第一章 電腦的未來──心靈控制物質
每個人都把自己的視野,當作世界的極限。
──亞瑟‧叔本華(Arthur Schopenhauer)
悲觀的人,不會發現星球的祕密,或航行到未被發現的陸地,或打開人類精神的新天堂。
──海倫‧凱勒(Helen Keller)
本章重點
世紀初期(現在—二○三○)
網路眼鏡和隱形眼鏡/無人駕駛汽車/四面牆都是螢幕/軟性電子紙/虛擬世界/不久以後的醫療護理/生活在童話世界裡
世紀中期(二○三○—二○七○)
摩爾定律之終結/真實與虛擬實境的混合/擴增實境:觀光、藝術、購物和戰爭的革命/全能翻譯機/全像技術與3D立體影像
遙遠未來(二○七○—二一○○)
以心役物/讀心術/夢境攝影/讀心術的倫理/我的fMRI掃描/三度儀和可攜式腦部掃描儀/心靈傳動和神力
那是將近二十年前的事了,但我坐在馬克‧維瑟(Mark Weiser)在矽谷的辦公室,靜靜地聽他解說想像中的未來遠景時的情景,至今仍然記憶猶新。他興奮地一邊用手比畫,一邊告訴我,一個改變世界的新革命即將發生。維瑟是科技新貴的一分子,在全錄帕羅奧圖研究中心(Xerox Palo Alto Research Center)工作,這個研究中心正是個人電腦、雷射印表機和以圖像做界面的視窗類型建構的發源地。但他是一匹脫韁的野馬,一個不守成規、不因循傳統智慧的人,他也是一個狂野的搖滾樂團成員。
彷彿是一輩子之久的事了,那時個人電腦剛剛出現,開始介入人們的生活。人們對於購買巨大又笨重的桌上型電腦,來作計算表分析和一點點文字處理的這回事,還需要再一段時間後才能逐漸接受。網際網路基本上仍然屬於像我這一類科學家的孤立領域,以神祕的語言為科學家們吐出大量的方程式。人們熱烈地爭辯著,這個坐在桌面上冷冷地注視著我們的盒子,會不會導致人類文明非人性化。當時很多知識分子強烈批評並拒絕碰觸電腦,稱它為俗不可耐的工具,連政治評論家威廉‧巴克萊(William F.Buckley)都要因為使用文字處理機而提出辯護。
就在這個爭論的年代,維瑟創造了「無所不在的運算」(ubiquitous computing)這個新辭彙。遠遠超越個人電腦,他預測有朝一日晶片會因為實在太便宜又供應充足,而遍布整個環境——在我們的衣服、傢具、牆上,甚至身上。它們將會與網際網路連結,分享資料,使我們的生活更加愉悅,監控著我們所有的願望。不論我們到哪裡,晶片就會在那裡悄悄地實現我們的欲望。整個環境都是活的。
在當時,維瑟的夢想顯得怪異,甚至荒謬。多數個人電腦仍然昂貴,也大多未與網路相連。只有瘋子,才會想到億萬個細小晶片會有像自來水那麼便宜的一天。
那時我問他,為什麼他如此肯定會有這個革命。他安靜地回答說,電腦的能力正以指數性增長,卻看不到盡頭。他暗示,數字會說話。那不過是個時間問題。可惜,維瑟來不及看到他所預見的革命,就於一九九九年因癌症而撒手人寰。
在維瑟的預言式夢想的背後,有一股驅動力,被稱為摩爾定律(Moore’s Law)。這個經驗法則推動電腦工業五十年以上,如同時鐘一般設定著現代文明的進程。摩爾定律很簡單,就是「電腦的運算力,大約每十八個月就會倍增」。英特爾(Intel)創辦人之一的戈登‧摩爾(Gordon Moore)於一九六一年首先提出這個定律。在這個簡單的定律的推波助瀾下,世界經濟引發了大變革,衍生了龐大的財富,我們的生活也被改變,永不回頭。當你把電腦晶片的下降價格,和它的運算速度、處理能力與記憶數量的快速擴充畫成圖表時,你會發現過去五十年是一條直線。(這是一條對數曲線,事實上,如果你將圖表繼續向過去延伸,讓它包含真空管科技,甚至機械式手操作的加法機器,這條線還能擴充到過去一百年。)
我們的線性思考,往往難以掌握指數性增長的意義。我們有時完全無法感受漸進式的指數性改變。但經過數十年以後,它卻可以使我們周邊的所有事物完全改觀。
依據摩爾定律,你每年聖誕節得到的新電腦遊戲的威力,比起去年的都會接近倍增(就電晶體的數量而言)。此外,經過數年以後,此種遞增變得意義更加深遠。例如,當你接到郵寄而來的卡片時,它往往有一個會唱「祝你生日快樂」的晶片。令人訝異的是,那個晶片的運算力竟然比一九四五年盟軍所有的電腦總和還要大。連希特勒、邱吉爾或羅斯福,都有可能因為爭奪它而被殺。但我們是怎麼對待它的呢?生日過後,我們將卡片連同晶片一起拋棄。今天,你的手機的運算力,比一九六九年美國國家航空暨太空總署(NASA)送兩個太空人登陸月球時所有的電腦還要強大。電子遊戲所使用的電腦運算力,要比十年前的大型主機還要大,若是模擬3D情境時,所耗費的電腦能力更是巨大。今天索尼公司(Sony)的PS遊戲機(約值三百美元),力量可與一九九七年的軍用超級電腦匹敵,而後者要花費百萬美元。
若我們回到一九四九年,分析人們對電腦的未來的看法時,我們將會發現電腦運算力的線性增長與指數性增長的區別。那一年《大眾機械》(Popular Mechanics)雜誌預測,電腦將會以線性成長,或許未來只會增加二倍或三倍。它說:「今日的計算機如『電子數字積分計算機』(ENIAC)裝有一萬八千個真空管,重達三十噸。未來的電腦也許只有一千個真空管,重量只有一‧五噸。」
(大自然之母很重視指數的力量。單一病毒可以劫持一個人類細胞,強迫它複製千百個自己。只要每一代成長一百倍,經過五代以後,一個病毒就能衍生出一百億個病毒。難怪只要一個病毒,就能感染擁有萬億健康細胞的人體,並且在一週左右就讓你感冒。)
電腦的運算能力,不僅僅在於數量上的增加,且其增加的方式已經產生根本的變化,因而對經濟產生重大影響。每隔十年,我們就能看到此一層遞式的變化:
☆一九五○年代。真空管電腦是龐大的新奇裝置,在好幾個房間內裝滿叢林般的電線、線圈和鋼架。唯有軍方才買得起這些醜陋的大怪物。
☆一九六○年代。電晶體取代了真空管電腦,而大型主機電腦逐漸進入商業市場。
☆一九七○年代。積體電路板(內含數以百計的電晶體)開創了與大桌子同樣大小的迷你電腦。
☆一九八○年代。晶片(內含數千萬個電晶體)使可以放進公事包的個人電腦成為可能。
☆一九九○年代。網際網路聯結數億台電腦,而成為一套單一的、全球性的電腦網路。
☆二○○○年代。無所不在的運算將晶片從電腦解放,散布於整個環境中。
於是舊的典範被新的典範取代。本來是桌上型或膝上型電腦內的單一晶片與電腦相連,變成了千千萬萬晶片散布在諸如傢具、電器、圖片、牆壁及衣服等人製物品中,它們全都可以互相溝通,並與網際網路相連。
當這些晶片植入某一器具以後,就有了神奇的轉變。打字機被植入晶片以後,變成了文字處理機。電話被植入以後,變成了手機。照相機被植入以後,變成了數位相機。彈珠遊戲機變成了有聲光的電子遊戲機。錄音機變成了iPod。飛機變成了致命的無人駕駛攻擊武器。每當某一工業產生了革命性變化,它也因而脫胎換骨,獲得新生命。最終,幾乎我們周邊所有的事物都會變得聰明。晶片會變得比他們的塑膠包裝還便宜,也會取代條碼。那些不願意讓產品變聰明的公司,將被順應潮流的競爭者淘汰。
當然,我們仍然會被各種顯示器圍繞著,但是它們看起來像是壁紙、相框或家庭合照而不像電腦。想想看今天我們家中裝飾用的圖片和相片。然後再想像它們都活了起來,可以移動,並且與網路相連。當我們走到外面,我們會看到圖像跟著移動,因為移動圖像的價格跟靜態的圖像相同。
電腦的最終結局,跟其他大量生產技術產物(如電力、紙張以及自來水)一樣,將會變成看不見的東西。也就是說,因被編織在生活中而消失,變得無所不在而又看不見,靜悄悄地、不著痕跡地實現我們的願望。
今天,當我們進入屋內時,我們會自動地尋找電燈開關,因為我們假設牆上裝有電源。在未來,我們進入屋內時會做的第一件事,是尋找網際網路的入口,因為我們會假設房間是有智能的。如同小說家馬克斯‧弗里施(Max Frisch)所說:「科技過於融入世界,以致於感受不到它的存在。」
摩爾定律也容許我們預測電腦在未來短期內的演化。在未來十年,晶片將與超級靈敏的感應器結合,使它們能夠偵測到疾病、意外以及緊急狀況,並且在狀況失控前發出警訊。在某種程度內,它們會認識人的聲音、容貌,並且以正式的語言交談。它們將能創造出我們今日僅能夢想到的完全虛擬世界。大約在二○二○年左右,一個晶片的價格將會降低到一美分,與便條紙同價。於是我們會有億萬個晶片遍布周遭,悄悄地執行著我們的指令。
最終,電腦二字,將會從日常語言中消失。
為了探討科學和技術的未來進展,我將每一章分成三個時期:世紀初期(現在—二○三○)、世紀中期(二○三○—二○七○)、最後是遙遠未來(二○七○—二一○○)。這些時期只是粗略的劃分,但可以顯示出本書內各種趨勢輪廓的時間架構。
到了二一○○年,電腦迅速增加的運算力,將會為我們帶來如同我們曾經崇拜的神話中諸神的力量,使我們有能力純以思想就能控制周圍的世界。如同神話中的諸神,能在一次簡單的揮手或點頭之間,就能移動物體並改造生命。我們也將能以念力控制周圍的世界。我們將可與散布在環境中的晶片,隨時進行心智接觸,讓它們靜靜地執行我們的指令。
我記得曾在《星艦迷航記》中看到一個小插曲。星艦「企業號」(Enterprise)的航員曾經通過希臘諸神居住的星球。阿波羅(Apollo)如同巨塔般站立面前,使他們目眩神搖。阿波羅只要稍用神力,就可以摧毀他們。二十三世紀的科學,面對數千年前支配天庭的希臘諸神,竟然顯得軟弱無力。但是,一旦航員從遭遇希臘諸神的衝擊回過神來,他們會很快地認識到,神力必有其來源,而阿波羅一定是以心智與中央電腦及電力工廠連接,讓它們去實現願望。在航員找到並摧毀力量的來源之後,阿波羅被降為凡人。
這不過是一個好萊塢故事。不過,如果以現在實驗室中最先進的發現來推斷,科學家可以預期,終有一天我們也可以運用心電感應來控制電腦,擁有像阿波羅一般的力量。
世紀初期(現在—二○三○)
網路眼鏡和隱形眼鏡
今天,我們可以用電腦和手機與網際網路溝通,但在未來,網際網路將會無所不在——在牆面的螢幕、傢具、廣告板、甚至在我們的眼鏡和隱形眼鏡裡。只要一眨眼,我們就已上網。
我們可以用數種方式將網路置於鏡片上。影像可以直接從眼鏡送出,透過水晶體到達視網膜。影像也可以把水晶體當成螢幕直接投射。或者可以將小珠寶似的鏡頭附在鏡框上。當我們往眼鏡中看去,我們會像看電影螢幕一般看到網際網路。於是我們就能以手持的器具,透過無線連結去操控電腦。由於電腦認得出手指揮動時的位置,所以也可以僅僅在空中比畫手指來控制影像。
例如,自一九九一年以來,華盛頓大學致力改進虛擬視網膜顯示(virtual retinal display,VRD)。這種顯示方式,是將紅、綠、藍色的雷射光直接對著視網膜閃動。VRD的視角為一百二十度,解析度為1600×1200像素,能製造與電影院同樣鮮明、生動的影像。它的影像可以透過頭盔、護目鏡或眼鏡產生。
早在一九九○年代,我曾有機會試戴這些網路眼鏡。那是麻省理工學院媒體實驗室所製造的早期版本。它看起來像是一副普通的眼鏡,不同的是,有一個約半英吋長的圓筒狀鏡片,附著在眼鏡鏡片右邊的角落。我可以毫無困難地看穿鏡片。但是如果我輕拍眼鏡,這個小鏡片就會掉到我的眼睛前面。往鏡片內看過去,我可以成功地看到一個完整的電腦螢幕,但似乎比標準的個人電腦螢幕稍小。我對它的清晰程度非常訝異,彷彿螢幕正盯著我的臉。然後我又拿到一個器具,約有一個手機的大小,上面有一些按鍵。只要按動按鍵,我就可以控制螢幕中的游標,甚至打出指令。
在二○一○年,為了我所主持的「科學頻道」特別節目,我旅行到喬治亞州的本寧堡(Fort Benning)去驗證美國陸軍最新的被稱為「陸地勇士」的「戰場網際網路」。我套上一個特別的鋼盔,旁邊附加著一個迷你型的螢幕。當我將螢幕翻轉到眼前時,突然看見了令人訝異的景象:一個以x記號標示友軍與敵軍的整個戰場。令人印象深刻的是,所謂「戰爭的迷霧」被移開了,全球定位系統(Global Positioning System,GPS)的感應器可以正確地標示出所有軍隊、坦克和建築物的位置。只要按下一個按鈕,影像就會迅速改變,戰場不見了,代之以氣象資訊、友軍和敵軍的部署、戰略與戰術。
有一個更加先進的版本,會先將晶片和LCD植入塑膠鏡片,讓網際網路直接閃現在隱形鏡片上。在西雅圖的華盛頓大學的巴巴克‧帕維茲(Babak A.Paviz)和他的團隊,已經在進行網路隱形眼鏡的基礎工作,並設計出產品原型,以期日後可以改變我們進入網際網路的方式。
他已經預見到,此一技術可以立即用來幫助糖尿病人掌控他們的血糖指數。此一鏡片將可以即時顯示體內的狀況。但這只是開始。帕維茲預期,我們終將可以下載任何電影、歌曲、網站或網際網路裡的資訊片段,進入隱形眼鏡。當我們悠閒地享受著完整影片時,鏡片中將會有一個完整的家庭娛樂系統。我們也可以通過這個鏡片,直接用這個系統連接到辦公室的電腦,然後操作在眼前閃現的檔案。當我們舒適地在海濱渡假時,也可以在一眨眼之間,就能與辦公室進行遠距會議。
如果把某些辨識軟體置入網路眼鏡,它們將可辨識物體甚至人臉。現在已有一些軟體程式可以辨識預先儲存的臉部圖像,正確度達百分之九十以上。當你說話的時候,不僅僅是對談者的名字,連他的簡歷也都會閃現面前。在集會中,偶然遇見某個認識的朋友,卻一時想不起名字的尷尬場面就可以避免。這種功能在雞尾酒會中也可發揮重要的作用。在很多陌生人中,某些人非常重要,但你不知道他們是誰。未來,即使在你跟陌生人談話時,也能立刻知道他們是誰,並了解他們的背景。這有點像《魔鬼終結者》(The Terminator)中的機器人所見的世界。
此一發展也會改變教育系統。未來,參加期末考的學生,將能透過隱形眼鏡,在網際網路中搜尋答案。這對於依賴記誦教學的老師來說,顯然是個問題。因而,老師們必須把教學重點改放在思考與推理能力的培養。
你的眼鏡框架若裝上錄影機,也可以錄下周邊影像,然後直接傳送至網際網路。全世界的人都可能同步分享你的經驗。不管你在看什麼,其他千萬人也都看得到。父母將會知道孩子在做些什麼。愛人在分別以後還可以繼續分享經驗。出席音樂會的人,可以與全世界的樂迷溝通內心的感動。檢查員可以訪問遠方工廠,將現場影像直接傳播到老闆的隱形眼鏡上。或是夫妻中一個人到店裡採購,而另一人則提供採買意見。
帕威茲已經能夠將電腦晶片縮小,將它放進隱形眼鏡的聚合物薄層中。他也已經成功地將一個發光二極體(LED)放入隱形眼鏡,而他目前正在測試一個8×8陣列的LED。他的隱形眼鏡能作無線遙控,他聲稱,「那些零件最終將包含數百個LED,可以在眼前形成影像,如文字、圖表和照片。多數硬體都是半透明的,所以穿戴的人可以在生活環境中遊走,而不致碰到東西或迷失方向。」他的最終目標,是創造出三千六百像素的隱形眼鏡,每一像素不超過十微米厚。這個目標,仍需好幾年才能達到。
網際網路隱形眼鏡的優勢之一,就是使用的電力極小(只需幾個百萬分之一瓦),所以能源需求極為經濟,不易耗盡電池。另一優勢是,眼睛和視覺神經,從某些方面來說,是人類大腦的直接延伸,所以我們無需再行植入電極就能和大腦接觸。眼睛和視覺神經以超過高速網路的速度傳遞訊息。所以,一個網際網路隱形眼鏡可能提供最快、最有效率的大腦通路。
透過隱形眼鏡將影像投射進入眼睛,比起透過網路眼鏡略為複雜。一個LED可以製造一個光點(或像素),但是你必須增加一個微鏡頭才能聚焦至視網膜。最後的影像將會浮現在眼前兩呎外。帕維茲正在考慮一種較先進的設計,使用微雷射將特別明晰的影像直接送至視網膜。我們也能使用與晶片工業蝕刻微細電晶體的相同技術,蝕刻出同樣微細的雷射機,成為世界上最小的雷射裝置。使用這種技術,基本上有可能製造出大約一百個原子寬的雷射機。如同電晶體,我們有可能將數百萬個雷射機裝入指甲大小的晶片中。
無人駕駛汽車
在不久的將來,你將能一邊開車,一邊安全地經由隱形眼鏡在網路上漫遊。上班的路不再是令人煩心的事,因為汽車會自動駕駛。現在的無人駕駛汽車,已經可以用GPS精確定位(誤差在數英尺內),行進數百英里。五角大廈的「國防先進研究計畫署」(DARPA)所支持的「DARPA大挑戰」,邀請國內實驗室提交無人駕駛汽車,參加橫渡莫哈威沙漠比賽,獎金一百萬美元。DARPA一向持續其傳統,以經費支持危險但有遠見的科技。
五角大廈支持的計畫很多,其中就有網際網路和GPS系統。網際網路原本是為了在戰爭中和戰後,讓科學家與官員互相聯繫,而GPS原來是為引導ICBM飛彈而設計。但這兩者在冷戰結束後解密,交給了公眾。
二○○四年,此一競賽有一個令人尷尬的開始。參賽的無人駕駛汽車,竟然沒有一輛可以在遊歷一百五十英里的崎嶇地形後通過終線。這些機器人汽車不是故障了就是迷路了。但是到了次年,五輛汽車通過了更加嚴苛的考驗。它們要走的路,包含一百個急轉彎、三個狹窄的隧道和兩側都是懸崖的小路。
某些批評家說,機器人汽車或許能通過沙漠,卻無法在市區行進。所以,在二○○七年,DARPA又支持了一個更具雄心的「城市挑戰」計畫,參加的汽車必需在六小時內,通過仿建的市區,完成累人的六十英里路。一路上,汽車必需遵守所有的交通規則,避開其他機器人汽車,並且互相協調通過平交道。結果有六隊成功地完成「城市挑戰」,前三名分別獲頒二百萬、一百萬和五十萬美元的獎金。
五角大廈的目標是:在二○一五年之前使三分之一的地面部隊自動化。這將被證明是一種救命的科技,因為最近多數美軍的意外事故都是來自路邊炸彈。未來,許多美軍車輛都將不需駕駛員。而對於一般消費者來說,那意味著只要按下開關,汽車就會自己行進,駕駛員可以工作、放鬆、欣賞風景、看電影或上網。
為了製作「Discovery頻道」的電視特別節目,我曾有機會駕駛一輛這樣的汽車。那是一輛光鮮的跑車,經過北卡羅來納大學工程師改裝,它變為完全自動化。它的電腦運算力相當於八部個人電腦。對我而言,要進入車中有點困難,因為內部已經被塞滿了。在車內各處,都可以看到複雜巧妙的電子零件堆疊在座位和儀表板等處。當我抓住駕駛盤時,我發現它是以橡皮纜線與一個小馬達相連。透過控制馬達,電腦可以轉動駕駛盤。
我轉動鑰匙,踏上加速板,把車子開到公路上以後,輕拍一個開關,讓電腦取得控制。我將手從駕駛盤放開,於是車子自己前進了。我對這輛車子有完全的信心,它的電腦經常透過駕駛盤上的橡皮纜線進行微調。剛開始時,看到駕駛盤和加速踏板自己在動,感覺有點詭異。彷彿那裡有個像幽靈般的隱形駕駛人在控制著,但過了一會兒,我習慣了。事實上,因為可以在一輛能夠自動以超人的精確和技術駕駛的汽車上放鬆,沒多久就變成了樂事。我已經可以放鬆地向後靠坐,享受搭乘的樂趣。
無人駕駛汽車的心臟是GPS,它讓電腦知道自己的位置,誤差只有數英尺。工程師對我說,GPS系統對汽車位置的斷定,誤差可以降至數英吋。GPS系統本身是一種神奇的現代科技。環繞地球軌道運行的三十二顆GPS衛星,不斷地散發無線電波,我車子上的GPS接收器可以收到這些電波。每一個衛星的訊號都會因為通過不同軌道而略為變形。這種變形被稱為「都卜勒頻移」(Doppler shift)。例如,如果衛星向你移動無線電波會壓縮,遠離你時會伸展。分析三至四個衛星的頻率的細微變形以後,汽車的電腦可以正確地斷定我的位置。
這輛汽車的擋泥板上也有雷達可以察覺障礙。這一點在未來至關重要,因為一旦偵測到即將發生的意外,每一輛汽車都應自動做緊急處置。現在,美國每年有將近四萬人死於車禍。未來,「車禍」一詞,將會逐漸消失。
塞車也可能成為過去式。一個中央電腦透過與每一輛無人駕駛汽車的通訊,可以追蹤路上所有的車子的移動。如此將很容易找出公路上的塞車地點和瓶頸。在聖地牙哥以北的十五號州際公路上,有一個實驗性措施。晶片置於路面,使得中央電腦可以掌控路上的汽車。當交通阻塞發生時,電腦的控制權將超越駕駛員,以便使交通恢復暢通。
未來的汽車還能察覺其他的危險。當駕駛人睡著時(特別是在夜間或長途、單調乏味的路上),已有成千上萬的人因此在車禍中死亡或受傷。未來的電腦可以聚焦於你的眼睛,分辨出你是否昏昏欲睡。電腦會以程式發出聲響,把你叫醒。如果叫不醒,電腦會接管汽車。電腦也可以辨認出汽車中過量出現的酒精,使每年因酒後駕車而發生的大量傷亡得以減少。
汽車轉變為智慧汽車的事將不會立即發生。軍隊會率先部署最新設計出來的車種。然後無人駕駛汽車才會進入市場,且首先出現在長程而又乏味的州際公路。然後它們才會出現在郊區和大城市,但駕駛人在緊急時將隨時可以否決電腦。最終,我們將會懷疑,如果沒有它們,日子該怎麼過。
四面牆都是螢幕
電腦不僅僅能解除交通負荷和降低汽車事故,它們也能幫我們與朋友及認識的人連結在一起。過去,曾有人抱怨說,電腦革命降低了人性也孤立了人們。事實上,它使我們的朋友圈和認識的人呈現指數性增長。當你孤獨或需要同伴時,你只需要求牆壁上的螢幕,為你與世界上其他寂寞的個人設定一個橋牌牌局。當你需要某些助理為你計畫一次休假、設計一趟旅行或找一個約會時,你將會透過牆面螢幕去執行。
未來,一個友善的臉(可以隨時更新,以配合你的品味),將會首先浮現在螢幕上。你可以要求它計畫一次休假。它知道你的偏好,會在網路搜尋出一份清單,並為你列出價格最合理的最佳選擇。
家庭聚會也可能透過牆面螢幕進行。你的起居室的四面牆,將會有落地螢幕,因而你會被遠方親戚的影像環繞。未來,也許某一親戚無法出席許某個重要場合。取而代之的是,家庭成員聚集在螢幕旁邊,一起慶祝部分真實、部分虛擬的重聚。或者,透過你的隱形眼鏡,你可以看到所有你喜歡的人的影像,即使他們遠在數千英里之外,也是跟真的一樣。(某些評論者曾說,網際網路原來被五角大廈構想成「男性」。因為它關心的是在戰時維持對敵軍的優勢。但現在網際網路大部分被想像成「女性」,因為它願意傾聽,並且能令他人感動。)
遠距會議將被遠距出席(telepresence)取代——與會者以完全的3D影像與音響出現在你的眼鏡或隱形鏡片中。例如,在會議中,每個人都將圍著桌子坐下,例外的是有些與會者僅僅出現在你的鏡片中。若無鏡片,你會發現環繞桌子的某些椅子是空的。有了鏡片,你看到每個人都坐在椅子上的影像,好像他們就在那兒。(這意味著所有的與會人員,都將圍坐在類似的桌子邊,由特殊的攝影機錄影,然後把影像送到網際網路。)
在《星際大戰》的電影中,觀眾驚奇地看到3D影像出現在空中。但使用電腦科技後,未來我們將可以用隱形鏡片、眼鏡或牆面螢幕看到3D影像。
剛開始,對著空房間談話也許有點奇怪。但請記得,當電話剛出現時,也有人批評它,說人們要與脫離肉體的聲音對話。他們抱怨電話將會逐漸取代人與人之間的面對面接觸。批評者說對了,但現在我們已經不在乎對著脫離肉體的聲音說話,因為它已經大大地擴充了我們的接觸面,也豐富了我們的生活。
這也會改變你的愛情生活。如果你寂寞,你的牆面螢幕會知道你過去的偏好,以及你想要約會的對象的體態與社會性格,然後上網搜尋媒合可能的對象。由於人們為了安全理由,有時會在他們的基本資料中撒謊,你的螢幕會自動搜尋每個人的歷史,以偵測出他們傳記資料中不真實的部分。
軟性電子紙
平面螢幕電視的價格曾經高達一萬美元,十年內降低五十倍。未來,覆蓋整片牆的螢幕的價格也會急遽下降。這些使用有機發光二極體(organic light-emitting diodes,OLEDs)的牆面螢幕,將會柔軟又超薄。除了因為使用可以排列成聚合物的有機化合物,顯得有彈性,他們與一般的發光二極體相似。在柔軟的螢幕中的每一像素,都與一個控制了光的顏色和強度的電晶體相連。
亞利桑那大學軟性螢幕中心的科學家,已經與惠普公司及美國陸軍合作,繼續精進此一技術。日後市場的力量會把此種技術的成本拉下來,提供給大眾。價格下降後,牆面螢幕的價格最終會接近平常的壁紙。所以,人們未來在貼壁紙的時候,也可能同時把牆面螢幕貼上。當我們希望改變壁紙的類型時,我們只需按一個按扭。重新裝潢就是這麼簡單。
這個軟性螢幕科技,也會使我們與可攜式電腦的互動徹底改變。我們將不需用力搬運隨身的沉重電腦。膝上型電腦可能只是一片OLED,我們會將它折疊起來,放進皮夾。手機內可能含有一個軟性螢幕,可以像捲軸一般拉出來。然後,你不需在小鍵盤上彆扭地打字,而可以拉出一個你所需要的軟性大螢幕。
此一科技也可能使個人電腦螢幕變成透明。在最近的將來,我們可能從一個窗子外望,然後揮揮手,窗子突然變為個人電腦。或者出現任何我們所要的影像。我們可以從數千英里之遙的窗子向外眺望。
今天,我們有小紙片可以打草稿,然後丟掉。未來,我們會有沒名字的「小片電腦」,我們在上面打草稿,然後丟棄。今天電腦是我們辦公室的重心,我們把它安放在桌子和傢具的旁邊。未來,桌上型電腦將會消失,而檔案將會跟隨著我們,從一個地方到另一個地方,從一個房間到另一個房間,或者從辦公室到家裡。這將給我們無縫隙的資訊,任何時間,任何地點。今天,你會在機場看到千百個旅客帶著可攜式電腦。到了旅館,必須和網際網路相連。一旦回到家,他們必須將檔案下載到桌上型電腦。未來,你將不再需要提著電腦到處走,因為不論任何轉角、牆壁、圖畫與傢具,都能幫你連上網路,即使你在火車或汽車上也一樣。(「雲端運算」是一個早期的應用實例。你所要付出的,不是電腦使用費,而是使用時間。電腦運算的計量,就跟自來水表或電表一樣。)
虛擬世界
「無所不在的運算」的目標,是要把電腦帶進我們的世界:晶片隨處有。而虛擬實境的目標剛好相反:它是把我們放進電腦的世界。美國軍方於一九六○年代首先用模擬的方式將虛擬實境引進飛行員和士兵訓練。飛行員可以透過觀看電腦螢幕和移動控制桿,練習在航空母艦的甲板上降落。如果發生了核子戰爭,將軍們和政治領袖們,可以隔著遙遠的空間在虛擬世界祕密開會。
今天,由於電腦的運算力呈指數性增長,人們可以生活在模擬的世界中。在其中,你能控制一個化身(一個代表你的動畫影像),也能與其他的化身會面,探索想像世界,甚至墜入情網,並且結婚。你也能夠以虛擬貨幣購買虛擬物品,然後又將虛擬物品兌換真正的錢幣。到二○○九年為止,最著名的網站之一「第二生命」(Second Life)有一千六百萬人註冊。那年,有一些人靠「第二生命」每年賺了一百萬美元以上。(不過,你所賺的利益將被視同真正的收入,美國政府要課稅。)
虛擬實境已是電子遊戲的主體。未來,在電腦運算力繼續擴充過程中,你將可以造訪並非真實的世界。例如,如果你想去購物或訪問一個奇異的地方,你會先進入虛擬實境,在電腦螢幕中漫遊,如同真的到了那兒。就這樣,你可以在月球漫步,在火星上渡假,在遠方的國度購物,參觀任何博物館,並且自己決定要往哪兒走。
在某種程度上,你也有能力在虛擬世界中感受碰觸物體的可能。所謂「觸覺科技」(haptic technology)可以讓你感受由電腦生成的物體的出現。這種技術,當初是由必須用遙控機器人手臂控制高度輻射物體的科學家,和希望能讓飛行員在模擬飛行中感受到控制桿阻力的軍方所研發。
為了複製觸覺,科學家製造了一個儀器,附加在發條和齒輪上,因此當你以手指向前推動此一儀器具時,他會倒推回來,模擬了壓力的感覺。例如,你將手指移動通過一張桌子時,這個儀器可以模擬出堅硬木質平面的感覺。用這種方式,你可以感覺到在虛擬實境眼鏡中出現的物體,將會完成你身處異地的幻覺。
為了創造質感,另一個儀器讓你的手指通過一個包含數千細針的表面。當你的手指移動時,每一細針的高度由電腦控制,所以它能模擬堅硬表面、柔軟衣服、或粗糙的沙紙的質地。未來,經由穿戴特殊手套,有可能在接觸各種不同的物體和表面以後,給予真實的感覺。
這種科技對未來外科醫生的訓練非常重要,因為外科醫生在進行精密的手術練習時,病人可能只是一個3D全像圖,所以必須能夠感受壓力才行。它也使我們稍稍接近了《星艦迷航記》系列中的全像甲板(holodeck),在那裡你漫遊於一個虛擬世界,也可碰觸虛擬物體。當你逛過一個空房時,你可以在護目鏡或隱形眼鏡中看到很棒的物體。當你伸手去抓時,一個觸覺儀器由地面升起,模擬了你所碰觸的物體。
我在製作「科學頻道」的節目時,曾有機會訪問新澤西州羅灣大學(Rowan University)的「洞穴自動虛擬環境」(cave automatic virtual environment,CAVE)。我進入一個空房間,被四面牆包圍,每一面牆都由投影機照亮。3D影像可以投射到牆上,使人產生移動到另一個世界的錯覺。在一次示範表演中,我被巨大、兇猛的恐龍所包圍。透過搖動控制桿,我可以騎到暴龍的背上,甚至進入牠的口中。其後,我又訪問了在馬里蘭州的阿伯丁試驗基地(Aberdeen Proving Gound),在那裡美國軍方設計了最先進的全像甲板,我的頭盔和背包上裝了感應器,讓電腦知道我身體的正確位置。然後我走上一部全方位跑步機(Omnidirectional Treadmill),這是一部精緻的跑步機,容許你走向任何方向,而身體仍在原處。突然之間,我發現我已身處戰場,不斷閃躲敵人狙擊手的子彈。我可以向任何方向逃跑,躲在任何小巷,在街道中奔跑,而牆面的3D螢幕也在瞬間改變。我甚至可以平躺在地板上,螢幕也隨之改變。我可以想像,未來你可以體驗到完全的臨場感,諸如參與對抗外星人太空船的格鬥、逃離暴烈的怪物或嬉戲於荒島,而這些都會發生於你舒適的起居空間裡。
不久以後的醫療護理
看醫生的過程將會徹底改變。做例行性的檢查時,跟你談話的「醫生」,可能是出現在你牆面螢幕的一套軟體,它可以正確地診斷出你百分之九十五的普通小病痛。你的「醫生」可能看來像一個人,但事實上那只是一個被程式設定來問某些簡單問題的活動影像。你的「醫生」也會有你的完整基因記錄,在綜合考慮過所有的基因危險後,會建議你進行一個醫治療程。
在診斷一個問題時,這個「醫生」會要求你做一些身體的檢驗。在《星艦迷航記》原來的電視影集系列中,當觀眾面對一個被稱為「三度儀」的儀器,看到它能夠立即診斷出任何疾病,並透視身體時,都非常驚奇。但你並不需要等到二十三世紀才會有這種未來的儀器。重達數噸,要占據整個房間的磁振造影機(MRI),已經被微型化成為大約一英尺大,最終將會與手機一樣大。當機器掃描過你的身體時,你可以看到自己器官的內部。電腦會處理這些3D影像,然後為你做出診斷。這種檢驗也能在數分鐘內推斷出多種不同的疾病,包括在腫瘤形成前數年的癌症。這種檢驗會包含DNA晶片,這是一種有數百萬細小感測元件的矽晶片,能夠偵測出許多疾病的DNA源頭。
當然,很多人不喜歡看醫生。但在未來,你的健康,將在不知不覺間,每天悄悄地且不費力地被監看數次。你的抽水馬桶、浴室鏡子和衣服上都會有DNA晶片,可以靜靜地斷定你的身體中有無少量(約數百個)癌細胞的聚集。你的浴室和衣服中的感應器,也會比現代醫院或大學所裝設的更多。例如,只要對著鏡子吹一口氣,就能偵測出一種突變的p53蛋白質——它的出現,暗示著百分之五十的癌症罹患率。這也意味著「腫瘤」一詞,將會在語言世界中逐漸消失。
今天,如果你在荒郊的路上發生嚴重車禍,很可能流血致死。未來,你的衣服和汽車在第一個創傷出現時將會立刻採取行動,打電話招來救護車,告知失事的方位;並在你失去意識期間,將你的整個病歷上傳到醫院。未來,孤單地去世將很不容易。你的衣服能夠透過編織在布料中的晶片,察覺你的心跳、呼吸,甚至腦波是否正常。當你穿上衣服時,就已經上網。
今天,我們已經可以將一個帶有電視攝影機和無線電的晶片,放入如阿斯匹林大小的藥丸中。將它吞下以後,這個「聰明藥丸」(smart pill)就會攝下食道與小腸的影像,然後將訊號傳送至附近的接收器。英特爾的宣傳口號「內有英特爾晶片」(Intel inside),因而有了新的意義。如此,醫生不必進行大腸鏡檢查(必須將六英尺長的管子,勉強地塞入大腸),就能獲得病人腸道的影像,診斷出癌症。像這樣的微小儀器,將會逐漸降低切割肌膚動手術的必要。
這只是電腦革命會如何影響健康的例子之一。我們將在第三章和第四章,討論醫療革命的更多細節,也會談到基因治療、複製技術以及人類壽命的改變。
生活在童話世界裡
由於電腦的智能將很便宜並且遍布整個環境,某些未來學家評論說,未來的世界看起來將會跟童話世界一樣。如果我們擁有神的力量,那麼我們所居住的天堂將如同一個奇幻世界。例如,未來的網際網路,就會變成白雪公主的故事中的魔鏡。我們會說「魔鏡、牆上的魔鏡」,然後一個友善的臉孔會出現,允許我們接觸行星的智慧。我們會在玩具上放置晶片,使它們聰明,如同想要變成真正男孩的小木偶皮諾丘(Pinocchio)。就像《風中奇緣》中的印第安公主寶嘉康蒂(Pocahontas),我們將能對著風和樹說話,而他們也會回答。我們將會理所當然地認為物體是有智能的,可以對他們說話。
由於電腦將能找到許多控制老化過程的基因,我們將會跟彼得潘(Peter Pan)一樣,永遠年輕。我們將可以使老化過程減緩,也許還能將它逆轉,就像來自夢幻島的男孩彼得潘不想長大一樣。擴增實境(augmented reality)將會帶來跟灰姑娘一樣的幻境,我們可駕著四輪大馬車,駛向夢幻舞會,然後優雅地與英俊的王子共舞。(但是到了午夜,擴增實境眼鏡關閉以後,我們又回到現時世界。)由於電腦正在揭露控制身體的基因,我們將可控制、並再造我們的身體,如同《美女與野獸》(Beauty and the Beast)中的野獸一般。
某些未來學家甚至擔心如此一來,我們將會回到神祕的中世紀——那時候,人們相信周邊到處都有看不見的精靈。
世紀中期(二○三○─二○七○)
摩爾定律之終結
我們必須問:這個電腦革命會持續多久?如果摩爾定律繼續維持五十年,我們可以想像得到,電腦的運算速度會遠遠超過人腦。到了世紀中期,一種新的動力會發生。如同喬治‧哈里森(George Harrison)曾經說過:「所有的事情都會成為過去。」即使是摩爾定律也有終止的時候,那時電腦興起的令人歎為觀止的力量,又已推動經濟成長半世紀了。
今天,我們將電腦產品力量的不斷增加和功能的複雜化,視為理所當然,事實上也相信那是我們與生俱來的權利。我們之所以要年年購買新的電腦產品,就是因為知道新推出的類型,運算力幾乎都會倍增。不過一旦摩爾定律崩塌了,而每一代新推出的電腦產品與前一代的能力和速度都不相上下,那麼我們幹嘛還要再買新的電腦?
由於各式各樣的產品中都有晶片,這一點可能對整個經濟造成災難性的效果。當整個工業停止運轉,千百萬人會失去工作,經濟可能陷入混亂。
多年前,當我們物理學家指出,摩爾定律無可避免的崩塌時,工業界總是嗤之以鼻,暗示我們只是喊著「狼來了」。他們說,摩爾定律的終結,已經被預測太多次了,所以根本就不相信。
但是,不會再這樣下去了。
兩年前,我前往華盛頓州西雅圖微軟總部所主辦的一個重要會議,擔任主講人。微軟的三千個頂尖工程師也在聽眾之中,等著聽我說出電腦與電訊的未來。一眼望去,我可以看到許多年輕工程師熱切的臉孔。他們將要創造出許多程式來讓桌上型和手提電腦應用。我對摩爾定律直言不諱,告訴大家,電腦工業必須為此一崩塌做準備。如果是在十年前,我會面對的是嘲笑,或者一些竊笑。但這一次我只看到人們都在點頭。
所以,摩爾定律的崩塌,是一件全球性大事,涉及數以兆計的風險。但若要精確地說出它會如何結束,以及何者會取代它,卻完全取決於物理原理。這些物理問題的答案,終將動搖資本主義的經濟結構。
若要了解這個情況,首先就是要了解,電腦革命的非凡成就,取決於幾個物理原理。
第一,電腦之所以有高超的速度,是因為電子訊號以接近光速(宇宙中的終極速度)傳遞。在一秒鐘內,一束光線可以環繞地球七圈,或者到達月球。電子很容易在原子周圍移動,並鬆散地與它結合(透過梳頭髮、走過地毯或折疊衣物,就會脫落——這就是靜電吸附現象)。這些鬆散地結合的電子和它們極快的速率,容許我們以極高速度送出電子訊號,而這種速度造就了過去一世紀的電子革命。
第二,在雷射光束中,能放入的資訊數量幾乎沒有上限。光波震動速度遠快於聲波,可以攜帶的資訊量也遠大於聲音。(比如,想像將一條長繩子拉緊,然後快速振動其中一端。你擺動越快,能沿著繩子傳送的訊號也越多。因此,只要加速振動——亦即增加頻率,能夠放進繩子的資訊數量就會增加。)光是一種波動,每秒震動大約1014。所以,一條光纖電纜每一波動循環就能帶著1011位元的資訊。若是把很多訊號塞進單一光纖,然後又將很多條光纖結合成一條電纜,傳送的位元數量就可以大大增加。這意味著,透過增加一條纜線內的頻道,我們可以傳遞幾乎無限量的資訊。
第三,也是最重要的一點,電腦革命是由電晶體的縮小所帶動。如果將電路比喻為自來水管道,則電晶體就像是控制水流的閥門。同樣地,只要一個轉動水閥的簡單動作,就能控制大量的水流。電晶體容許小量電流去控制遠大於它的電流,因而擴增了它的力量。
這個革命的核心就是電腦晶片。在指甲般大小的矽晶圓上,就可以包含數億個電晶體。在你的手提電腦裡面,有一個晶片,其中的電晶體只能在顯微鏡下才看得到。這種難以置信的細小電晶體的製作方法,和T恤的製作相同。
大量製造T恤的第一步,要先按照個人想像的圖樣外型模式創造一個印刷模板。然後將模板放在衣服上,開始噴上顏料。唯有模板上有裂口的地方,顏料才能穿透到衣服上。一旦模板移開,此一模式就已完美地複製於衣服上。
同樣的方式,可以做出一個含有數百萬錯綜複雜的電晶體輪廓的模板。把這個模板放在矽晶圓(含有好幾層對光線很敏感的矽)上。然後將紫外線聚焦於模板,穿透模板的間隙,讓矽晶圓曝光。
然後矽晶圓用酸清洗,蝕刻出電路的外型,並創造出數百萬電晶體的複雜設計。由於晶圓含有許多導體和半導體層,光線蝕刻的深度有深有淺,類型也有不同,所以我們可以製造出極度複雜的電路。
摩爾定律之所以能不斷地增加晶片的力量,原因之一就是因為紫外線可以被調整,使波長越來越短,可能在矽晶圓上蝕刻出越來越小的電晶體。由於紫外線的波長最短可達十奈米(一奈米等於十億分之一公尺),這也意味著能蝕刻出來的最小的電晶體,大約有三十個原子的寬度。
但是,這個過程無法永遠持續下去。到了某一點,物理上就不可能再用這個方法,蝕刻出只有數個原子大小的電晶體。你可以大致推算出何時摩爾定律將會崩塌:那就是當電晶體終於接近單一原子大小的時候。
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圖說:摩爾定律之終結。晶體的製造與T恤的設計方式相同。但不是將顏料噴在模板上,而是以紫外線聚焦於模板,將一個圖像燒在矽晶圓的各層。然後用酸蝕刻出圖像,創造出億萬個電晶體。但這種製造程序,在我們遇到以原子為尺度來度量時,就遇到了極限。矽谷是否將因此衰敗? |
大約在二○二○年,或者更早,摩爾定律將會逐漸失效。除非發現替代科技,否則矽谷會慢慢轉變成衰敗的工業區。
依據物理定律,矽晶時代終將結束,進入後矽晶時代。電晶體將因體積太小而必須由量子理論或原子物理學接管,而電子則溢出了管線。例如,電腦內最薄的一層,將會只有五個原子的厚度。依據物理定律,量子理論就在那一點開始接管。德國物理學家提出的海森堡不確定性原理(Heisenberg uncertainty principle)說,你無法同時知道任何粒子的位置和動量。這似乎有點違反我們的直覺,但在原子的層次,你就是無法知道電子在哪裡,所以它無法被準確地限定在一條超薄的線或一層表面上,它一定會溢出,造成電路的短路。
我們將在第四章分析奈米科技時,討論到這一點的細節。本章的其餘部分,我們將假設物理學家已經找到矽晶力量的繼承者。電腦很可能繼續以指數成長,但運算力加倍的時間將不再是十八個月,而是很多年。
真實與虛擬實境的混合
到了世紀中期,我們都會居住在真實與虛擬實境混合的世界中。在我們的眼鏡或隱形眼鏡裡,會同時看到虛擬的影像疊映在真實的世界之上。這是日本慶應義塾大學田智前(Susumu Tachi)和很多學者的設想。他正在設計一種幻境與真實混合的護目鏡。他的第一個計畫就是使東西消失在空中。
我在東京訪問田智前教授,親眼看見他那令人印象深刻的真實與虛擬混合的實驗。一個簡單的應用是使一個物件消失(至少在你的護目鏡中)。首先,我先穿上一件特別的淡咖啡色雨衣。當我張開雙臂時,它看起來像是一片大帆。然後一個攝影機把焦點集中在我的雨衣上,另一個攝影機則攝製我背後的景色(有巴士和汽車在路上移動)。剎那間,電腦將這兩個影像混合在一起,所以我身後的影像,也如同投射在螢幕一般,投射我的雨衣上。如果你從一個特殊眼鏡看出去,我的身體消失了,剩下的就是汽車和巴士的影像。由於我的頭部是在雨衣上方,所以看起來像是我的頭部,漂浮在空中,而身體消失了——如同哈利波特披上他的隱身斗蓬。
其後,田智前教授又讓我看到一些特殊護目鏡。戴上它們,我可以看到真實的物體,然後讓他們消失。這並非真的看不見,而只限於戴上可以混合兩種影像的特別護目鏡才有效。不過,它只是田智前教授的大計畫中的一部分。他的偉大計畫有時也被稱為「擴增實境」。
到了世紀中期,我們將會生活在充分發揮作用的網路世界,在其中的真實世界已與電腦中的影像融合。這樣將會根本改變工作環境、商業、娛樂以及我們的生活。擴增實境會為市場帶來立即性的影響。第一個商業應用將會是使物體消失,或使人看見本來看不見的東西。
例如,如果你是一個飛行員或汽車駕駛,你將可以看見周邊三百六十度的景象,連腳下也看得見。因為你的護目鏡或隱形眼鏡,允許你看透飛機或汽車的外壁。這將會消除視界的死角(它是許多意外和死亡的肇因)。在近距離空戰中,飛行員不管敵人飛到任何地方(在自己下方也不例外),都能追蹤到他們,就如同噴射機是透明的一般。駕駛人可以看到所有的方向,因為微小的攝影鏡頭將會監控周圍三百六十度的空間,並將影像傳到他們的隱形眼鏡中。
如果你是正在修理太空船的太空人,你會發現這種科技很有用,因為你可以看穿牆壁、隔板牆以及船身。它也能解救性命。如果你是建築工人,在地下充滿管線和閥門的環境中進行修理工作,你將會知道正確的連接方式。這點在蒸汽爆炸時尤其重要,那時藏在牆後的管線急待修理,而且必須迅速完成。
同樣地,如果你是探礦者,你將可以穿過地表,看到地下的水或油。衛星或飛機以紅外線和紫外線所拍攝的一個礦區的照片,可以在分析後送到你的隱形眼鏡中,給你一份關於這個地點的3D分析,以及地表底下的蘊藏。當你走過不毛之地,你將會透過眼鏡「看到」有價值的礦藏。
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圖說:網路隱形眼鏡可以辨識人臉,顯示他們的個人資料,並以字幕模式翻譯他們正在說的話。遊客將用它們見識到古代紀念碑復活。藝術家和建築師將用它們來操作並重組他們的虛擬創作。擴增實境有無窮的可能性。 |
除了使物體消失,你也可以反過來做:看見本來看不見的東西。
如果你是一個建築師,你將可以繞行於一個空房間,突然間,「看到」了你所設計的建築的完整3D影像。當你巡視每一個房間時,你的藍圖上的設計將會在你面前跳出來。空房間將於轉瞬間活了過來,有傢具、地毯和牆上的裝飾,這種技術容許你的創作在實際建造以前,先以3D視覺化。只要移動你的手臂,你就能創造出新的房間、牆壁和傢具。在這個擴增的世界,你將會有魔術師的力量。只要揮動魔杖,就能創造出你想要的東西。
擴增實境:觀光、藝術、購物和戰爭的革命
如你所知,擴增實境對商業與工作場所的潛在影響非常巨大。實際上每一種工作都能因它而更加豐富。此外,我們的生活、娛樂以及社會都會因此一科技而大大地改善。
例如,當你在博物館中參觀,從一個展區到另一個展區時,你的隱形眼鏡將同時傳送給你每一件展覽品的介紹資料;當你通過時,一個虛擬的導遊將會為你做網路導覽。如果你訪問某些古代廢墟,你將可能「看到」在他們的全盛時期的建築和紀念碑,以及歷史性軼事的完整重建。當你徘徊於羅馬帝國的遺跡時,它們將會回復活生生的場景,並附加評論與註解,而非殘破的圓形石柱與荒草。
北京理工大學已經朝此方向走了一小步。他們將一八六○年英法聯軍所毀的圓明園,在網路世界中重新建立起來。今天,傳說中的花園,留下的只有軍隊劫掠後的廢墟。但如果你從一個特殊的觀景點去看廢墟,你可以看到完整的花園以燦爛之姿呈現眼前,未來這樣的觀景點將隨處可見。
發明家尼科拉斯‧尼克(Nikolas Neecke)創建了一個更先進的系統。他為瑞士西北部的巴塞爾市建立了步行導覽。當你在它的古老街道上散步時,你看見古代建築甚至人民生活的影像疊映於眼前,使你彷彿走進時光隧道。電腦為你定位,並為你在護目鏡中顯示古代景象,就如同你回到了中世紀。現在,你必須戴上很大的護目鏡和背著沉重的背包(內裝GPS儀器和電腦)才可能達到這種效果,但未來,你只要戴上隱形眼鏡就可以了。
如果你在異國土地上開車,所有的儀表都將以英語(或你懂得的語言)顯示在你的隱形眼鏡上,所以你不必向下瞄它們。你會看到路標和附近標的物(例如觀光景點)的解說。你也可以看到快速翻譯的路標。
徒步旅行者、露營者或喜愛戶外活動者,將不只是透過隱形眼鏡得知他身處的位置,身邊看到的動植物的名字也能知道了;此外,還能看到該地區的地圖及接收天氣報告。它也能觀測到可能被草叢或樹林遮蔽的小路或露營地點。
想租公寓的人,將能在走過街道或開車經過時,知道還有哪裡有房子等待出租。任何待售公寓或房子的價格以及生活便利設施等等,都將顯示在你的眼鏡中。
凝視夜空,你將可看見所有的星球和星座清晰地描繪出來,如同你正在觀賞天文館的星空秀,但不同的是此時你看到的可是真正的星星。你也可以看到許多銀河、遠方的黑洞、以及其他有趣的天文景觀的方位,還可以下載有趣的相關演講。
除了能夠看透物體和訪問異地,擴增的視界在你臨時需要特定資訊時,尤其重要。
例如,如果你是一個必須記憶大量資料的演員、音樂家或表演者,未來你將可以在鏡片中看到所有的文字或音樂。你不需要自動提示器、提示卡、樂譜或筆記來提醒自己。你將不再需要勉強記住任何事物。
其他的例子還包括:
☆如果你是錯過了演講的學生,虛擬教授可以為你講授任何主題,你可以下載來看。透過虛擬臨場遙控,一個真正教授的影像,會出現在你面前,回答你的任何問題。你也可以透過隱形眼鏡看到實驗示範及錄影帶等。
☆如果你是戰場的士兵,你的護目鏡或耳機,會給你最新的資訊、地圖、敵人位置、敵方的射擊方向、以及上級的指示等。當你與敵人交火,子彈颼颼地亂竄時,可以看穿障礙和山崗,知道敵人在何處——因為頭頂的無人駕駛飛機可以找出他們的位置。
☆如果你是外科醫生,正在做複雜的緊急手術,你能看透病人身體(經由手提磁振造影機)、進入體內(經由在體內移動的感應器),也能取得病歷和過去手術的錄影。
☆如果你在玩電動遊戲,你可以在隱形眼鏡中,完全沉浸在網路世界裡。雖然是在一個空房間,你可以看見所有的朋友都以完美的3D影像出現;在你準備與想像中的外星人交戰之前,你會先經歷一些外星景觀,那就如同身處外太空的戰場上,你和戰友都陷入爆炸的光線中。
☆如果你需要查閱運動員統計資料或運動的詳細資料,它會立刻映入你的隱形眼鏡中。
這意味著你不再需要手機、時鐘或手錶或MP3。所有的各式手持物品的圖標,都會投射在你的隱形眼鏡上,可以隨時取用。電話、音樂網站等都可如此存取。你家裡的許多器具和精巧小器械,都可以用擴增實鏡來取代。
另一個拓展擴增實境應用範圍的科學家,就是麻省理工學院媒體實驗室的派蒂‧梅斯(Pattie Maes)。她不用特殊的隱形眼鏡、眼鏡或護目鏡,而是打算將電腦螢幕投射到我們環境之中的平常物體上。她那被稱作「第六感」的實驗計畫,包括在脖子上掛著一個小照相機和投影器(如同佩戴著一個大獎章),讓你可以把電腦螢幕的影像投射到你面前的任何物體上(例如牆或桌子)。按一下想像中的按鈕就會自動地打開電腦,如同你敲擊真正的鍵盤一般。由於電腦螢幕的影像可以投射在面前任何平整固定的物體上,你可以將好幾百種東西轉變成電腦螢幕。
還有,你可以把特製的塑膠套子戴在手指頭。當你移動手指頭時,電腦就會在牆上的電腦螢幕執行你的指令。例如,透過手指的移動,你可以在電腦螢幕上畫圖。你可以不用滑鼠,改用手指控制游標。如果你用雙手比出一個方形,你可以啟動一個數位相機,並開始照相。
這也表示,當你在購物時,你的電腦會為你掃描許多不同的產品,認清它們的品名,並為你讀出他們的成分、卡路里含量以及其他顧客的評價。
擴增實境的另一種應用將是使用「背向散射X光」(backscatter X-ray)過程的X光顯像,與《超人》(Superman)漫畫中所見的X光顯像極為相似。如果你的眼鏡或隱形眼鏡可以對X光感應,它可能有能力看穿牆壁。環顧四周,你可以如同漫畫中所見一般看穿物體。每一個小孩子,在第一次讀到《超人》漫畫時,都會夢想「比子彈飛得快,比火車頭還有力」。成千上萬的小孩都會穿上披肩,跳出條板箱,飛上天,並假裝具有透視眼。這些在擴增實鏡中,都是有可能的。
普通的X光的一個問題就是,你必須將X光底片放在物體背後,將物體暴露在X光下,然後才處理底片。然而「背向散射X光」會解決這些問題。首先,你讓X光從光源放射出來,充滿整個房間。然後,他們會彈跳出牆,它會穿透你想檢驗的物體。你的護目鏡可以感受已穿透物體的X光。由「背向散射X光」看到的影像可能跟漫畫中所見的影像一樣好。(只要提高護目鏡的感光度,我們就可以降低X光的強度,使健康的風險降到最低。)
全能翻譯機
值得注意的是,在《星艦迷航記》、《星際大戰》以及幾乎全部的科幻影片中,所有的外星人都能說一口標準英語。這是因為有一種「全能翻譯機」,容許地球人即時與任何外來文明溝通,避免了使用冗長乏味的手語及原始手勢的不便。
雖然這曾被認為是不切實際的未來想像,但是某種形式的全能翻譯機已經存在。這意味著,如果你是未來身處異國的旅客,在跟當地人交談時,你會在隱形眼鏡中看到說明字幕,如同你正在看外國電影。你也可以讓電腦為你做有聲翻譯,直接送到耳朵。在這種情況下,兩個不懂對方語言的人,只要都有全能翻譯機,就能透過耳中聽到的翻譯,做到「雞同鴨講」,順利對話。這種翻譯不會是完美的,因為總是會有些成語、俚語以及修辭等問題,但是它將足以讓你了解對方的談話要點。
科學家要實現全能翻譯有幾種方式。第一是創造一種能將語言轉換成書寫的機器。在一九九○年代中期,第一個能辨識語言的商業用途機器上市。它們可以辨識四萬字,正確率百分之九十五。由於典型的日常會話只用到五百至一千字,這些機器已能應付裕如。人聲被轉錄成文字以後,每一個字都會被電腦字典翻譯成另一種語言,然後是最難的部分:將個別的字組合成有意義的文字,加上俚語,以及口語表達等等,這些都需要對語言的細微差異有深入的了解才行。此一領域被稱為「電腦輔助翻譯」(computer assisted translation,CAT)。
在匹茲堡的卡內基梅隆大學(Caenegie Mellon University),是另一種翻譯方式的開路先鋒。那裡的科學家已經造出可以中翻英、英語譯成西班牙語或德語的原型機器。他們將電極附在說話人的頸部和臉部,獲得肌肉收縮訊息,並對說出的話進行解碼。由於字和詞可能動口而不出聲,所以他們的工作不需要任何音頻設備。然後,由電腦將這些字詞翻譯,並以聲音合成器說出。在只用一百至兩百字的簡單對話中,他們已經達到百分之八十的正確性。
其中的一位研究員譚加‧休茲(Tanji Schultz)說:「主要的構想是,你可以動嘴說英語,而呈現出來的卻是中文或其他語言。」未來,電腦會以讀脣術懂得你的談話對象,因而不需電極輔助。所以,原則上,讓兩個說不同語言的人進行即時對話是可能的。
未來,曾經悲劇性地妨礙不同文化間的相互了解的語言障礙,將會逐漸因為有了這種全能翻譯器和網路隱形眼鏡或鏡片而化解。
雖然擴增實境打開了一個全新的世界,但它也有局限性。不過其問題不在於硬體,頻寬也不是限制因素,因為光纖所能傳送的資訊數量並無限制。
真正的瓶頸在軟體。軟體只能用陳舊的方法來創造。要有人靜靜地坐在椅子上,加上紙、筆和手提電腦,才能寫出一行接一行的程式碼,使想像的世界發生。我們可以大量製造硬體,透過堆疊較多的晶片來增強它的運算力,卻無法大量製造大腦。這意味著真正的擴增實境的出現,需要好幾十年,直到世紀中期。
全像技術與3D立體影像
到了世紀中期,我們可能看到的另一種先進技術,就是真正的3D電視和電影。早在一九五○年代,要看3D電影,就要戴上厚重的眼鏡,鏡片有紅與藍的顏色。這是利用左右眼不在一條直線上的事實,電影放映出兩個影像,一個藍色,一個紅色。這兩個鏡片扮演過濾器的角色,給予左右眼不同的影像,因而在大腦結合兩個影像時,產生了看到三度空間的錯覺。所以,深度的感覺只是一個騙局。(兩眼相距越遠,深度感覺越大。這也可以解釋,為什麼某些動物的眼睛凸出,目的就是要感受最大的深度。)
3D眼鏡之後有了改進,就是以偏光鏡片製造,在左眼和右眼顯示出兩種不同的偏光影像。如此一來,我們看到全彩的3D影像,而非只有藍色和紅色。由於光是一種波,它可以上下或左右振動。一個偏光鏡片,只容許單一方向的光通過。所以,如果你的眼鏡裡有兩個不同方向的偏光鏡片,你就能創造出3D(立體)效果。再精緻一點的3D版本,將可以把兩個不同的影像投射在隱形眼鏡上。
需要佩戴特殊眼鏡的3D電視已經上市。但很快地,3D電視將改用柱狀透鏡,而不再需要特殊眼鏡。電視螢幕必須特製,能夠以略微不同的角度,分別為兩眼投射兩組分隔的影像。由於你的兩眼看到的是分開的影像,所以會有3D的錯覺。不過你的頭必須放對位置,當你注視螢幕時,你的眼睛必須放在最佳觀看區內。(這一種方法利用了廣為人知的視力錯覺。在某些新穎的商店中,當我們走過其擺設的圖片時,會看到它們魔術般的立體變化。這個效果,是要先選用兩張圖片,將每一張都切割成許多小條,然後穿插散置這些小條,創造出一種複合的影像。然後,將一個有許多垂直凹槽的柱狀透鏡薄片放在複合影像之上,每一個凹槽精確地置於兩小條上。凹槽特別塑形,當你從某一角度看它時,你可以看到一小條,換一個角度又可見到另外一條。因而,走過鏡片,我們看到每一個圖片突然變成另外一個圖片,然後又很快地變回來。3D電視將會以移動影像取代這些靜止的圖片,以達到不用眼鏡而有相同的效果。)
但是,最先進的3D版本,將是全像技術(holograms)。不用任何鏡片,你將精確地看到3D影像的正面光波,如同它是放在你的面前。全像技術已經出現數十年(他們出現在新潮商店中、信用卡上,以及許多展覽中),它們也經常是科幻電影中的特寫鏡頭。在《星際大戰》情節中莉亞(Leia)公主傳送給叛軍聯盟成員的一段3D全像的悲傷訊息,以動作示意。
問題是,這種全像圖很難製作。
全像圖是將單一雷射光束分裂為二。其中之一束落在你要攝影的物體上,然後彈回落在一個特殊的螢幕上。另一束則直接落在螢幕上。兩束雷射光混合創造出一個複雜的互相干擾型態,含有原有物體的「凍結」3D影像,會被螢幕中的一個特殊底片捉住。然後,透過投射另一束雷射光到螢幕上,原有物體的影像就會以完全的3D影像活了過來。
全像電視有兩個問題。其中之一的問題是,影像必須投射在螢幕上。坐在螢幕前可以看見原始物體的精確3D影像。但我們無法伸手碰觸它,因為見到的3D影像只是一種錯覺。
這就是說,如果全像電視前觀看3D足球賽,不論你如何移動,面前的影像如同真的隨之移動。那就像是你自己正坐在五十碼線上,離球員只有數英吋的距離內觀看。但是如果你衝過去抓球,你會撞進螢幕。
而真正妨礙全像電視發展的技術問題在於資訊的儲存。真正的3D影像包含極大量的信息,比2D影像的儲存大很多倍。電腦通常只處理2D影像,因為影像是被分解成細小的點(稱為像素),每一像素由一個小電晶體照亮。但是若要讓3D影像移動,每秒必須閃動三十次。速算的結果顯示,產生移動的3D全像影像所需耗費的訊息量,遠遠超過今日網際網路的能力。
到了世紀中期,當網際網路的頻寬以指數成長以後,此一問題可能會被解決。
真正的3D電視會是什麼樣子?
可能性之一,是一個圓筒或半球形的螢幕,而你坐在中間。當全像影像放射到螢幕上時,我們看見3D影像環繞周圍,如同它們真的就在那兒。
遙遠未來(二○七○─二一○○)
以心役物
到了本世紀末,我們將會直接以念力控制電腦。如同希臘諸神,當我們「想到」某些指令,電腦便會按照命令執行。此一科技的基礎已經鋪設完成。但可能要花好幾十年才能趨於完美。這個革命可以分為兩部分。第一,念力必須能夠控制身邊的物體。第二,電腦要有能力將人的願望解碼,以便將它實現。
第一個重大突破在一九八八年達成。美國艾墨瑞大學(Emory University)和德國杜賓根大學(University of Tübingen)的科學家,將一個細小的玻璃電極,直接植入一個因中風而癱瘓的五十六歲男性大腦中。電極被連至電腦,以分析他的大腦訊號。這個中風病患可以看到電腦螢幕上的游標影像。然後,透過機能反饋療法(biofeedback,利用機械醫療作用,使病人自動控制和調整正常機能的醫療技術),這位病患僅僅透過念力,就能控制電腦的游標。這是電腦與人腦的第一次接觸。
這種技術最精緻的版本,是由布朗大學(Brown University)神經科學家約翰‧多諾修(John Donoghue)發展出來的。他發明了一種被稱為「腦門」(BrainGate)的裝置,來幫助因遭受腦部受傷而衰弱的人溝通。二○○六年他由於發明了感官媒介,登上了《自然》(Nature)的封面。
多諾修告訴我,他的夢想是:運用資訊革命的最大力量,讓「腦門」對腦傷的治療產生革命性的影響。此一技術已經對病人的生活產生重大的影響,而他也對技術的進一步發展存有高度希望。他的研究興趣與個人遭遇有關。他的童年因為退化性疾病被局限於輪椅上,因而深知無助的感覺。
他的病人,包含完全癱瘓、也無法與所愛的人溝通,但腦部仍然可以活動的中風病人。他曾在中風病人大腦控制運動的區域內放置一個晶片(只有四公釐寬)。這個晶片被連結到可以分析並處理大腦訊號的電腦上,最後並將訊息傳到一台手提電腦裡。
起初,病人無法控制游標的位置,但能看到游標的移動。經過嘗試錯誤,病人學會控制游標,數小時後,就能將游標放到螢幕中的任何地方。經過練習,中風病人可以閱讀、寫電子郵件、玩電動遊戲。一般而言,凡是可以透過電腦控制的任何功能,癱瘓的病人都能辦到。
當初,多諾修是從四個病人開始。其中兩人有脊椎傷害,一個中風,第四個則有肌萎縮性脊髓側索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)。其中一人,四肢痲痹,頸部以下全部癱瘓,只花一天就能熟練用念力操作游標的移動。今天,他可以控制電視、移動電腦游標、玩電動遊戲,並且閱讀電子郵件。病人也能透過操控電動輪椅來控制自身的移動。
簡單地說,這對完全癱瘓的人來說,簡直就是奇蹟。之前,他們被困在身體裡面,毫無希望。但未來,他們已經在網路上搜尋,並與世界各地的人對話。
我曾經在紐約林肯中心參加一個盛會,向偉大的天文學家史蒂芬‧霍金(Stephen Hawking)致敬。看到他被束縛在輪椅中,實在令人心碎。除了少數面部肌肉,他已無法移動任何部位,只能由護士扶著他那軟弱的頭部,推著輪椅移動。他要花好幾小時,甚至好幾天掙扎著透過聲音合成器與人溝通簡單的想法。我很想知道,他是否來得及利用「腦門」科技的好處。剛好這時,同樣在觀眾群中的多諾修也出現面前跟我打招呼。所以,也許「腦門」是霍金的最佳選擇。
杜克大學(Duke University)的另一群科學家,也在猴子身上達成了類似的結果。米古爾‧尼科列力士(Miguel A.L.Nicolelis)和他的團隊曾將一個晶片放在猴子腦中。晶片與機器手臂相連,剛開始,猴子不懂得如何操作機器手臂,只是胡亂地擺動。但經過一些練習,可以用牠們的念力慢慢地控制機器手臂的移動——例如,移動它以便取得香蕉。
這也意味著,終有一天,我們將能以純粹的思想控制機器。癱瘓的人,將能用這種方法控制機械式的手與腳。例如,可以讓大腦繞過脊椎,與機械手腳直接連接,使病人能再走動。這也將為我們透過念力控制世界立下基礎。
讀心術
如果大腦可以控制電腦或機械手臂,那麼,電腦能否在沒有電極植入人腦的情況下,讀出人的心思?
自一八七五年以來,人們已經知道,大腦透過神經元傳送電流,產生微弱電子訊號(將電極放在頭部周圍即可測得)。分析這些電極測得的脈衝,可以記錄腦波。這就是所謂腦電波儀(electroencephalogram,EEG)。它可以記錄腦部的大致變化,如正在睡覺,以及心情(如激動、憤怒等)。腦電波儀的輸出可以顯示在電腦螢幕上,讓受測對象看到。過了一段時間,受測者可以只靠思想就移動游標。杜賓根大學的尼爾斯‧畢爾包默(Niels Birbaumer)已經能夠訓練部分癱瘓的人,用這個方法打出簡單的句子。
連玩具也能因此沾光。有些玩具公司,如神念科技(Neurosky),已經推出內含EEG類型電極的頭飾帶。如果你用某種特定的方式集中念力,你可以啟動頭飾帶中的EEG,透過它控制玩具。例如,你可以只用內心的意念就能使圓筒內的乒乓球漂浮起來。
EEG的優點是:它不需精巧、昂貴的設備,就能迅速偵測到腦部發出的不同頻率。但它的一大缺點是:它無法詳細分辨腦波來自大腦的哪一特定部分。
有一種更加敏感的方法,就是功能性磁振造影(functional magnetic resonance imaging,fMRI)掃描。EEG和fMRI掃描有重大的區別。EEG掃描是一種被動的裝置,它只是從大腦接收電子訊號,所以我們無法有效斷定來源的位置。fMRI機器利用無線電波創造的「迴響」,看到活組織的內部。這容許我們準確地找出不同訊號的位置,給我們令人驚嘆的大腦內部的3D影像。
fMRI機器相當昂貴,也需要一個裝滿龐大設備的檢驗室配合,但它已經帶來令人興奮的消息,讓我們知道大腦的思考如何運作。fMRI的掃描讓科學家能夠找到血液中血紅素所含氧氣的位置。因為氧化血紅素含有支持細胞活動的能量,偵測到這種氧的流動就讓我們可以追蹤大腦中的思考。
加州大學洛杉磯分校精神病學家喬許華‧弗里曼(Josha Freeman)說:「這就像在十六世紀的一個天文學家,突然有了望遠鏡的發明。過去一千年,多少聰明人想要解開天上的祕密,但他們對肉眼所不及的世界只能進行猜想。然後,突然間,一個新的技術讓他們直接看到那裡。」
事實上,fMRI甚至可以偵測到活體大腦中思想的移動,解析度可以小至○‧一公釐,或小於針尖(可能相當於數千個神經元)。因而fMRI可以提供思考中大腦的能量流動的3D圖像,其正確性令人驚訝。終有一天,我們將造出探測單一神經元等級的fMRI機器,可以辨認出與某一特殊思考相對應的神經元類型。
最近加州大學柏克來分校的肯得利克‧凱(Kendrick Kay)和他的同事有了突破。他們讓受測驗的人一邊接受fMRI掃描,一邊看著不同物體的圖像,例如食物、動物、人物以及各種顏色的普通東西。他們研發了一個軟體,可以將這些物體和fMRI的類型連結在一起。受測者看的圖像越多,電腦軟體越能辨識fMRI掃描的物體。
然後,他們又讓同樣的受測者觀看全新物件,軟體程式往往也能正確地為物件與fMRI掃描配對。顯示一百二十個新物體圖片時,軟體可以正確地認出這些物件百分之九十的掃描。讓受測者看一千個新圖片時,軟體的成功率是百分之八十。
凱說:「要從一大組全新的自然影像中,指認某一特定影像是可能的。……很快地,就可能只靠測量腦部活動,就能重新建構一個觀看圖片者的視覺經驗。」
這個研究的目的,是要創立一個「思想字典」,讓每一個被選取的對象都與一個fMRI的影像相對應。透過閱讀fMRI的類型,就能知道受測者在想的是其中哪一個對象。最後,電腦可能要掃描數千個由思考中的大腦流露出的fMRI類型,然後辨識它們。如此,我們或許有可能揭開人類意識之流的密碼。
夢境攝影
不過,這種技術的問題在於,它也許能說出你是不是在想一隻狗,它卻無法使這隻狗的實際影像重現。所以另一個研究方向是,嘗試重建大腦所想到的精確影像,因而創造出一個人思想歷程的錄影。用這個方法,我們也可能製作出夢境的錄影帶。
從史前時代開始,人們就對夢境非常著迷。稍縱即逝的影像,既難回想,又難理解。長久以來,好萊塢常會有人想像,有一天會有一種機器,如同電影《攔截記憶碼》(Total Recall)一般,可以將夢一般的影像傳入大腦,甚至錄下它們。不過,所有這些,純屬猜測。
直到最近,情況改觀了。
科學家在一個向來被認為不可能的領域,得到驚人的進展:對我們的記憶拍下快照,連夢境也有可能。京都高等電信研究所(ATR)電腦神經科學實驗室,在這個領域踏出了第一步。他們讓受測者在某一特定位置看到一個光點。然後他們用fMRI掃描來記錄大腦儲存此一資訊的位置。他們移動光點,記錄大腦儲藏新影像的位置。最後,他們得到一個數十個光點在大腦中儲存的對應方位圖。這些光點定位於一個10×10的網格上。
然後,科學家閃示一個10×10點構成的簡單物件圖片(例如馬蹄鐵)。他們以電腦分析大腦如何儲存這些圖片。腦部儲存的類型,當然足以代表構成馬蹄鐵的影像總和。
這樣做,科學家可建立大腦所看到的影像。在這10×10網格上光點的任何類型,可以由電腦檢視大腦的fMRI掃描後,加以解碼。
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圖說:透過EEG(圖左)和透過fMRI掃描(圖右)閱讀人的心思。未來,這些電極將會小型化。我們將能閱讀別人的心思,並能僅以念力控制外物。(左:Daniel Mihailescu/AFP;右:Miguel Alvarez/AFP) |
未來,科學家打算增加10×10網格的像素。此外,他們聲稱,這個過程有其普遍適用性。亦即,任何視覺思想甚至是夢境,都可以由fMRI掃描出來。若這是真的,那也就是說,有史以來第一次,我們將能記錄我們所夢見的影像。
當然,我們的心理意象,特別是我們的夢,並非徹底明晰,總是會有一些模糊,但光就能夠深入人類的大腦看到其視覺思想這一點,已經讓人印象深刻。
讀心術的倫理
但這也會產生了一個問題:如果我們可以經常窺知他人的心思,會有何後果?前加州理工學院校長、諾貝爾獎得主大衛‧巴爾的摩(David Baltimore)對此感到憂心。他寫道:「我們能夠窺知別人的心思嗎?……我不以為那純屬科幻小說題材,它可能創造出地獄般的世界。試想想,你在追求伴侶時,心思會被人看透;或者談判合約時,人家讀得出你的心思。」
他推測,多數時間,讀心術會造成尷尬但非災難性後果。他寫道:「我聽說,如果你讓一個教授在演講中突然暫停……就會發現有相當數量學生的心思正陷入性幻想中。」
但,也許讀心術不會演變出這樣的隱私問題,因為我們的心思大部分並不明確。為白日夢或夜夢留下影像或許有一天成為可能,但我們可能會因為圖片的品質而大失所望。我記得多年前讀到的一篇短篇小說:天神告訴一個男人說,他可以擁有任何他想像得出來的東西。他立刻想像出一些昂貴的物品,例如大型豪華轎車、百萬元現金和一個城堡。於是天神馬上將這些東西實現。但是,當這個人仔細檢查以後,他很驚訝地發現,豪華轎車沒有門把或引擎,鈔票的人頭臉部模糊不清,而城堡中則空無一物。當他急於想像出這些東西時,他忘了在想像中的這些影像都只是一般性的概念。
還有,你能否從遠處閱讀別人的心思,仍然是個疑問。目前為止所有研究用過的方法(包括EEG、fMRI和大腦上的電極等),都需要與對象做近距離的接觸。
儘管如此,最後可能還是會通過法律,限制未經授權的讀心術。還有,也會有人發明干擾、阻擋或將我們的腦波分散混淆的裝置。
真正的讀心術仍然需要數十年才會出現。但至少,一個fMRI掃描器,將會發揮原始測謊器的作用。說謊話會比說真話使大腦的更多中心出現亮點。說謊暗示著你知道真相卻同時想著謊言以及衍生的大量後果,而需要比說真話更多的能量。因此,腦部的fMRI掃描應可偵測出額外的能量消耗。現在,科學社群對於讓fMRI測謊器做最後裁定,還有一些保留。此一科技實在太新,尚難說是完全不會出差錯的測謊方法。支持推動它的人說,進一步的研究會使它趨於完美。此一科技現在已經被普遍認可。
現在已有兩家商業公司出售fMRI測謊器,聲稱成功率在百分之九十以上。印度的一個法庭曾使用fMRI來裁決一個個案,另外美國法庭也有一些個案引用fMRI。
普通的測謊器並非測量謊言,它們只是測量緊張的跡象,諸如流汗量增加(透過分析皮膚導電率來測量)和心跳加快。大腦掃描測量腦部活動的增加,但它與謊言之間的關連若要被法院採信,仍有待終結性的證明。
可能還需要好幾年的測試,去探索fMRI測謊器的限制和正確性。在此期間,麥克阿瑟基金會最近提供一千萬美元給「法律與神經科學計畫」,來探討神經科學對法律的影響。
我的fMRI掃描
我有一次接受fMRI機器掃描的經驗。為了製作一個BBC及Discovery頻道合作的紀錄片,我飛往杜克大學。在那裡,他們將我放在一個伸展台,然後將台子插入一個巨大的金屬圓筒中。當一個強大的磁力(地球磁力的兩萬倍)打開時,我大腦中的原子都被這個磁場調整為同一方向,如同旋轉的陀螺的軸線指著同一方向。然後一個無線電波脈衝送至我的大腦,將我的原子中的一些原子核顛倒過來。當這些原子核最終回復正常時,它們散發出一種可被fMRI偵測到的細微脈衝(或「迴響」)。分析這些迴響,電腦可以處理訊號,然後重新組裝出我的大腦內部的3D圖像。
整個過程完全沒有痛苦、也沒有傷害。送入我身體的放射線已被非離子化,不會因為撕裂原子而傷及我的細胞。雖然被強於地球數千倍的磁場暫停運作,我的身體並未感受一點點的變化。
我接受fMRI掃描的目的,是要精確地斷定出,我的某些特定的意念從哪裡製造出來。具體來說,我們的大腦中有一個小小的生物「時鐘」,就在兩眼之間,鼻子的後面,大腦在那兒計算秒鐘與分鐘。這個精緻的地方如果受傷,會導致時間感覺的扭曲。
當我在掃描器裡面時,我被要求計算經過了幾分幾秒。不久,fMRI的圖片製作出來,我可以清楚地看到,在計算幾秒時,鼻子後面有一個亮點。我領悟到,我正在見證一個生物學新領域的誕生:追蹤大腦中與某一特定意念對應的精確位置,這也是讀心術的一種類型。
三度儀和可攜式腦部掃描儀
未來,磁振造影機器不會像現在的醫院中看到的那種重達數噸、占據整個房間的大怪物。它可能跟手機、甚至一分錢一樣小。
一九三三年德國美因茲馬克斯普朗克聚合物研究所(Max Planck Institute for Polymer Research)的伯恩哈德‧布拉米克(Bernhard Blümich)和他的同事,偶然間有了一個可以創造出小型磁振造影機器的好構想。他們造了一個命名為「磁振造影滑鼠」(mobile universal surface explorer,MRI-MOUSE)的新機器,目前約有一英尺高,但也許有一天會變成咖啡杯大小的磁振造影機器,在零售店出售。這可能使醫療發生革命,因為人們將可以在家私下執行磁振造影掃描。布拉米克夢想著在不久以後的某一天,人們隨時可以個人用「磁振造影滑鼠」滑過自己的皮膚,看到身體的內部。電腦將會分析圖像,並診斷出任何問題。他下結論說:「也許類似《星艦迷航記》中的三度儀的某種東西,已經離我們不遠。」
磁振造影掃描所依據的原理跟羅盤的指針相似。羅盤指針的北極很快地與磁場一致。所以當身體被放進磁振造影機器時,原子核就會如同羅盤指針一般,與磁場對齊。然後一陣無線電波被送入體內,使原子核方位短暫顛倒。最後,原子核轉回原來的位置,散發出無線電磁波的次波(或迴響)。
迷你磁振造影機器的關鍵在於它的非一致性磁場。通常,現在的磁振造影機器之所以會很龐大,是因為必須將身體放入絕對一致性的磁場。磁場的一致性越高,製作出來的圖片越詳細。以今日水準,解析度可達十分之一公釐。為了獲得此一一致性磁場,物理學家先做兩個直徑約兩英尺的大線圈,並列在一起。這就是所謂「亥姆霍茲線圈」(Helmholtz coil),在兩個線圈之間的空間,提供一致性的磁場。人體沿著兩個大磁場的軸線送入。
但是,如果你用的是不一致性的磁場,得到的只是扭曲失真而無用處的影像。數十年來,這一直是磁振造影機器的問題。但布拉米克以一種聰明的方法來進行。為了彌補扭曲,他傳送多次電磁脈衝進入樣本,再偵測產生的多次迴響。然後以電腦分析這些迴響,並對非一致性磁場產生的扭曲部分加以修補。
今天,布拉米克的手提磁振造影滑鼠機器,使用一個U形的小磁鐵,在U形的兩個終端形成一個北極和一個南極。這個磁鐵被放在病人的上方,移動磁鐵時,人們可以看到皮下數英吋。磁振造影滑鼠不像標準的磁振造影機器需要特別的插頭輸出巨大電力,它消耗的電力僅與普通的燈泡差不多。
布拉米克的一些早期測試,是把磁振造影滑鼠,放在跟皮膚一樣柔軟的橡膠輪胎上測試。這一點可以立刻應用於商業:迅速掃描產品的瑕疵。傳統的磁振造影機器不能應用於含有金屬的物體(例如有鐵圈的輻射式輪胎)。磁振造影滑鼠只用到很微弱的磁場,所以沒有這種限制。(傳統磁振造影機器的磁場比地球磁場強二萬倍,許多護士和技師在磁場啟動時,曾因金屬工具突然跳起來而受到嚴重的傷害。磁振造影滑鼠沒有這種問題。)
這個東西不僅非常適合分析含金屬的物件,它也可以分析因太大而無法放入傳統磁振造影機器,或者無法搬離原位的物件。例如,在二○○六年,磁振造影滑鼠就曾經成功地製成奧茲冰人(Ötzi the iceman)的體內影像。奧茲冰人是一九九一年發現於阿爾卑斯山的屍體,透過在奧茲身上移動的U形磁鐵,它成功地剝開冰人身上不同層次的包裹物。
未來,磁振造影滑鼠將可能進一步微型化。只要用手機大小的器具,就能為大腦做磁振造影掃描。於是,掃描大腦來讀出某人的心思就不再成為問題。它甚至也會類似功能較小的EEG(你要戴上塑膠罩子,有許多電極貼在頭上)。如果你將這些可攜式磁振造影小碟片放在不同的指尖,然後將它們放在某人的頭上,這將類似《星艦迷航記》中瓦肯人(Vulcan)所演出的心電感應。
心靈傳動和神力
這一進展的終點就是達到心靈傳動(telekinesis),也就是神話中能以純粹意念控制物體的神力。
例如,在電影《星際大戰》中,原力(Force)是一種遍及整個星系的場(field),它突然釋放絕地武士(Jedi)的心靈力量,允許他們用念力控制物體。使用原力的力量,就能使光劍、雷射槍甚至整個星船浮起來,並控制其他物體的行動。
但我們不必旅行到遙遠的星系,才能利用這個力量。到了二一○○年,當我們走進一個房間,我們將能以意念控制電腦,而電腦則會控制周圍的東西。移動笨重的傢具、重新擺設桌子、修理東西等等,都可能用意念去達成。這對必須用兩隻以上的手來操作器械的工人、消防隊員、太空人以及士兵都有極大用處。我們將能夠只是想到騎車、開車、打高爾夫球或籃球、或想玩其他複雜的遊戲,就能辦成這些事。
由於超導體的開發,以意念移動物體將成為可能。我們將在第四章再對超導體詳細解說。到本世紀末,物理學家將有可能發明可在室溫操作的超導體,因而容許我們創造出只需小量能量的巨大磁場。如同二十世紀可以稱為電力的時代,未來將為我們帶來室溫超導體,因而進入磁力時代。
現在要花費很大,才能創造一個強大的磁場,但未來可能幾乎免費。這可以容許我們降低火車和貨車的摩擦力,產生運輸革命,消除電力傳輸的耗損。這也允許我們以單純意念移動物體。只要將微細的超導體放入各種物體中,我們幾乎可以隨意移動它們。
在不久的將來,我們將假定每一件東西裡面都有一個小晶片,使它變聰明。在更久的將來,則假定每一件東西裡面都有一個微細的超導體,使它可以爆發出磁力能量,足以讓東西在房中移動。例如,假定一張桌子含有超導體。平常,這個超導體不帶電流。但是當微弱的電流加入後,它會創造出強大的磁場,足以送它通過房間。透過意念,我們應當可以啟動嵌在某一物體裡面的超導體,因而使物體移動。
例如,在電影《X戰警》(X-man)中,變種生物的邪惡領袖,是能夠透過巨大物體磁性而移動它們的萬磁王(Magneto)。在一個場景中,他甚至以念力移動了金門大橋。但這種力量有其限制。例如,沒有磁性的塑膠或紙,就很難移動。(在《X戰警》電影的結尾,萬磁王被拘禁在一個完全由塑膠製作的監獄裡。)
未來,室溫超導體可能會被藏在普通物件中,甚至連沒有磁性的物體中也有。如果物體裡面的電流啟動,它會變為有磁性,因而可以被你的意念所控制的外在磁場所移動。
我們也會有能力以思想操控機器人和虛擬化身。也就是說,如同電影《獵殺代理人》(Surrogate)和《阿凡達》(Avatar)中,我們可以控制我們代理機器人的行動,甚至感受痛苦和壓力。如果我們需要一個超人的身體,去外太空執行修理任務,或在他人危急時提供救援,這將極為有用。也許有一天,我們的太空人將可安全地停留在地球,控制著飛向月球的超級機器人。這一點,我們會在下一章進一步探討。
我們也必須指出,擁有這種心靈傳動能力並非毫無危險。如同我曾經提及的,在電影《禁忌的星球》中,數百萬年前的一個古代文明,達成了他們的終極夢想,有能力用心中意念控制任何事物。這是有關他們科技的一個小小的例子。他們創造了一種機器,可以將思想轉變成3D影像。你將這個儀器放在頭上,想像某一事物,然後儀器內就有了3D影像。早在一九五○年代,這種儀器實在太過先進,被電影觀眾認為不可能,但它將在未來數十年內出現。還有,在電影中,有一種儀器可以透過你的心理能量將重物舉起。但就我們所知,我們不需要再為這種科技等待數百年——它已經以玩具的形式出現了。你將EEG電極放在頭上,玩具偵測你腦中的電波,然後如同電影中演出的一般,舉起一個小東西。未來,光憑意念就能玩許多遊戲。兩個以上團隊可能以念力上傳,共同用心念移動一個球,最有辦法把球移動的團隊獲勝。
《禁忌的星球》的高潮或者會使我們猶豫深思。雖然他們的科技成就巨大,但由於忽略了計畫中的一個缺陷,外星人還是毀滅了。他們的強大機器不但觸及他們的意識思想,也進入了他們潛意識的慾望。野蠻的、長久被壓抑的暴力思想,又回到生活中,而機器竟讓潛意識中的惡夢一一實現。在他們達成最偉大創造的前夕,這個強大的文明,恰恰就被這個他們寄望會使他們免於持用工具的科技所毀滅。
不過,對我們而言,這種危險還很遙遠。那樣強大的儀器在二十二世紀以前不會出現。但是,我們還有較為迫切的事要關注。到了二一○○年,我們居住的世界,將會到處都是特性與人類相近的機器人。如果他們變得比我們聰明,結果會怎樣?