选自Brief Answers for the Big Questions(by Stephen Hawking ) 节选(吉玛译)
一个世纪前,阿尔伯特·爱因斯坦彻底改变了我们对空间、时间、能量和物质的理解。我们仍在寻找他的预言的有力证据,就像2016年LIGO实验站观测到的引力波一样。当我想到独创性时,爱因斯坦就跃入脑海。他的巧妙构思从哪来的?也许是品质的混合:直觉、创意、才华。爱因斯坦有能力透过表面去发现潜在的结构。他不畏惧常识,他认为事情必须是看起来的样子。他有勇气去追求别人认为荒谬的想法。这释放了他的独创性,成为他那个时代的天才,每个时代的天才。
爱因斯坦成功的一个关键因素是想象力。他的许多发现来自于他通过思维实验重新想象宇宙的能力。16岁时,当他想象骑在一束光上时,他意识到,从这种有利的角度看,光会以冻结波的形式出现。这一影像最终导致了狭义相对论的诞生。
一百年后,物理学家对宇宙的了解比爱因斯坦多得多。现在我们有了更好的发明工具,比如粒子加速器、超级计算机、太空望远镜以及实验,例如LIGO实验室在引力波上的研究。然而想象力仍然是我们最强大的属性。有了它,我们可以在任何空间和时间漫游。在开车、在床上打盹或在聚会上假装听无聊的人说话时,我们可以见证大自然最奇异的现象。
当我还是个孩子的时候,我就对事物的运行方式充满了兴趣。在那些日子里,更直接的方法是把东西拆开,然后发现其中的机理。我并不是总能成功地重新组装那些被我拆成碎片的玩具,但我想,如果今天的男孩或女孩在智能手机上尝试同样的方法,相比于他们,我学到的东西要比他们多得多。我现在的工作仍然是弄清楚事情是如何运作的,只是规模变了。我不再毁坏玩具火车了。而是,我试图用物理定律来解释宇宙是如何运作的。如果你知道某样东西是如何工作的,你就能控制它。我这样说的时候听起来很简单!这是一个吸引人且复杂的努力,整个成年生活中, 我一直对它着迷。我和世界上一些最伟大的科学家一起工作过。我很幸运,在我所选择的领域,宇宙学——研究宇宙起源——度过了一段辉煌的时光。
人类的思维是令人不可思议的。它能构想出天空的壮丽和物质基本成分的错综复杂。然而,每个人的大脑要充分发挥其潜能,都需要火花。探索和好奇的火花。
这种火花通常来自老师。请允许我解释一下。我不是最容易教的人,我学阅读学的很慢,而且我的字也很乱。但当我14岁时,我在圣奥尔本斯学校的老师迪克兰塔塔教我如何利用自己的能量,并鼓励我创造性地思考数学。他使我认识到数学是宇宙本身的蓝图。如果你回顾每个杰出的人,就会发现有一位杰出的老师。然而,现在教育和科学技术研究比以往任何时候受到更多威胁。
由于最近的全球金融危机和财政紧缩措施,所有科学领域的资金都被大幅削减,但基础科学受到了严重影响。我们还面临着文化上孤立的危险,而且离取得进展的地方越来越远。在研究层面,跨国界的人员交流使技能转移得更快,并带来了来自不同背景、有着不同想法的新人。这可以很容易地在目前更困难的地方取得进展。不幸的是,我们不能回到过去。随着英国退欧以及特朗普在移民和教育发展方面施加新的力量,我们正目睹全球对包括科学家在内的专家的反抗。那么,我们能做些什么来保障科技教育的未来呢?
我回到我的老师塔塔先生那里。未来教育的基础必须在于学校和激励教师。但是学校只能提供一个基本的框架,在这个框架里,有时候死记硬背、方程式和考试会让孩子们疏远科学。大多数人对定性的理解作出反应,而不是定量,且不需要复杂的方程。流行科学书籍和文章也可以传达关于我们生活方式的观点。然而,即使是最成功的书也只有一小部分人读。科幻片和电影的受众非常广泛,但它只是单向的交流。
20世纪60年代,我刚刚在这个领域开始的时候,宇宙学是科学研究中一个模糊而古怪的分支。今天,通过理论工作和诸如大型强子对撞机和希格斯玻色子的发现等实验上的成功,宇宙学向我们打开了宇宙的大门。还有许多重大问题需要回答,即将面临许多工作。但我们现在知道的更多,在这相对较短的时间内,我们取得了任何人都无法想象的成就。
但对于现在的年轻人来说,未来会怎样呢?我可以自信地说,他们的未来将比以往任何一代人都更加依赖科学技术。他们比以往任何时候都更需要了解科学,因为科学将以前所未有的方式,成为他们日常生活的一部分。
不胡乱猜测,我们可以看到一些趋势,并且我们知道现在和将来必须处理出现的问题。我例举一些其中的问题——全球变暖,为地球人口的大量增长寻找空间和资源,其他物种的迅速灭绝,开发可再生能源的需要,海洋的退化,森林砍伐和流行病。
除此之外, 未来的伟大发明,它们将彻底改变我们的生活、工作、饮食、交流和旅行方式。生活的每一个领域都有巨大的创新空间。这是令人兴奋的。我们可以在月球上开采稀有金属,在火星上建立人类前哨站,寻找目前没有希望得到的治疗方法。生存的巨大问题仍然没有答案——地球上的生命是如何开始的?意识是什么?。宇宙中到底有没有其他人,还是只有我们?这些都是下一代需要解决的问题。有些人认为今天的人类是进化的顶峰,现在是最好的。我不同意。
我们宇宙的边界条件应该是非常特殊的,还有什么比没有边界更特殊的呢?人类的努力应该没有边界。在我看来,对于人类的未来,我们有两种选择:第一,首先,探索太空中可供选择的行星得以生活,其次,积极利用人工智能来改善我们的世界。
地球对我们来说变得太小了。我们的物质资源正以惊人的速度枯竭。人类给我们的星球带来了灾难性的“礼物”:气候变化、污染、气温上升、极地冰盖减少、森林砍伐和动物物种灭绝。我们的人口也在以惊人的速度增长。面对这些数剧,这种近乎指数级的人口增长显然无法持续到下一个千年。考虑殖民另一个星球的另一个原因是核战争的可能性。考虑殖民其他星球的另一个原因是核战争的可能性。
有一种理论认为,外星人没有与我们联系的原因是,当一个文明达到我们的发展阶段时,它就会变得不稳定,并自我毁灭。我们现在拥有了摧毁地球上所有生物的技术力量。正如我们最近发生的朝鲜事件中所看到的,这是一个发人深省和令人担忧的想法。但我相信我们可以避免世界末日的可能性,最好的办法之一就是搬到太空,并探索人类在其他星球上生活的可能性。
影响人类未来的第二个发展是人工智能的兴起。
人工智能研究正在迅速发展。最近的里程碑只是信息技术军备竞赛的症状,例如,无人驾驶汽车、赢得围棋比赛的电脑,以及数字个人助理Siri、谷歌即时资讯和微软小娜的到来,由前所未有的投资和日益成熟的理论基础所推动。与未来几十年的成就相比,这些成就可能相形见绌。
但超级智能人工智能的出现,要么是人类有史以来最好的,要么是最糟糕的。我们不知道我们是否会得到人工智能的无限帮助,或者被它忽视,被它边缘化,或者被它摧毁。作为一个乐观主义者,我相信我们可以创造出造福世界的人工智能,它可以与我们和谐相处。我们只需要意识到危险,识别危险,采用最佳做法和管理,并提前为其后果做好心理准备。
科技对我的生活产生了巨大的影响。我通过电脑举例。我从辅助技术中受益,给了我一种让我疾病消失的声音。我很幸运在个人电脑时代开始时期失去了我的声音。英特尔已经支持我25余年,允许我每一天做我喜欢的事情。这些年来,技术影响世界,世界发生了巨大的变化。科技改变了我们所有人的生活方式,从交流到基因研究,再到获取信息,等等。随着科技变得越来越智能,它为我打开了我从未预料到的可能性的大门。目前正在开发的支持残疾人的技术,在打破曾经阻碍交流的障碍方面处于领先地位。它常常是未来技术的试验场。语音到文本,文本到语音,家庭自动化,有线驱动,甚至赛格威,在它们被用于日常生活之前很多年,都是为残疾人开发的。这些科技成就都源于我们内心的火花,创造力。这种创造力可以有多种形式,从物理成就到理论物理。
但还会有更多的事情发生。大脑界面可以使这种交流方式——被越来越多的人使用——变得更快、更有表现力。我现在使用脸书——它让我可以直接与世界各地的朋友和追随者交流,这样他们就可以同步我最新的理论,并看到我旅行的照片。这也意味着我可以看到我的孩子们在做什么,而不是他们告诉我他们在做什么。就像互联网、移动电话、医疗成像、卫星导航和社交网络在短短几代人之前还无法为社会所理解一样,我们未来的世界也将以我们刚刚开始构思的方式发生同样的变化。信息本身不会把我们带到那里,但它的智能的和创造性的使用将使我们到达那里。
未来还有很多事情要做,我希望这一前景能给今天的学生带来巨大的鼓舞。但我们要发挥作用,确保这一代儿童不仅有机会而且希望在早期阶段充分参与科学研究,如此以至于他们能继续发挥他们的潜力,为全人类创造一个更美好的世界。我相信学习和教育的未来是互联网。人们可以回应和互动。在某种程度上,互联网就像大脑中的神经元,把我们连接在一起。有了这样的智商,我们还有什么是不能做的呢?
在我成长的过程中,仍然可以接受——不是对我,而是在社会层面上——说一个人对科学不感兴趣,也不明白搞科学有什么意义。现在已经不是这样了。让我说清楚。我不是在宣扬所有年轻人都应该长大成为科学家的观点。我不认为这是一个理想的情况,因为这个世界需要拥有各种技能的人。但我主张,无论他们选择做什么所有年轻人都应该熟悉和自信地对待科学学科。他们需要具有科学素养,并受到鼓舞,参与科学和技术的发展,以便学习更多。在我看来,一个只有极少数超级精英能够理解先进科学技术及其应用的世界,将是危险和有限的。我严重怀疑发展中世界的长期有益项目是否会得到优先考虑,例如清洁海洋或治疗疾病。更糟糕的是,我们可能会发现技术被用来对付我们,我们可能没有能力阻止它。
我不相信边界,无论是我们在个人生活中能做什么,还是生命和智慧能在我们的宇宙中完成些什么。我们正处于科学各领域重大发现的开端。毫无疑问,我们的世界在未来五十年将发生巨大的变化。我们将查明宇宙大爆炸时发生了什么。我们将了解地球上的生命是如何开始的。我们甚至可能发现宇宙中是否存在生命。虽然与外星智慧生物交流的机会可能很渺茫,但这一发现的重要性意味着我们不能放弃尝试。我们将继续探索我们的宇宙栖息地,把机器人和人类送入太空。我们不能继续看向在一个日益污染和拥挤的小星球上的自己。通过科学努力和技术创新,我们必须放眼更广阔的宇宙,同时努力解决地球上的问题。我乐观地认为,我们最终将在其他星球上为人类创造可行的栖息地。我们将超越地球,学会在太空中生存。
这不是故事的结尾,而是我所希望的数十亿年生命在宇宙中繁荣的开始。
最后一点,我们永远不知道下一个伟大的科学发现将从何而来,也不知道谁会完成它。打开科学发现的刺激和惊奇,为尽可能多的年轻受众提供创新的、容易获得的途径,大大增加了发明的机会和激励新爱因斯坦的诞生。无论她在哪里。
你希望看到什么样的改变世界的想法被人类实现,小的或者大的?
这是很容易的。希望看到核聚变能源的发展,提供无限量的清洁能源,并给电动汽车一个开关。核聚变将成为一种实用的能源,为我们提供取之不尽、用之不竭的能源,无污染,不会让全球变暖。
后记
在剑桥一个阴冷灰暗的春日里,我们开着一列黑色的汽车,向圣玛丽教堂出发。圣玛丽教堂是一所大学的教堂,按照传统,著名学者都会在这里举行葬礼。学期结束,街道似乎一片寂静。剑桥看上去空荡荡的,看不见一个游子。唯一的颜色来自警察的摩托卫队的蓝色闪光,他们守卫着那辆载着我父亲棺材的灵车,在我们行驶的时候阻止了稀疏的交通。
然后我们左转。看到人群聚集在世界上最有名的街道之一,剑桥大学的中心——国王大道上。我从来没见过这么多人如此寂静。举着横幅、旗帜、相机和手机,街道两旁站着许多人,肃静地肃立着,是我父亲的剑桥学校凯斯学院和霍默腾学院的头儿,戴着礼节性的圆顶礼帽,拿着一根乌木手杖,庄严地沿着街道走向灵车,走向教堂。
姨婆紧紧握着我的手,我们俩都哭了起来。“他会喜欢的,”她小声对我说。
自从我父亲去世后,有那么多他会喜欢的东西,那么多我希望他能知道的东西。我真希望他能看到来自世界各地的人们对他倾泻而出的敬爱。我希望他能知道他是如何被数百万从未谋面的人深爱和尊敬的。我希望他知道他会被安葬在威斯敏斯特教堂,埋葬在他的两位科学英雄艾萨克·牛顿和查尔斯·达尔文之间,当他被安葬在地球上时,他的声音会被射电望远镜射向一个黑洞。
但是他也会想这到底是怎么回事。他是一个出奇的谦虚的人,虽然崇拜聚光灯,但似乎对自己的名声感到困惑。总结他对自己的态度的时候,这本书里有一句话一下子就从我眼前蹦了出来:“我是否做了贡献。”他是唯一一个会在一句话中加上“是否”的人。我想其他人都很肯定他有做贡献。
这是多么大的贡献啊。在宇宙学领域的伟大研究,探索宇宙的结构和起源,以及他面对挑战时表现出人类的勇气和幽默。他发现了一种超越知识极限同时又超越耐力极限的方法。我相信正是这种结合让他如此具有标志性,又如此平易近人。他遭受了痛苦,但他坚持了下来。对他来说,与人交流是件很费力的事情,但他还是做出了努力,由于他的行动能力进一步下降,他便不断地调整设备。他准确地选择了自己的用词,以便当他用那种扁平的电子声音说话时,这种声音在他使用时变得异常富有表现力,它们会产生最大的影响。当他讲话时,人们倾听着,无论是他对NHS的看法,还是对宇宙膨胀的看法,都不失时机地加入一个笑话,以最不动声色的方式传递,但眼里却闪着会意的光芒。
我的父亲也是一个顾家的人,直到2014年电影《万物理论》上映,大多数人才意识到这一点。在20世纪70年代,找到一个有自己的配偶和孩子的残疾人,或者有如此强烈的自主性和独立性的人,当然是不寻常的。当我还是个小孩子的时候,当我的父亲驾驶着轮椅以疯狂的速度穿过剑桥时,身边还有两个头发蓬乱的金发孩子,他们经常一边跑一边吃冰淇淋,我非常不喜欢陌生人肆无忌惮地盯着我们,有时还会张大嘴巴。我觉得这太粗鲁了。我曾经试着回望他们,但我认为我的愤怒从来没有击中目标,尤其是从一张沾满融化了的棒棒糖的孩子气的脸上。
无论怎么想,这都不是一个正常的童年。我知道——但同时我也不知道。我认为,问成年人许多具有挑战性的问题是完全正常的,因为这是我们在家里做的事情。据说,我仔细研究了一位牧师证明上帝存在的证据时,使他哭了起来,直到这时,我才恍然大悟,原来这是出乎意料的。作为一个孩子,我不认为自己是那种爱提问的人——我认为我的哥哥是那种人,他总是以哥哥的方式智取我(事实上现在依然如此)。
我记得有一个家庭假日,和许多家庭假日一样,与此同时,一场海外物理会议神秘地召开了。我和哥哥参加了一些讲座——大概是为了让妈妈从照顾孩子的重担中解脱出来。在那些日子里,物理课不受欢迎,当然也不适合孩子们。我坐在那里,在我的记事本上涂鸦,但我的哥哥把他瘦小的小男孩手臂举到空中,问了杰出的学术演讲者问题,而我的父亲则洋洋得意。
我经常被问到:“当史蒂芬·霍金的女儿是什么感觉?”不可避免的是,没有一个简短的答案符合要求。我可以说,高处是很高的,低处是很低的,在这两者之间存在着一个我们曾经称之为“对我们来说——正常的”的地方,作为成年人的一种接受,即我们认为正常的东西对任何人都不重要。随着时间的流逝,我渐渐淡忘了原来的悲伤,我意识到,我可能需要永远来消化我们的经历。在某种程度上,我甚至不确定自己是否想这样做。有时,我只想牢牢记住父亲对我说的最后一句话,那就是我曾经是一个可爱的女儿,我应该不畏惧。我永远不会像他那样勇敢——我天生不是一个特别勇敢的人——但他让我知道我可以尝试。而这种尝试可能成为勇气最重要的一部分。
我的父亲从不放弃,他从不回避斗争。75岁的时候,他完全瘫痪了,也只有部分面部肌肉能活动,但他仍然每天起床,穿上西装去上班。他有事情要做,就不会让一些小事妨碍他。但是我不得不说,如果他知道警察的摩托卫队出席了他的葬礼,他会要求他们每天都带着他穿过早晨的车流从剑桥的家到他的办公室。
幸运的是,他知道这本书。这是他在地球上最后一年所从事的项目之一。他的想法是把他的当代作品合而为一。就像他死后发生的许多事情一样,我希望他能看到最终的版本。我认为他会为这本书感到非常自豪,甚至他可能最终不得不承认,他毕竟做出了贡献。
露西·霍金
2018年7月