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人类在未来100年将会如何更好的生存,开端临近【未来之声】

未来主义——开端临近,未来已来......


史蒂芬·威廉·霍金是本世纪享有国际盛誉的伟人之一,剑桥大学数学及理论物理学系教授,当代最重要的广义相对论和宇宙论家。荣获英国剑桥大学卢卡斯数学教席,这是自然科学史上继牛顿和狄拉克之后荣誉最高的教席。

11月5日下午,斯蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking),在2017腾讯 WE 大会中进行了独家视频演讲,并展示了他为太空探索带来的杰出贡献与最新成果。

[价值观]


“我们拥有可以毁灭自己居住的星球的科技,却还没有发展出逃离它的能力”。在开场的独家视频中,霍金直言这一现状,他用“摩肩接踵”形容未来世界的生存状态,同时表示电力巨大的消耗将会让地球变为火球,要想避免世界末日的到来,最好的方式就是移民到太空。

因此,霍金在去年推出了“突破摄星”长期研发计划,目标让星际旅行变成现实。在今年,“突破摄星”与欧洲南方天文台携手合作,进一步探寻半人马座阿尔法星系的宜居行星。希望人类已经延续了二百万年的火种,能够继续延续下个一百万年。

霍金还在演讲中具体展示了“突破摄星”计划中将会使用到的最新迷你太空飞行器。其中“星芯片”是尺寸被缩小到仅几厘米、但功能完备的太空探测器,它将附着于“光帆”上。“光帆”由超材料制成,重量仅有几克。

霍金及其团队设想,一千个由 “星芯片”和 “光帆”组成的纳米飞行器将被送入轨道,并通过光束来驱动纳米飞行器,可以在一小时内抵达火星,几天内到达冥王星,一周内就可以追上并超过旅行者号探测器,并在仅二十年后到达半人马座阿尔法星系。

霍金认为今天的世界很像1492年的欧洲,当时人们坚信哥伦布 探险注定是徒劳无功,然而新世界的发现为旧世界带来深远影响,新世界成了他们的乌托邦。今天人类向太空扩展探索甚至会产生更深远的影响,它不会让我们着眼于更广阔的空间,而不是当下。

霍金称,当我们进入太空,是会发现新生命,还是其他,都说不准。宇宙是无限的,我们还是可以假设,生命会在某处出现。在太阳系中,月球和火星的移民显而易见,木星和土星的一些卫星也有可能,星际航行必经过长期时间,这个长期是指未来二百年及更长。

最后霍金提出一个”突破射星“的概念,认为这在未来可能会使人类的星际旅行变成事实。“人类作为独立物种,大概已经存在了两百万年。如果人类想延续下一个一百万年,就要勇敢前行。”

未来主义——宇宙中最大的星河


以下为演讲全文:

你好,北京!我是史蒂芬·霍金。欢迎来到腾讯WE大会。

我今天的演讲,是关于在宇宙这一背景下,地球和人类所扮演的角色。为了最好地阐述,我需要从两个维度出发,一是思考人类的未来,二是研究我们探索太空、寻求其他潜在宜居星球的选择。我今天的目的,是问大家两个问题。

首先,我们需要做什么才能够确保,在力所能及的范围内,人类的未来达到尽可能完美?其次,我们为什么要考虑探索其他宜居星球?

一个原因是,对我们来说,地球变得太小了。在过去二百年中,人口增长率是指数级的,即每年人口以相同比例增长。目前这一数值约为1.9%。 这听起来可能不是很多,但它意味着,每四十年世界人口就会翻一番。 2022年,我将庆祝自己80岁的生日,而在我人生的这段历程中,世界人口比我出生时膨胀了四倍。

这样的指数增长不能持续到下个千年。 到2600年,世界将拥挤得 “摩肩擦踵”,电力消耗将让地球变成“炽热”的火球。这是岌岌可危的。然而我是个乐观主义者,我相信我们可以避免这样的世界末日,而最好的方法就是移民到太空,探索人类在其他星球上生活的可能。

但是理由充分吗?难道留在地球上不是更好? 在某种程度上,今天的情况就如同1492年前的欧洲。当时的人们很可能坚信,哥伦布的探险注定是徒劳无功。 然而,新世界的发现,对旧世界带来了深远的影响。对于那些被剥夺权利地位、走投无路的人来说,新世界成为了他们的乌托邦。

人类向太空的拓展,甚至将会产生更深远的影响,这将彻底改变人类的未来,甚至会决定我们是否还有未来。它不会解决地球上任何迫在眉睫的问题,但它将提供解决这些问题的全新视角,让我们着眼于更广的空间,而不是拘泥眼下。希望这能够让我们团结起来,面对共同的挑战。

当我们进入太空时,会有怎样的发现呢?会找到外星生命,还是发现我们终将在宇宙中踽踽独行?我们相信,生命在地球上是自然而生的,是在漫长的进化后,实现了与地球资源的高度契合。因此,在其他条件适宜的星球上,生命的存在也必定是可能的。即使这种可能性极小,但宇宙是无限的,我们还是可以假设,生命会在某处出现。不过,如果概率很低,那么出现生命的两个星球间的距离,可能将异常遥远。

在太阳系中,月球和火星是太空移民地最显而易见的选择。水星和金星太热,而木星和土星是巨大的气体星球,没有坚实的表面。火星的卫星非常小,并不比火星本身更优。木星和土星的一些卫星也存在可能。比如木星的卫星之一欧罗巴,它的表面是冰层,但其下可能会有液态水,也就可能会孕育生命。那么我们如何确定这种可能?是否必须登陆欧罗巴,然后钻一个洞?

星际航行必然是一个长期的目标。我所说的长期,是指未来二百到五百年。

但是,还有另一种选择。去年,我与企业家尤里·米尔纳(Yuri Milner)一起,推出了长期研发计划——“突破摄星”,目标是让星际旅行变成现实。如果成功,在座各位有些人的有生之年内,我们将向太阳系最近的星系——半人马座阿尔法星系发送一个探测器。

“突破摄星”是人类初步迈向外太空的真正机会,为了探索和考量移居太空的可能性。 这是一项概念验证的使命,其中涉及三个概念:迷你太空飞行器、 光动力推进和锁相激光器。“星芯片”是尺寸被缩小到仅几厘米、但功能完备的太空探测器,它将附着于“光帆”上。“光帆”由超材料制成,重量仅有几克。我们设想,一千个由 “星芯片”和 “光帆”组成的纳米飞行器将被送入轨道。 在地面上,激光器阵列将共同形成一道超强光束,光束穿过大气,以数十吉瓦的功率射向太空中的“光帆”。

这项创新背后的想法,是以光束来驱动纳米飞行器的前进。这样产生的速度虽然不及光速,但也能达到其五分之一,约合每小时1亿英里。这样的系统可以在一小时内抵达火星,几天内到达冥王星,一周内就可以追上并超过旅行者号探测器,并在仅二十年后到达半人马座阿尔法星系。重要的是,“星芯片”的轨迹可能包括“比邻星b”,这颗位于半人马座阿尔法星宜居带的行星,与地球的大小类似。正是在今年,“突破摄星”与欧洲南方天文台携手合作,进一步探寻半人马座阿尔法星系的宜居行星。

目前看来,这些都可能成为现实。但我们也看到重大的挑战。1吉瓦功率的激光器仅能提供几牛顿的推力,不过因为纳米飞行器因为只有几克重量,恰恰可以克服这个问题。但是工程方面的挑战是巨大的。纳米飞行器必须经受极限加速、极寒、真空和质子,以及与太空粉尘等垃圾的碰撞。另外,由于大气湍流,将一套总量100吉瓦功率的激光组瞄准太阳帆,也是很困难的事情。

还有一些严峻的问题。如何让数百道激光穿过大气波动时聚合,如何推动纳米飞行器又不烧毁它们,如何让它们瞄准正确的方向?此外,我们还需要让纳米飞行器在冰冷的真空环境中工作二十年,这样它们才能将信号传回到四光年外的地球。然而这些都是工程设计要解决的问题,而工程挑战往往最终都会被解决。随着技术进步日趋成熟,我们可以展望更多令人兴奋的使命。如果“突破摄星”计划能传回毗邻星系中宜居星球的图像,这对人类的未来必将产生深远影响。

希望我已经解答了我演讲一开始所提出的问题。人类作为独立的物种,已经存在了大约二百万年。我们的文明始于约一万年前,其发展一直在稳步加速。如果人类想要延续下一个一百万年,我们就必须大胆前行,涉足无前人所及之处!

感谢大家的聆听。

【延伸阅读更多霍金】

人类四十年内殖民火星


从火星上看地球和月球

英国知名物理学家霍金2006年06月13日表示,人类的生存系于在太空中找到新的居住地,因为地球毁于一场大灾难的可能性越来越高,他预言,人类40年后就能进驻火星。

霍金说,人类可能在20年内在月球常驻,并在40年内殖民火星,他说,向太空开发新的生存空间是维系人类继续存在的关键,因为地球毁灭的风险越来越高,“除非我们另寻新的恒星系统,否则无法找到一个像地球一样好的地方。”

霍金13日访问香港,并发表演讲。霍金说,如果人类可以在未来100年内避免彼此互相残杀,那么到太空常驻定居而不需仰赖地球提供资源就有可能实现,“为了人类生存,扩大到太空是对人类来说很重要的事情。地球上的生命被一场灾难摧毁的风险日渐增加,例如突然恶化的全球暖化,核武战争,基因改造的病毒,甚至其他我们还不知道的危险。”

霍金著有《时间简史》,因患有肌肉萎缩症,只能以轮椅代步,不能说话,只能以眨眼透过电脑语音表达,但是他在天文物理上的成就,让他被誉为当今最伟大科学家,他提出黑洞辐射和宇宙起源,以及时间和空间都是没有开始也没有边界等理论

不过,麻省理工(MIT)的物理学教授葛斯认为,如果以100年这样长期的时间来看,霍金的话确实有道理,但是“我不认为50年内科学技术会进步到,在火星和月球上生存会比在地球上还容易。”他说,在极地建立一个地下基地都会比殖民月球还容易。另一名MIT的天文物理学家伟恩也认同葛斯的看法,“殖民其他星球还遥不可及,这一点你必须体认到。”他们认为,霍金的研究工作都是非常理论性,而非全球政治,他今日所言有点超出他的研究范畴了。

百年内将移民其它行星


从月球上看地球

在印度孟买参加学术研讨会的著名物理学家斯蒂芬·霍金向参加这次会议的3000多位学者表示,人类将在100年之内登陆太阳系中的其它星球,并以此为踏板进入外太空。他还预言,在下一个千年到来之前,人类将得以“重生”,一种新的人种将出现。

霍金现为英国剑桥大学的荣誉教授,称得上是英国著名物理学家牛顿的“接班人”。他在会上表示,由于未来将可以进行太空旅行,因此人类必须努力提高身体和心理素质,以更好地适应未来生活的需要。霍金说:“尽管我并不赞成进行人类基因遗传工程的研究,但无论我们是持欢迎还是反对的态度,将来肯定会出现一种新的人种。事实上,如果人类在未来100年之内没有进行自我毁灭,那么我预计我们将移居太阳系其他星球上生活。”

霍金还表示,他不认为目 前太阳系中其他星球上生活着更先进的物种,因为“如果真是这样,那么他们为什么没有移居到地球上来拜访我们?”另外,霍金表示,“即使存在这种先进的物种,他们也不会任由比其低级的人类在地球上自由自在地生活而不想着侵占我们的地盘。”

基因科技将改良人种



全身瘫痪、靠着电脑合成发声与外界沟通的世界知名物理学家霍金,最近大胆预言,人类不但会于未来100年内在其它星球建立新的生存基地,而且还会在此后的一个百年内或更早些,利用基因科技改良现有人种。

霍金以“未来的科学”为题,在印度孟买对三千余名听众发表演说时表示,不管人类喜欢与否,未来必定会有人在某处设计出改良品种的人类。作为具备宏阔视野的科技大师,霍金在演说中还预言,人类在未来数百年内,将会在子宫以外的地方培育胚胎。他又预言,人类会把触角伸向太阳系,扩展到其它星球。

霍金是畅销书《时间简史》的作者。目前正在孟买参加名为“2001年弦论”的科学研讨会。所谓“弦论”,是指宇宙物质已知是由电子等极小粒子组成,但因受限于人类物理实验有限的精密度,实际上并无方法确定这些粒子真的是无限小的点。因此有人假设这些粒子其实是极小的弦(曲线),然后试着由此描述基本物理定律。目 前弦论是唯一可能解释一切已知物理现象的理论,因此又称为“全能理论” 。该理论虽仍在发展中,也还没有任何实验证据,但它是目前基础物理研究的主题之一,吸引着许多理论物理学家的投入。

霍金和部分科学家认为,一旦弦论获得科学证实,将可为宇宙形成和发展过程中的种种理论冲突提供答案。他说,如果其它恒星系早已有生命发展,人类在现阶段并没有机会去发现这些生命。不过人类在探索银河系的过程中,迟早可能会发现和人类不同的原始生命。

不过霍金认为,其它星球不太可能已有比人类更先进的生命形式。因为如果有的话,他质疑这些先进生命为何还无法彻底探索银河系,尚未到地球造访人类。

现年74岁的霍金表示,地球人类的DNA将会以极快速度变得更加复杂。地球人研发改良人种虽会造成许多问题,但也会促成人们的彼此接受与了解。他说,虽然许多人主张禁止基因工程,但却又出于经济考虑,允许科学家将这类科技应用于动、植物身上。

霍金主张,人口增长应该减缓。他说,到了公元2600年,地球将会面临人无立足之地的处境,而电力的消耗也会让整个地球变得“火热”。

时光机

英国著名天体物理学家史蒂芬·威廉·霍金继承认外星人的存在后,又发表一个惊人论述:他声称带着人类飞入未来的时光机,在理论上是可行的,所需条件包括太空中的虫洞或速度接近光速的宇宙飞船。不过,霍金也警告,不要搭时光机回去看历史,因为“只有疯狂的科学家,才会想要回到过去‘颠倒因果’。”

物理学家霍金在拍摄的一部有关宇宙的纪录片时提到,人类其实能建造出接近光速的宇宙飞船,并且能够进入未来。霍金甚至说,自己是因为担心别人把他当成“怪人”,所以才不敢乱说话,也不愿意多谈有关时光机的东西,直到透过纪录片后才敢大方讨论。

至于时光机的关键点,霍金强调就是所谓的“四度空间”,科学家将其命名为“虫洞”。霍金强调,“虫洞”就在我们四周,只是小到肉眼无法看见,它们存在于空间与时间的裂缝中。

他指出,宇宙万物非平坦或固体状,贴近观察会发现一切物体均会出现小孔或皱纹,这就是基本的物理法则,而且适用于时间。时间也有细微的裂缝、皱纹及空隙,比分子、原子还细小的空间则被命名为“量子泡沫”,“虫洞”就存在于其中。

霍金指出,理论上时光隧道或“虫洞”不只能带着人类前往其他行星,如果虫洞两端位于同一位置,且以时间而非距离间隔,那么宇宙飞船即可飞入,飞出后仍然接近地球,只是进入所谓“遥远的过去”。因为在4度空间中,10分钟也许是n小时。不过霍金警告,不要搭时光机回去看历史。

史蒂芬·威廉·霍金表示,如果科学家能够建造速度接近光速的宇宙飞船,那么宇宙飞船必然会因为不能违反光速是最大速限的法则,而导致舱内的时间变慢,那么飞行一个星期就等于是地面上的100年,也就相当于飞进未来。

霍金举人造卫星为例,指卫星在轨道运行时,由于受地球重力影响较小,卫星上的时间比地上时间稍快。由此,霍金就设想出一艘大型极速宇宙船,可在1秒内加速至时速9.7万公里,6年内加速至光速的99.99%,比史上最快的宇宙船阿波罗10号快2000倍。船上的乘客就是变相飞向未来,作出名副其实的时间旅行。

即使是在太空中,万物也都有时间的长度,在时间中漫游,意味着穿越该“4度空间”。

霍金举例指出,开车直线行进等于是在“1度空间”中行进,而左转或右转等于加上“2度空间”,至于在曲折蜿蜒的山路上下行进,就等于进入“3度空间”。穿越时光隧道就是进入“4度空间”。

外星人论

斯蒂芬·霍金在美国探索频道2010年4月25日播出的纪录片《跟随斯蒂芬·霍金进入宇宙》中说,外星人存在的可能性很大,但人类不应主动寻找他们,应尽一切努力避免与他们接触,从而避免黑暗森林打击!(刘慈欣三体中所提到的理论)

霍金认为,鉴于外星人可能将地球资源洗劫一空然后扬长而去,人类主动寻求与他们接触“有些太冒险”。“如果外星人拜访我们,我认为结果可能与克里斯托弗·哥伦布当年踏足美洲大陆类似。那对当地印第安人来说不是什么好事。”

星际移民

霍金在2010年8月接受美国知识分子视频共享网站BigThink访谈时,再曝惊人言论,称地球200年内会毁灭,而人类要想继续存活只有一条路:移民外星球。

霍金表示,人类如果想一直延续下去,就必须移民火星或其他的星球,而地球迟早会灭亡。霍金说:“人类已经步入越来越危险的时期,我们已经历了多次事关生死的事件。由于人类基因中携带的‘自私、贪婪’的遗传密码,人类正在一点点掠夺地球资源,人类不能把所有的鸡蛋都放在一个篮子里,所以不能将赌注放在一个星球上。”


学术赌注

霍金喜欢就一些科学命题,与其他学者开赌,一时成为科学界美谈。

1.能否发现希格斯玻色子(“上帝粒子”)

霍金跟美国密歇根大学的戈登教授打了个赌:CERN不会发现希格斯玻色子。

希格斯玻色子是英国著名物理学家希格斯与其他同事经过漫长年代的潜心研究,等待了48年,才发现了希格斯玻色子,也称为“上帝粒子”。

2.黑洞是否存在

集一生精力研究黑洞的霍金,曾担心黑洞可能只是理论上的概念,而现实中根本不存在。他为免到时自己变得一无所有,1975年他与另一名物理学家索恩(Kip Thorne)开赌:究竟黑洞是否存在。

3.裸奇点的存在

1991年,霍金又要求开赌,这次索恩与他站在同一阵线,对赌一方是物理学家裴士基(John Preskill)。当时的命题是,奇点应该被黑洞围绕,但没有被黑洞包围的“裸奇点”(naked singularities)是否存在。

霍金与索恩押注:裸奇点并不存在,随即与裴士基立下赌据,谁输了要向对方送上一件用来“遮蔽裸体”的T恤衫,写上适当的服输字眼。霍金于1997年修正他的理论,指出裸奇点有可能存在。


高维空间

根据90年代提出的M理论(超弦理论的一种),宇宙是十一维的,由震动的平面构成的。在爱因斯坦那里,宇宙只是四维的(三维空间和一维时间),现代物理学则认为还有七维空间我们看不见。

科学家们对我们已认知的维与可能存在但未被认知的维之间的区别是如何解释的呢?他们打了一个比方:一只蚂蚁在一张纸上行走,它只能向右或向左,向前或向后走。对它来说高与低均无意义,这就是说,第3维的空间是存在的,没有被蚂蚁所认识。

同样,我们的世界是由四维数据构成的(三个空间维,一个时间维),我们没有觉察到所有其他的维。

根据物理学家的看法还应该有7个维。尽管有这么多的维,这些维是看不见的,它们自身卷在了一起,被称为压缩的维。为了弄清这种看法,让我们再以蚂蚁为例展开我们的想象。我们可以设想一下,将蚂蚁在上面行走的那张纸卷起来,直到卷成一个圆筒形。如果蚂蚁沿着纸壁走,最后它又会回到出发点,这就是压缩维的一个例子

如果能沿着著名的莫比乌斯带走,也会发生上述现象,当然,它是3维的,但如果沿着它走过,总是会回到出发点的。莫比乌斯带从维的角度讲是压缩的,按照物理学它有3个维,但谁在上面行走,都只能认知成一个维。这就有点像左图上的人:上行或下行,但永远不会走到尽头。如果蚂蚁不是沿着纸筒弯曲的壁行走,它就永远不会返回到原出发点。这就是二维(或者说被我们所感知的那种维)的例子,沿着它一直走,就不可能返回到原来的出发点。

未来主义——尝试一切、探索一切

本文来源:价值中国

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