本書是英國(guó)著名理論天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家、前英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)、《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(guó)家和發(fā)達(dá)國(guó)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(zhēng)。與此同時(shí),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(yáng)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(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)、《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(shí)常思考這些問(wèn)題,那么《人類未來(lái)》將是你仰望星空時(shí)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(guó)上議院議員和英國(guó)皇家學(xué)會(huì)(Royal Society)前主席,他廣泛參與國(guó)際科學(xué)和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。他的著作包括《DK宇宙大百科》《我們的宇宙棲息地》《六個(gè)數(shù)》《我們的最后一小時(shí)》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(lái)
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(huì)怎樣?
2.4. 人類水準(zhǔn)的智能?
2.5. 真正存在的風(fēng)險(xiǎn)?
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(yáng)系之外
3.3. 太空飛行——載人與無(wú)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(lái)
4.1.從簡(jiǎn)單到復(fù)雜
4.2.認(rèn)識(shí)我們這個(gè)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(huì)“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(yáng)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(huì)爆發(fā),將內(nèi)行星吞噬。宇宙的膨脹可能會(huì)永遠(yuǎn)持續(xù)下去,注定會(huì)變得越來(lái)越冷,越來(lái)越空。就像伍迪·艾倫說(shuō)的,永恒是非常長(zhǎng)的,特別是接近終點(diǎn)的時(shí)候。
能目擊太陽(yáng)消亡的生物肯定不會(huì)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(huì)像達(dá)爾文演化那樣持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間,而且更加奇妙,F(xiàn)在進(jìn)化正在加速,它將在技術(shù)發(fā)展的時(shí)間尺度上,通過(guò)“智能設(shè)計(jì)”來(lái)實(shí)現(xiàn)。它由遺傳學(xué)和人工智能的進(jìn)步所驅(qū)動(dòng),其速度遠(yuǎn)比自然選擇要快。在遙遠(yuǎn)的未來(lái),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(shuō)在達(dá)爾文時(shí)代),一千年只是一個(gè)瞬間。所以讓我們“快進(jìn)”一下,不是幾個(gè)世紀(jì),也不是幾千年,而是“快進(jìn)”比千年還多幾百萬(wàn)倍的“天文”時(shí)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(huì)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(gè)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(shí)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(gè)過(guò)程可能會(huì)持續(xù)數(shù)萬(wàn)億年,這么長(zhǎng)的時(shí)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(gè)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(huì)衰變,暗物質(zhì)粒子湮滅,黑洞蒸發(fā)時(shí)偶爾會(huì)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(guò))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(wú)盡的時(shí)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(jí)智能,那么還會(huì)存在信息處理的上限嗎?能想到無(wú)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(duì)于我們所處的宇宙來(lái)說(shuō),戴森所說(shuō)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(gè)極限可以最大化。
我們對(duì)空間和時(shí)間的了解是不完整的。愛因斯坦的相對(duì)論(描述引力和宇宙)和量子原理(對(duì)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(jiǎn)單的實(shí)體,它也是一切事情發(fā)生的舞臺(tái);在比原子還小一萬(wàn)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(shuō)法,如果用這樣的尺度來(lái)放大觀察,普通空間中的每一個(gè)“點(diǎn)”都可能顯示為在多個(gè)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(cè)的整個(gè)領(lǐng)域這件事。如果原子的行為不是“混亂無(wú)序”的,我們?cè)诶斫饪捎^測(cè)的宇宙方面就不會(huì)有任何進(jìn)展。但我們可觀測(cè)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(cè),“我們的”大爆炸可能并不是唯一的一個(gè),物理現(xiàn)實(shí)太大了,大到足以包含整個(gè)“多重宇宙”。
我們只能看到有限的時(shí)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(gè)殼包圍著我們,這個(gè)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(gè)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(cè)的范圍內(nèi)的時(shí)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(huì)有更多的星系在這一圈地平線之外,無(wú)法被觀測(cè)到,每一個(gè)星系(連同它所承載的任何智能)都會(huì)像我們的星系一樣發(fā)展、進(jìn)化。
大家肯定都知道這個(gè)說(shuō)法: 如果給足夠多的猴子以足夠多的時(shí)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(yǔ)組合)。這種說(shuō)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(huì)是一個(gè)大約1000萬(wàn)位數(shù)的數(shù)字。我們可觀測(cè)的宇宙中所有原子的數(shù)量,也只是一個(gè)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(shī)(它們打出的文字將包括來(lái)自世界所有文獻(xiàn)的簡(jiǎn)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(cè)的宇宙中一次都不可能發(fā)生。當(dāng)我們擲骰子的時(shí)候,能連續(xù)擲出幾個(gè)六點(diǎn),但是(除非骰子有問(wèn)題),我們不會(huì)指望連續(xù)擲出100個(gè)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(gè)地方,甚至可能有一個(gè)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(gè)數(shù)字來(lái)描述,100萬(wàn)位的數(shù)字肯定不夠;需要是10的100次方,1后面要有100個(gè)零。10的100次方叫作古戈?duì)枺╣oogol),1后面有古戈?duì)杺(gè)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(shí)間,所有可以想象得到的事情都可以在某個(gè)地方發(fā)生,但是幾乎所有這些事情都會(huì)發(fā)生在我們可以想象的觀測(cè)范圍之外。這個(gè)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(wú)論何時(shí),如果需要做出一個(gè)選擇,我們的每一個(gè)復(fù)制品(副本)會(huì)選取一個(gè)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(gè)地方(遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我們的觀察范圍),你有一個(gè)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(gè)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(gè)島嶼,只是一小片時(shí)空。在一個(gè)可能是無(wú)限大的群島上,可能有很多個(gè)大爆炸,而不僅僅是一個(gè)。這個(gè)“多重宇宙”的每一個(gè)組成部分都可能以不同的方式冷卻下來(lái),最終可能會(huì)被不同的規(guī)律所支配。正如地球在無(wú)數(shù)行星中是一個(gè)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(gè)相當(dāng)特殊的大爆炸。在這個(gè)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(shí)間具有復(fù)雜的“微粒感”,而且在另一個(gè)極端,在比天文學(xué)家可探測(cè)到的更大的尺度上,空間和時(shí)間的結(jié)構(gòu)可能與一個(gè)豐富的生態(tài)系統(tǒng)中的動(dòng)物群一樣復(fù)雜。就整體而言,我們目前對(duì)物理現(xiàn)實(shí)的概念可能是有限的,就像浮游生物對(duì)地球的看法一樣,在它們眼里“宇宙”只是一勺水。