无论存活与否,制造出与本身完全一致的复制品是不可能的

物理学家们认为:完美的克隆是不可能存在的。他们之所以做出这样的断言,并没有对这一当今生物界最热门的话题作任何否定的意思。如同量子物理学二十年来一直无法做到的一样,经典物理学的理论也限制人们对某一物体——无论是生命体还是非生命体——做出全然相同的复制。

科学家们已经制造出了单个量子粒子的复制品,如原子和光子。它们的结构和组成与原来的几乎完全一致。今年4月,英国牛津大学的一个研究小组甚至还表明,可以克隆光子——光的粒子。

正如两位美国科学家用他们的“不可克隆”定理在1982年所证明的那样——量子克隆只有在人们允许的复制过程中产生的些许误差时才是可能的。

“不可克隆”定理意味着量子传输只有在原来的那个量子被破坏之后才可行,即它不能和它的复制品同时存在。也就是说,只能克隆一个和原来量子状态相同但位置不同的克隆体。光子间的量子传输在1997年已经被实验证实过。

完美的克隆是否存在?

但是支配量子粒子的法则和我们日常看到的有千百万个这样的微粒构成的系统是不同的。在牛顿经典物理学的应用范围内,至今没有人对精确克隆和肉眼看到的电子传输这样的想法作太多考虑。

经典物理学理论是否限制了人们做出完全相同的复制?

直到现在,英国布里斯托大学的丹尼尔 · 科林斯(Daniel Collins)和桑度 · 珀佩斯库(Sandu Popescu)表明——缠绕状的量子结构存在着一个经典的类似情况。缠绕在一起的量子粒子有着相互依存的状态,它们似乎在一定距离处以某种瞬间的方式相互作用着。

缠绕物对量子传输和克隆很重要,科林斯和珀佩斯库表示,受经典物理学支配的那些系统,可以展现出它们行为中的神秘的相互作用,这样可能引起和量子传输相似的效应。

丹麦自由大学的安德鲁斯先生和他的同事们证实,在经典的系统中确实有一种“不可克隆”定理。关键在于经典的多微粒系统是以统计学的分布为标志的,这些微粒是按照很多种可能存在的情况分布的,正像被风吹过的沙子在小山丘上的分布的一样。

安德鲁斯研究小组证实,任意复制一个和由很多微粒构成的系统完全一样的克隆体是不可能的。这种企图会打乱原先的分布,只有唯一的一种情况是例外的:在一个系统里,每个微粒都占据着相同的位置,如整齐地堆在一口井内的沙子。

生物学的克隆根本不是这些理想化的版本,一个有机体和它的克隆体之间存在微粒分布的不同将是不可避免的。因此,物理学家根本不会认为这便是真正的克隆。

[Nature,2002年5月21日]