，里面有患了致命疾病的人被冷冻起来的躯体。这些躯体很快被解冻，并且由当今的医术所治愈。其中一位商人意识到他的投资在经历这么多个世纪后一定变成了巨额财产。他立刻向“企业号”船员询问他的投资和钱财。船员们被弄糊涂了。钱？投资？在未来，钱不存在，他们这样指出。如果你需要什么，你只需要提出。）
和复制器一样令人震惊的是，大自然已经制造了这样一件东西。“原理的证据”已经存在。大自然可以使用原材料，比如肉和蔬菜，在9个月中制造一个人类。生命的奇迹不是别的，正是一座大型纳米工厂在原子水平上所能做到的将其他形式的物质（例如食物）转变为有生命的组织（婴儿）。
为了创造这样一座纳米工厂，我们需要三大要素：建筑材料、能够切割和结合这些材料的工具，以及指导使用这些工具和材料的蓝图。本质上，这些建筑材料是数千个氨基酸和蛋白质，肉和血就由它们组成。将这些蛋白质塑造成新的生命形式所必需的切割和连接工具——比如锤子和锯子。它们的目的是在精确的点上切割和组合蛋白质，以创造出新型的蛋白质。蓝图是由DNA分子提供的，它将生命的奥秘以精确的核酸进行编码。这三大要素依次组合成一个细胞，它具备制造自身副本的超凡能力，也就是说自我复制。这一奇迹之所以能够完成，是因为DNA分子的形状像是一个双重螺旋。在进行复制的时候，DNA分子展开成为两个独立的螺旋体，每单独的一股随即牢牢附着上有机分子以重新制造失去的那股螺旋体，由此制造出自身的复制品。
到目前为止，科学家模仿这些发现于自然界中的特征的努力还只获得了不多不少的成功。但科学家们相信，通往成功的关键是制造出大量能自我复制的“纳米机器人”，这些是用于重新安排一个物体内部原子的可编程原子机器。
一般来说，如果谁拥有上万亿个纳米机器人，它们就可以聚集在一个物体之上并且切割和粘贴其原子，直到把这个物体变形为另一个。由于它们可以自我复制，要开始整个过程只需一小部分纳米机器人。它们还必须能被编入程序，这样它们就会服从已有的计划。
在建造一大批纳米机器人之前，必须克服难以逾越的障碍。首先，能自我复制的机器人极难制造，哪怕是在宏观层面上（甚至，制造简单的原子工具，比如原子球轴承和齿轮，也是超越当今科技的）。如果提供给某人一台计算机和一整桌子备用电子部件，要建造一台有能力自我复制的机器也是相当困难的。所以，如果自我复制机在桌面上都难以制造，那么在原子级别上就更难制造了。
其次，如何能从外界向这么一个纳米机器人军团发布命令尚不明确。有人提议发射无线电信号激活每个纳米机器人。也许可以对纳米机器人发射包含指令的激光束。但这意味着每个纳米机器人都要有一组单独的指令，那么指令总数可达数万亿组。
第三，纳米机器人要如何按照适当的程序将原子切割、重新排列和粘贴尚无定论。要记得，大自然花了35亿年才得以解决这一问题，人类要在数十年中解决它将会相当困难。
麻省理工学院的尼尔·葛申菲尔德（Neil Gershenfeld）是一位严肃对待复制器或“个人制作器”（personal fabricator）概念的物理学家。他甚至在麻省理工学院教授一门名叫“如何制造（几乎）任何事物”（How to Make ［Almost］ Anything）的课程，这是该大学最受欢迎的课程之一。葛申菲尔德监督着麻省理工学院比特和原子研究中心（MIT Center for Bits and Atoms），并且对于个人制造器背后的物理原理作了认真的思考，他认为这将是“下一个大事件”。他甚至已经写了一本书——《FAB：即将到来的桌面革命——从个人计算机到个人制造器》（FAB： The Coming Revolution on Your Desktop—From Personal Computers to Personal Fabrication），详述了他关于个人制造器的思考。他相信，其目标是“制造一台能够制造任何机器的机器”。为了传播自己的观点，他已经在全世界建立了一个实验室网络，主要是在个人制造器会产生最大影响的发展中国家。
首先，他想象一台万能制造器，小到可以放在你的案头，使用激光和微型化的最新研发成果，拥有切割、焊接和塑形任何能在一台个人计算机上视觉化的物体的能力。举例来说，发展中国家的穷人可能会要求他们耕种所需要的某些工具和机器。这一信息可以输入一台个人计算机，它从国际互联网上获取海量的蓝图和技术信息；计算机软件随后将现有蓝图同个人需求进行配对，处理信息，然后用电子邮件将信息发还给他们；随即，他们的个人制造器使用它的激光和微型化切割工具在桌面上制造出他们想要的物品。
这一万能的个人工厂只是第一步。最终，葛申菲尔德希望将他的想法深入到分子水平，这样我们就能够精确地制造任何人类思维所能想象到的物体。然而，由于单个原子难以操纵，这一方向的进展十分缓慢。
南加州大学的艾里斯泰兹·瑞奎恰（Aristides Requicha）是这一方向研究的先驱人物。他的专长是“分子机器人学”，他的目标恰恰就是创造出能随心所欲地操纵原子的大群纳米机器人。他写道，总共有两种方法。第一种是“自上而下法”，工程师使用半导体工业的蚀刻技术制造出可以用作纳米机器人大脑的微型电路。有了这一技术，我们可以创造出微型机器人，其零部件尺寸仅30纳米，使用“纳米光刻技术”（nanolithography）——这是一个快速发展的领域。
但还有一种“自下而上法”，工程师尝试逐个原子地创造微型机器人。这一方法的主要工具是扫描探针显微镜（scanning probe microscope，SPM），它使用与扫描隧道显微镜（scanning tunneling microscope， STM）相同的技术以鉴别和来回移动单个原子。比如，科学家们已经能相当熟练地在铂或镍表面移动的氙原子。但是，瑞奎恰承认，“全世界最好的小组要花上10小时左右来装配有差不多50个原子的结构”。手工把单个原子移来移去是缓慢、冗长的工作。他坚持认为，他们所需要的是能执行高水平功能的新型机器，它可以按照要求的方式依次自动移动上百个原子。不幸的是，这样一台机器并不存在。毫不奇怪，自下而上法仍处于它的婴儿期。
所以，尽管以当今的标准来看，通过意志力控制物体是不可思议的，但在未来随着我们通过EEG、MRI和其他方式更加了解如何获得我们大脑的思想，这或许会成为可能。在本世纪内，使用一台以思维驱动的装置操控室温超导体和完成与魔法并无二致的奇迹也许会成为可能。到下个世纪，重新安排一个宏观物体的分子或许会变得可行。这些使意志力成为“一等不可思议”。
有些科学家宣布，这一技术的关键是创造出具有人工智能（artificial intelligence）的纳米机器人。但是，在我们可以制造出分子大小的机器人之前，有一个更基本的疑问：机器人到底能存在吗？
微信扫码关注
随时手机看书