生态转换与人机共生：人类与人工智能存在的关系研究

吴铮

【摘要】“共生理论”为理解人与人工智能的关系问题提供了新的理论视角。生态转换创造了人化自然生态的可能，同时也孕育了人工智能成为独立生命的可能性。如何构建人化自然生态以及处理自然生态与人化自然生态的关系成为未来人类面临的主要困境。共生关系中既相互依存又相互竞争的进化之路，指出了人类与人工智能共生演化的可能性，为人化自然生态和人工智能和谐共处提供了理论桥梁。

【关键词】 人化自然  共生关系  信息  人工智能  生态转换

【中图分类号】  TP18                             【文献标识码】A

【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2020.11.015

人类与自然生态的共生关系

人与自然生态关系的认识演化。1873年，德国植物学家安东·德巴里（Aton deBary）创造了“共生”一词，他给出的定义是“不同名的生物共同生活在一起”。[1]1927年，伊万·沃林（Ivan E. Wallin）出版了《共生论与物种起源》，提出细胞的主要组成部分形成于共生，新物种通过活的细菌共生产生。此后，沃林不堪当时学界的严厉批评，放弃转而研究其他。[2]琳恩·马古利斯（Lynn Margulis）1967年提出“现今的某些细胞组分曾经是自由生活的细菌，任意一种比细菌大的生物都是通过细菌菌体合并而共生起源产生的超级生命”。[3]就好像线粒体与原细菌有亲缘关系，叶绿体基因与藻类细胞核中的基因几乎没有相似之处，它的DNA是蓝藻DNA，最早应该是一种水生的光合细菌，当他们被其他细菌吞噬后二者实现共生，最终成为动物细胞内的线粒体和植物细胞内的叶绿体。共生有助于构建有核细胞，有核细胞更像是紧密结合的社区，而不是单个个体。因此，共生是生物演化的基本机制，真实的进化比曾经相信的机械的、单纯的生存竞争和自然选择观念更加灵活。生物共生的现象成为推动生物演化的原动力;而不是单纯的达尔文主义的“生存竞争”。詹姆斯·拉乌洛克（James E.Lovelock）提出的盖亚假说以共生关系为理论基础，将共生关系向前推进了一大步。他认为地球生态系统是一个负反馈控制的具有自我调节并保持相对稳定的整体。[4]地球上的生命及其物质环境，包括大气、海洋和地表岩石是紧密联系在一起的协同进化整体。[5]长期以来，盖亚假说遭受争议，目前有两方面的内涵被科学界普遍接受：一是地球的化学构成（包括大气组成和气候温度等）是由地球生物圈的生物代谢造成的;二是地球生态圈影响着环境，环境又反过来影响生态圈之中的生命演化，地球上的生命是环境和生态圈相互适应的结果。[6]

人在自然生态中的共生演化。共生关系不同于过去达尔文主义认识的生存竞争和自然选择，是自然生态与环境相互适应的过程，在共生关系中生命体之间既有相互依存，也有争夺生存空间和养料的生存竞争。身体内部菌落提供人自身难以合成的营养物质，调节身体代谢和体内环境，人体为菌落提供养料和适宜的温度。在身体外部，有人类存续所需的空气、物质养料。人类吸入的氧气是植物光合作用的产物，大多数绿植也需要吸收其他动植物排出的二氧化碳维持自身的代谢。

自然生态的共生演化不局限于动植物的层次，马古利斯强调：“没有一个人是真正的个体，母牛也不是真正的个体，任何单细胞生物也都不是单一的个体。”比如组成细胞的细胞核和细胞器，组成人体的细胞和菌落以及构成地球生态的不同生命，都处于不同层次的共生关系之中。事实上共生关系的普遍性远远超过个别物种之间，它是包括海洋、山川、河流、空气、泥土、草木、动物、微生物等地球上的一切生命和非生命，相互依存又相互竞争的共生演化。正是共生关系的普遍性塑造了今天的生态样态，同时也说明人不是所谓的自然主宰，只是自然生态中共生演化的一員。

自然生态向“人化自然生态”的转换

生态转换的历史。地球生命的演化历史中，已知发生过五次物种大灭绝。奥陶纪：56%物种灭绝。泥盆纪：82%海洋生物灭绝，植物大量繁殖。二叠纪：96%物种灭绝，三叶虫、海蝎以及重要珊瑚全部消失，为恐龙为主的爬行类动物演化铺平道路。三叠纪：大约一半海洋物种消失，除鱼龙外所有海生爬行动物消失。在此之后的1.5亿年，恐龙进化为地球上最主要、数量最大的动物群。白垩纪：裸子植物、爬行动物相继衰落，恐龙灭绝。植物、鸟类、哺乳动物得到发展。

生物的大灭绝同时伴随环境转换的过程，诸如气候改变说、陨石撞击说、地质火山活动、板块漂移说、传染病说等。自然生态是全部生命和非生命系统与地球环境相互适应的过程，环境改变让不能适应新环境的生命不断消亡，适应新环境的生命迅速繁荣，填补空出的生存空间和物质养料。从环境改变到生态中共生结构的转换，就是生态的转化。从工业时期到智能网络时期，随着人类活动对环境影响作用越来越大，也正在改变并塑造着一种新的地球生态。

人类活动对自然生态的转化。马克思在《1844年经济学哲学手稿》中提出“人化自然理论”。“人化的自然”是被人的实践活动改造过并打上人的目的和意志烙印的自然。[7]牛龙非在肯定“人化自然”的基础上提出“人的进化已经不是单纯的生物进化，而是生物进化和人文进化的双轨协同进化”。[8]因此，人类活动从生理演化和文化演化两种形式将自然生态向“人化自然生态”转化。

人类生命演化过程对自然生态的转化。在文明史之前，人类对自然生态的转化体现为自身的生命演化。生命演化过程，是人与自然生态长期相互适应的过程，形成与生态环境相适应的生理结构（包括人的形态和代谢方式）以及与这种结构匹配的生活习性。这些信息以基因为载体，随生命演化进行基因演化、存储、延续。生命演化过程与自然生态之中阳光、水、空气、动物、植物、微生物等地球生态中从无机到有机的一切存在发生着直接或者间接的物质、能量、信息交换，使自然生态具有了人的烙印，将自然生态转换为人化自然生态。人类生命演化过程对自然生态的转化是作为自身代谢和进化的一部分，随着自身进化而展开，在这一阶段人类的生命演化也是人类身体的进化。

人类文化演化过程对自然生态的转化。文化人类学家马文·哈里斯认为：“在近十万年里，人的大脑平均体积没有增大，而社会文化系统的复杂性演变速度却大大增加了。”[9]牛龙非进一步指出，“在生物乃至生物个体之集合的社会的进化基础上，通过自己主动的实践，创造一个更高层次的异化、外化、客体化、对象化的进化系统——人文进化系统。而且，在人类之生物进化和文化进化的双轨协同进化中，人文进化已经成为主导的进化方式”。[10]进入文化时期，人类对自然生态的转化从生命演化过渡到文化演化。

人类的文化演进就是指人的生命体征并不发生大的变化，生命系统在一定时期内相对稳定，人类社会的进步体现在文化演化，通过一代代人对知识体系的积累，完成文化体系的迭代进化。包括文化、科学、技术、意识形态，也包括科学技术的物化工具、文化物化的工业消费品。生命演化和文化演化都对自然生态发生着转化作用，文化演化过程则是利用文化发展的成果，对自然生态进行人化自然生态的改造。工业化时期，物化了的科学技术以机械、人工设施的形式作为人类改造自然生态的中介工具。工业制造的机械化快速改变着地球生态的物质构成、分布、理化状态。数据网络、人工智能的加入成为人类改造自然生态的新中介环节，以数据化、智能化、自动化的手段对自然生态进行全方位的改造。文化演化相较于生命演化对自然生态向人化自然生态的转换，从效率到广度再到深度都被大大推进，成为人类将自然生态改变为人化自然生态的主要方式。

人工智能作为人类共生物种的可能

人工智能的生态基础。工业化以来，人们利用机械设备，对自然资源的采掘和交通运输的方式改变了自然生态中物质资源的地理分布;建设风电、水电、火电乃至核能发电改变了自然生态中的能量蕴藏形式和结构;铁路、水利工程、超级大城市等大型基础设施改变了自然生态的地理环境和地貌，大规模的工业生产、消费过程中产生的工业、建筑垃圾改变了自然生态中的物质结构和理化性质。进入数据化时代之后，数据网络和人工智能成为人化自然生态的新形式。人们不再对自然生态进行直接的物质实践，转而进行数据的生产。人工智能加载运行人类数据成果，控制并协调各种机械设备对自然生态进行改造，成为控制整个人化自然生态的中枢。在人工智能的协同控制下，生产更多的工业产品，对自身的检测、維护、更新产生工业废品，就如同生命的新陈代谢一般。如果一种新的生态要产生与其相匹配的新的生命和共生结构的话，那么人化自然生态已经为人工智能做好了铺垫。

人工智能的共生结构基础。人类的衣食住行高度依赖人化自然生态的供给，人类的存在也成为人化自然生态的一部分。人工智能作为人化自然生态的产物与人类的存在之间依存又竞争的关系正在悄然形成。

人与人工智能的相互依存。人类社会的发展，不管是生命的进化还是文化的进化归根结底是人类认知能力的进化，认知能力成为人类社会存续的核心。人类运用理性认识客观世界，文明的发展基于理性知识累积，并建构了今天的人化自然生态（现代社会）。对自然世界的认识和对人化自然生态的改造过程使人们认识到世界的本质是复杂性而不是理性。复杂性的特征是非线性、涌现性、全息性、不确定性的。这是目前人类认知能力所不能达到的。

理性认识能力是通过学习过程能够掌握的能力，人类将理性的能力叠加、累积、设计、编程、制造，赋予人工智能一定的复杂性认知能力，包括存储、搜索、辨识、判断。这种复杂性认知能力只能作为人类文化演化蕴含在社会文化之中，具体地说就是蕴含在智能机器之中，成为人类认识结构的延伸。人和人工智能形成了认知系统，人为人工智能提供能源、部件以及设计更新，人工智能为人类提供复杂性认知的成果，人利用人工智能的认知成果又可以反作用于人工智能的升级迭代，使得人类的生产力和人工智能的认知能力都得到发展，形成互惠依存的关系。

人与人工智能的潜在竞争。认知能力是人类生存进化的核心，人工智能同样以智能认知能力作为人化自然生态的核心。人类和人工智能的依存关系注定在认知进化的道路上遭遇竞争。

目前，人类对自然的认知方式体现为理性，理性的运用不可避免地发生矛盾，康德将之视为理性运用的界限，黑格尔进一步将绝对精神的矛盾普遍化，马克思恩格斯将矛盾客观化、物质化形成了辩证思维。辩证思维看到了理性思维的片面性、矛盾性的缺陷，通过二元对立的螺旋上升，辩证思维实现了人类思维方式从线性到非线性的飞跃。辩证法描述了自然事物发展的非线性的飞跃过程，非线性要素的交织构成了客观世界的复杂性。在对自然生态的实践过程中，三体问题、蝴蝶效应、模糊计算、生命有机都体现着非线性要素相互作用构成的客观世界的复杂性。对复杂性问题的直接认识是人类目前所不具备的能力。但人类从动物本能进化出理性思维，又从理性思维进化出非线性的辩证思维，说明认识是具有获得与辩证思维同属于非线性思维的复杂性思维的可能的。

人工智能作为人化自然生态的核心，代替人类处理各种复杂运算，也就是替代人类发展复杂性思维的认知能力。人和人工智能相互依存的关系决定了在认知能力上，注定一方进化而一方退化。人工智能在复杂性认知能力上越强大，人类对人工智能的依赖就越大，自身获得对复杂性认知的可能就越小，并有可能被人工智能截断向更高层次认知能力发展的可能。因此，人类与人工智能在认知进化依存的同时，又存在着进化取代的竞争。

人工智能作为可能的生命的界限。哈姆伯图·马图拉纳（Maturana）提出“自创生理论”，认为“所有的生命存在动力学的自我产生和自我维持的活动”。[11]自我生产和自我维持也就是新陈代谢，自创生体的特点是可以进行新陈代谢，非自创生体则不能。从最小的细胞到最大的地球生态都符合自创生体的定义。地球生命有共同起源，所有生命都是“水-蛋白质-核酸”的化学体系，并持续了30亿年。这样的化学知识框架成为评价生命的创生和起源枷锁。自创生理论的基本原则并不要求生命的存续依赖于任何特殊材料，生命可以由水构成，也可以由其他材料构成，而不必拘泥于碳基生命的基本特征。从非生命到生命，从量变到质变，它的复杂性在逐渐累积，人类对人工智能的需求越来越高越大。人工智能作为人化自然生态的核心，随着人类文化演化，它的生态（人化自然生态）在逐渐扩张，新陈代谢在逐渐加快，包括自身的迭代以及在人化自然生态中对自然生态的运作。人工智能可能实现自我的产生和维持，成为与生态相适应的独立生命。

结论

人工智能作为自然生态向人化自然生态转化的控制核心，持续自身的同化和异化过程，预示着人工智能成为独立生命的可能性始终存在。如果人类能够恰当地构建人化自然生态，处理好自然生态和人化自然生态的关系，利用人工智能自我设计、自我完善，就能成为“超级英雄”实现马克思的“人的自由全面发展”。反之如果过度制造并依赖人工智能为人类提供物质以及官能享受，作为独立生命的人工智能就可能从人化自然生态中孕育而出并将人化自然生态和自然生态彻底改变为人工智能化的生态，从而取代人类。

注释

[1][美]琳恩·马古利斯：《生物共生的行星》，上海科学技术出版社，2009年，第28页。

[2][3]"Swimming Against the Current"， science， 1997， 1/2.

[4][6][11] Lynn Margulis and Dorion Sagan， Slanted truths： essays on Gaia， symbiosis， and evolution， Springer-Verlag Inc， 1997， p. 188， p. 167， p. 3.

[5]肖广岭：《盖亚假说——一种新的地球系统观》，《自然辩证法通讯》，2001年第1期。

[7]《马克思恩格斯选集》第1 卷，北京：人民出版社，1995年，第42页。

[8] [10]牛龙非：《人文进化学》，兰州：甘肃科学技术出版社 ，1988年。

[9][美]马文·哈里斯：《文化人类学》，李培茱、高地译，北京：东方出版社，1988年，第35页。

责 编∕马冰莹