前言

自人类发现探索的魔力以来,便一直游走于天才与毁灭的边缘。历史告诉我们,战争并非总是刀剑坦克齐射,有时也会使用更为阴险隐蔽的武器:细菌和病毒。故事始于古代战争中,一些军队开始散播疾病,感染敌军的马匹和骡子,削弱其战斗力。

由此,灾难性的后果接踵而至。冷战期间,这种做法从战场转移到了秘密实验室,各国开始研发肉眼不可见的武器,这些武器却能引发更加毁灭性的灾难,夺走数百万人的生命。

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今天,我们目睹了那些我们一直无法消除的恐惧,在基因学和人工智能的科学革命时代,这些恐惧被进一步放大。历史似乎正在重演,但这次的工具更加致命、更加阴险。旨在寻找疑难杂症疗法的实验室,可能无意中制造出足以毁灭人类的武器。

这篇译自《外交事务》杂志的文章探讨了我们这个时代一个至关重要的问题:如何在不让世界陷入战火的情况下,保持“进步的火花”?

正文

在网络安全领域,渗透测试指的是使用与真实攻击者相同的工具和技术,对计算机系统的防御系统进行蓄意攻击。各国政府和各类企业都会定期进行此类测试。

例如,银行会聘请计算机专家来测试其抵御黑客攻击的能力。这些专家会故意入侵银行系统,将资金转移到被冻结的账户,他们通常会发送钓鱼邮件,诱骗员工泄露密码。测试完成后,这些“攻击者”会向银行提交报告,并就如何改进其安全措施提出建议。

在21世纪初,人类自身也经历了一场类似的“渗透测试”:新冠疫情。病毒如同一个不速之客,考验着世界对抗新型病原体的韧性。最终,人类在这场测试中败下阵来。

病毒席卷全球,从南极洲的偏远科考站到亚马逊雨林的隐秘部落,无一幸免。它像席卷航空母舰一样,轻易地侵袭了养老院。在传播过程中,它不分强弱,一线医护人员和国家元首都未能幸免。

专制政权实施的严格封锁,以及民主国家研发的奇迹般成功的疫苗,虽然成功减缓了病毒的传播,但未能将其彻底阻止。

到2022年底,四分之三的美国人至少感染过一次病毒。而中国在12月放弃“清零”政策后,疫情迅速席卷全国,如同野火般蔓延,短短六周内感染了超过10亿人。

相对较低的死亡人数并非主要归功于各地成功控制了疫情,而是因为病毒的毒性远低于最初的预期。最终,新冠病毒的持续存在逐渐减弱,疫情也随之平息。

人类未能有效应对新冠疫情,这已成为人们深感焦虑的根源,也提醒我们,如今我们正面临着日益严峻的生物威胁。有些威胁源于自然,例如禽流感,但许多威胁却诞生于科学进步的核心。

过去60年来,研究人员对分子生物学和人类生物学(细胞和身体的奥秘)有了深入而精确的理解,这使他们能够创造出高致死率且结构复杂的病原体,更令人担忧的是,他们还创造出了能够逃避免疫系统的病毒。

另一方面,科学家们也学会了如何操控病毒,使其更容易通过空气传播,以及如何改造病毒使其更具致命性。诚然,新冠病毒的起源至今仍是个谜,人们不禁要问:这种病毒是那些大胆实验的产物,还是人类与野生动物的日常接触造成的?

但显而易见的是,生物技术,如今又得到了人工智能的支持,打开了一扇宽阔的大门,比以往任何时候都更容易制造疾病。

作者:虽然对微生物学领域的深入科学研究为人类带来了巨大的医学成就,但也为利用这门科学对抗人类自身打开了更加黑暗的大门(Shutterstock)

与此同时,我们必须清醒地认识到,如果人造病原体逃逸出实验室或被蓄意释放,它可能给世界带来更为毁灭性的灾难。某些基因改造生物体可能夺走数百万人的生命,并造成比新冠病毒更为严重的经济损失。在最糟糕的情况下,世界可能会目睹一场比黑死病更为惨烈的悲剧——黑死病曾夺去了欧洲三分之一人口的生命。

防止此类灾难必须成为世界各国领导人的首要任务。这个问题的复杂性不亚于人类世(人类已具备塑造地球环境、地质和气候命运的能力的时代)中人类所面临的最大挑战。

正如世界各国曾努力遏制核武器并缓解气候变化的影响一样,如今各国也必须加强社会防御,抵御人为病原体。或许,预防的第一步是建立预警系统,以便在转基因疾病失控之前就将其检测出来。

同样,各国官员必须加快防护装备的生产,使其更有效、更耐用,以应对疫情。疫苗和抗病毒药物的研发时间必须从数月缩短至数天,并且必须制定严格的法规来限制那些能够制造或改造病毒的技术。最重要的是,这项任务必须尽快完成。

濒临崩溃

一个多世纪以来,大多数人将生物学视为人类进步的主要动力。21世纪初,人类战胜了天花和牛瘟,世界也几乎彻底根除了小儿麻痹症。

然而,这份荣耀并非完美无缺。许多疾病仍然无法治愈,根除它们遥不可及,只是极少数的例外而非普遍现象。尽管如此,进步的步伐是不可否认的,而艾滋病或许是最引人注目的例子。几十年来,它肆虐着所有感染者,即使在今天,它仍在无情地蔓延,夺走数百万人的生命。

但得益于科学创新,世界现在拥有了一系列能够阻止病毒复制的药物,使这种疾病从绝症转变为可以与疾病共存并进行医疗控制的疾病。然而,这一进步并非单一实体的产物,而是不同系统在不完美协调下运作的结果,它们目标一致,但方法各异。他们的兴趣涵盖了患者护理、公共卫生管理以及科学和医学研究等领域。

然而,进步的步伐并非总是单向的;它是一把双刃剑,既造福生命,也威胁生命。微生物学领域的科学进步为人类带来了巨大的医学成就,但也为利用科学对抗人类的险恶企图打开了方便之门。

第一次世界大战期间,协约国探索了使用细菌武器的可能性,而德国军事情报部门则采取了一种更为阴险的手段,利用病原体攻击敌方赖以生存的运输动物。

事实上,法国和罗马尼亚的马匹和骡子都受到了感染,而在挪威,德国人试图将感染传播给驯鹿(一种生活在极地和亚极地地区的鹿),萨米人(北欧原住民)用驯鹿向俄军运输武器。一些德国军官甚至将触角伸向美国,成功地感染了即将被送往欧洲前线的牲畜马厩。

随着第二次世界大战的爆发,这些行动演变为专门用于杀人的武器。在日本占领的满洲(中国东北),军官石井四郎指挥着一支名为“731部队”的恐怖部队。

这支部队将人体作为生物武器的试验场。其成员决定用炭疽(一种致命的细菌性疾病)、伤寒和副伤寒、鼻疽(一种主要感染马匹但可传染给人类的罕见疾病)、痢疾(一种引起血性腹泻的急性肠道感染)以及鼠疫(历史上最致命的疾病之一,由啮齿动物跳蚤传播的细菌引起)等病毒杀害并感染数千名战俘。

在战争末期,石井提出了一项代号为“夜樱”的大规模生物战计划。该计划设想由日本海军飞机在美国西海岸主要城市投放感染鼠疫的跳蚤。然而,陆军参谋长否决了该计划,并在一份措辞坚决的声明中总结了自己的立场:“如果采用细菌战,战争将从日美之间的战争演变为人类与细菌之间永无休止的斗争。”

尽管如此,其他国家仍在继续研发生物武器。20世纪60年代,美国国防部启动了“112计划”,该计划旨在研究如何大规模传播高致病性病原体。

为了实现这一目标,美军在纽约地铁隧道内喷洒细菌,并从船上向旧金山湾投放细菌。军用飞机在数千平方英里的范围内喷洒化学物质,从落基山脉到大西洋,从加拿大到墨西哥湾。

美国官员将这些武器视为抵御苏联潜在核攻击的一种保险措施。如果莫斯科为了摧毁其核武库而攻击美国,华盛顿仍然能够利用致命病原体进行反击,从而彻底摧毁苏联。

到20世纪60年代中期,美国国防部已在研发致命生物武器方面迈出了坚实的一步。随着60年代接近尾声,美国实验室开始释放大量细菌和致命毒素,正如微生物学家莱利·豪斯赖特所言,这些物质“旨在混淆诊断,阻碍治疗”。

然而,这场生物武器研发竞赛引发了民间科学家的深切担忧,他们纷纷发声抗议华盛顿的计划。幸运的是,这些科学家在白宫找到了支持者。1969年,理查德·尼克松总统决定停止美国的生物武器计划,并呼吁世界各国缔结一项将此类行为定为犯罪的国际条约。

众多杰出的科学界人士迅速加入了这一行列。尼克松宣布这一决定后不久,诺贝尔奖得主、生物学家约书亚·莱德伯格便在美国国会作证,支持在全球范围内禁止生物武器。

莱德伯格警告世人,这些武器的杀伤力可能与核武器不相上下,但制造起来却容易得多。他说道:“大国垄断核武器已久,足以建立威慑平衡,并构建基于不扩散的安全体系。病菌的力量无法维持这种平衡,反而会朝着截然相反的方向发展。”

然而,华盛顿的主要对手却对此深信不疑。1971年,各国还在就条约细节争论不休之际,苏联在咸海一座偏远岛屿上释放了一种改良的天花病毒株。这导致如今的哈萨克斯坦爆发了天花疫情。

然而,这场巨大的悲剧在苏联医生的英勇努力下被扼杀在萌芽状态。他们的成功并非源于科学奇迹,而是因为疫区人口密度低,以及大多数苏联公民已经接种过疫苗并获得了一定的免疫力。

同年晚些时候,苏联和美国达成了一项禁止生物武器的协议,即《生物武器公约》。该条约受到联合国大会的广泛赞誉,并于1972年在伦敦、莫斯科和华盛顿开放签署。

但最终,苏联违反了该协议。1979年,斯维尔德洛夫斯克(今俄罗斯叶卡捷琳堡)发生炭疽芽孢泄漏事故,造成68人死亡,该事故源于一项秘密炭疽项目。尽管莫斯科此后未再发生类似事件,但其生物武器计划一直持续到苏联解体——据叛逃者称,该计划鼎盛时期雇佣了约6万人。

1991年,美国和英国的代表参观了该计划的部分设施,他们看到一排排容器和生物反应器,能够生产数千升高浓度天花病毒。这些容器通过冷藏管道连接,将病毒输送到小型炸弹中,这些炸弹随后可以装载到导弹上。

《生物武器公约》的另一个问题是,它没有施加任何限制,迫使私人团体或个人放弃研发此类武器。 1984年,一个名为拉杰尼希(Rajneesh)的宗教组织,总部位于美国俄勒冈州,在公共餐厅的沙拉吧投放沙门氏菌。他们的目的是削弱选民中反对派的支持率,以便该组织的候选人能够赢得瓦斯科县的选举。所幸无人死亡,但数百人因此患病。

2013 年 4 月 4 日星期四,美国陆军第 23 化学战营的士兵在韩国身穿防化服(美联社)

1995年,日本奥姆真理教(基于极端主义意识形态)在东京释放了沙林毒气,造成数千人受伤。该教派此前曾试图利用炭疽杆菌研制武器,但最终失败。

随后,2001年,美国发生炭疽袭击事件,袭击目标包括记者和两名美国参议员。根据联邦调查,袭击是由一名美国科学家实施的,造成五人死亡。

这些事件的有限规模或许表明,国家和团体不具备发动大规模生物武器袭击的能力,但这种想法过于乐观。现实情况是,无论法律和条约看起来多么具有威慑力,都无法阻止此类袭击。

这些事件表明,利用病菌武装自身的意愿和能力并未消失;它们只是在等待合适的时机。诚然,一些有志于此的人会面临诸如无法获得合适的实验室或设施等困难,但技术不断进步,这些障碍终将消散。

进步的双重性

2012年,一项突破性的发现震惊了整个科学界。由艾曼纽·夏尔庞捷(Emmanuelle Charpentier)和詹妮弗·杜德纳(Jennifer Doudna)领导的科学家团队在世界顶尖学术期刊之一的《科学》(Science)杂志上发表了一篇文章。这篇文章揭示了一种名为CRISPR-Cas9的分子生物学革命性系统,该系统利用人工设计的重组RNA来编辑遗传物质。

这项创新加入了强大的科学武器库,其中包括20世纪70年代出现的经典重组DNA技术;20世纪80年代革新科研的聚合酶链式反应(PCR);以及几乎同时期开始应用的合成DNA。

这些创新共同激发了人类前所未有的创造力,推动了科学发现,并为医学领域开辟了新的天地。 2023年12月,美国食品药品监督管理局(FDA)批准了一种基于CRISPR技术的复杂基因疗法,用于治疗镰状细胞贫血症——一种影响数百万人的致命疾病。

然而,由于政治和经济因素的相互作用,以及将生物学进步转化为人类福祉的机构的复杂性,这些新技术的益处可能需要多年才能惠及最需要的人。尽管CRISPR疗法在镰状细胞贫血症的治疗中是一项医学史上的革命性成就,但它在技术和医学上仍然十分复杂,而且费用极其昂贵,每位患者的费用约为220万美元。此外,该疗法的实施过程漫长,因此只有少数人能够获得治疗。

当世界各国继续努力使这些科学奇迹惠及所有人时,一些科学家正在探索这项技术的另一面,探索其作为一种创新工具的潜力,即它有可能被转化为一种毁灭性武器。

2018年,一位研究人员利用重组DNA、PCR和合成DNA技术重建了马痘病毒,而另一个团队则使用相同的工具结合CRISPR技术,创造出一种与天花病毒密切相关的病毒。由此可见,这类研究看似无害,却蕴藏着可怕的潜在风险,因为它很容易成为致命毒素的来源。

随着第二次技术革命的到来,风险与日俱增,其中最引人注目的是人工智能。诸如ChatGPT和Cloud之类的大型语言模型正以惊人的速度发展,每次发布新版本都已成为成千上万研究人员和实验室工作人员的日常工具,不仅加速了他们的工作,还为他们提供了大量有用的技术指导。

人工智能技术彻底改变了生物知识领域,但也可能被用于危险的方向(盖蒂图像)

2020年,人工智能研究人员开发了一套名为AlphaFold的系统,破解了生物学领域最大的挑战之一:根据氨基酸序列预测蛋白质的三维结构。

然而,这些系统也存在阴暗面。它们可能为那些企图散播生物混乱的人铺平道路。目前看来,规模最大的人工智能模型已经基于生命科学领域所有已发表的知识进行训练。虽然其中许多知识早已在线公开,但没有任何人能够像如今的人工智能模型那样,对它们进行如此全面、深入的理解、处理和整合。

当前的人工智能系统已经能够设计新的蛋白质(潜在致命病原体的种子)。它们不再仅仅为科学研究提供信息或理论支持;它们现在能够规划和执行完整的实验室实验。如果这些努力取得成功,恶意行为者只需控制这些自动化实验室,就有可能制造出致命的病原体。

当局很难阻止这种情况发生。一个典型的例子就是黑客,他们已经证明自己有能力攻破最安全的系统。制造新病原体所需的材料并非严密保密;这些都是唾手可得的工具、试剂和设备。

监管机构可能会试图通过监控向实验室提供这些关键组件的供应商来控制局面。然而,获取这些组件还有其他途径,任何过度严格的监管反过来都可能阻碍宝贵的医学研究进展。

如果恶意行为者成功制造并释放病毒病原体,这些病毒只需片刻就能在大量人群中迅速传播,而当局甚至来不及意识到其性质或做好应对准备。制造一场疫情远比应对疫情便宜得多。

制造病毒只需一个简易实验室和一些廉价材料,而对抗病毒却需要一套昂贵而复杂的检测和监测网络、数百万个口罩和防护装备、严厉的封锁措施,以及不间断地研发和分发治疗方法和疫苗。

仅仅是想到要花费数十亿美元来阻止另一场大流行病,就足以阻止各国将科学武器化。然而,一些政府仍在继续走这条危险的道路。

2024年4月,美国国务院估计朝鲜和俄罗斯拥有进攻性生物武器计划,而中国和伊朗则从事可能被用于军事目的的生物活动。更令人担忧的是,所有这些国家都是《生物武器公约》的缔约国。

威慑已不再有效

在冷战高峰时期,核毁灭的阴影笼罩着世界,人类奇迹般地毫发无损地躲过了这场浩劫,这要归功于相互确保摧毁的概念。

政治家们意识到,一次核攻击就可能引发毁灭性的报复性打击,摧毁整个地球。这正是美国总统罗纳德·里根和苏联领导人米哈伊尔·戈尔巴乔夫在1985年所宣称的:“核战争无法取胜,也绝不能打。”

基于这种认识,各国制定了复杂的政策来规范权力并遏制其过度使用,并制定了防止核扩散的国际协议。为了应对核战争的危险,苏联和美国同意建立一套精确的条约体系和指挥控制协议,希望避免任何可能升级为灾难性战争的误解。

然而,这种曾经遏制核战争疯狂的威慑手段在生物武器领域却失效了。相互确保摧毁(MAD)原则基于恐惧,这种恐惧在核时代十分普遍,但在生物战领域却并非如此。

当前的威胁依赖于技术的持续快速发展和前所未有的创新,这使得人们难以充分理解风险的规模。与广岛和长崎的原子弹爆炸不同,目前尚未发生任何构成刻入人类记忆的重大全球事件的生物袭击。

同样,相互确保摧毁原则也取决于一国识别侵略者的能力。对于核武器而言,这相对容易,但对于生物武器,各国可以秘密部署,从而难以识别,进而阻止报复。一个政府可能秘密释放致命病毒,然后嫁祸于另一个国家,甚至非国家行为体。

更令人担忧的是,非国家行为体现在也能够释放致命病原体,这使得“相互确保摧毁”原则在这个新领域失效。然而,无论多么冷酷无情,各国政府都不会冒着国家毁灭的风险,而恐怖分子却毫无畏惧,他们拥有制造生物武器所需的材料、设备、知识,甚至技术专长。

1969年,微生物学家约书亚·莱德伯格就曾警告过这种不受控制的扩散所带来的后果,他指出,生物武器的失控扩散就好比“把氢弹摆上商店货架”。如今,只要仔细观察一下商店货架,就会发现上面堆满了制造炸弹的材料。

由于冷战时期那种威慑方式已不再可行,当前的现实需要一种不同的理念。真正的力量不在于以牙还牙地回应攻击,而在于拥有强大到足以使发动生物攻击变得徒劳无功的防御体系。

历史为我们提供了如何化解生物武器威胁的有力例证,曾经肆虐城市的毁灭性火灾的停止便是最好的证明。在有记载的历史长河中,世界各地的城市周期性地遭受火灾侵袭,吞噬了城市的中心,只留下灰烬。但到了19世纪,这些灾难开始逐渐减少。

这部分归功于更高效的应急响应系统的发展,例如专业消防队的建立和应急供水系统的铺设。然而,最重要的因素是一些简单而日常的措施:使用不易燃的建筑材料、严格执行工程标准以及制定建筑规范,所有这些都有效遏制了危险行为。当各国政府明确界定过失责任,并简化追究意外火灾责任人的程序后,人们变得更加谨慎。

如今,世界各国领导人可以从历史中汲取教训,就像当年城市建造消防站、在街道上安装消防栓,以便在火势蔓延之前将其扑灭一样。现在,世界必须建立起能够与时间赛跑,研发疫苗、抗病毒药物和其他医疗手段的系统。

但是,历史已经证明,单靠速度不足以控制灾难。人类必须达到这样的水平:在任何疫情爆发后的100天内,就能养活地球上所有人口(80亿人)——比美国为1亿公民接种新冠疫苗的速度还要快。然而,即使是这项卓越的成就,也无法抵御像奥密克戎变种那样以迅雷不及掩耳之势肆虐的全球性流行病。

因此,政策制定者必须像古代城市应对火灾那样应对流行病——不仅要扑灭火灾,更要从源头上预防其发生。这首先要为人们提供口罩、手套和呼吸器等防护用品,这些用品可以重新设计,使其更有效、更易于使用。

应支持工厂在危机时期提高产量,并优先保护关键设施的工人。建筑物应配备过滤系统和杀菌灯。通过这种预防和防范措施网络,世界可以减缓传染病的传播,防止疾病演变成吞噬社会稳定的灾难。

循序渐进

降低生物灾难风险的最后一条途径,远不止制定防御和应对计划:政府必须投资于引导和监管新技术。最终,这或许是真正预防毁灭性生物袭击的唯一方法。

各国政府拥有多种工具来监管科学进步。例如,官员可以扣留某些实验的资金或完全禁止这些实验,并要求研究人员和实验室在开展特定类型的研究之前获得许可。他们还可以加强对未来新型自主实验室技术的使用控制。

然而,保护的责任不仅限于监管实验室。它还包括重塑促进生物科学研发的环境。政府应要求销售核酸、菌株、试剂和其他生物设备的公司实施“了解你的客户”(KYC)法规,要求公司核实客户的身份及其业务性质。

这些规则还必须确保货物仅运往已知且合法的地点(许多政府长期以来一直实施“了解你的客户”原则,以监控银行资金流动,防止资金落入犯罪网络之手)。同时,政策制定者必须掌握监控和监管行为的技巧,并开发能够检测违禁生物活动的工具,以便安全和情报机构能够在袭击发生前将其挫败。

最后,各国制定生物防御政策时不能再脱离人工智能。开发这些超级计算机的公司正试图用一系列“红线”将其包围起来,阻止它们回答诸如如何开发对牲畜致命的病毒等禁忌问题。

然而,只要换一种更委婉的方式重新表述问题,例如不使用“杀死”这个词,这些模型就足以就此提供技术指导。由此可见,人工智能需要额外的保障措施来防止其被滥用,而各国政府必须参与构建和加强这些保障措施。

降低这些新技术带来的风险并非易事,尤其是一些监管措施可能会阻碍合法的研究。因此,政策制定者在实施限制时必须谨慎,因为自觉的监督是必需的,而非可有可无的。无论人工智能和生物工程带来多么巨大的益处,其危险依然巨大,社会和政府必须认真权衡这些发展所带来的前景与它们隐藏的风险。

然而,我们无需绝望。世界曾多次在毁灭的边缘徘徊,最终力挽狂澜,避免了灭亡。虽然冷战无法为应对当今挑战提供现成的蓝图,但它有力地提醒我们,人类有能力驾驭自身最危险的创造。

当时,正如现在一样,世界面临着一项源于人类智慧的发明,它威胁着文明本身。各国无法根除这项新技术,但它们成功地遏制了其破坏性潜力,将相关理念和体系转化为坚固的堡垒,阻止世界坠入深渊。

正如数学家兼物理学家约翰·冯·诺伊曼——美国核政策的奠基人之一——所写:“进步无药可救,任何试图寻找安全途径来驾驭其汹涌势头的努力都将失败。唯一可能的安全是相对的,在于日复一日地明智行事。”

本世纪,世界很可能面临一场生死攸关的考验:面对那些可能以前所未有的方式重塑文明的新兴技术,人类能否生存下去?这些创新,例如核能,都是人为创造的,无法逆转或抹去。

然而,如果人类采取明智的行动,仍然可以避免最糟糕的命运。冯·诺伊曼总结道:“试图为未来寻找现成的方案是徒劳的;我们现在唯一能确定的是,我们必须具备耐心、灵活性和智慧。”