超弦理论人类是否能找到(弦理论先驱加来道雄)
加来道雄是一名日裔美籍物理学家、未来学家。他毕业于哈佛大学,后在伯克利加州大学获得博士学位。其主要研究方向是弦理论、超对称以及万有理论,并著有许多面向大众的科普书籍。
近日,新闻资讯网站Newatlas对他进行了采访,就科学、新的太空竞赛、人工智能(AI),以及人类面临的最大威胁等话题与他进行了探讨。
加来道雄
以下为采访实录,经编辑略有删改:
身为科学传播者,您似乎随时随地都能不假思索地回答问题——任何问题,不论是神经织网,还是肠道微生物群。面对科学这么一个庞大的领域,您是如何跟进的?加来道雄:这一切的起点,出现在我八岁那年。当时,爱因斯坦刚刚去世,大家都说,他没能完成自己最宏伟的理论——万物理论。
我当时还小,不知道爱因斯坦是谁,却放言要“替他去完成”。到如今,我想我们做到了!我们认为,爱因斯坦求索的万物理论——让他能“读懂上帝心意”的理论——就是弦理论!而我恰好是这个课题的开拓者之一。
我们认为,所有亚原子粒子,都能归结为一根细弦上的震动。这就是万物理论。一部好莱坞电影就叫这个名字,还得了奥斯卡奖。但它没有提到万物理论叫什么,其实,它就是弦理论。
小时候,每周六上午,我都会看《飞侠哥顿》(Flash Gordon)这样的动画片,对火箭飞船、激光剑和怪兽心驰神往。《飞侠哥顿》太讨人喜欢了,其中的大量情节都被乔治·卢卡斯(George Lucas)拿走,变成了后来的《星球大战》。
后来,我渐渐意识到,我的两大爱好其实是统一的。理解了物理学,你就知道哪些是可能的,哪些是不可能的,以及未来几十、几百年,哪些是有望实现的。
因此,在我的书中,我采访了世界上最顶尖的300多名科学家,围绕未来20、50、100年的就业、医疗、太空旅行和人工智能,总结出了最切实际的展望。因为,科学是繁荣的引擎。它是繁荣的源头。理解了科学,你就理解了就业市场的未来,医疗的未来,以及经济的未来。
我喜欢探讨科学和未来,因为物理学和科学是上述一切的根本。
假如当下有这么一个人,他想为人类作出尽可能大的贡献,他该投身哪个领域?
加来道雄:这个任务可不小!基本上来讲,因为科学是繁荣的引擎,所以,我们周围所有的财富,归根结底都来自科学。如果你想作贡献,那就去从事科学,去理解我们所处的世界,去发明创造,以此改变一切。
比如,身为科学家,我们发明了晶体管,促成了计算机和计算机时代的开启。我们发明了激光,催生了互联网。我们编写了万维网,来追踪亚原子粒子。我们还发明了X光机、电视机、收音机、微波炉、雷达、核磁共振扫描仪……这些都来自物理学家的大脑。
而如今,身为物理学家,我们正在努力创造新一代火箭、新一代人工智能机器人。我们认为,下一批创新将推动社会繁荣,让世界变得更美好。
在您眼中,有没有什么领域是当前的增长型领域?加来道雄:有。放眼科学浪潮,第一股繁荣浪潮来自工业革命和蒸汽机时代。第二股浪潮是托马斯·爱迪生和电的发明,即电气时代。第三股浪潮是高科技、计算机和互联网,即信息时代。
第四股繁荣与创新的浪潮,将由人工智能、纳米技术和生物技术引领。这些将成为未来的引擎。
当然,随着人类进入外太空,太空旅行的成本一年比一年低,人类自身的未来将如何?所以,我也会带你一窥20至50年后的生活。
说到太空旅行,到头来,人类或许能给更广泛的宇宙贡献点什么。对此,您有何见解?加来道雄:首先,恐龙没有太空计划,所以它们没有活到今天,也作不了贡献。6500万年前,当那颗陨星或彗星撞击尤卡坦或墨西哥时,恐龙们毫不知情。它们不知道被什么击中了,也因此彻底灭绝了。
跟恐龙不同的是,人类把控着自己的命运。我们不会重蹈恐龙的覆辙,因为我们有太空航行。我们有能力塑造自己的命运。
一旦成为多行星物种,我们就能贡献自己的一份力了。一次,我有幸采访到了伟大的天文学家卡尔·萨根(Carl Sagan)。我问他,“您此生的目标是什么?”他说,他的目标是为人类成为双行星物种打好基础。
我们需要一份“保险”,他说——我们并不是要把所有人迁到火星,这成本太高了。但我们需要一个火星定居点,有备无患。我们有必要成为双行星物种。
如今,我们有伊隆·马斯克(Elon Musk),一位白手起家的亿万富豪。他正在自掏腰包,研制月球火箭!真不可思议。他创造了猎鹰重型火箭,一枚私人出资建造的火箭,可以送宇航员登月,最终登陆火星。他设想的是,有朝一日,火星上会建立定居点,有100万人生活其中。
我们还有杰夫·贝索斯(Jeff Bezos),全球首富、亚马逊创始人。他正在美国得克萨斯州建立私人太空港,配备他的私人发射台。他将发射可重复使用的旅行火箭,最终,还要把亚马逊送上月球。你能想象这样的场景吗——身在月球,你依然能通过亚马逊买到想要的图书?
所以,真正有远见的人正在自己投资。他们不能干等着美国宇航局(NASA)。他们自掏腰包,因为他们想打开天际,供人类探索。
对新一轮的太空竞赛,大家都激动不已。不过,太空事业成为亿万富豪的个人爱好,这一现象有何利弊?其中不无虚荣心的成分,就好像一个人什么都有了,还能给他什么呢?那就来个太空计划吧!在您看来,相对于政府之间的太空竞赛,太空计划的私人化有何利弊?加来道雄:政府行事谨慎而缓慢,对成本看得没那么重,以至于导致预算失控,引发纳税人不满。1966年,阿波罗太空计划正处在全盛时期,光它一个计划,就占到美国政府全部预算的5%。这是不可持续的。真是难以置信:你每缴1美元的税,就有5美分被投入登月任务。这是不可持续的。
如今,成本降下来了,恰恰是因为亿万富豪们开始自掏腰包,推进这些计划。
马特·达蒙(Matt Damon)主演的《火星救援》(The Martian),你知道吧。这部电影的拍摄成本是1亿美元。而印度送一个探测器上火星,才花了7000万美元。也就是说,去火星的成本,还不及好莱坞一部火星题材的电影。太空飞行的成本降幅之大,由此可见一斑。
正因为硅谷有这些狂人,他们不甘落后,争相研制最低成本的登月火箭,所以,马斯克和贝索斯才会去研制可重复利用的火箭。
这就好比二手车。二手车市场变革了世界各地的汽车保有量。十几岁的年轻人也买得起车了。火箭领域也是一样。因为有硅谷的那几个狂人,我们将拥有可重复使用的火箭,而且,太空旅行的成本将一降再降,有一天,可能我们的父母都可以去外太空。
但其中有没有固有的风险?驱动这一切的,似乎只是几个人的一腔热血——马斯克、贝索斯,以及理查德·布兰森(Richard Branson)和他的维珍银河(Virgin Galactic),要是他们出了什么事,结果会怎么样?加来道雄:这就是依赖私人资本的缺陷之一。但每一种资本来源都有问题。比如,美国联邦政府曾资助航天飞机项目,但它变成了巨大的负担,每次发射成本高达10亿美元。正因为成本失控,纳税人和奥巴马不得不终止航天飞机计划。
这恰好是私人企业的用武之地。私人企业可不愿花那么多钱,用黄金去打造马桶和水龙头。他们要的是实用、高效和及时。
NASA将从明年开始发射登月火箭SLS Booster Rocket,每次任务成本10亿美元。马斯克发话了:“什么?换成我,我的成本只是SLS的一个零头,而且,我的火箭能重复使用,别说一次了,一年能飞上好几次。”
太空旅行将因此改变。适度的竞争是好事,因为它让你保持警惕,激励你创造高效能、安全可靠的火箭,为太空旅游铺平道路。
我猜,未来某一天,人们会去月球度蜜月。这个目标并不遥远,因为成本正在直线下降。将1磅的东西(约合450克)送上绕地轨道,成本是1万美元。照此计算,你要去国际空间站,成本就是你的体重乘以金价!未来,这个成本有望降到原先的十分之一。
您有没有报名加入最早一批的太空旅行航班?加来道雄:没有,我是一名科学家。我喜欢提出理论、设计东西、攻克各种潜在的难关。建立火星定居点的事,还是留给空军飞行员吧!
你得很勇敢才行!去月球要飞三天,去火星要飞九个月!第一批去火星的人都将十分勇敢。但我们认为,到2030年,第一批火星定居点应该已经落成;到21世纪后期,永久性的火星基地可能已经成形。
想变成多行星物种,显然是怕地球出事。您认为,人类面临的三种最大的威胁是什么?加来道雄:坦白说吧,太空暂且不提,光是在地球上,我们就面临一些重大问题。而且它们必须在地球上解决。
首先是全球变暖。地球升温是毋庸置疑的。我们必须想方设法把太阳能的成本降下来。一个方法是创造超级电池。我们通常忘了:太阳能电池板的能效并不高,其潜力已经基本被用尽了。
但电池恰恰是太阳能时代的瓶颈所在。如今,因为笔记本电脑、手机用到大量锂电池,人们对电池投入了大量的关注,发明家们正在研发超级电池。
其实,特斯拉汽车的马斯克就说,特斯拉将创造一种超级电池,使电厂在冬夏用电高峰也能尽情发电。因此,能让我们迈入太阳能时代的,其实是电池。
其次要担心的是生物战——病菌被制成武器,或是从实验室逃逸。
第三个要担心的是核扩散。核弹正扩散到地球上最危险的地区——比如中东,比如朝鲜半岛。这些都是极不稳定的地区,哪里不稳定,核弹偏往哪里扩散。这些都是实实在在的危险,需要在地球上加以解决,即便在仰望太空时,也不能置之不理。
这些问题好像都存在三四十年了——至今都没有解决。加来道雄:是啊!不幸中的万幸,冷战算是结束了,我们不用担心俄罗斯和美国两个超级大国的交战,但印度和巴基斯坦呢?那里是一片十分动荡的区域。更不用说朝鲜了,现如今,它已经拥有一个小型核武库。
再看中东:以色列有核武器,伊朗也有!虽然有核协议的约束,但协议失效后,伊朗还是能拥有核弹。只在协议期限内,伊朗才不能碰核弹。15年期限一过,它就能大大方方地组装核武器了。所以,核扩散问题不可小觑。
您提到了人工智能。有些人认为AI威胁到人类生存。您持什么立场?加来道雄:Facebook的马克·扎克伯格(Mark Zuckerberg)说,“瞎说!AI明明会增加就业、促进繁荣和经济活动。前景一片光明。”然后马斯克发话了,“它威胁到人类生存!总有一天,机器人会接管地球的!”
我的态度是,短期内,未来几十年直到本世纪末,扎克伯格是对的。人工智能会让生活更加便利,会提高生活品质,降低生活成本,还会创造新就业……我认为,AI产业会比汽车产业还要大,因为你的汽车会变成机器人。你会跟汽车对话,跟汽车吵架!
但长期而言,我认为马斯克是对的。到本世纪末,机器的聪明程度有望赶上猴子。而猴子是有自我意识的。因此,我们必须安插某种芯片,必要时,用它关闭人工智能,比如当它们产生谋杀念头时。
很显然,下一个问题是,当它们变得比人类更聪明时,会怎样?
加来道雄:这就讲到22世纪了,届时,凡是人类设置的故障防护,它们或许都能绕过。它们又不傻,总会弄明白的。
到那个时候,我们应该考虑与AI融合。我们何不变身超人?何不拥有不朽、完美的机器身体?何不变成完美的化身?
我想,那是我们最终的走向:我们与我们的创造物融合。我们将变得很美,并且超级强大,不用太空服,就能在月球、在火星生存,因为我们是超人。
如果有一天,外星人在白宫草坪上降落,宣示自己的存在,那时,它们的身体若是一半生物、一半机械,我们也不必大惊小怪。
问题在于,当机器智能超越人类以后,我们对机器而言,还有什么价值?机器凭什么跟我们融合?加来道雄:外星人之所以不搭理我们、始终不肯现身,或许就是这个原因。我的意思是,你去森林,会跟森林里的鹿说话吗?会跟那里的松鼠说话吗?一开始可能会,但过了一会儿,你就提不起兴致了——它们不会回话。于是,你也就不理它们了。外星人也一样。也许,它们曾试图建立联系,但发现人类毫无应答。所以,它们也就作罢了。
给我们几百万年时间去进化,也许我们会有一些新颖的想法?加来道雄:我们大可以绞尽脑汁去猜测,因为我们还没遇到过外星人,但我认为,外星人是存在的。光是人类已经发现的行星,就有几十亿颗。认为我们就是唯一,未免有些愚蠢。
所以,下一次你仰望夜空的时候,要知道,可能上面也有人在看着我们,疑惑地球上有没有生命。
记住,我的书里探讨的是未来,不是科幻。我不是科幻作家,我是一名物理学家。但我有幸对话了300名世界顶尖的科学家,听他们介绍自己的研究,因为,他们正在实验室里创造未来。
翻译:雁行
审校:李莉
编辑:漫倩
来源:Newatlas
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