本書是英國著名理論天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家、前英國皇家學(xué)會會長、《DK宇宙大百科》作者馬丁?里斯(MartinRees)的最新力作。
生物技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)和人工智能的進(jìn)步——如果我們能夠明智地加以追求和應(yīng)用——將使我們能夠促進(jìn)發(fā)展中國家和發(fā)達(dá)國家的發(fā)展,并克服人類在地球上面臨的威脅,從氣候變化到核戰(zhàn)爭。與此同時,太空科學(xué)的進(jìn)一步進(jìn)步將使人類能夠利用機(jī)器人和人工智能探索太陽系及更遠(yuǎn)的地方。但是地球上沒有“B計(jì)劃”——如果我們不關(guān)心我們的地球,就沒有可行的替代方案。
1. 世界著名天文學(xué)家、前英國皇家學(xué)會會長、《DK宇宙大百科》作者馬丁▪里斯(Martin Rees)全新作品。
2. 地球的命運(yùn)是否已經(jīng)岌岌可危?太空飛行、外星智慧探索將不止于科幻作品?生物技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能等將極大改變?nèi)祟惷\(yùn)?如果你也時常思考這些問題,那么《人類未來》將是你仰望星空時的較佳讀物!
皇家天文學(xué)家,曾是三一學(xué)院的碩士和劍橋大學(xué)天文研究所的主任。作為英國上議院議員和英國皇家學(xué)會(Royal Society)前主席,他廣泛參與國際科學(xué)和技術(shù)風(fēng)險問題。他的著作包括《DK宇宙大百科》《我們的宇宙棲息地》《六個數(shù)》《我們的最后一小時》等。
一塊宇宙浮雕:
1.人類紀(jì)深處
1.1. 威脅與前景
1.2. 核威脅
1.3. 生態(tài)威脅與臨界點(diǎn)
1.4. 停留在行星的限度之內(nèi)
1.5. 氣候變化
1.6. 清潔能源——以及“B計(jì)劃”?
2. 人類在地球上的未來
2.1. 生物技術(shù)
2.2. 賽博技術(shù)、機(jī)器人技術(shù),以及人工智能
2.3. 我們的工作將會怎樣?
2.4. 人類水準(zhǔn)的智能?
2.5. 真正存在的風(fēng)險?
3 宇宙視角下的人類
3.1. 宇宙背景中的地球
3.2. 我們的太陽系之外
3.3. 太空飛行——載人與無人
3.4. 邁向新人類紀(jì)元?
3.5. 外星智慧?
4 科學(xué)的邊界和未來
4.1.從簡單到復(fù)雜
4.2.認(rèn)識我們這個復(fù)雜的世界
4.3.物理現(xiàn)實(shí)能延伸多遠(yuǎn)?
4.4.科學(xué)進(jìn)展會“撞上緩沖器”嗎?
4.5.如何看待上帝?
5 總結(jié)
5.1.做科研
5.2.科學(xué)共同體
5.3.共同的希望和憂慮
太陽是45億年前形成的,但在燃料耗盡之前它大約還有60億年的壽命。然后它會爆發(fā),將內(nèi)行星吞噬。宇宙的膨脹可能會永遠(yuǎn)持續(xù)下去,注定會變得越來越冷,越來越空。就像伍迪·艾倫說的,永恒是非常長的,特別是接近終點(diǎn)的時候。
能目擊太陽消亡的生物肯定不會是人類,這些生物與我們之間的差異就像我們和蟲子之間的差異。在地球上以及地球以外更遠(yuǎn)的地方,“后人類”的演化可能會像達(dá)爾文演化那樣持續(xù)很長時間,而且更加奇妙。現(xiàn)在進(jìn)化正在加速,它將在技術(shù)發(fā)展的時間尺度上,通過“智能設(shè)計(jì)”來實(shí)現(xiàn)。它由遺傳學(xué)和人工智能的進(jìn)步所驅(qū)動,其速度遠(yuǎn)比自然選擇要快。在遙遠(yuǎn)的未來,演化可能更偏向于“電子生命”而不是有機(jī)的“生命”(見3.3節(jié))。
從宇宙學(xué)的角度(或者說在達(dá)爾文時代),一千年只是一個瞬間。所以讓我們“快進(jìn)”一下,不是幾個世紀(jì),也不是幾千年,而是“快進(jìn)”比千年還多幾百萬倍的“天文”時間尺度。在我們的星系中,恒星出生和死亡的“生態(tài)”將逐漸變慢,直到遭受“環(huán)境沖擊”,也就是與仙女座星系產(chǎn)生碰撞,這也許會發(fā)生在40億年以后。我們銀河系的碎片,將和仙女座以及本星系群中其他星體的碎片聚集成一個沒有固定形狀的恒星群。
在宇宙尺度上,引力被一種神秘的力量所壓制,這種力量潛藏在空曠的空間中,將星系彼此推開。星系加速遠(yuǎn)離,消失在地平線上,就像是有東西掉入黑洞時所發(fā)生的情況的反向情況。在千億年之后,我們能看到的,將是我們本星系群中那些死亡和即將死亡的恒星。但這個過程可能會持續(xù)數(shù)萬億年,這么長的時間,可能足以使生命系統(tǒng)趨向復(fù)雜化,并使“負(fù)熵”達(dá)到頂峰。所有曾經(jīng)存在于恒星和氣體中的原子都可以轉(zhuǎn)變成像一個生物或硅芯片一樣復(fù)雜的結(jié)構(gòu),但這是發(fā)生在宇宙尺度上的。在黑暗中,質(zhì)子可能會衰變,暗物質(zhì)粒子湮滅,黑洞蒸發(fā)時偶爾會閃一下光,然后就是死寂。
1979年,弗里曼▪戴森(已經(jīng)在2.1節(jié)中提過)發(fā)表了一篇現(xiàn)在被視為經(jīng)典的文章,其目標(biāo)是“建立宇宙命運(yùn)歸宿的數(shù)學(xué)極限”。弗里曼▪戴森(Freeman Dyson)《無盡的時間: 開放宇宙中的物理學(xué)和生物學(xué)》(Time without End: Physics and Biology in an Open Universe, Reviews of Modern Physics 51 (1979): 447460)。假設(shè)所有物質(zhì)都能被理想地轉(zhuǎn)入計(jì)算機(jī)或超級智能,那么還會存在信息處理的上限嗎?能想到無限多的想法嗎?答案取決于宇宙學(xué)。在低溫下進(jìn)行計(jì)算所需的能量更少。對于我們所處的宇宙來說,戴森所說的極限是有限的,但如果“思想者”能保持低溫并緩慢思考的話,這個極限可以最大化。
我們對空間和時間的了解是不完整的。愛因斯坦的相對論(描述引力和宇宙)和量子原理(對理解原子尺度至關(guān)重要)是20世紀(jì)物理學(xué)的兩大支柱。但能統(tǒng)一它們的理論尚未完成。當(dāng)前的觀點(diǎn)表明,進(jìn)步將取決于能否完全理解真空空間。真空空間似乎是所有事物中最簡單的實(shí)體,它也是一切事情發(fā)生的舞臺;在比原子還小一萬億倍的尺度上,它可能具有豐富的結(jié)構(gòu)特征。根據(jù)弦理論的說法,如果用這樣的尺度來放大觀察,普通空間中的每一個“點(diǎn)”都可能顯示為在多個維度中緊密折疊的折紙。
同樣的基本定律適用于我們可以用望遠(yuǎn)鏡觀測的整個領(lǐng)域這件事。如果原子的行為不是“混亂無序”的,我們在理解可觀測的宇宙方面就不會有任何進(jìn)展。但我們可觀測的宇宙可能并非全部的物理現(xiàn)實(shí);一些宇宙學(xué)家猜測,“我們的”大爆炸可能并不是唯一的一個,物理現(xiàn)實(shí)太大了,大到足以包含整個“多重宇宙”。
我們只能看到有限的時空、有限數(shù)量的星系。這主要是因?yàn)槲覀冎車幸蝗Φ仄骄,一個殼包圍著我們,這個殼以光能到達(dá)我們的最遠(yuǎn)距離為半徑。但是,如果你處于海洋中,你的周圍也有一圈地平線,這個殼其實(shí)并沒有什么實(shí)際意義。即使是保守的天文學(xué)家也相信我們的望遠(yuǎn)鏡所能觀測的范圍內(nèi)的時空——天文學(xué)家傳統(tǒng)上稱之為“宇宙”——只是大爆炸后極小的一部分。我們預(yù)計(jì)會有更多的星系在這一圈地平線之外,無法被觀測到,每一個星系(連同它所承載的任何智能)都會像我們的星系一樣發(fā)展、進(jìn)化。
大家肯定都知道這個說法: 如果給足夠多的猴子以足夠多的時間,它們就能寫出莎士比亞的作品(還包括所有其他書籍,以及每一句能被想到的言語組合)。這種說法在數(shù)學(xué)上是正確的。但最終成功之前的“失敗”次數(shù)會是一個大約1000萬位數(shù)的數(shù)字。我們可觀測的宇宙中所有原子的數(shù)量,也只是一個80位數(shù)的數(shù)字。如果我們銀河系中的所有行星上都布滿了猴子,如果它們從第一顆行星形成開始就一直在打字,那么它們所能做的最好結(jié)果也就是能打出一首十四行詩(它們打出的文字將包括來自世界所有文獻(xiàn)的簡短連貫的片段,但沒有一部是完整的作品)。要它們寫出某一本書是極其不可能的,在可觀測的宇宙中一次都不可能發(fā)生。當(dāng)我們擲骰子的時候,能連續(xù)擲出幾個六點(diǎn),但是(除非骰子有問題),我們不會指望連續(xù)擲出100個六點(diǎn),就算我們持續(xù)擲10億年也不可能。
然而,如果宇宙延伸得足夠大,任何事情都可能發(fā)生。在我們這圈地平線以外的某個地方,甚至可能有一個跟地球一模一樣的星球。這要求空間必須非常非常大,如果用一個數(shù)字來描述,100萬位的數(shù)字肯定不夠;需要是10的100次方,1后面要有100個零。10的100次方叫作古戈?duì)枺╣oogol),1后面有古戈?duì)杺零的數(shù)字,叫作古戈?duì)柶绽湛怂梗╣oogolplex)。
如果有足夠的空間和時間,所有可以想象得到的事情都可以在某個地方發(fā)生,但是幾乎所有這些事情都會發(fā)生在我們可以想象的觀測范圍之外。這個選擇組合可能包括我們自己的復(fù)制品(副本),以及我們所能做出的所有選擇。無論何時,如果需要做出一個選擇,我們的每一個復(fù)制品(副本)會選取一個不同的選擇。你可能覺得你做出的選擇是“堅(jiān)定的”。但這也許只是一種安慰,在遙遠(yuǎn)的某個地方(遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我們的觀察范圍),你有一個復(fù)制品(副本)做出了相反的選擇。
所有這些都可以包含在“我們的”大爆炸的結(jié)果中,它可以擴(kuò)展到一個極大的容量。不止于此,我們一般所稱的“宇宙”——我們“大爆炸”的結(jié)果——可能只是一個島嶼,只是一小片時空。在一個可能是無限大的群島上,可能有很多個大爆炸,而不僅僅是一個。這個“多重宇宙”的每一個組成部分都可能以不同的方式冷卻下來,最終可能會被不同的規(guī)律所支配。正如地球在無數(shù)行星中是一個非常特殊的行星一樣,在更大的尺度上,我們的大爆炸也可能是一個相當(dāng)特殊的大爆炸。在這個極大擴(kuò)展的宇宙觀里,愛因斯坦和量子物理的規(guī)律可能只是支配我們這一小片宇宙的地方法則。所以,不僅在微觀尺度上空間和時間具有復(fù)雜的“微粒感”,而且在另一個極端,在比天文學(xué)家可探測到的更大的尺度上,空間和時間的結(jié)構(gòu)可能與一個豐富的生態(tài)系統(tǒng)中的動物群一樣復(fù)雜。就整體而言,我們目前對物理現(xiàn)實(shí)的概念可能是有限的,就像浮游生物對地球的看法一樣,在它們眼里“宇宙”只是一勺水。