主题：【原创】生物与机械 -- wild007
家园 【原创】生物与机械 古人有云：不为良相，则为良医。相为治理国家，医则疏通经络。这两者似乎的确存在着一些关联性。
人体是一副复杂的有机体，它通过各种神经来支配我们的身体。我们早已学过各种神经的名字，迷走神经植物神经OR交感神经副交感神经等等，不仅种类多样，而且神经所起的作用很多时候是相互矛盾的。比如一个简单的曲臂动作，牵涉到的神经数量和作用模式就非常可观，而且作用方式也变化多端。做个类比的话，就象拔河，正常的拔河是两组人分两边各拉一头，可是人体的这种拔河，是3股在东，4股在西，甚至还有2股在南北方向控制振幅，最终各方合力的结果是我们可以精确控制自己手臂的伸展程度和方向。而机器手臂相对来说就很难做到这么精确，经常会在细微方向上用力过猛或过轻，但可以高度重复同一动作。
引申到社会治理方面，多系统多反馈的“人治型”社会更象是生物手臂，从细微上看，其命令执行传导过程极不“科学”，经常自相矛盾地扯皮，最终的执行效果虽令人满意，可重复性差，同样的命令每次都可能有差异。而强调制度的“法制型”社会则更象是机械手臂，命令传导高效而重复性佳，但是不容易应变，一旦出现制度性偏差就有可能带来灾难性后果。
从构成方式来说，生物型手臂千奇百怪，但基本架构接近，且非常致密，各种组织血管肌肉塞得满满当当，受伤后会自我修复。机械手臂构造大同小异，结构不太致密，空间较大，且一个螺丝钉的磨损就有可能让整条手臂报废，不能自我修复，只能外力更换OR停机维修。
在社会形态上，东方社会的自我修复和应变能力显然不是西方社会可以比拟的，我们的社会在历经各种思维和肉体的清洗后，依然会执拗地缓步走回“老路”，而西方倒是从不眷恋老路，甚至在逆境时就时刻指望着上帝降临来指导未来的路的。他们动辄指望末日降临然后新的亚当夏娃的创世纪，活脱就是停机维修更换的机械修复思维。换言之，西方并不认为社会是个有机体，而是可以随时打断重启的无机体。这也就难怪他们对于未来的机器人社会那种近乎病态的坚持与臆想了。
机械在运作时，威力强大无比，但是机械总会有各种故障，而且一旦停摆，很可能就此嗝屁，崩溃会来得完全出乎意料。而生物体虽然也难免有中风，但是对故障的修复率很高，只要营养起居得当，寿命超过机械体几乎完全没有悬念。所以对于人类社会来说，一直运行的低效节能的生物体社会还是威猛而命运多舛的机械体社会，这是一个有趣的选择。在现实中，西方人老在纠结所谓的人性，总是弄不懂社会究竟出了什么问题，看似一切都正常，但是实际上人人都可能不正常。而中国社会却正好反之，不太反思人性，看似什么都不正常，问题遍地都是，但是社会整体却又很平稳。
看了欧美影视里工业社会崩溃后，回归原始社会的各种无力，以及灾难后幸存的人类，总是优先想到自相残杀，哪怕物资遍地都是。我不禁哭笑不得，就算明天石油告空，难不成中国社会就能瘫痪成影视中那模样？汶川地震后的场面，确实按西方的社会思维，就是死胡同，不可能发生的。
通宝推：铁手,淡山客,collaps,
本帖一共被 1 帖 引用 (帖内工具实现)家园 【原创】生物机械体 这是一个融合的世界，既然生物体和机械体各有各的优势，那么是否能够将它们进行融合呢？这是一个有趣的问题。
如果细心回想一下，我们在接受到命令的时候，总会有一个滞后期，有时是认为不重要，有时是给手头的工作重新排序一下，而很多时候纯粹就是想歇会再干。而机器大概就不会出现问题，命令总会在第一时间就执行下去了。因此在人与机器进行协作的场合，牵涉到人和牵涉到机器的时候，执行和反馈都会出现差异，最终反应到结果时，稳定性就会出现波动，即得出的结果和计算总是存在偏差，而且你无法直观得出这是人为因素还是系统误差。解决的思路很简单，追求稳定性，那么就是尽可能减少人工，使用机械，达到极致时，就是西方人成天念叨的机器人社会了。可是这里面显然有个问题，稳定性的获得很可能是以牺牲成本为代价的，吃面包的人和吃各种化石能源的机器在成本上具有一定的拉锯，可以说除非有类似永动机的存在（譬如变形金刚里的能量块OR钢铁侠的万能之心），综合成本上，纯机械根本不可能击败混合的生物机械形态。
在社会结构上也有类似的效应，在一个主要以生物体存在的社会里，强调把人变成机器，即MATRIX里的活死人，这是一个成本极高的控制体系，必须以冷血的机械体来强制执行，可是前面已经说了纯机械体没有类永动能源就无法胜任这一任务，于是这就陷入了一个死结——想彻底控制人类社会吗？请先发明类永动装置。
西方人近乎病态地挖掘人性，说白了，其实就是在找寻人与机械的共同点，只要证明人最终可以和机械挂钩，那么就解决了稳定性问题——即给出特定条件，得到固定结果。比如给10块钱和给100块钱，人的行为模式可以精确定位，OR，给出1毫安的脑电波刺激和给出2毫安的刺激，以及打入1ML药剂和打入2ML药剂等等，都可以使人精确地达成预期动作，那么人和机械不就统一了吗？那不就不用纠结未来的机器人社会了吗？可是显然西方人自己都对这个不信任，各种科幻影视里，爱也好，基因突变也好，人性复生也好，总之最后就是不可控。把人变成机器的企图绝大多数都失败（当然也有成功的，比如星战里的克隆人）。
可是抛开所有的这些，在我们今天，离类永动机还极其遥远的时代，你唧唧歪歪画这么大的饼做什么？商用聚变堆，说得好像一出来就永动机成功了，核裂变都应用了这么多年了，氢弹小型化都没影，更别说到今天核能改变世界的程度能有多少？
在今天从综合成本上，生物机械型个体与社会显然是必然胜出的（不服是可以打几仗试试的），而既然承认了生物的地位，那么结果的稳定性就必然要牺牲，因此传统型社会的回归也就是一种必然。如果意识到这一点，那么上到国家顶层设计，中到现代企业制度，下到基本的社会小微组织控制都将发生理论性调整。强调执行力、稳定性与人性化、可持续性是一对矛盾的组合，你必须去尝试调和他们的兼容性，而如果这一进程持续下去，首先被颠覆掉的就是现代企业制度。假惺惺的企业文化，追求利益最大化会逐渐扫进历史垃圾桶，这会在职业经理人层面带来很大的变革，实质上中国社会的敬业度反馈数据，已经很明确地敲响了现有主流企业制度的丧钟。
生物形态人类的延续，最根本的优势就是调和了执行力和可持续性。中国有句古话，“刚不可久，柔不可守”，引申到社会层面，就是注意机械态的时效性和生物态的惰性（也可以用内卷化来指代）。没有外界强力刺激，那么机械态并不是必须的，而在生物态时，必须保持“锻炼”，防止肌肉老化，同时要有能够转化为机械态的“通道”。这一点，二战时的美国做的很好，解放战争时期TG也做得不赖。但建国后的TG，刚的一面保持得太长，全民机械化思维，虽老毛天纵奇才，也终究是不可久啊。
家园 可以考虑一下时效曲线 看中央10套的我爱发明,会经常发现一种桥段,就是当机器和人工在进行比赛时,机器总会在关键时刻出点小故障,不得不停机维修,在维修时段,机器的产出为零。这反应了机器的一个相当致命的软肋，即可持续性不佳。在各种影视作品中也经常会出现，关键时刻，机器不启动，以至于大家都干瞪眼。
如果从社会角度画一个时效曲线的话，机器组一定是由一个个又高又陡的锋组成，如同紫外可见光谱图，而生物组的锋谷则要平滑得多。考虑到总体效能是由曲线下面积来决定，机器组很多时候并不见得能赢生物组。
很容易考虑到的情况是，机器需要一个庞大的社会综合体系来保证能源和材料等基本工业元素的供给，这就是河里经常谈论的“工业化”，至今拥有较完备工业化体系的国家和地域还屈指可数。甚至比起工业化的成功者，“去工业化”者也不遑多让，以至于号称史上最大的工业化国度——美国的国民竟然都会为万一失去了工业化而退回原始社会而担忧。看过行尸走肉等美国热门剧集的人一定会熟悉这种感觉，美国人竟然对退化的工业化体系悲观到如此境地，一群行动迟缓的僵尸竟然就让美国连农业文明都能完成的基本社会循环瘫痪？真是活抽抽了。
机器除了害怕时间外，还害怕一个东西，那就是效能衰减。人受伤了，带伤工作时，效能递减并不会直接降到零，这就保证社会以及工程的整体持续性。而机器一旦出现故障，其效能衰减是跳跃式的，且关键部位很容易造成整体瘫痪，这就是时效曲线上锐利的锋的由来。而随着机械化的提升，一旦故障后的修复时间也会对应延长，这就形成一个悖论：更高的效率，更长时间的等待。简单的说，工业化可以在几年内把几十年上百年需要干得活都干完，然后大家狂欢去工业化。等狂欢结束，要么重启工业化，要么混吃等死。而显然重启工业化是困难的，大家更倾向于混吃等死，在等待的过程中，期望天上掉馅饼，如核聚变这种，那都是正常思维了。
家园 飞机航班失事与鸟就是一个例子 机械某个关键部位出问题整体就可能不工作了，而生物体的冗余就做的比较好。但这都有个限度，生物体也不是没有关键部位一旦出问题就整体失灵。
最简单的现象就是动物界的搏杀，猎杀类动物本能都知道捕获猎物一口直奔猎物的咽喉下嘴。人类互相之间的击杀也知道所谓好害部位。战争中人的受损是非常容易的，只要身体主要部位钻个洞，其战斗能力的大部分就失去了。
这里的着眼点应该是功能性的冗余与互补，生物体是通过进化出来的如此能力应付环境的危害，因此对于刀枪这些几千年内出现的伤害没有时间进化出相应的防范能力。但是对一环境中一般的破坏因素生存力比较强。
机械品，智能设计，广义上包括刀枪这些，有着对进化产品的天然的优势，在于变化的速度与能力，这是人类战胜所有生物成为地球主宰的根本原因，因此这个智能设计的发展路径是人类必然的未来宿命。
当然，智能设计产品，包括算法，工具等，肯定会有没预计的问题，以及不能适应出现变化的缺陷。因此失败的产品，不工作的情况总会出现，但是这不代表生物体就不是这样。进化的过程是非常残酷的，任何问题导致的失败都会被淘汰，才留下今天我们看到的相对稳定的生物世界。
而机械化不过一两百年时间，如何在智能的基础上，在有限能源的条件下，设计出机械产品提供更大的系统稳定性，这是科学技术发展的主题。今天的客机比起几十年前，从部件到整体，从材料到使用管理，代表着人类对机械产品整体稳定性的最高需求，也于是最高水平。而增加功能对稳定性的破坏，要求对质量的保证，这一系列都随着智能产品的发展在不断提高中。
今天人工智能只存在于电子信号中，而发展到生物体那样，智能通过物理层面存在于机械体中，比如终结者电影中流体金属等，最后在各方面超越生物体的整体性能，是可以期待的。
家园 机械和生物的合作与竞争 我们今天看到机械大展神威的地方，大多在于大型和巨型装置，其他对于人工的影响相对较小，甚至很难脱离人力基础。从单位能耗上，经过几万年以上进化的生物体展现出很好的优势，因此在同一维度的竞争中，生物体大范围胜出，仅在计算能力上大幅落后，这也是人机结合最有前景的方向。事实上芯片很有必要结合进人体吗？或许足够便携的计算机就可以胜任了，在人这个大小和时间维度的空间内，冗余和速度的平衡并不太需要我们追求极致的思维速度。换言之爆发力强化恐怕不足以弥补机件强度方面的付出，那么思维的极速也就是去了意义。
天下武功唯快不破，但是快也是有代价的，那就是牺牲了反馈。正常的反馈机制可以以冗余来中和行为失败的后果，而速度提升使得负反馈被冗余中和的可能性越来越低，最可能的后果就是百战99胜，但一败崩盘。因此科技的未来目标，并不见得是“伟光正”的，而很可能是欲速则不达。西方影视里经常有未来人类失去生存动力而自我毁灭的桥段，这大概也可看作是速度的反噬。
在中国的大工程建设系列节目里，经常会看到巨型塔吊和工人配合组装的场面，这里面，巨型塔吊可以看作一种骨骼和肌肉结构，而人则可以看作神经。目前人类在巨型机械的精度控制方面差强人意，但是通过人机结合的方式，可以为我们提供一条未来的超级生物机械体的蓝图。纯机械，其实真心不是很有必要。胃、内燃机、发电机在能源供给上是可以互为依托的。
家园 生物体在现阶段对比机械化的优势是能源效率 因为百万年的进化形成的生物体已经最大化的优化为，对周围环境尤其是能源转化效率。
但是这一条随着科技的发展，不需要永动机与聚变，能耗的降低与效率的提高机械体的进步是呈指数提高的，赶超生物体不是什么遥不可及的事。
而生物体的进化过程天生需要保证多样性，这是生物系统存在的基础，因此稳定性与可预测性的提高与这个基础对立，是不可能短期内不通过进化提高的。
为什么稳定性这么重要，因为这是不经过进化而集合大量个体形成整体的途径。蚂蚁群，蜜蜂群，都是经过进化而来，但个体也是在固定规则上有高度的稳定性。纪律严格的军队比乌合之众战斗力倍增，这个规律是人类很早就发现的，不只是现代企业发明的。
作为整体竞争个体，这是一盘散沙斗不过少数组成整体意志一致的原因，中国人对这一点比谁都了解。
于是对于稳定性的追求必然导致机械化，用机器代替人类，只要能源足够的话，是必然趋势，唯一的阻碍是能源的总量与使用效率，其实是一回事。
而使用人必然需要阶层管理，这是因为生物体的天然多样性，需要调和，管理。哪一个层次拜托了对生物体的依赖，哪里就不需要管理了。企业中层管理的缩水是因为大量的信息化，使的底层生物体的稳定性得到很大提高所造成的。把人个体想象成细胞，信息化就是神经系统，只要人对电脑言听计从，这个很容易做到，执行力就可以得到提高，减少了人由于多样性而存在的沟通上产生的扯皮，效率也得到提高。
因此，生物体的机械化，半机械化，从使用的工具，到思想意志上的洗脑，甚至半生物半机械，直到全机械人，这个道路是必然的。
从进化理论上看，生物体的进化本质是承载基因的进化，如自私的基因所说。但是因为竞争的优势，生物体集群化的进化路径总是会出现，不说蚂蚁，多数生物都是多细胞生物。而在人类的路径上出现了智力，于是智力在这个集群化上加大了进化效率，因为集群的竞争优势，那么这个路径上最后进化从基因的进化变为智力的进化而脱离了生物载体。
这个转变过程正是我们这一代人开始发生的。智力的进化一旦摆脱生物载体，谁也无法预料其速度与效率，因为那已不是依靠生物的繁殖实现的了，唯一受限于能源的供给，但是其对能源使用效率也会进一步进化，所以还是无法预料。
从这角度看，人作为生物体的作用，其实不过是进化体系上的一个环节，是进化体系从繁殖多样的随机进化，转化为智能设计竞争进化的一个转折点，最大的优点是进化的速度与效率都得到更大的提高。
因此做不做干电池，什么样的伦理，都改变不了人类与蚂蚁群本质上殊途同归的进化命运。这个世界是你的也是我的，但是最终是机械人的。
家园 生物的能源效率其实是很低的 光合作用的最大理论效率你猜是多少？
大约在10%，如果具体到高等植物，只有5%左右，这只能让太阳能电池看笑话。
而肌肉的效率大约是20%，也是个让内燃机笑话的数值，尤其是考虑到肌肉相当于燃料电池，人做的燃料电池效率更是远超肌肉。
但生物NB的地方在于对环境的适应，比如行走这事，轮子的能源效率比腿要高出n个数量级，但是如果没路，轮子啥用也没有。。。
但智能体NB的地方在于，不仅仅是简单的适应环境，而且还能主动改造环境，轮子不适合越野不怕，修路就行了，这点是远远超出普通生物体的。当然，局限性也很大，太容易崩溃，比如轮子碰到没路的地方就没办法了（严格的说不是没办法，而是需要更精巧的设计，美军不就在试验用机械腿越野嘛，呵呵）。
家园 如果从整体来看机械的能源效率还是低 损耗，排热，这些不算，从对环境的适应来说，效率也要大打折扣。这里我想主要还是机械的设计指导方向，必然要消耗能源去客服环境，而生物体只要去适应就可以了，自然这中间就存在着很大的能源差异。
比如你这个修路才能使用轮子的例子就很好，修路的能量算在内就不是少量，因此整体上人类文明在目前水平上需要消耗比自然界多的的多的能源去完成同样的事。
家园 回复到楼上了……