宇宙琴弦下的生命

今天，DeepMind的AlphaFold在CASP竞赛中取得震惊的成绩，再次勾起了我对于今后将计算应用基础学科的激情和想法。恰逢最近断断续续地在看《宇宙的琴弦》，思维不由得开始跳跃起来。

先说一下《宇宙的琴弦》所科普的弦理论。

弦理论被认为是最有希望统一量子力学和广义相对论的理论。以前，我粗略明白狭义相对论和量子力学，毕竟大学时期没少蹭课，也好歹一知半解地啃完了Griffis和Feynman关于量子力学方面的书籍和讲义（那时还找到了Landau的书，不过那对我来说太凶残了）。而现在，大致明白广义相对论的思想，进一步了解加速度、引力和弯曲时空。

一年前立志有生之年能在数学上理解广义相对论，也许还是可能的，但让我这辈子（数学上）理解弦理论，真的力不从心。非但需要明白黎曼几何、群论，还需要拓扑的思维，应该还有我叫不上名的数学分支。

物理学旨在用一种理论解释这个世界，我想她快做到了。基本粒子已经不再是我们理解的点例子，而是一个个弦，它有不同的振动模式，每一个模式都是基态的整数倍（我理解的大致是这样，虽然依然没懂这如何成为量子力学和广义相对论的桥梁）。

而这种大一统的思想又会怎么影响我们呢？原先以为生物学和计算机系统与数学物理的不同之处在于，前两者似乎没办法用一种模型来统一，就好像一个AI模型没法同时处理多个任务，如果可以，那也是由一个个子模型堆砌而成，导致系统越来越庞杂。但这个区别真的是区别吗？

今天，DeepMind的AlphaFold让我重新审时这个问题，并开始思索，AI真的能代替人类吗？人类真的能造出类人类吗？以前我不认为可行，现在不置可否。

晚上跟房东大大简单讨论了这个话题，也似乎部分想明白了原先无法理解的生物学。

一下回到了高中，我的生物学知识仅限于此。大概记得DNA合成蛋白质的主要步骤：DNA复制、RNA转录、mRNA指导合成蛋白质。不考虑变异情况，由DNA能准确预测蛋白质空间结构，因为每一步都是确定的，比如碱基配对原则、DNA密码子对应的氨基酸。

在大学时期，也曾因为iGEM思考过构成生命的基本材料不过是一个个的分子原子，往大了说就是一堆蛋白质分子，为什么这些物理材料建造出了一个个生命体？这些生命体可以自由移动，还有了意识、思想和创造力？物理化学性质也许就是一个个蛋白质具有不同的亲和力，或者化学键的binding（中文不晓得怎么表达），慢慢在三维空间中生成出来；至于意识，也许是游离的电子传输的电信号吧。这么说有点唯物主义，毕竟我相信物质不能决定意识，意识不能决定物质。前段时间看完《24个比利》，关于人格分裂的真实故事，如果某一人格是完全凭空创造出来，而不是由切身经历的人和事产生，而且不同人格竟然身体条件迥异，我实在没理由相信物质决定意识。

科学讲究一个因果论，我相信人类能造出更加智能的机器，通过外界的输入做出恰当的反应，从而完成某项任务。我们人类能从内在获得输入，那就是想象、思考、意识。就像弦理论的大一统理论，我们也许真的可以找到最基本的元素，而这世界的所有不过是它们的组合。就算生物、计算机这样庞杂的系统，也确实可以由它们表出。当人类真的把宇宙的因果律完全弄明白，理论上人定胜天，唯一的问题就是，有些因，人类无法触发，有些自然法则，人类违背不了。

今晚的思维，就像琴弦一样在脑中假想的空间中震荡开来。以上两件事，更加让我看到了日后从事纯科学的可能。正是因为这世界离不开计算，才让计算机业如此发达，似乎什么都可以计算，比如广告的点击率、用户的喜爱度推荐、自动生成文本图像，现在连三维的蛋白质空间结构都可以预测得那么惊世骇俗。而对略知神经网络的我，它不过是一个工具，可以满足我的好奇心和对这世界的认识。

相信不久的将来，AI模型可以从分子结构预测合成材料，加速新能源的研究，从建筑结构设计图提供可选材料及相关参数，从一张或多张多角度图片就设计出乐高，甚至从球员的表情、动作和首发就预测出全场走势（如果真的预测准了，作为球迷的我不就少了很多乐趣了嘛）。

最后，想起徐伟健大学霸说的：生物好好玩。确实，这世界很有趣，前提是你需要保持一颗如婴儿般无知无欲的心。