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可能改变世界的13个“终结”(上) 精选

已有 7464 次阅读 2017-3-27 09:19 |个人分类:科普|系统分类:科普集锦| 宇宙

按:去年年底应《科学画报》杂志之邀,作为第一译者翻译了英国《新科学家》2016年6月4日刊中的This is The End(终结)一文(版权杂志社已解决)。刊载在该刊2017年3月新知版,题目作:可能改变世界的13个“终结”。由于整篇文章上万字,故分上、下两部分(今天置6个“终结),贴本博客,以飨读者。感谢《科学画报》徐梅、孙云编辑。图片除《科学画报》封面外,其余来自原文。

  今天这6个“终结”的作者依次是:

1、乔书亚·索科尔(Joshua Sokol,科学作家,目前为《科学》、《天文学》等杂志撰稿。

2、麦格雷戈·坎贝尔(MacGregor Campbell),科学作家,目前为《新科学家》的通讯记者。

3、黛博拉·麦肯齐(Debora Mackenzie),《新科学家》科学记者。

4、安迪·里奇韦(Andy Ridgway),西英格兰大学高级讲师,《新科学家》实习记者。

5、琳达·格迪斯(Linda Geddes),自由新闻记者,曾在《新科学家》供职9年。

6、约翰·霍根(John Horgan,科学记者,美国史蒂文森理工学院科学写作中心主任。

终 结

史晓雷、张钫/

一切终将成为历史。然而,所有这些我们认为理所当然的事情,如何、为何又在何时而终止呢?接下来又会发生什么?从个体的到宇宙的,从可以避免的到避之不及的,在本专辑中,我们探讨13个将改变世界的“终结”。

1、太阳系的终结

我们的恒星并非一定像超新星一样爆炸,将其行星抛至太空。它只是没有足够的质量。然而,它燃烧自身的氢可以持续到60亿年后,那时太阳系中心热等离子体巨球将会惊人地膨胀,变得异常明亮,将永远改变我们的宇宙“邻邦”。

像大多数恒星一样,太阳是一颗主序星:在其核心通过将氢转为氦的核聚变产生能量。一旦所有的氢消耗殆尽,核心外层的氢将被点燃,产生的额外热量将克服阻止太阳膨胀的引力。

其结果便是红巨星:一个膨胀的太阳,比现在要明亮数千倍,其外层将吞噬最靠近的行星。在最亮时,它的半径会延伸到比现在地球的轨道还略长。

不过,我们的蓝色星球可能会躲过这一劫。随着太阳膨胀,它将会失去三分之一的质量,

向外产生巨大的电子流风暴。同时伴随着引力的拖拽,使彗星、小行星带和行星迁移到更远的轨道。

对最靠近的几颗行星而言,这是一场与时间的竞赛。“当太阳膨胀时,水星、金星和地球将竞相逃离太阳”,英国考文垂市华威大学的迪米特里·维拉斯(Dimitri Veras)说。水星和金星几乎可以肯定会消失,它们会被吞没在太阳的膨胀的大气中,被潮汐力撕裂。

地球的命运还不确定。在行星向外漂移时,它会被太阳外层的气流拉回。维拉斯说,这会一时势均力敌。不过,任何依附于地球的生命就有麻烦了:拉回地球的气流将灼烧其内部,从而引发全球的火山爆发(见“地球生命的终结”)。

地外行星都会幸存,但是它们的大气层会发生改变或者蒸发。维拉斯说,我们超动力的太阳将给小行星带带来浩劫。当阳光照射小行星带时,它们会旋转得越来越快,很多将会受到离心作用而将自己裂成碎片。奥尔特云,由大量的结冰体松散地结合在太阳系最远的边缘,将会安静地漂移到星际空间。

尚有一线希望:膨胀的迟暮太阳如此明亮,以至于太阳系外围的寒冷地带,包括冥王星所在的柯伊伯带,都会变得适合生命存在。但是这样的机会稍纵即逝。

8亿年后,作为一个膨胀的红巨星,太阳将会收缩到大约目前大小的11倍,然后再次短暂膨胀。最终,其大气层将会吹散,只剩下一个发光的内核,成为一颗白矮星。恒星的余烬将会冷却,最终结晶,让柯伊珀带再次陷入冷寂。


2、个体的终结

你有你自己的思维,对吧?你有自己的思想,你以自己独特的方式体验着世界。总之,你是一个独特的个体。然而,未来的人类可能不再拥有这样的特权。

如果你相信一些未来学家,技术将使我们之间产生心灵感应。我们会每天生活在一个巨大的大脑网络中,该网络能够直接沟联通传感器和移植物。这个“意识圈”可以激活真正的全球意识——但是,它可能也会抹杀掉个体,永远改变既存现实。

位于西雅图的华盛顿大学的研究人员,已经演示了人类大脑与大脑之间的交互。拉杰什·拉奥(Rajesh Rao)戴上装有嵌入式传感器以检测自己的脑电波,同时安德里亚·斯托科(Andrea Stocco)操纵一种利用目标磁场刺激大脑区域的设备。拉奥通过想象移动自己的手,便能够给斯托科的大脑发送一个信号,从而让他移动手指。

在北卡莱罗纳州达勒姆市的杜克大学,米格尔·尼克列利斯(Miguel Nicolelis)教授和他的同事用大鼠和猴子做了更进一步研究。去年,他们连接了3只猴子的大脑,证明灵长类可以使大脑活动同步以控制一只虚拟手臂。

但是从猴子大脑协调一种运动到全球共享意识跨越很大。尼克列利斯说,“你不能改变心智、情绪和记忆”。我们不知道如何测量和编码如此高级的大脑功能。

英国牛津大学人类未来研究所的安德斯·桑德伯格(Anders Sandberg)指出,即使我们能够建立所需真实度的连接,我们仍然面临翻译的问题。他说,“我的思想不能像你的思想那样工作”。创建可以翻译各种概念不同心理表征的软件,可能像创造类人智能一样极具挑战。

可能有一种解决方案。大脑的可塑性使得它能够合并和解释新的感官信息。桑德伯格认为,在合理的技术下,我们可以训练我们的大脑新皮质,即大脑负责意识的区域,以适应来自其他大脑的更复杂的信号,而不是作简单的传感器。

群体意识的生活将会怎样?作为群体的一部分可以感受到快乐和满足,而且群体越大,受益越多。所以加入到全球“意识圈”可能会是深刻且令人着迷的体验。我们可能会共同分享一个新生命降临的喜悦,乘以每天全球降生的35万个新生命;我们或许会惊叹在数十亿双手的协作下,如此快地解决了环境问题。

但是,这仍然会有令人沮丧的一面。桑德伯格说,“如果技术有利于好的思想的传播,那么它同样有利于愚蠢想法的传播。”比如,错误的指控就像野火一样激怒我们的共享意识,使暴民统治更加肆无忌惮。

桑德伯格说,先进的神经过滤器能够自动阻止最危险的想法,从而可能可以预防最坏的情况。这同样适用于保护我们的大脑免受大脑黑客的侵袭,甚至试图直接控制我们的思想和欲望。但是,这种过滤器必须评估神经信号的内容以理解人类的思想,这至少可以说是一个极为复杂的任务。

他同时认为,如果这些障碍得以克服,群体意识可能会不同程度得以实施。只要有安全措施,我们局部的个体体验仍然是我们自己的,但我们可以选择转换开关,就像电子游戏一样。我们可以调节来自更高层次——家庭、城市、地区和全球的信号。因此,我们可以以自己的喜好甚至直觉来进行体验。

然而,就像早期的互联网,你将不得不去适应缓冲。神经信号的速度比电脑间的信号更慢。不可避免的延迟乘以数十亿个大脑,群体意识绝对会举棋不定。

即使在遥远的将来,光速也会限制群体意识所为。桑德伯格说,“宇宙尺度的群体意识可能需要数十亿年去思考一个简单想法。”


3、工业文明的终结

罗马文明、玛雅文化、希腊青铜时代:历史上大凡复杂的社会都灭亡了。我们的工业文明会有不同吗?

或许不会。所有这一切都可归结到复杂性和能量。人们追求繁荣,并寻找由成功带来的问题,社会注定变得越来越复杂,其代价便是“能量”。当他们无法生成足够的“汁液”来维持现有的复杂性和解决新问题时,文明将会崩塌。

我们能够走到今天的这一步,是因为工业革命充分开发利用了现成的优质无烟煤。然后我们利用这些能量来进一步开采较难获取的能源,驱使我们的复杂性达到前所未有的高度。但是除非我们找到一个充足的新来源,否则总有一天在能源问题上我们会“入不敷出”。然后复杂性迅速崩塌:政治和经济机构动荡,生产和贸易缩减,全球供应链中断。技术化为乌有;国家分崩离析;人类大量死亡。

但是仍存希望。除了小而孤立的社会中所有人都会死亡,并非所有的历史崩塌会席卷一切。保留他们足够的技术和机构以重新开始,并且最终会变得更好。

那么我们的子孙后代可否利用这些遗产重建一个新的文明吗?

问题是,这一次可能会一无所剩。“罗马没有核武器”,加州的斯坦福大学伊恩·莫里斯(Ian Morris)说。崩塌的社会将经历权力和财富上的巨大变化,其总是伴随着暴力。他说,“这可能是最终的崩溃。”

全球化也可能产生不同形式的崩溃。当旧的社会消亡,还会有其他的留存下去。加拿大滑铁卢大学的托马斯·霍马迪克逊(Thomas Homer-Dixon)说,“如果我们的全球文明崩塌,将不会有外部资源、资本和知识来重启这一切。”

意大利佛罗伦萨大学的乌戈·巴迪(Ugo Bardi)认为,重建的机会取决于我们能否保持电网的运行。这不仅仅是为了保证照明,更是为了生产工业文明所需的原材料——生产机器的钢铁,制造肥料的碳酸钾,以及用于半导体的硅等等。伴随着易于获取的化石燃料的长期消耗,巴迪计算认为,在崩溃之后我们将很难找到足够的能源去开采以及冶炼我们依赖的材料,除非我们保留了一个运行的电网。

那将意味着我们能够支撑能源供给,但是我们现在就得行动了。形成化石燃料或者核能需要大量预付能源——一旦这一系统崩塌,我们将无法重启这一切。不过,太阳能和风能是免费的,我们只需要维护设备去利用它们。

巴迪计算,如果我们一半的电力来自可再生能源,电网就能够产生足够的能源来维持我们生存,更关键的是,通过危机其自身就可以完全摧毁我们现有的体系。但是我们需要在拥有硅和文明秩序时建设它,并且需要在可再生资源上投入当前水平的50倍。

巴迪认为,“如果不这么做,我们就没有足够的无烟煤去重启电力,或者再次发起工业革命。因此,这将退回到农业社会:简单的工具和漆黑的夜晚。”而且,气候的不稳定可能还会妨碍农业,只剩下狩猎和采集。

霍马迪克逊认为,做什么都比维持现有的关键制度更好,但是在严重的气候变化和冲突下这是不可能的。当一切安定下来,我们所有的记录都随之而去,即使硬盘也会在一或两个世纪后丧失功能。

一旦认为忘掉那些文明将会衰退的念头我们将活得更好,你就再想一想吧:社会越是原始,人类越暴力。崩溃不会使得我们重返伊甸园。是安装太阳能电池的时候了。


4、地球生命的终结

当谈到什么可以彻底摧毁地球上所有生命时,小行星和彗星是最可能的肇事者。如果不是它们,膨胀的太阳将是(见“太阳系的终结”)。

西雅图华盛顿大学的彼得·沃德(Peter Ward)认为,短期内最大的威胁来自彗星。他说,彗星的撞击速度是小行星的3倍,因此它们的撞击力度更大。“海尔-波普彗星的直径达到50千米。一旦撞击地球,地球上的生命将会毁于一旦。”

海尔-波普彗星撞击释放的能量将会使海洋沸腾、岩石汽化。地球的表面将得到“彻底消毒”。唯一可能的避难所位于地球的深处,那里是顽强的细菌和古细菌的家园。如果生命有幸在那儿存活下来,也许最终可以再使地表充满生机。

但是也许永远也不会有这样重生的机会。沃德说,“有人认为地球深处微生物圈无法存活下去,因为如果地球表面的生态系统消失殆尽,它们所需的营养迟早也会消失。”

所以,如果地球上的生命消失了,还可以重新开始吗?德克萨斯州休斯顿月球和行星研究所的戴维·克林(David Kring)说,“你可以认为它发生过一次,因此很可能再次发生。但是很难说,因为严格地说,我们不知道从一个非生命世界到生命世界会经历什么阶段。”

有一件事是肯定的:灭绝后的地球环境比第一次更好。氨基酸和其他生命分子构建单位依然存在。太阳比生命刚出现时亮了30%,这肯定可以产生液态水。

如果生命真的再次出现,它也许并不是我们所熟知的形式。进化生物学家史蒂芬·简·古尔德(Stephen Jay Gould)曾有著名的论断:如果生命重新开始,那它一定不会以同样的方式演化。“可以确定的是生命的本质,即使在同一星球上重新演化,也会截然不同”,克林说。

最终,地球上的生命在劫难逃。我们的太阳最终会变得十分炙热,以至于杀死所有植物。更高的温度也意味着更多的降雨,这加速了硅酸盐岩石的风化,进而从空气中吸收更多的二氧化碳。结果光合作用将无法进行,这会引发一连串的灭绝,从大型哺乳动物开始,以最顽强的微生物终结。

当环境短暂改善时,生命也可能偶尔重启。但终归有一天,超动力太阳将无法产生

维持生命的环境。从那时起,生命将一去不复返了。

5、疾病的终结

医学的终极目标是没有疾病的世界。这听起来完美,但是我们是否应该对此希望保持谨慎?消灭传染病仍然是一个遥远的愿景,尤其是像非典、艾滋病、埃博拉和寨卡病毒等新型“敌人”不断涌现。但是让我们假设目前已完成了这一任务。同样,让我们想象,基因编辑得以成功应用,终结了遗传性疾病。

很多人会比现在活得更久。但是每个人都会因为某种原因而死去。对于百岁老人的尸体解剖显示,人过了110岁后,会有斑状物质积累在心脏等器官上,这是造成超过70%的人死亡的原因。即使我们将其描述为“自然原因”,这仍然算作疾病,位于加州山景城森斯研究基金会首席科学官奥布里·德·格雷(Aubrey de Grey)如是说。这是一家致力于对抗衰老的慈善机构。

如果干细胞疗法和组织工程能够兑现它们的诺言,那么这些问题可能就会消除。但是这样又会产生新的挑战——尤其是我们有限的地球不得不去维持呈爆炸式增长的与死亡抗争的“老人”。

可能也并非如此。芝加哥大学人口老龄化与经济研究中心的列尼德·加夫里洛夫(Leonid Gavrilov)模拟了在瑞典如果与年龄相关的疾病消失后会发生什么。假设当人的寿命到60岁时,死亡率就停滞上涨,中位预期寿命为男性134岁,女性180岁。这便意味着,在本世纪,瑞典的人口将从910万上升到1110万,只增长了22%

而问题在于这些计算都基于两个假设:每对夫妻都生育不超过两个孩子,并且女性在50岁前就停止生育。第一个假设对世界大多数地区并不真实,卵子捐赠和试管婴儿已经打破了第二个假设(见“性的终结”)。因此,没有疾病的世界,其人口还可能会螺旋式上升以至最后失控。

然后,可能就不得不考虑激进的解决办法。自杀和安乐死也许更容易接受。也许人们将不得不牺牲孩子的权利,以换取延长寿命的技术。幸运的是,我们不会像1976年上映的电影《逃离地下天堂》中描述的一样,通过代际清除的方式而灭亡。在这部电影中,通过“年轻一代”杀死超过30岁的人来阻止人口爆炸式增长。

但是如果这恐怖的场景一旦实现,只可能是老人杀死年轻人,英国曼彻斯特大学科学、伦理和创新研究所主任约翰·哈里斯(John Harris)说。老人往往拥有位高权重的职位。

好消息是疾病不可能突然终结,这给了我们适应的时间。此外,考虑下它的好处。在开发一种有效疫苗之前,每年天花使数以百万计的人丧生。肺结核、疟疾、艾滋病和癌症,还再继续让更多的人致命。还有经济方面:在最贫穷的国家如果人们活到成年并保持健康,该国在减缓极度贫困方面则长路漫漫。

哈里斯说,“如果你认为所有不幸和苦难都是由疾病和早逝引起的,你怎么能否认消除它们是一件功德无量的事情呢?但是,这将是我们必须去学会管理的一桩好事。”

6、科学的终结

20年前,我断言最纯正和最庄严的科学——在理解宇宙和我们的地位方面的探索,正在终结。科学家不会产生像自然选择、遗传密码、量子力学、相对论或大爆炸一样令人震惊的科学发现了。

是的,他们仍然会延续、完善和运用他们的知识,但是他们不会发现任何能推动现实图景深刻变革的东西了;他们也不会解决既有的深奥之谜。为什么(宇宙中)有什么而不是一无所有?地球上的生命是如何开始的,它是一次偶然的侥幸吗?物质是如何构成意识的?

自从我的书《科学的终结》1996年出版以来,在反驳我令人沮丧的预言方面,科学一无所获。

以物理学为例。希格斯玻色子和引力波的发现证实了量子力学和广义相对论的基本范式。它们的确是伟大的成就,但是它们仍无法根本上改变我们对宇宙的看法。

他们试图在超越我们所知方面孤注一掷,物理学家仍追求弦理论和多重宇宙。但是这些想法就像20年前一样缺乏经验证据。事实上,它们也没有产生任何可检验的预言。被这些抱怨所激怒,一些物理学家已开始讨论可证伪性——区分科学与伪科学的最佳标准——是否言过其实了。这不是好迹象。

生物学的境况好一些,有了大量进展,从克隆、人类基因组计划到CRISPR(一种强大的基因编辑技术)。但是所有这些都在以DNA为基础的遗传学和新达尔文主义范畴内,没什么新启发。

在所有领域,神经系统科学最有希望获得颠覆性突破。试想如果研究人员能令人信服地展示细菌或者苹果手机具有意识或者自由意志。那将有多大的颠覆性!

美国和欧洲投入巨资于“巨脑”研究项目。但是精神与身体状态如何关联(即著名的身心问题)这样棘手的问题,如今和17世纪笛卡尔提出时一样困惑。一些研究者非常绝望,以至于开始从佛教——一种有2500年历史的宗教——寻求灵感。

那么是不是说科学家开始接受我关于“科学终结”的观点了?没有。现在绝大多数像20年前一样激烈反对。但是他们并不是提出理性的论证,通常只是声称他们对科学进步的信任并嘲讽任何所谓的极限。

我一切还好,因为自从我在工程学院任教以来,我的观点有了进展。当我的学生像许多人一样反对我时,我很释然。我说,一起努力吧,证明我错了。如果他们中有人能破解神经编码或者发现了地外生命,这将开启科学的全新时代,那么我非常乐意承认错了。我一定欣喜若狂。




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