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霍金解讀未來論著問世

10月16日,英國已故物理學家史蒂芬·霍金的遺作《對大問題的簡明回答》發售。在書中,霍金預計,人類在本世紀就能發明一種技術,通過改造基因提高智力。

生命不息、鑽研不止的霍金。

霍金、佩裡(左)和斯特魯明格教授在研究交流。

霍金於今年3月14日去世,享年76歲,他生前曾經提出多個“大問題”,並且與同行們進行了研究。這些“大問題”包括:人工智能會比人類聰明嗎?宇宙裡有其他智慧生命嗎?“大爆炸”之前發生了什麽?地球未來面臨的最大威脅是什麽?

而他對“大問題”的解答,就形成了此書———《對大問題的簡明回答》。在本書中,霍金對上述問題做出了預測。

基因工程將創造新超人物種?

霍金在書中提出了一種可能性,即基因工程可以創造出一種新的超人物種,該人種會摧毀人類的其余部分。

他寫道:“我相信,在這個世紀裡,人們會發現如何改變智力和本能,比如攻擊性。”

“人類可能會通過法律禁止進行基因改造工程。但有些人可能無法抵禦改善記憶力、提高疾病抵抗力和延長壽命等誘惑。”霍金寫道。

這位物理學家簡單地回答了這些大問題,也就是關於宇宙的最終想法。

霍金預測未來前景與擔心

在書中,霍金還提出了這樣一種前景:遺傳學的突破將使人們努力改進自己,遺傳學的進步對“未改進的人類”具有吸引力。

他寫道:“一旦這樣的超人出現,就會出現嚴重的問題,未改進的人類將無法競爭。他們可能會消亡,或者變得不重要。相反,將會出現一個自我設計的生物種族,他們正在以越來越快的速度進化。”

他擔心,“超人”會讓“未改進的人類”逐漸絕跡,或者變得“不重要”,人類會陷入“自我設計”的競爭。

霍金的這些分析涉及到C R IS P R - C as9等技術,這是科學家們在6年前發現的一種D N A編輯系統,科學家可以通過修改有害基因或添加新基因,對抗入侵的病毒及外源D N A.英國倫敦大奧蒙德街兒童大醫院(G reat O rm ond StreetH ospital)曾經利用基因編輯技術,治療患白血病的兒童。

然而,人們對霍金的“超人”預測也有疑問:孩子的父母會不會擔心“超人”有副作用?會不會因此而不敢冒險使用這些技術?

尚不能將普通人改造為“超人”

儘管科學家從某些基因突變的例子中,看到了某種可能性。實際上,充滿倫理爭議的“設計嬰兒”———通過基因編輯技術修正胚胎中的變異基因,克服家族遺傳病———正是這幾年持續的熱門話題。

哈佛大學胡安·恩裡克斯說,也許有一天,人類可以增加腦神經的直徑,以加快反應速度———看到槍口閃出火花的一刹那,你就可以施展“輕功”,躲開子彈。

倫理學家認為,“人類增強”是出於非治療目的,通過自然或人工的手段,暫時性或永久性地克服人體局限。20 16年美國皮尤研究中心做過調查,對用於“人類增強”的基因編輯技術,近七成美國人表示擔憂。

美國國家科學院和國家醫學科學院去年發布報告說,基因編輯技術目前尚未成熟,但未來在有條件時,可根據相關原則應用於特定情況下疾病的治療和預防。

為防止出現“超人”,人類基因編輯委員會提出了10條嚴苛的標準,規範對人的基因編輯,以防濫用。

霍金最後論文發表

除了《對大問題的簡明回答》一書,霍金的最後一篇研究論文《黑洞熵與軟毛發》(BlackH ole Entropy and SoftH air)近日也發表了,是霍金與共事的兩位物理學家一起共同完成的。

他們試圖解決理論物理學家所說的黑洞資訊悖論問題。在研究完成後,霍金不幸辭世。因此,這篇論文最後由兩位合作者之一執筆完成,並於近日在網上發表。

兩位合作者,其一是劍橋大學理論物理學教授馬爾科姆·佩裡(M alcolmPerry)。他是該論文的執筆者。佩裡教授表示,四十多年來,黑洞資訊悖論問題“一直是霍金生命的重心”。

佩裡教授生於1951年11月13日,是英國著名理論物理學家,目前在劍橋大學任理論物理學教授,主要研究廣義相對論、超重力和弦理論。

佩裡曾經就讀於伯明翰的愛德華國王學校。其後在牛津聖約翰學院攻讀物理學,他是劍橋國王學院的研究生。在霍金的指導下,1978年,佩裡以一篇關於黑洞量子力學的論文獲得了博士學位。這些年來,佩裡與加裡·吉本斯、霍金一起撰寫了多篇關於歐氏量子引力和黑洞輻射的論文,影響深遠。

另外一位合作者,是安德魯·斯特魯明格,他生於1955年,是哈佛大學的理論物理學家,對量子引力和弦理論做出了重大貢獻。2016年12月,因為在量子場理論、弦理論和量子引力方面的研究成就,他與哈佛大學的弦理論學家卡姆朗·瓦法分享了基礎物理學突破獎。

佩裡教授專門撰文介紹了他倆與霍金在這方面的合作歷程:

“從2015年開始,史蒂芬·霍金、安德魯·斯特魯明格和我,我們三個人開始思索:能否對困惑背後的基本假設,展開一番質疑,進而從新的角度去理解黑洞資訊悖論。

2016年,我們圍繞這一課題,發表了第一篇論文,後來研究一直在繼續。現在,最新成果剛剛發表。或許,這也是霍金參與的最後一篇論文。雖然,我們並沒有解決資訊悖論,但我們希望,它能為最終解答鋪平路線,我們也在持續推進相關研究。“

資訊悖論謎題可追溯到愛因斯坦

黑洞資訊悖論謎題最早可以追溯到愛因斯坦身上。1915年,愛因斯坦發表了著名的廣義相對論,系統性地描述了引力是如何通過物質的時空彎曲效應產生的,以及行星圍繞恆星旋轉的原因。愛因斯坦的理論還對黑洞提出了重要預言,尤其強調黑洞可以被三個特徵完整定義:即品質、電荷和自轉。

在愛因斯坦之後近60年,霍金提出了自己的看法。他指出,黑洞應當還擁有溫度這一特徵,並且由於物體熱量會不斷散失到太空中,黑洞的終極命運將是徹底蒸發、消失於無形。

“但問題在於,你把某樣東西扔進黑洞之後,它看起來就像消失了一樣。”佩裡指出,“假如黑洞自身最終也會消失,物體中的資訊又如何才能尋回呢?”

霍金的未竟事業將持續下去

該論文認為,黑洞的熵也許可以被黑洞視界之外的光子記錄下來。他們將這些光子叫做“軟毛發”。論證了至少部分資訊或許可以被保存下來的方法。把一個物體扔進黑洞,黑洞的溫度應該會改變,一種名為熵的屬性也會隨之改變。熵是物體內部混亂程度的度量值,物體越熱,熵值越高。

然而,黑洞資訊悖論並沒有就此完全解開。

“我們不知道霍金熵是否適用於落入黑洞的一切物質,所以這項研究只是向前邁出的一步而已。”佩裡說,“我們認為這一步很重要,不過還有很多工作要做。”

接下來,佩裡和斯特魯明格等同事將著重探索與熵有關的資訊是如何儲存在這些“軟毛發”之中的,還要弄清當黑洞蒸發之後、這些資訊如何才能從黑洞中脫身而出。

去世前最後一次學術交流

佩裡教授回憶道,在霍金去世前幾天,佩裡和斯特魯明格正在撰寫這篇論文。佩裡當時不知道霍金病得有多嚴重,於是打電話去告訴霍金最新情況。

“霍金跟人交流起來十分困難,我開著揚聲器,向他解釋我們的進展。聽我說話的時候,他的臉上出現了大大的笑容。我告訴他,我們已經有了進展。他知道最後的結果。”

想不到,這是他們與霍金進行的最後一次學術交流。

一代科學巨匠,儘管身心遭遇罕見疾病數十年摧殘,猶殫精竭慮潛心科研到最後一刻,令人敬佩不已。

本版供稿:瀅

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