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关于人机合体的最初设想，只是用机器系统来维持人脑存活。这是现实中医学领域人造器官的极端夸张：既然出现了各种人造器官，那么，就让我们把除了大脑外的整个身体换成机器，看看会出现什么结果吧。别利亚耶夫的成作名《陶威尔教授的头颅》，讲的便是人脑单独存活的故事。不过，小说里的陶威尔并非自愿献出头颅，而是被他的弟子克尔恩绑架，强制实施的。克尔恩以维持头颅存活为要挟，迫使只剩下大脑的教授为自己工作。
在印度作家隆德赫的《爱因斯坦第二》中，阴谋变成了“阳谋”。斯里尼瓦桑博士被视为爱因斯坦以后最伟大的学者，印度的国宝。他正在进行统一场论研究。不过，癌症很快就要夺去他的生命。印度官方遂由奇塔莱医生主持，取下他的大脑使其单独存活。斯里尼瓦桑并不愿意被改造成一个失去人生快乐的“活电脑”，但为了能够在有生之年完成他衷爱的研究，只好同意接受手术。小说结尾，博士的大脑终于解决了统一场论的所有难题，但却没有把答案告诉那些视他为机器的人，而是用某种人们不能理解的方法自尽了。
这些故事还只是单纯描写了人脑与机械结合的可能性，并未提到这类可能性会带来行动上的自由，甚至为主人公设置了悲剧般的结局。一九六八年，美国科幻大师伊萨克·阿西莫夫（IsaacAsimov，1920——1992）在《分离主义者》这个短篇故事中，乐观地指出了“人机结合”的未来趋势。一九七二年，卡丹更以此为题材发表了长篇小说《机器改造人》。小说描述一个太空人在意外中身受重伤，当局为了挽救他的生命，将他身体多处改造，使他成为一个具有超能力的人。
在人机合体故事中，受科幻界公认的经典之作是弗雷德里克·波尔（FederikPohl，1919——）于一九七六年所写的《超标准人》。我们知道，人类其实是地球环境，甚至只是地球表面陆地环境的产物，并不适应外星或者深海的环境。在《超标准人》里，未来人类准备移民火星，但火星气压极低、幅射很强。正常的人类只能穿着宇航服踏上火星，不符合在火星表面自由行动的预想。于是，宇航局不惜将宇航员维尔彻头彻尾地改造，以使其成为适应火星的人。他的双眼换成了摄像器，皮肤换成塑料，鼻子里布置了浓密的毛发，一些内脏也被更换，甚至拥有太阳能翅膀。
在改造过程中，维尔痛苦地死去。他的好友，著名宇航员罗杰·托拉威被改造成第二个“超标准人”。他终于和其他自然人宇航员一起登陆了火星，但已经成为他身体一部分的机械系统发生故障，导致罗杰神经错乱，去袭击宇航员。经历了种种磨难后，罗杰还是在火星上生存了下来。只不过他已经不再是地球人，而是半机械的“火星人”了。
如上所述，太空中的许多奇景绝非人类肉眼能够目睹，而只能借助观测仪器。因为许多地方的物理环境可以轻易催垮脆弱的人体。比如说木星，它的大气厚达几千英里，其底部压力比地球深海底部的压力还大。这个大气层由氨、氢等成份组成，唯独没有人类最需要的氧。酸雨在大气中不停地下。总之，木星的真实表面和神话中的地狱有一拼。
但是，美国科幻作家西马克在短篇《有去无回》中，却让人类宇航员“赤身”进入这个地狱。原来，宇航局为了把人派进去，专门研究了“转换器”。他们从木星大气里发现了一种气体状原始生物——“跳跑人”，转换器的作用就是把人变成类似跳跑人那样的松散结构。在主人公艾伦之前，已经有四个宇航员被转换后派入木星大气，结果都有去无回，读者会以为他们已经在奇险中罹难。所以，再派艾伦去寻找他们完全是一种悲壮行为。
结果，小说后半部分为之一转：身体完全变形后的艾伦完全感受不到木星大气的“恶劣”，在他眼里，空气很美，瀑布很美，雨声很美……原来，“跳跑人”是木星环境的产物，如果人类的身体和它们一样的话，木星对他便象花园一样舒适。前面的宇航员都是乐不思蜀才有去无回的。
另一本更大胆的“人机结合”小说是科幻女作家麦卡弗里（AnneMcCaffrey1926——）创作的《歌唱之船》。一个身体有严重缺陷的少女被赋予一个新的躯体—一艘太空船，这艘太空船从此成为旅客们善解人意的好朋友。
不考查体能，只将人造脑和人脑并联，提高人的智力，也是一个常见的人机合体题材。王晋康在多篇科幻小说里描写这类主题。在小说《亚当回归》中，未来人类都植入了“生物元件电脑”，获得了比自然大脑高一百倍的智力。在外太空经历了两百年才回到地球的宇航员王亚当知道这一事实后，本能地进行了抵制。然而，那些拥有“第二智能”的未来人对此洞若观火。最后，王亚当终于明白自己的反叛行为象孩子一样可笑，终于接受了时代潮流。
在科幻小说《义犬》中，七十二个科学家自行植入“模拟人脑”。他们被人类圈禁在喜马拉雅山的一座无名雪山里，并被贬称为“大脑袋”，在世人的疑惧中离群索居。
直到有一天，一团似乎拥有智力的黑暗星云飞向地球，在灭顶之灾面前，人类才请出“大脑袋”，合作挽救共同的家园。因为只有大脑袋超凡的智力才能在极短时间里解决危机。
在美国科幻片《*俱乐部》（Thestepfordwives）中，插入人脑的芯片并不改变他的智力，而是改变他的人格，他的生活方式。一群同样娶了女强人的男人深感自己的地位受到威胁。在斯坦福工程师的策划下，在自己妻子的头脑中插入芯片，使他们成为“贤妻良母”。直到前电视节目主持人珍尼和老公来到这里，才结束了这场阴谋。恢复自主的妻子们又重新让她们的老公成为“妻管严”。
中文科幻里人机合体的代表作，还有台湾作家张系国的《超人列传》。在这个短篇中，未来的人类用人机合体的方式，改造一批精英学者，使他们获得超级能力，更适于科学研究工作。主人公斐人杰就是一个被施以人机合体的科学家。小说家细致入微地细致入微地描写了人机合体后的奇妙景观。
不过，《超人列传》描写的，并不是人机合体的乐观结果，而是将肉体任意改造后，固有的人性所受到的威胁。小说结尾处，绝大部分人机合体的精英们变得冷漠麻木，视生命如草芥，甚至想用人造脑代替人类延续文明。只有斐人杰在人类文明被毁灭之前，带着一男一女两个人类儿童，飞到外星，成为新世界的亚当和夏娃。
几乎同时，美国科幻评论家兼小说家奈特在一九六八年所写的短篇故事《面具》中，也指出了这个危险。《面具》描述一个在月球上意外受伤的人如何被彻底地改造的过程。但全篇的重点却在故事末尾：主人翁冷血地杀死一头可爱的小狗，显示他已完全丧失了恻隐之心。
1950年，科幻作家雷蒙德·F·琼斯在小说《机械大脑》中，也用悲剧手法描写了能够运动的人机合体故事。在书中，人的大脑被移植到机器里，以利用它们的记忆中的技能。
在科幻电影《黑色撞击》中，甚至出现了整个由人机合体的改造人组成的社会。影片背景是二十七世纪，暴发了第六次世界大战。战争一方是通过基因改良后的“优秀人种”艾尔法人。另一方便是普通人，加上“人机合体人”组成的种群，合称为瑞贝尔人。影片中出现的几个瑞贝尔军人都是人机合体人。他们出生时都是畸形，受到艾尔法优秀人种的歧视。瑞贝尔人集团将他们改造成人机合体的人，并接纳进来。战斗的关键时刻，瑞贝尔军人可以直接把躯体与外界的信息网络联系在一起，取得优势。
人机合体在银幕上最有名的代表作，莫过于《机器战警》系列。警官墨菲在执行任务时遇害，身体残缺不全，心脏已经死亡，但大脑机能尚在。负责底特律市防务的奥丽公司遂用他的残躯来进行人机合体实验，制造出“机器战警”。由于全身披以钢甲，四肢都是机器，机器战警无坚不催。但他最大的“缺点”是仍然具有人性，不仅慢慢恢复了对“前生”的记忆，而且恢复了价值判断能力，不再成为纯粹执行命令的机器。后来，奥丽公司更制造出机器人警察ED209。但这种非人机器和半人的“机器战警”之间的斗争，仍以人性获胜告终。
这个系列影片的亮点，便在于人性和机器性在机器战警身上相继表现，既冲突又统一。有的时候，机器战警表现了十足的机械性。比如程序失去控制时不停地游走。或者仅仅因为有人吸烟便鸣枪示警。而当他记忆起旧日的家庭生活，徘徊在旧家的门外时，我们又可以看到深埋在机械躯壳中的人性。
在《机器战警》中，我们看到了对人体机能，而不是对智力的重视。尽管在如今的机械设计领域引入了许多仿生学原理，但人体本身仍然拥有机器无法比拟的灵活性，尤其是手的运用能力，更超越一切生物和机械手。在战斗中操枪瞄准射击等技能，更为机械所不及。在这类题材中，人体（而不是人脑）便是大自然制造的超级机械。人机合体的目的，是把这种能力进行放大。
说到这里，可能有的读者会把“人机合体”与“机甲”混为一谈。许多日本科幻漫画，如《超时空要塞》等等，都出现有“机甲”。《黑客帝国三》中，锡安的人类战士也是操作机甲与入侵的机械水母一场大战。机甲是一种人形战斗机械，可以作出类似人体的动作，如跨越、格斗等等。但需要有人类驾驶员坐在中间操纵。并且，驾驶员可以自由离开。机甲只是一种复杂机械。而人机合体则是人与机械被铆接在一起，彼此相融。离开机械部分，那个人就会死去。离开人，那部分机械体也不能独自执行任务。