“人工”和“自然”的区别是什么？人工智能是对人类智能的模仿，还是要实现理想的智能表现？从基因编辑到人工生命，生命有机体是自然还是人工的界限在哪里？本文认为，由于新科学的出现和发展，即人工智能和合成生物学，自然与人工之间的界限不再像过去那样清晰明确，传统的“人工”定义已经无法准确描述现代一些人工科学的特性，并进一步深入探讨了“人工”的新定义。

　　人工智能 （artifcial intelligence） 和合成生物学 （synthetic biology） 是两个领域，涉及到新的技术、新的实验方法和新的理论框架，它们都需要一个新的、更具体、更精细的对“人工” （artificial） 的定义。这个定义与使用合成方法在开放式 （真实或虚拟） 环境中构建显示实体相关。需要重新定义“人工”的原因，在于人工智能和合成生物学与生物学本身有着密切的关系。

　　它们两者都是工程科学，看起来朝着 （自然） 生物学的方向越来越接近，尽管从不同而相反的方向。我们展示了如何从工程学和合成的角度对生物学进行新的观察，从而得到了“人工”的新概念。在新概念中，自然和人工之间的界线变得更加模糊。基于此，我们试图为未来对这两门人工科学的理解、实践和认识论目的，制定一个全新的、更有用的定义。

　　特定科学 （Special sciences） 从不同的角度对人类整体知识提出挑战。它们通过增加总体知识来解决特定领域的具体问题，总体知识包括科学知识和与日常生活相关的常识知识。这引发了关于不同学科之间关系的概念框架的新理论问题。这个方面引发了许多典型的问题，在过去一个世纪里，科学哲学已经从一般的科学哲学变成了特定科学哲学，并且这些概念问题也在不断增加，因为特定科学的数量增多，比如医学哲学、认知科学或工程科学已成为更经典的物理学、生物学或数学哲学的补充领域。

　　在本文中，我将探讨涉及多个科学领域框架的一个概念问题：自然与人工之间的区别，这是科学思想史上一个持久的话题，从古代哲学开始。我的观点是，传统的“人工”的定义不再适用于描述一些现代人工科学，因为自然与人工之间的界限不再像过去那样清晰明确。我认为，一些具备新技术、新实验方法和新理论框架的新科学需要一个新的、更具体和更精细的“人工”定义来使用。

　　我特别提到了人工智能 （AI） 和合成生物学，这是两个相对较新的学科，利用合成方法来构建现实世界的实体，并在开放的 （真实或虚拟的） 环境中进行研究。重新定义“人工”的必要性源于人工智能和合成生物学与生物学之间的紧密关系。它们都是工程科学，在不同且在某种意义上相反的方向上趋近于 （自然） 生物学。然而，有趣的是，从另一个角度来看，人工智能和合成生物学朝向自然生物学的发展突显了这两门科学与生物学本身的巨大差距，以及它们在“人工”性质中与生命存在的自然世界之间的距离。因此，“人工”的新概念是一种从工程和合成观点对生物学进行新视角的结果，其中自然与人工之间的界限更加模糊，也是由于这种双重情况的结果。

　　在思想的历史中，我们可以找到类似的情况，就像Leibniz试图定义人工和自然机器之间的区别一样，后者保留了机器的最小部分，根据Leibniz本人有争议的说法 （Nachtomy，2011） 。在讨论这个复杂的主题时，Leibniz根据他对自然机器的定义，将区别归结为聚合体和统一体之间的差异，这与他的形而上学观点相吻合。关于Leibniz关于自然机器概念的长期争论不是本文的范围，但Leibniz的尝试表明了在一个主要是在生物学出现之前的时代，从“自然”观点 （例如自然机器的观点） 关注人工与自然之间的区别的兴趣，以及对这些观念处理的困难。【1】

　　在接下来的章节中，我将探讨人工智能和合成生物学中关于人工性的问题。在第2节中，我将重点关注人工的古老概念，即模仿自然以及化学和人工科学中出现的一些当代变化。在第3节中，我将讨论人工智能及其在生物学中的方面，特别是最近的方法和技术。在第4节中，我将探讨合成生物学的人工性。然后在第5节中，我将尝试阐述一个新的、更具体的人工定义，我称之为“Artificial”，并在第6节中得出一些结论。

　　虽然远没有拥有一个明确且一劳永逸的自然与人工之间的明确定义，但我们对此有直观的概念。我们认为这是理所当然的，但详细描述这种区别是困难的。事情如此的原因很可能与文化演变以及我们与自然、知识和科学的关系变化有关。然而，这种区别不仅仅是为了满足文化的需要。它确实关系到并影响着我们对现实的看法，以及对特定科学和技术成果的态度。因此，自然与人工之间的区别是我们研究和科学活动的必要部分，因为它为不同的科学领域建立了对象，并提供了研究所关注领域的方法和方。这一点一直存在。每个时期都有其自己关于自然和人工的概念，它塑造了科学和技术的形式和关系。

　　从历史的角度来看，自然和人工之间的关系可以被描述为一种演变的极化 （evolving polarity，Bensaude-Vincent＆Newman，2007） ，而如今的学科，如计算机科学和生物技术，迫使我们重新评估这个区别，无论是关于它的概念 （源自以前的时期） 还是关于自然和人工的常识观点。我们可以说，和许多其他极性关系一样，它应该被视为一种程度上的区别，而不是非黑即白的区别。然而，问题并不那么简单，因为对于在医学、生物学、健康、法律、和伦理等特定情况下的需要，对于明确区分的要求是由于在具体情况下做出的决策。对于什么是人工的，什么是自然的清晰定义是一个认识论问题，它应该综合考虑科学、社会和人文等各个方面。对于两个学科，人工智能和合成生物学，它们很好地结合了科学、技术和人文特质，这一点尤为真实。

　　在《物理学》的某些段落中，亚里士多德区分了两种艺术形式，即艺术是人类创造的，与自然形成对比 （实际上，“人工”一词的词源就是如此） 。亚里士多德提到的这两种艺术形式是：（1）模仿自然的艺术；和（2）通过逐步实现特定自然情景的完美状态的艺术，比如医生的例子【2】。这种区分很有趣，并遵循了亚里士多德对“人工”的更常见的定义，即人类能够将某种自然现象赋予一种形式和结构的能力。例如，利用一些从自然界中获得的材料来制作某种物品，而这些材料本身没有固有的改变动力。【3】这第二个定义是众所周知的，似乎更适合谈论人工智能和合成生物学时的人工和自然之间的关系。

　　一方面，在人工智能的起步阶段，模仿在其中发挥了至关重要的作用，当图灵最初谈论对人类智能的模仿时，他通过编程实现了一台能够下棋的纸带机 （Turing, 1948） 。其次，他通过与一种更复杂的机器，即数字计算机，进行更复杂的语言互动来谈论人工智能的模仿 （Turing, 1950） 。在这两种情况下，机器必须通过放弃其他人类的、更具身体性的能力来模仿人类智能。另一方面，在人工智能的其他领域，如机器人技术、类人机器人技术和虚拟人技术中，模仿和相似性都至关重要。

　　例如不可思议的谷理论 （valley hypothesis，Mori，1970年） ，建立在人类和机器人之间相似性的概念上。机器人越多地模仿人类，人类与机器人之间的亲近感就越强，但这仅仅是该理论的第一部分。该理论的核心部分指出，在描述人工人形制品与人类之间不断增长的相似性曲线上，存在一个范围，即“不可思议的谷”，在这个范围内，由于人形特征的增加，人类与人形制品之间的情感联系被大大削弱。超过这个范围后，人类对人形制品的情感转化为舒适的情感。有许多不同的阐释来解释这种现象【4】，但与模仿相关的一个关键问题是：曲线的最高点，超过了不可思议的谷，对应于一个健康的人。这不可能是一个除了理想化概念之外的人类；然而，它是一个比大多数其他人更像人类的完美人 （Dumouchel＆Damiano，2017年） 。这一点共同回忆起亚里士多德在《物理学》第二卷第8章中关于人工的两个方面的定义。完美的相似性消除了不可思议，使其消失，这引发了关于人工智能和合成生物学中自然和人工之间关系的问题，其中人工是对自然的模仿。例如，可以提出以下问题：模仿到什么程度定义了人工性？在何种程度上，相似性或复制的界限超过了人工成为自然的物体？这个界限在理论上和技术上是否可以到达？这些问题引发了进一步的哲学研究，如下：自然和人工之间的区别对人类来说有多可怕？如果是这样，这与特定学科的关系如何，特别是那些致力于复制人类某些方面或整体的学科，如人工智能和合成生物学？对这些学科内的研究有何影响？对其特定对象的定义有何影响？对科学研究以及社会的伦理或法律后果是什么？所有这些问题都与处于人工和自然边界的学科的科学研究核心相关，并且试图从人工出发达到自然状态。”

　　尽管模仿不是人工的普遍特征，但它也存在于与生物世界更相关的学科中。例如，自19世纪以来，化学领域一直在尝试生产仅由其他生物产生的物质 （Brooke, 2007） ，其中许多成功的尝试导致了有机化学的建立。无机化学的发展在合成各种塑料等化合物的过程改进中起到了重要作用，这种改进使得“合成”可以被视为“人工”的同义词 （Bensaude-Vincent, 2007） 。合成的一般方作为创建新化合物、材料和由生物产生的物质的方法，已成为通往与我们当今观念更一致的人工新领域的重要一步。然而，合成方法本身带有人工的两重特性：（1）对某物的模仿；和（2）通过 （重新） 组合、转化或再创造自然元素或产品来创造出一种改进的东西。

　　所有这些活动通常被视为仿生学和更广泛的生物启发技术的范畴。有趣的是，仿生学或生物模仿在合成生物学中是一个相关的部分 （Church＆Regis，2012） 。从这个观点来看，合成生物学可以被视为从化合物合成的概念到生命合成的路径的终点。然而，在合成生物学中，生物材料或化学物质构成了生物系统的基础，生物材料的合成并不仅仅是对自然界的模仿，同时也是对新生物设备、部件和整体系统的创造。自然和人造之间的区分变得模糊。在谈论生物合成产品时，我们在哪里划定界限？什么是我们定义为自然的，什么是人造的？专利制度所使用的规则可能设定了一种常规的界限 （Bensaude-Vincent，2007） ，但它们对于认识论和研究目标来说过于狭隘。

　　我在这篇文章中首先提出的观点是，人工智能 （AI） 和合成生物学是互补的学科，并且从人工的角度来看它们是相互关联的。我们将逐一探究这两个领域在多大程度上重叠，并在哪些方面存在关联。首先，我们来详细了解一下人工智能，包括其定义、目标和范围。然后，我们将探讨人工智能的“人工性”。接下来，我将以类似的方式探讨合成生物学，并确定其具体而独特的“人工性”。

　　人工智能 （AI） 的确切定义很难达成，因为它在视角、目标、对象和方法上经历了很多变化。对于AI的人工性质也是如此。在一本知名的人工智能教科书的第三版中 （Russell & Norvig, 2009） 【5】，他们列举了八个人工智能的定义和两个维度，如下所示：（1）推理和行为，以及（2）人类表现和理性表现。第一个维度涉及了思维过程和“思维规律”之间的区别，以及智能行动之间的区别。这是认知人工智能和工程人工智能之间的传统区别。第二个维度更有趣，因为它强调了以下两者的区别：人工智能作为实际智能人类表现的模仿，和最终目标是实现理想的智能（特定或普遍）表。