未来未来

2022-11-26 02:56钱梦佳,张丹,夏妍婧
中学生天地(B版) 2022年11期
关键词:微观世界科幻量子

对于广阔无垠的宇宙来说,地球是如此渺小,人类更是连“一个点”都算不上。但对于地球来说,人类创造了不可思议的奇迹。此时的我们无法预料,以后是不是可以居住在火星,或者坐着火箭去土星旅行,正如前人不会预料到有一天人类可以在神秘浩瀚的宇宙中漫步。

科幻作家刘慈欣说:“想象力是人类所具有的最神奇的、最了不起的一项能力。”想象力是生产力、技术力,我们从未停止对生活、对人生、对全人类的探索与实践。

施一公中国科学院院士结构生物学家西湖大学校长

人究竟是什么?人是怎样处理信息的?

我们先对物质下一个定义,这里有三个层面:第一层面的物质是宏观的,就是我们可以感知到的、看到的东西,比如人是一种物质,房子也是一种物质。第二层面的物质是微观的,包括眼睛看不到的东西,我们可以借助仪器感知到、测量到,从直觉上认为它是存在的,比如原子、分子、蛋白质,比如一百亿光年以外的星球。第三层面的物质就是超微观的物质。对这一类物质,我们只能通过理论推测,用实验验证,但是从来不知道它是什么样子的,包括量子、光子。尽管知道粒子可以有自旋、能级和能量,但是我们很难通过直觉进行理解,这就是超微观世界。

既然这个世界是由超微观世界决定微观世界,由微观世界决定宏观世界,那么人是什么呢?

人就是宏观世界里的一个个个体。所以人类的本质一定是由微观世界决定的,再由超微观世界决定。我毫不怀疑我就是一个薛定谔方程、一个生命形式、一个能量形式,但不知道怎么解这个方程,不知道思维是怎么产生的,仅此而已。我们都应该相信,人不仅是一堆原子,而且是由一堆粒子构成的。同时我认为,要解释人的意识,一定要超越能说出和能感知的层面,需要从量子力学层面去考察。

加州大学圣塔芭芭拉分校(UCSB)著名的理论和实验物理学家马修·菲舍尔就笃信,人的意识、记忆和思维是量子纠缠的,要用量子理论来解释。量子纠缠的意思是,两个纠缠的量子不管相距多远,它们都不是独立事件。当你对一个量子进行测量的时候,另外一个相距很远的量子也可以被关联测量。有科学家发现神经细胞里面的微管可以形成量子纠缠,只是微管的时间尺度是10-20~10-13秒,远远小于人的记忆和意识的形成时间。但是马修·菲舍尔从理论到实践,以模拟的方式找到了答案,并且正在进行实验验证。

比如当磷酸钙以波斯纳分子集群的形式存在的时候,它的量子纠缠时间可以长达105秒!如果再提高5个数量级,就可以达到年的水平,以年为单位来保存量子纠缠现象。依此类推,或许有一天我们人类会发现量子纠缠也是一个可以进化的现象,它可以保存100年甚至上万年。那就是说,量子纠缠在远古的时候就存在了,在进化过程中被保存了下来。

再回过来我们会发现,科学发展到今天,我们看世界仍然完全像盲人摸象一样,我们看到的世界是有形的,并且认为它是客观的世界。其实我们已知的物质的质量在宇宙中只占4%,其余96%的物质的存在形式是我们根本不知道的,我们叫它暗物质和暗能量。

那么盲人摸象般地认识世界是科学吗?一定是科学!

每个人摸的都是真实存在,而且都是客观存在的,都是看得见、摸得着的,我们现在也是如此。只是我们不知道摸的是象的后背、尾巴,还是耳朵。我认为人类的认知极限就在于,我们是一堆原子,我们处在宏观世界,但我们希望隔着两个世界去看超微观世界。那是一个最美好的、极其美妙的世界。

(文章来源:2016年1月17日施一公教授在“未来论坛”年会上发表的题为“生命科学认知的极限”的演讲,内容有删减。)

刘慈欣科幻作家

想象力是人类所拥有的一种似乎只应属于神的能力,它存在的意义也远超我们的想象。有历史学家说过,人类之所以能够超越地球上的其他物种建立文明,主要是因为他们能够在自己的大脑中创造出现实中不存在的东西。未来,当人工智能拥有超过人类的智力时,想象力也许是我们面对它们时所拥有的唯一优势。

面对着广阔的宇宙星空、丰富多彩的大自然,我们用想象力去想象未来各种不同的可能性,跨越难以想象的时间和空间,去开拓我们的生活,开拓我们的人生。

科幻小说是基于想象力的文学,而最早给我留下深刻印象的是阿瑟·克拉克的作品。除了儒勒·凡尔纳和乔治·威尔斯,克拉克的作品是最早进入中国的西方现代科幻小说。在20世纪80年代初,中国出版了他的《2001太空漫游》和《与罗摩相会》。

读完《2001太空漫游》的那天深夜,我走出家门仰望星空,看到银河。在我的眼中,星空与过去完全不一样了,我第一次对宇宙的宏大与神秘产生了敬畏感。而后来读到的《与罗摩相会》,也让我惊叹于他如何可以用想象力构造一个栩栩如生的想象世界。正是克拉克带给我的这些感受,让我后来成为一名科幻作家。

我并不像别人想的那样有没完没了的创意和想法。可能花了大量的精力,埋头在那里努力创作了十几年,就拿出了一个极其平庸的作品,这是最艰难的一点。包括科幻小说在内的所有文学作品,一部好的作品是让你说不清楚的,甚至让人很茫然,都没法用语言来表达它想传达的内容。而科幻小说,恰恰有一个功能就是通过文学的描述来重新激发人们的这种好奇心。

但往往是这种在我们想象中不太可能成为现实的可能性,最后真的变为现实了。任何一部科幻小说,它所提出的主题、所关注的问题、所描述的危机,其实是人类共同面对的。

我最初创作科幻小说的目的,是逃避平淡的现实生活,用想象力去接触那些我无法到达的神奇时空和无法触及的太空领域。未来就像一场瓢泼大雨,当它忽然降临的时候,我们甚至无暇打开手中的雨伞。当科幻一步步成为现实,没人曾经能预想到科幻会离我们的生活如此之近。

但即使在这个时候,宇宙仍是一个大得无法想象的存在,距离我们最近的恒星仍然遥不可及。浩瀚的星空永远能够承载我们无穷的想象力。

李治中著名科普作家“菠萝”

2004年和2005年交界的时候,我的妈妈突然被诊断得了乳腺癌,那时我刚大学毕业,这个突发事件完全打乱了我的计划,也直接影响了我之后所有的选择。

面对信息的匮乏、新药的缺失和妈妈化疗的痛苦,当时的我坚定地说:我要走癌症研究这条路!

为了搞明白癌症是怎么回事,我去杜克大学深造,后来去了诺华制药。

至于为什么又去做科普,其实也是一样的。我发现10年过去后,对公众而言,关于癌症的信息依然很匮乏,没什么变化。我觉得应该去做些什么事情,把自己多年学到的知识反馈给社会。

以前我觉得做科普可以影响一帮大学毕业生、一帮年轻人,因为要影响“父母一辈”难度太大了。但后来发现,当我确立了目标,并坚持去做这件事时,有些当初认为不可能的事还是能做到的。2020年我的书被评为“2019年最适合推荐给老人读的书”,我觉得任何我拿到的荣誉都比不过这件事情。再后来,我的书又被农村图书馆采购,走进了各个乡村。

有一个9岁的小女孩因为读了我的书——当然这只是原因之一——变得对生物学、对癌症生物学特别感兴趣。我在上海科技馆做讲座时,这个小女孩来了,问了一个令我感到震惊的问题。当时电影《我不是药神》刚刚上映,她问:“《我不是药神》里面慢粒白血病的致病原因是费城染色体融合阳性,请问费城染色体融合阳性是如何产生BCR-ABL的融合基因的?”这是一个9岁小女孩的提问,但很多成年人都不曾思考过这些。

那时我突然意识到,科普这件事情,它不仅能辟谣、帮助患者,它还是一种教育,能让更多的青年人对我们的身体、对疾病及对生物学有一些了解和认知,而这个非常重要。

等我们这一代人老了,就得靠他们来救我们。我特别希望能培养一些对疾病科普感兴趣的年轻人。我相信,通过我们不懈的努力,一起把信息传递出去,即使承受一些误解,遇到一些困难,但只要做得足够久,就一定能改变舆论环境,甚至改变世界。

吴 岩南方科技大学科学与人类想象力研究中心主任

在科学中,幻想占有很重要的地位。科学理论需要借助幻想才能发展,科学的发展在很多关键的时候是通过幻想来建构思维的路径的,幻想搭建了连接现在与未来的桥梁。现在有些人说科幻作品不够好,不够新颖,其实是大家的想象力已经“更上一层楼”了。无论是写文章,还是在生活中,如果我们能无边界地进行幻想,突破所有限制进行幻想,就会创作出源源不断的作品。

有想象力的人也是具有判断力的人。当他看到一个新的事物、了解一种新的思路、见证一种新的模式的时候,就会特别激动,觉得整个世界可以因此而改变,并促使他去积极地尝试新的方式。

没有想象力的人遇到快速变化的时代,则不会产生适应力,而且他们应付世界的能力会越来越差。一方面,科幻作品讲了各种各样的故事,实际上是想告诉我们,生活中可能还有另一个故事,这个故事和这些都不同,但是我们能接受它。我经常说一个比喻,如果你看到了一百种未来,那明天你接触的未来是第一百零一种,就不会觉得特别难以接受。

另一方面,一旦你步入社会,创新的问题就摆在你的面前。所有的问题都没有一个固定答案,教科书上一些知识在现实中很难被用到,这时候就需要创造力、想象力发挥作用。举个医生的例子。你学了感冒是什么,有什么标准症状。但你遇到的第一个病人,你会发现他的症状只符合一部分感冒的症状,还有一部分不符合,因为没有一个人是按教科书上的标准生病的。这个时候你需要运用想象力、创造力,去判断如何治这个病。

那么如何让自己具有丰富的想象力?一个最基本的建议就是,不要总是用惯常的方式来做任何一件事。解一道题,表演一个节目,你都要去想能不能用一种新的方式来做。开始你这么尝试,可能有些会成功,有些会失败,但久而久之你会发现,成功的情况越来越多,到这时候你就逐渐转变为做任何事都会用想象的方式、创新的方式去解决。

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