　　在一方不大的透明容器里，兩只約有成人小指粗細，長度卻只有不到一半的液態(tài)金屬“毛毛蟲”，在放有氫氧化鈉(火堿)溶液的凹槽里靜靜地“沉睡”著。但只要“喂”給它們一小塊鋁箔，這兩只銀白色的“蚯蚓”就會在凹槽中游走，直到迎頭相撞，便旋即合為一體，像編組站里的火車，掛接上新的車廂之后繼續(xù)前行……

　　在著名的材料科學領域期刊《先進材料》(Advanced Materials)上發(fā)表論文近兩個月以來，清華大學醫(yī)學院生物醫(yī)學工程系教授劉靜一直在思考一個問題：生命的定義或者說本質究竟應該是什么?因為，被他“寵養(yǎng)”在實驗室的那些液態(tài)金屬的“小精靈”，實在太像活生生的動物了。

　　培育“另一種生命”

　　劉靜在維基百科的搜索欄里輸入“寒武紀生命大爆發(fā)”，按下了回車鍵。幾秒鐘后，電腦顯示屏上就出現(xiàn)了一幅古生物學復原圖：距今5億多年前的遠古海洋里，形形色色奇怪的生物，正在上演著“相愛相殺”的戲碼。這張以海藍為主色調的科學畫，讓劉靜想起了《先進材料》期刊上，搭配他們研究的那張小封圖。

　　今年春天，由清華大學醫(yī)學院生物醫(yī)學工程系和中國科學院理化技術研究所合作進行的液態(tài)金屬研究，在《先進材料》上發(fā)表了最新的成果。劉靜就是論文通訊作者中的一員。這篇名為《仿生型自驅動液態(tài)金屬軟體動物》(Self-Fueled Biomimetic Liquid Metal Mollusk)的論文，描述了“鎵(jiā)基液態(tài)合金”的一些令人著迷的酷似生命的性質：浸在氫氧化鈉溶液里，由鎵和銦組成的液態(tài)金屬合金，能夠“吃進”鋁箔，并像“吃飽了飯的動物”一樣開始移動。

　　讓液態(tài)合金變身成為“軟體動物”的本質原因，是這種鎵銦合金“吃”鋁的過程，剝掉了一部分鋁表面的氧化鋁層，露出了“新茬”。于是，浸在氫氧化鈉溶液里的鎵銦合金和鋁，就在鎵銦合金里產(chǎn)生了內生電場。或者說，這個液態(tài)合金和鋁組成的系統(tǒng)，發(fā)生著類似電池內部的電化學反應。

　　這種反應的效果，就是改變了液態(tài)金屬的表面張力，使金屬珠“兩側”能夠像公園腳踏船的槳葉那樣“撥水”，成為推動金屬珠前進的主要動力。與此同時，電化學反應產(chǎn)生的氫氣，也形成一個個微小的氣泡，成為金屬珠移動的輔助動力。

　　在劉靜看來，這個過程顯然不是人們早已熟悉的化學反應。A與B兩種物質發(fā)生化學反應，通常會導致它們消失，并生成其他的物質。比如說，將鋅放入稀硫酸，可以得到硫酸鋅和氫氣，原來的硫酸和鋅則會消減，而且這個過程很快就會完成。但“吃進”鋁箔之后的鎵基液態(tài)合金的表現(xiàn)，則更像進餐后的動物。這些被置于電解液中的合金，只需要一點點鋁箔，就可以移動很長時間，而且自身基本不會發(fā)生什么變化。這就像一個人吃了一只雞，隨后能在一天時間里完成種種不同的工作，而且這個人無論多少次吃雞，都不會因此變成半人半雞的怪物。

　　更有趣的是，這些鎵基液態(tài)合金還有一定的“分身”和“自組裝”能力。也就是說，當兩個運動中的“軟體動物”碰到一起的時候，它們會合為一體;但如果將一個較大的“軟體動物”分開，它們就會相伴而行。這后一種特質，如同自然界中那些有著“分身”異能的低等動物，比如海星和蚯蚓。

　　正因為鎵基液態(tài)合金的獨特性質，這項研究被《科學》《自然·材料學》等著名學術期刊的官方網(wǎng)站，以及國內外的大量科技媒體報道。論文題目中的關鍵詞“液態(tài)金屬”和僅僅作為比喻的“動物”，甚至讓人不禁感嘆，科幻電影《終結者》里的液態(tài)金屬機器人，在現(xiàn)實生活中已經(jīng)有了“同類”。

　　然而劉靜認為，描述這項研究的更為恰當?shù)谋扔鳎苍S是第二輪“生命大爆發(fā)”的“前奏”。古生物學研究認為，距今5億多年前的“寒武紀生命大爆發(fā)”，被認為是現(xiàn)代動物分類體系的“起點”。或者說，在那個遙遠的時間點上，所有無脊椎動物的祖先幾乎同時出現(xiàn)。而現(xiàn)在，中國科學院和清華大學的實驗室里，已經(jīng)有若干種不同尺寸，而且由不同配方的鎵基液態(tài)合金制成的“軟體動物”，酷似當年“野蠻生長”的寒武紀海洋。甚至，今天的我們，就處在見證另一場“生命大爆發(fā)”的前夜。

　　“不過，這些液態(tài)金屬的人造物可以稱為‘生命’嗎?如果答案是肯定的，人類準備好接受這些‘異類’了嗎?”幾個月以來，這兩個問題一直在劉靜的頭腦中盤桓。

　　“人機接駁”的“鑰匙”

　　事實上，劉靜和他的團隊從事液態(tài)合金的相關研究，已有10多年的時間。隨著研究的深入，他發(fā)現(xiàn)了這些液態(tài)金屬越來越多的令人著迷的性質。酷似動物的活動模式，只是最新的發(fā)現(xiàn)之一。

　　中國人常用“水銀瀉地”來比喻工作流程一氣呵成，這個成語也說明，汞(水銀)是一種(在常溫下)可以快速流動的液態(tài)金屬。日常生活中另一種常見的金屬液態(tài)形式，或許是半導體設備制作時，在電烙鐵高溫下融化的錫。焊接完成之后，隨著溫度下降，這些焊錫又會回復為固體。

　　但在常溫下會變?yōu)橐后w的金屬，并非只有汞這一種。鎵是一種很罕見的金屬，它的熔點只有29.8℃。也就是說，在炎熱的夏季，鎵會變?yōu)橐簯B(tài)。而銦的熔點也不算高，只有156.6℃。在近幾年針對金屬3D打印的研究中，科研人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，鎵和銦的合金，或者鎵、銦、錫(熔點231.9℃)的合金，由于熔點較低，很適合成為打印的材料。在醫(yī)學領域，一些低熔點而且無毒的合金還有更重要的價值，那就是可以實現(xiàn)所謂“4D打印”，也就是被移植或者注入病人體內然后成型，從而達成某些醫(yī)學目的。動物實驗表明，通過外科手術，這樣的液態(tài)金屬材料可以將斷開的神經(jīng)信號重新連接，因為金屬是導體，而動物的神經(jīng)活動，本質上傳遞的是電信號。

　　這項由劉靜教授首次提出的液態(tài)金屬神經(jīng)連接與修復技術，已于2013-2014年前后通過試驗得到初步證實，他們還在不斷將研究推向深入。近期，在對一只牛蛙進行實驗的期間，研究小組卻遭遇到了一件蹊蹺現(xiàn)象。當時，這只牛蛙被截斷了坐骨神經(jīng)，再以液態(tài)金屬連接并精心縫合，而后養(yǎng)在一只很深的圓桶里。本來，以這只圓桶的深度，即使是健全的牛蛙也不可能跳出來。但在某一天深夜，這只動過手術的牛蛙卻跳出了圓桶，并且在第二天清晨被發(fā)現(xiàn)死在實驗室的一個角落。這個至今小組也沒能在科學上得到完美解釋的事件，卻至少說明了一個事實，那就是液態(tài)金屬的確有可能成為“人機接駁”的重要組成，或者說傳統(tǒng)意義上的生命體與非生命體連接的“橋梁”。

　　劉靜熟悉很多科幻小說中“賽博格人”(人機混合體、半機器人)的故事，他也常在課堂上與學生討論一個問題：“當一個人身上的‘零件’被替換為人造機械或結構的時候，‘人’與‘機器’的界限究竟在哪里?”隨著國內外科學界對鎵基液態(tài)合金研究的深入，這個話題已經(jīng)不再專屬于科幻迷，而是成為研究者必須面對的現(xiàn)實。

　　面對異種生命，逃避不如接納

　　在劉靜的辦公桌上，除了電腦和學術論文，還有一本由作者贈送的最新科幻小說。雖然繁忙的研究工作讓他尚無暇閱讀哪怕一個最短的故事，但他已經(jīng)隱約感覺到，科幻作家們的預言很可能是對的:宇宙中的生命，并非只有一種形式。

　　20世紀以來，人類對深海、極地、火山等種種極端環(huán)境的探索，不斷地刷新著人們對生命存在條件的認識。然而，到目前為止，地球上所有人類已知的生命，都屬于“碳基生命”，也就是以碳元素為有機物質基礎的生物。但在科幻作品中，我們也會見識其他一些“架構”的生命，比如硅基生命和氨基生命。

　　而實驗室中的這些鎵基液態(tài)合金“軟體動物”，也存在著被定義為“鎵基生命”的可能性。它能夠在氫氧化鈉生活環(huán)境中“吃飯”和自主運動的特點，以及憑借液態(tài)“身軀”善于“變形”通過狹窄空間的優(yōu)勢，都讓它具有了近似于動物的“特質”。甚至，驅動它運動的電化學反應，也可以理解為一種獨特的“新陳代謝”。隨著技術的進步，它們甚至可能表現(xiàn)出其他一些類似生命的特征，比如通過“自組裝”形成更為復雜的個體，甚至進化出基本的智能。這就像一個個細胞構成了人體的組織、器官，最終組成了人體一樣。

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