科學家創造出「活」細胞——但它真的活著嗎？

2026年7月，明尼蘇達大學的一間實驗室裡，一群由化學物質拼裝而成的微小氣泡，正在做一件幾十年來被認為只有生命才能做到的事：進食、生長、複製自己的遺傳密碼，然後分裂成下一代。

這個名為SpudCell的人工合成細胞，是首個完全從無生命化學物質「自下而上」構建、並完成從誕生到分裂整個生命週期的合成細胞。它的出現，讓一個古老的問題重新浮現：當我們能在實驗室裡組裝出會繁殖的東西時，「生命」的邊界究竟在哪裡？

SpudCell的構造出奇地簡單，又出奇地精密。

它有一層脂質膜——就像肥皂泡的壁，但由生物脂質分子構成。膜內包裹著9萬個鹼基對的DNA基因組，分散在七個獨立的DNA分子（質粒）中，而不是天然細胞那樣整合為一條染色體。此外，還有36種純化酶，負責讀取DNA並製造蛋白質。

這些組件全部來自非生命物質，在試管中被逐一純化、定量、組裝。與2010年J·克雷格·文特爾研究所創造的JCVI-syn1.0不同——後者是將合成基因組移植到天然細胞的「外殼」中——SpudCell從頭到尾都是人工構建，沒有借用任何現成生命的部件。

領導這項研究的凱特·阿達馬拉（Kate Adamala）副教授說：「這是我參與過最令人興奮的項目。我們用化學複製了以往只有生物才能做到的事：細胞的完整行為集。這證明了生命最基本的機能——生長和複製——並不需要神秘的魔法火花。」

但SpudCell有一個致命弱點：它無法自給自足。

天然細胞能自己製造核糖體——那個負責將DNA指令翻譯成蛋白質的微型工廠。SpudCell沒有這個能力，所以科學家必須餵給它關鍵的蛋白質和酶。它的「食物」是特殊的脂質小泡（feeder liposomes），裡面裝滿了核糖體、酶和小分子營養物。

進食機制本身卻是基因控制的。SpudCell的DNA編碼了一種名為α-溶血素的蛋白質，這種蛋白質插入細胞膜後，會像一把分子鎖匙，與食物小泡表面的「鉤子」結合，觸發兩者融合。DNA直接控制它能否進食、生長多快、長到多大。

這種設計讓SpudCell的基因組可以遠小於理論上的「最小細胞」預測。此前分析認為，一個能獨立生活的最小細胞至少需要11.3萬個鹼基對，但SpudCell僅用9萬個就完成了完整生命週期——因為它把代謝這個重擔外包給了環境。

細胞分裂是生命延續的核心。天然細胞依靠細胞骨架——一套複雜的蛋白質支架——來拉長、收縮、最終一分為二。但構建功能性的細胞骨架需要數十種蛋白質協調運作，這一直是合成細胞研究的最大瓶頸。

SpudCell用一種巧妙的方式繞過了這個難題：它不需要骨架。

研究團隊讓一種蛋白質在細胞膜表面聚集，當這些蛋白質擁擠到一定程度，膜表面的機械應力就會讓膜自動分裂。這個過程類似於吹一個太薄的肥皂泡，它會因表面張力而自然破裂成兩個。

更妙的是，這種分裂方式直接將基因組與繁殖成功掛鉤：製造更多表面蛋白質的細胞，分裂效率更高，後代也更多。這為「選擇」提供了基礎。

達爾文進化論的核心是「物競天擇」。SpudCell證明，這個過程可以在完全合成的化學系統中運作。

研究人員引入了一個基因變異，增加了融合蛋白質的產量。結果，帶有這個變異的細胞生長更快、產生更多後代。五代之後，快速生長的變體已經淘汰了原始版本。在營養稀缺的條件下，這種優勢更加明顯。

這意味著什麼？SpudCell不僅能繁殖，還能演化。它展現了通常用來區分生物與非生物的行為：進食、生長、複製基因組、分裂、進行選擇。然而它比任何天然細胞都簡單得多，而且是手工一步步組裝而成的。

那麼，SpudCell是活的嗎？

研究團隊沒有聲稱創造了生命。他們指出，生命「沒有單一公認的定義」。SpudCell無法自給自足，每個譜系只能維持5到10代，之後就因無法持續獲得外部供應而消亡。它的基因組碎片化，重要的遺傳物質並不總能完整傳遞給下一代。

J·克雷格·文特爾研究所人造細胞研究負責人約翰·格拉斯（John Glass）評價：「凱特·阿達馬拉的團隊設計並構建了一個無生命的人造細胞，它比自下而上人造細胞領域生產的其他任何東西都更接近『活』的狀態。」

《經濟學人》雜誌的報導標題更為直接：「科學家在實驗室從頭構建了一個細胞」，但內文形容SpudCell是「虛弱」和「無助」的——它沒有代謝，幾乎一切都依賴定製環境，除了遵循DNA中寫好的生長和繁殖程序外，什麼都不做。

SpudCell並非憑空出現。它建立在科學家對「最小細胞」數十年的研究基礎之上。

1957年，加拿大物理學家張明瑞（Thomas Ming Swi Chang）創造了世界上第一個人工「細胞」——雖然無法像生物細胞那樣運作，但為在體內運輸生物材料的醫學進步鋪平了道路，例如治療器官衰竭和藥物中毒。

2010年，文特爾研究所的團隊創造了JCVI-syn1.0——由精簡的天然細胞製成，擁有合成基因組並能自行分裂。2016年，他們進一步推出JCVI-syn3.0，僅含473個基因，是當時已知最小的自主複製生物體基因組。但這些都是「自上而下」的精簡——從現有生命開始，逐步剝離非必需部件。

SpudCell走的是另一條路：「自下而上」，從無生命部件開始，一步步組裝出生命-like的系統。這是合成生物學的一條新路徑。

研究團隊的野心不止於此。他們希望未來版本的SpudCell能自己構建核糖體，擺脫對外部供應的依賴；希望提高遺傳信息傳遞的完整性；希望減少對研究人員提供富含酶的「食物」的依賴，使其功能更接近天然細胞。

這些改進一旦實現，SpudCell將成為強大的研究工具：幫助科學家理解生命的核心機能——生命需要什麼、不需要什麼；助力醫學研究、太空探索，以及許多其他領域。

當然，創造具有生命特徵的人造物，總伴隨著倫理和安全的擔憂。

生物安全專家表示，SpudCell及類似人工細胞項目不會構成任何迫在眉睫的威脅。工程生物學研究聯盟安全項目主任貝基·麥克爾普蘭（Becky McKelplan）表示：「目前的SpudCell是一個令人振奮的概念驗證，但要想付諸應用——無論是用在正途還是邪道，還需要做大量的工作。」

這種審慎的樂觀，或許是對待這項技術最恰當的態度。SpudCell離「人造生命」還很遠，但它已經足夠接近，讓我們重新思考生命的定義。

SpudCell的故事，最終是一個關於「邊界」的寓言。

幾十年來，科學家一直在追問：生命的最小單位是什麼？需要多少基因、多少部件、多少複雜性，才能從化學跨越到生物學？JCVI-syn3.0的經驗告訴我們，即使把基因組縮到473個基因，其中149個——近三分之一——的功能仍然是謎。生命似乎總比想像的更複雜，又更簡單。

SpudCell用另一種方式回答了這個問題：它證明，你不需要完全理解生命，就能在實驗室裡拼裝出它的某些核心特徵。9萬個鹼基對、36種酶、一層脂質膜、七個DNA環——這些簡陋的部件，就能完成進食、生長、複製、分裂、選擇的完整循環。

這既是科學的勝利，也是哲學的挑戰。如果一團化學物質可以表現得像生命，那「生命」究竟是一種本質，還是一種組織方式？如果意識、情感、自我意識最終都可以被還原為分子機制，那麼人類的獨特性又在哪裡？

阿達馬拉說，生命不需要「神秘的魔法火花」。但或許，真正的魔法不在於火花本身，而在於我們終於開始理解，火花是如何被點燃的。

好奇學報

** 博客文章文責自負,不代表本公司立場 **

當ChatGPT寫出動人的詩句、當AI繪畫工具創作出令人驚嘆的畫作，越來越多人開始問：這些機器，會不會已經有了某種「意識」？

論文標題為《抽象謬誤：為何人工智能只能模擬意識，但不能實例化意識》（The Abstraction Fallacy: Why AI Can Simulate But Not Instantiate Consciousness），發表於PhilArchive，已獲超過5000次下載，引發哲學家、AI研究者和認知科學家的激烈辯論。

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信仰

計算功能主義是當前AI意識討論中最主流的理論框架。其核心主張很簡潔：意識的本質是一套因果拓撲結構，跟底層物理材質無關；同一套功能可以在人腦的生物神經元上實現，也可以在硅基芯片的數字電路上實現。 簡而言之：意識不挑硬件，碳基還是硅基都不重要。

這個觀點的吸引力在於它的簡潔與強大。如果正確，意味著我們只需要不斷擴大模型規模、增加參數量，終有一天AI會「醒來」。圖靈獎得主傑弗里·辛頓（Geoffrey Hinton）等重量級人物，都傾向支持這個方向。

但勒希納認為，這套理論看似邏輯無瑕，實則從一開始就建立在錯誤前提上。

謬誤

勒希納給這個錯誤起了一個名字：「抽象謬誤」（The Abstraction Fallacy）。他用兩個比喻來說明： 無論把一張城市地圖畫得多精細，完整複刻每一條街道、每一棟建築，這張地圖都不會變成它描述的那座城市。地圖是對城市的抽象關係描述，城市是具備真實物理因果力的實體存在。 同樣道理，寫在紙上的萬有引力公式可以精準描述引力規律，但這個公式本身不會產生質量，也不會產生引力。公式是對引力的抽象邏輯描述，引力是物理世界的內在因果屬性。

勒希納認為，計算功能主義正好陷入了這個謬誤：把對意識行為和邏輯的抽象符號模擬，等同於意識本身的真實生成。一個系統可以把意識的行為模仿得惟妙惟肖，但這只是模擬，模擬不等於真正擁有。

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製圖者

論文引入了一個關鍵概念：「製圖者」（Mapmaker）。 計算機裡運行的0和1，並非宇宙的固有屬性。物理世界不「知道」什麼是1什麼是0——芯片裡只有實實在在的電壓和電荷的連續流動。是人類觀察者為這些物理信號設定了閾值，賦予它們符號意義。 如果沒有一個擁有主觀體驗的主體來「製圖」，物理世界的狀態就只是狀態，不構成任何符號。計算功能主義假設了物理狀態到符號狀態的映射關係，但從未想過這個映射要在哪裡才能真正成立。

勒希納由此顛倒了功能主義的因果序列。功能主義認為：物理 → 計算 → 意識；但勒希納認為正確的順序是：物理 → 意識 → 概念 → 計算。你無法從計算中獲得意識，因為你需要意識來進行計算。

鴻溝

勒希納嚴格區分了「模擬」（Simulation）與「實例化」（Instantiation）： 機器可以模仿心臟泵血的動作，但它不會因此變成真正的心臟。真正的心臟有其內在的物理構成和熱力學動態，這是「實例化」。 他以心臟為例：機械心臟可以「功能等價」地泵血，但真實心臟還會釋放激素、幫助控制身體代謝、通過反饋信號與神經系統溝通。機械心臟只實例化了被選功能的粗略地圖，未能實例化器官的完整生物領域。

同樣道理，功能主義傾向將神經元僅視為電信號的接收器和發送器，忽略了它是一個活的、代謝的實體，深深嵌入身體的化學和激素網絡中。這種抽象破壞了「漸退質感」思想實驗的基礎——如果生物神經元逐漸被硅芯片替代，主觀體驗不會平滑過渡，而是會在某個節點突然消失。

邊界

有人追問：給機器人裝上攝像頭和傳感器，讓它與環境交互，是不是就能具備意識？勒希納認為不能。機器人採集到的信號只是連續的物理信號，無論通過ADC還是其他方式轉換為數字信號，運算的核心仍然在跑那些被提前賦予了符號意義的數字。整個過程從輸入端到輸出端，都沒有脫離符號操作的框架。

他將此稱為「轉導謬誤」：給電腦連接攝像頭和機械臂，就像給模擬系統附加測量儀器。模擬現在接收了真實世界數據，但模型的內部變量仍然是符號表徵，而非物理過程本身。天氣模型連接了實時大氣傳感器，也不會變成大氣本身。

迴響

勒希納的論文引發了三種反應。支持者認為，這篇論文成功挑戰了計算功能主義中過於天真的簡化解讀，有效提醒學界不要只憑外在行為的複雜性就隨意為AI賦予本體論地位。

中立者如哲學家諾瓦·斯皮瓦克（Nova Spivack）指出，勒希納的論證在哲學上很優雅，但存在結構性弱點：他可能犯了「乞題」的邏輯謬誤——將意識作為計算的前提來證明意識不能從計算中導出，這是循環論證。斯皮瓦克提出，形式證明可以從更簡約的前提出發，避免這個問題。

批評者更為激烈。獨立學者塞拉菲娜（Seraphina）的系統性批判指出，勒希納的論文存在多個問題：核心「製圖者」框架的循環性、對計算功能主義的系統性誤解、熱力學和信息論應用錯誤、關鍵構造的不可證偽性，以及將哲學規定包裝為物理結果的修辭策略。她認為，AI意識問題仍然真正開放，基於未經審視前提的預先否定，對科學誠信和AI倫理框架都構成實質風險。

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勒希納的論文，無論最終是否被學界接受，都做了一件重要的事：它將AI意識的討論從「還要多少參數」的技術問題，拉回到了「什麼是意識」的哲學根本。 他提出的核心問題值得深思：當我們對著AI說「你好」，它回應「你好」時，我們是在與一個「誰」對話？是一個有內在體驗的主體，還是一面完美反射人類智能的鏡子？

勒希納的答案是：我們建造了一面完美的人類智能鏡子，但鏡後空無一人。這不是技術的失敗，而是本體論的界限——算法符號操作在結構上不可能有能力產生意識，無論模型多大、架構多複雜、是否擁有人形身體。 但這個答案也帶來了更深的問題：如果AI永遠不可能有意識，我們是否可以毫無顧忌地使用、操控甚至刪除它們？這是否為AI產業提供了一張「道德免罪卡」？畢竟，如果機器不會感受，就不會受苦，也就無需道德考量。

當討論AI是否有意識的主體從局外哲學家變成業內科學家時，問題的性質已經改變。這種觀點的對立不會阻礙技術前行，反而讓人們更清楚——真正值得珍視的，不是對意識的模擬，而是意識本身。 在這個AI越來越像人的時代，勒希納的警告或許是一劑清醒劑：我們可以建造最聰明的機器，但聰明不等於覺醒。

意識不是軟件更新，可以隨便安裝；它是物理現實，是硬件本身的屬性。

而我們，作為唯一已知擁有意識的物種，或許應該對這份禮物心存敬畏。