?選自Brief Answers for the Big Questions(by Stephen Hawking )?節(jié)選(吉瑪譯)??
2018年1月,由一些從事曼哈頓計劃制造出第一種原子武器的物理學(xué)家創(chuàng)辦的《原子科學(xué)家公報》,將世界末日鐘調(diào)到午夜前兩分鐘,世界末日鐘是對我們這個星球所面臨的災(zāi)難——軍事上或環(huán)境上的——臨近程度的測量。
末日時鐘擁有一段有趣的歷史。它始于1947年,那時原子時代才剛剛開始?!奥D計劃”的首席科學(xué)家羅伯特奧本海默, 在兩年前1945年7月第一顆原子彈爆炸后表示,“我們知道這個世界將不一樣。一些人笑了,一些人哭了,大多數(shù)人都沉默了。我記得印度經(jīng)文《博伽梵歌》中的一句話:‘現(xiàn)在,我成了死亡,世界的毀滅者?!?/p>
1947年,末日時鐘最初設(shè)定在午夜前7分鐘。除了20世紀(jì)50年代初冷戰(zhàn)開始時期,現(xiàn)在比那時任何時候都更接近世界末日。當(dāng)然,末日時鐘及其運(yùn)動完全是象征性的,但我不得不指出,至少在一定程度上是由唐納德?特朗普當(dāng)選總統(tǒng)引發(fā)的,其他科學(xué)家發(fā)出的這一令人擔(dān)憂的警告,必須得到認(rèn)真對待。末日時鐘,以及認(rèn)為時間在滴答滴答地流逝,甚至對人類來說已時日無多的想法,是現(xiàn)實(shí)的還是危言聳聽的?它是及時警告還是浪費(fèi)時間?
我個人對時間非常感興趣。首先,我的暢銷書,被稱為《時間簡史》,是我在科學(xué)界之外為人所知的主要原因。所以有些人可能會認(rèn)為我是一個時間專家,盡管現(xiàn)在成為專家不一定是件好事。其次,當(dāng)一個21歲的人,被醫(yī)生告知只剩下5年的生命了,2018年他就76歲了,從另一個意義上說,我是一個時間專家,一個更私人的時間專家。我不安地,敏銳地意識到時間的流逝,大部分生活中我都有一種感覺,覺得我被賜予的時間,就像他們說的,是借來的。
毫無疑問,我們的世界在政治上比我記憶中的任何時候都更加不穩(wěn)定。許多人感到在經(jīng)濟(jì)和社會兩方面都落后了。以至于,他們轉(zhuǎn)向民粹主義者——或者至少是受歡迎的——政治家,他們在政府工作的經(jīng)驗(yàn)有限,在危機(jī)中做出冷靜決定的能力還有待檢驗(yàn)。因此,這將意味著,隨著粗心或惡意力量不斷的加大世界末日可能性,世界末日時鐘應(yīng)該更接近臨界點(diǎn)。
地球正受到如此多領(lǐng)域的威脅,我很難保持樂觀。威脅太大,數(shù)量太多。
首先,對我們來說,地球變得太小了。我們的物質(zhì)資源正以驚人的速度枯竭。我們給我們的星球帶來了氣候變化災(zāi)難性的“禮物”。氣溫上升、極地冰蓋減少、森林砍伐、人口過剩、疾病、戰(zhàn)爭、饑荒、缺水和動物物種滅絕;這些都是可以解決但至今未解決問題。
全球變暖是我們所有人造成的。我們需要汽車、旅行和更好的生活水平。問題是,當(dāng)人們意識到所發(fā)生的事情時,可能已經(jīng)太晚了。在我們處于第二個核時代和史無前例的氣候變化時期的邊緣之際,科學(xué)家們用有特殊的責(zé)任,那就是再次告知公眾,并就人類面臨的危險向領(lǐng)導(dǎo)人提出建議。作為科學(xué)家,我們了解核武器的危險及其破壞性影響,我們正在了解人類活動和技術(shù)如何以可能永遠(yuǎn)改變地球生命方式來影響氣候系統(tǒng)。作為世界公民,我們有責(zé)任分享這一知識,并提醒公眾我們每天生活在不必要的風(fēng)險中。我們預(yù)知,如果現(xiàn)在各國政府和社會不采取行動,淘汰核武器和防止進(jìn)一步的氣候變化,我們將面臨極大的危險。
與此同時,在我們的世界正面臨一系列嚴(yán)重的環(huán)境危機(jī)之際,其中的一些政客正在否認(rèn)人為造成的氣候變化的現(xiàn)實(shí),或者至少否認(rèn)人類有逆轉(zhuǎn)氣候變化的能力。危險在于,如果它還沒有變得更糟,全球變暖可能會自我維持。北極和南極冰蓋的融化降低了反射回太空的太陽能的比例,從而進(jìn)一步提高了溫度。氣候變化可能會殺死亞馬遜和其他熱帶雨林,從而消除了從大氣中去除二氧化碳的主要途徑之一。海洋溫度的上升可能引起大量二氧化碳的釋放。這兩種現(xiàn)象都會增加溫室效應(yīng),從而加劇全球變暖。這兩種影響都會讓我們的氣候變得像金星一樣:沸騰的硫磺和滾燙的硫酸,溫度達(dá)到250攝氏度(482華氏度)。人類的生命是不可持續(xù)的。我們需要超越1997年通過的國際協(xié)定《京都議定書》,現(xiàn)在就削減碳排放。我們有技術(shù)。我們需要的只是政治意愿。
我們可能是一群無知、不思苦想的人。在歷史上,當(dāng)我們遭遇類似危機(jī)時,通常會去別的地方殖民。哥倫布在1492年發(fā)現(xiàn)新大陸時就這樣做了。但現(xiàn)在已經(jīng)沒有新世界了。我們的周圍沒有烏托邦。我們的空間快用完了,唯一能去的地方就是別的世界了。
宇宙是一個充滿暴力的地方。恒星吞噬行星,超新星在太空發(fā)射致命射線,黑洞相互碰撞,小行星以每秒數(shù)百英里的速度呼嘯而過。誠然,這些現(xiàn)象并沒有使太空聽起來很誘人,但這些正是我們應(yīng)該冒險進(jìn)入太空而不是停留在原地的原因。我們無法防御小行星的碰撞。上一次與我們發(fā)生這樣的大碰撞大約是在六千六百萬年前,人們認(rèn)為那次碰撞殺死了恐龍,這種情況還會再次發(fā)生。這不是科幻小說;它是由物理定律和概率定律所保證的。
核戰(zhàn)爭仍然可能是目前對人類最大的威脅。這是一種被我們遺忘的危險。俄羅斯和美國不再那么好戰(zhàn),但假設(shè)發(fā)生了意外,或者恐怖分子得到了這些國家所擁有的武器。而且,擁有核武器的國家越多,風(fēng)險就越大。即使在冷戰(zhàn)結(jié)束后,仍然有足夠多的核武器儲存,足以殺死我們所有人,而且新的核國家將成倍增加不穩(wěn)定。隨著時間的推移,核威脅可能會減少,但其他威脅會發(fā)展,因此我們必須保持警惕。不管怎樣,我認(rèn)為,在未來1000年的某個時刻,一場核對抗或環(huán)境災(zāi)難將不可避免地會使地球癱瘓核,隨著地質(zhì)時間的推移,這只是一眨眼的功夫。我希望并相信,到那時,我們這個聰明的種族將會找到一種方法,掙脫塵世的羈絆,從而在這場災(zāi)難中幸存下來。當(dāng)然,對于居住在地球上的數(shù)百萬其他物種來說,這可能是不可能的,而這將成為我們作為一個種族的良知。
我認(rèn)為我們對我們在地球上的未來漠不關(guān)心。目前,我們無處可去,但從長遠(yuǎn)來看,人類不應(yīng)該吊死在一棵樹上,或在一個星球上。我只是希望在我們學(xué)會如何逃離地球之前,我們能避免樹倒了。但我們天生就是探險家。好奇心強(qiáng)。這是人類獨(dú)有的品質(zhì)。正是這種好奇心驅(qū)使探險者去證明地球并不是平的,正是這種本能驅(qū)使我們以思維的速度去探索星球,促使我們在現(xiàn)實(shí)中去到星球。每當(dāng)我們實(shí)現(xiàn)新的飛躍,例如登月,我們?nèi)祟惖靡蕴嵘讶嗣窈蛧揖奂谝黄?,帶來新的發(fā)現(xiàn)和新技術(shù)。要離開地球,就需要全球采取一致行動——每個人都應(yīng)該參與其中。我們需要重新點(diǎn)燃20世紀(jì)60年代早期太空旅行的激情。這項(xiàng)技術(shù)在我們掌握之中?,F(xiàn)在是時候探索其他太陽能系統(tǒng)了。擴(kuò)散也許是唯一能拯救我們的方法。我相信人類需要離開地球。如果我們留下來,我們就有被消滅的危險。
所以,除了我對太空探索的期望之外,未來會是什么樣子,科學(xué)會如何幫助我們?《星際迷航》等科幻系列影片展示了未來科學(xué)的流行圖景?!缎请H迷航》的制片人甚至說服我加入,這并不困難。那次露面很有趣,但我提到它是為了說明一個嚴(yán)肅的問題。我們所看到的伯特·喬治·威爾斯呈現(xiàn)的所有未來景象幾乎都是靜態(tài)的。它們表明,在大多數(shù)情況下,在科學(xué)、技術(shù)和政治組織方面,社會都遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于我們。(最后一個可能并不難。)從現(xiàn)在到未來的這段時間內(nèi),肯定發(fā)生了巨大的變化,伴隨而來的是緊張和不安。但是,當(dāng)我們看到未來的時候,科學(xué)、技術(shù)和社會組織應(yīng)該已經(jīng)達(dá)到了近乎完美的水平。
我對這幅圖景表示懷疑,并問我們是否會達(dá)到科學(xué)技術(shù)的最終穩(wěn)定狀態(tài)。在一萬年左右的時間里或者說自從上一個冰河時代以來的,人類從來沒有處于一種知識持續(xù)不斷和技術(shù)固定不變的狀態(tài)??偸谴嬖谝恍┐煺郏拖裎覀冞^去所說的羅馬帝國滅亡后的黑暗時代。但世界人口,作為衡量我們保護(hù)生命和養(yǎng)活自己的技術(shù)能力的指標(biāo),即使出現(xiàn)了一些像黑死病這樣的小問題,但仍已經(jīng)穩(wěn)步上升。在過去的200年里,這種增長有時呈指數(shù)增長——世界人口從10億躍升至76億。近年來衡量技術(shù)發(fā)展的其他指標(biāo)是用電量,或者科學(xué)文獻(xiàn)的數(shù)量。它們也呈指數(shù)級增長。事實(shí)上,我們現(xiàn)在的期望如此之高,以至于有些人覺得被政客和科學(xué)家欺騙了,因?yàn)槲覀冞€沒有實(shí)現(xiàn)對未來的烏托邦式憧憬。例如,電影《2001:太空漫游》向我們展示了在月球上建立基地,發(fā)射載人飛行器,或者應(yīng)該說是私人飛行器,飛往木星的情景。
沒有跡象表明,在不久的將來,科技發(fā)展會顯著緩慢和停止。當(dāng)然,不是在《星際迷航》時代,它離我們只有350年的距離。但是,目前的增長率不可能在下一個千年延續(xù)下去。到2600年,世界人口將肩并肩站在一起,電力消耗將使地球發(fā)出紅熱的光芒。如果你把正在出版的新書挨個兒堆在一起,以目前的生產(chǎn)速度,你得以每小時90英里的速度移動,才能跟上隊(duì)伍的末尾。當(dāng)然,到2600年,新的藝術(shù)和科學(xué)作品將以電子形式出現(xiàn),而不是以實(shí)體書籍和紙張的形式出現(xiàn)。然而,如果指數(shù)繼續(xù)增長下去,我的理論物理學(xué)中,一秒鐘會有十篇論文,以至于我沒有時間去閱讀它們。
顯然,目前的指數(shù)增長不可能無限期地持續(xù)下去。那么將會發(fā)生什么呢?一種可能性是,我們將通過核戰(zhàn)爭等災(zāi)難來消滅自己。即使我們不徹底毀滅自己,我們也有可能落入野蠻殘暴的狀態(tài),就像《終結(jié)者》開頭的一幕。
在未來一千年,我們將如何發(fā)展科學(xué)技術(shù)?這很難回答。但是,讓我冒險來對未來作出預(yù)測。對于接下來的一百年里,我將有一些機(jī)會給出正確猜測,但是對于接下來的千年里,我將會做出一些瘋狂的猜測。我們對科學(xué)的現(xiàn)代理解開始于歐洲人在北美定居的同一時期,到19世紀(jì)末,我們似乎根據(jù)我們現(xiàn)在所知的經(jīng)典定律對宇宙有一個全面的了解。但是,正如我們所看到的,在20世紀(jì),觀測開始顯示,能量以一種叫做量子的離散包形式出現(xiàn),一種叫做量子力學(xué)的新理論是由馬克斯·普朗克等人提出的。這呈現(xiàn)了一幅完全不同的現(xiàn)實(shí)圖景,事物沒有單一獨(dú)特的歷史,但每一個可能的歷史都有它自己的可能性。當(dāng)我們研究單個粒子時,可能的粒子歷史必須包括比光速快的路徑,甚至包括時間倒流的路徑。然而,這些時光倒流的路徑并不像天使在大頭針上跳舞。它們有真實(shí)的觀察結(jié)果。甚至我們所認(rèn)為的真空中也充滿了粒子在空間和時間的閉環(huán)中運(yùn)動。也就是說,它們在循環(huán)的一側(cè)時間向前移動,在另一側(cè)時間向后移動。令人尷尬的是,因?yàn)闀r空中有無限個空間時間點(diǎn),所以可能存在無限個粒子閉環(huán)。無限量的粒子閉合循環(huán)會有無限的能量并將空間和時間旋回到一個點(diǎn)。就連科幻小說也沒有想到過這么奇怪的事情。處理這種無限能量需要一些創(chuàng)造性的計算,在過去的20年里,理論物理學(xué)的許多工作一直在尋找一種理論,在這種理論中,空間和時間的無限循環(huán)完全相互抵消。只有這樣,我們才能將量子理論與愛因斯坦的廣義相對論統(tǒng)一起來,從而形成一個完整的宇宙基本定律理論。
在下一個千年里,我們將會發(fā)現(xiàn)這個完整的理論有什么前景?我會說他們很好,但我是個樂觀主義者。1980年我說過,我認(rèn)為在未來20年里,我們有50%的機(jī)會可以發(fā)現(xiàn)一個完全統(tǒng)一的理論。從那時起,我們已經(jīng)在一段時期里取得了一些顯著的進(jìn)步,但最終的理論似乎仍然遙不可及。物理學(xué)圣杯是否永遠(yuǎn)是我們可望不可及的?我認(rèn)為不是。
在二十世紀(jì)初,我們在經(jīng)典物理學(xué)的尺度上理解了自然界的運(yùn)作,這種尺度可以精確到百分之一毫米。本世紀(jì)前三十年的原子物理學(xué)工作把我們的理解精確到到百萬分之一毫米的長度。從那時起,對核和高能物理的研究把我們帶到更小尺度,再小十億倍的尺度。我們似乎可以不斷的在越來越小的尺度上發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。然而,這個系列是有極限的,就像是俄羅斯套娃。最終,我們得到了一個最小的娃娃,它再也不能被拆開了。在物理學(xué)中,最小的娃娃被稱為普朗克長度,它是1毫米除以100000萬億。我們不打算建造粒子加速器來探測那么小的距離。它們必須比太陽系大,而且在目前的金融環(huán)境下不太可能獲得批準(zhǔn)。然而,我們理論的一些結(jié)論,可以通過更普通的機(jī)器來驗(yàn)證。
盡管我們可以通過研究大爆炸,以獲得比我們在地球上所能獲得的能量更高、長度更短的觀測證據(jù),但在實(shí)驗(yàn)室里探測普朗克長度是不可能的。然而,在很大程度上,我們必須依靠數(shù)學(xué)之美和一致性來找到萬物的終極理論。
在《星際迷航》對未來的愿景中,我們達(dá)到了一個先進(jìn)但本質(zhì)上是靜止的水平,基于我們對支配宇宙的基本法則的認(rèn)識,這種愿景可能會成為現(xiàn)實(shí)。但是我不認(rèn)為我們在使用這些定律的過程中會達(dá)到一個穩(wěn)定的狀態(tài)。最終的理論不會限制我們所能制造的系統(tǒng)的復(fù)雜性,我認(rèn)為下一個千年最重要的發(fā)展將是這種復(fù)雜性。
到目前為止,我們擁有的最復(fù)雜的系統(tǒng)是我們自己的身體。生命似乎起源于40億年前覆蓋地球的原始海洋。我們不知道這是怎么發(fā)生的??赡苁窃娱g的隨機(jī)碰撞產(chǎn)生了大分子,這些大分子可以自我繁殖,并將自己組裝成更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。我們所知道的是,35億年前,高度復(fù)雜的分子DNA已經(jīng)出現(xiàn)。DNA是地球上所有生命的基礎(chǔ)。1953年,弗朗西斯克里克和詹姆斯沃森在劍橋的卡文迪什實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)了它,它有一個雙螺旋結(jié)構(gòu),就像一個螺旋樓梯。雙螺旋的兩鏈由一對像螺旋樓梯上的踏板一樣的含氮堿基連接。含氮堿有四種:胞嘧啶、鳥嘌呤、腺嘌呤和胸腺嘧啶。不同的含氮堿基沿著螺旋梯排列而成的序列攜帶著基因信息,這些基因信息使DNA分子能夠在其周圍聚集一個有機(jī)體并進(jìn)行自我復(fù)制。當(dāng)DNA自我復(fù)制時,沿著螺旋的含氮堿基的序列偶爾會出錯。在大多數(shù)情況下,復(fù)制過程中的錯誤會導(dǎo)致DNA無法自我復(fù)制。這種基因錯誤或他們說的所謂的突變將會消失。但在少數(shù)情況下,錯誤或突變會增加DNA存活和繁殖的機(jī)會。因此,氮基序列中的信息含量會逐漸進(jìn)化并增加復(fù)雜性。這種突變的自然選擇最早是由另一位劍橋人查爾斯·達(dá)爾文在1858年提出的,盡管他當(dāng)時并不知道其機(jī)制。
因?yàn)樯镞M(jìn)化基本上是在所有遺傳可能性的空間中隨機(jī)游走,它一直非常緩慢。復(fù)雜程度,即編碼在DNA中的信息位的數(shù)量,大致由分子中含氮堿的數(shù)量決定。每一點(diǎn)信息位都可以看作是一個“是/否”問題的答案。在最初的20億年左右,復(fù)雜性的增加速度一定是每一百年在序列中增加一個信息位。在過去的幾百萬年里,DNA復(fù)雜性的增長率逐漸上升到每年一個信息位。但現(xiàn)在我們正處于新時代的開端,我們將能夠增加我們DNA的復(fù)雜性,而不必等待緩慢的生物進(jìn)化過程。在過去的一萬年里,人類的DNA變化相對較小。但是我們很有可能在接下來的1000年里能夠完全地重新設(shè)計它。當(dāng)然,許多人會說應(yīng)該禁止在人類身上進(jìn)行基因工程。但我相當(dāng)懷疑他們是否有能力阻止它發(fā)生。出于經(jīng)濟(jì)上的原因,允許植物和動物的基因工程,而且肯定有人會在人類身上進(jìn)行試驗(yàn)。除非我們有一個極權(quán)主義的世界秩序,否則有人會在某個地方設(shè)計出改良人類。
顯然,發(fā)展改良人類將對未改良的人類造成巨大的社會和政治問題。我不是在鼓吹人類基因工程是一件好事,我只是在說,不管我們是否愿意,它很可能在下一個千年發(fā)生。這就是為什么我不相信像《星際迷航》這樣的科幻小說,在這些小說中,在未來350年里,人類本質(zhì)上仍然相同的。我認(rèn)為,人類及其DNA將迅速增加其復(fù)雜性。
在某種程度上,如果它要處理周圍日益復(fù)雜的世界,并迎接新的如太空旅行這樣的挑戰(zhàn),那么人類需要提高它的精神和身體素質(zhì)。如果生物系統(tǒng)要領(lǐng)先于電子系統(tǒng),它還需要增加復(fù)雜性。目前計算機(jī)有速度上的優(yōu)勢,但沒有顯示出任何智能的跡象。這并不奇怪,因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在的計算機(jī)甚至沒有蚯蚓的大腦復(fù)雜,蚯蚓是一種不以智力著稱的物種。但是計算機(jī)基本上遵循摩爾定律的一個說法,即它們的速度和復(fù)雜度每18個月翻一番。這種指數(shù)增長顯然不能無限期地持續(xù)下去,事實(shí)上它已經(jīng)開始有所遲緩。然而,計算機(jī)的復(fù)雜性與人腦相似之前,這種快速改進(jìn)的步伐可能會繼續(xù)下去。有些人說,不管它變成什么樣,計算機(jī)永遠(yuǎn)不能展現(xiàn)真正的智能。但在我看來,如果非常復(fù)雜的化學(xué)分子能在人體內(nèi)運(yùn)作可以使他們變得智能化,那么同樣復(fù)雜的電子電路也能使計算機(jī)以智能化的方式工作。如果他們變智能化,他們可以設(shè)計出更加復(fù)雜和智能的電腦。
這就是為什么我不相信科幻小說所描繪的先進(jìn)且穩(wěn)定的未來。相反,我預(yù)計復(fù)雜性將迅速增長,無論是在生物領(lǐng)域還是在電子領(lǐng)域。在未來的一百年里,這些都不太可能發(fā)生,這是我們能可靠預(yù)測的。但到下一個千年末,如果我們做到了,就會發(fā)生根本性的變化。
林肯·斯蒂芬斯曾經(jīng)說過:“我看到了未來,它它行得通。”他實(shí)際上是在說蘇聯(lián),我們現(xiàn)在知道它并不太行得通。盡管如此,我認(rèn)為當(dāng)前的世界秩序是有它的未來,但它將是非同尋常的。
???????????????????????????????????? 這個星球的未來面臨的最大威脅是什么?
小行星碰撞將是我們無法防御的威脅。但是上一次這樣的小行星碰撞發(fā)生在大約六千六百萬年前,導(dǎo)致恐龍滅絕。更直接的危險是失控的氣候變化。海洋溫度的上升會融化冰蓋,導(dǎo)致大量二氧化碳的釋放。這兩種影響都會使我們的氣候變得像金星一樣,溫度達(dá)到250攝氏度(482華氏度)。