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【硬科技】未来的科学是什么样?看看这些诺奖得主们怎么说

即使是世界上最聪明的人,“最强大脑”们也无法断言未来究竟是什么样。

图片来源:第二届顶尖科学家论坛现场

记者 | 林北辰

10月31日,第二届世界顶尖科学家论坛“莫比乌斯论坛”在上海临港举行。

论坛名称“莫比乌斯”的创意源自数学和哲学概念∞(无穷大)。论坛上,61位顶尖科学家、诺贝尔奖得主们坐在∞状的圆桌上,以每人三分钟、一张PPT的形式对未来科学做出自己的预测。

莫比乌斯论坛的∞状圆桌

科学家们的主题涵盖了数学、物理、化学、生物等传统大科学,也涉及到人工智能、抗基因耐药性等新兴主题。人类生存的挑战、探索太空的方法、科学与社会的关系是莫比乌斯论坛上科学家们讨论最多的话题。

即使是世界上最聪明的人,“最强大脑”们也无法断言未来究竟是什么样。科学家们对商业学术期刊过度影响科研表示担忧,多位诺奖得主呼吁年轻人应该从好奇心与兴趣出发、更多注重基础科学。

科学家们还对“快乐”的概念进行讨论与答疑。科学的回答是,幸福感被先天的基因所影响,有一些孩子出生就很快乐,有一些则没那么快乐,但科学无法回答的部分是在基因、疾病和药品之外。这个主题证明了世上还有很多事情是科学无法涉及的。

在回答观众对“诺贝尔奖得主们是否比非诺贝尔奖科学家更快乐”的问题时,协会主席迈克尔·莱维特表示,他不认为幸福快乐与得奖相连,他表示,科学家们“得了奖之后会和以前一样快乐,否则他不会来这儿的。”

以下为部分科学家发言摘要,经界面新闻编辑:

梅·布莱特·莫索尔

我就想提一个问题,我们如果没有记忆会是什么样的人?

随着年龄的增长,我们大脑当中可能会丧失编译编码新的记忆的能力。爱德华·莫索尔和我一起研究了人类的海马体,人类如果没有海马体这样一个机制,我们就无法进行导航,我们也无法记住发生的事情。

在这个领域,我们会看到那些可以帮助我们分辨空间位置的细胞,如果这些细胞凋亡,我们看到脑部的部位会萎缩,阿尔兹海默症愈后会非常差。我们需要了解为什么这样的细胞会凋亡?我们要阻止它们的凋亡,让获得阿尔兹海默症的患者延缓他们细胞凋亡的过程,我们需要找到这样的解决方案。

爱德华·莫索尔

我想讲一下大脑。

我研究神经科学时,看大多数的研究是在单个细胞层面进行的。单个细胞会对环境做出反应,我们却很少去看很多细胞在一起会如何做出反应?特别是,这对认知产生什么样的影响?

现在正在发生的事情可以主宰21世纪的神经科学。科学家们在研究记录几百个、几千个细胞组成在一起的活动。但是还是要花好几年,甚至几十年才能了解开发这样一个领域,并且引入更多的关于我们大脑系统如何运作的理论。

现在的脑科学还是处于婴儿阶段,我们要去看这些细胞组合在一起是如何运作的。我希望来自各个领域的年轻科学家,可以去考虑进入神经科学领域,这不仅仅是关于了解正常认知,也可以帮助我们了解精神疾病。

谢晓亮

当人类基因组计划在2003年完成的时候,我们其实很难理解人类基因组的语法。现在,我们可以得到一个人的基因组或者某一个细胞的基因组,成本不到一千美元。

现在科学家的目标以及挑战是要解码人类功能基因组。去年我们报告了人体细胞当中的3D基因组,可以定位到某一个具体的基因或者一个突变点。基因表达和3D的结构是由翻译因子决定的,它们本质都是蛋白质,像开关一样不断地打开、关闭。

在细菌中,每一个基因都有一个钥匙。但在人的细胞中,尤其哺乳动物细胞当中,有一系列的钥匙来控制开关,之前的技术并没有办法去识别这些要素。

如果我们用芯片,你可能当中需要设200个因子。在北京大学,我们希望能够有一个基因组的地图,通过绘制转录因子光定位来解码3D人类功能基因组。这要花很长时间,很大的精力,但是我觉得这可以帮助我们来更好的了解基因的表达,基因的调节,干细胞等等,当然还可以帮助更好的开发不同疾病的新药。

马丁·赫尔曼

我认为莫比乌斯论坛是讨论未来的科学走向,就像迈克尔所说的未来是取决于我们人类来解决我们所面临的问题。

技术进展给了我们这些脆弱人类很强的能力,这样的能力在《圣经》里面是上帝所拥有的。在基督教中,只有上帝有这样的能力去创造新的生命,去打击黑暗的邪恶势力。

现在问题是,我们已经有生物武器、生化武器、基因、核武器,我们拥有了上帝般的能力,但在另外一方面,我们就像不负责任的青少年,这之间有很大的分歧。

奥马尔·布拉德利上将说:我们处在这个世界当中,在核武器方面我们都是巨人,而在道德方面我们还是婴儿。我们现在的进展像一个16岁年轻人刚刚拿到新的驾照,他必须要快速成长,否则会出现致命的事故。

蒂莫西·高尔斯爵士

我想讲一讲很简单的问题,2100年的时候数学会成为什么样子?

可能回答起来并不容易。首先,不得不说,我们也搞不清楚2100年的时候人类文明到底长什么样子。那时候到底有没有数学也不知道了,可能整个文明会崩塌,会威胁到数学发展。

现在气候变化和其他各种各样的问题让人们觉得,我们已经没有精力和资源去搞纯数学了。如果这些纯数学的研究机构在2100年还存活的话,我相信现在做的数学可能在2100年已经不会存在了。

有个小问题是,数学现在越来越广大,每次解决一个问题会创造10个新问题,所以数学范畴越来越广。

另外一个问题是我们工作越努力,获得的果实却越容易被摘取。大家看到数学界的论文写得越来越长,这是因为要做到一个有原创性的成就现在越来越困难了。数学界进入门槛会越来越高,会让年轻人觉得不想去学数学,而是去学机器学习。

我觉得更大的一个威胁是来自于人工智能,我指的并不只是深度学习。

目前人工智能还没有达到重大突破,我个人认为,计算机可以自己证明一些公式、公理、定理,计算机会自成体系,人类会开始慢慢的退后,想超过机器会变的越来越难,数学界的门槛会越来越高。

机器一旦到了某一个程度,我们以后要证明一个公理或者公式,直接在计算机里面输入就可以证明出来了。我觉得以后这种现象会越来越普遍,人类各个方面都会被人工智能受到威胁,我们要重新找到生存的意义。

野依良治

我想要提醒各位,科学应该是一个整体才对。今天的科学研究应该是更加交叉学科,跨学科,甚至是反学科的才对。

从一个化学家的角度来讲,所有的科学学科都是基于物质或者材料的,都是通过信息联系在一起,因此化学的目的就是要通过和各个相关的其他研究领域进行交互来推动整个科学。

生命本质就是化学,所有的功能都是由元素所构成的,所以我们的年轻科学家必须去了解、去接触其他的学科和先进技术,这样才可以探索新的潜在可能性。

如果人类要维持我们的文明,所有的利益攸关方,尤其是消费者要担起责任并采取合适的行动。我们必须在科学上去验证这些负面的效应,但糟糕的是,政治上的压力,归管机构和自由市场之间总是出现一些矛盾。

米歇尔·马约尔

现在天文学家非常开心,因为大家看到,我们有非常厉害的仪器,两年以后就会有非常强大的太空望远镜出现,之后我们可以去做太空探索。现在我们有39米的望远镜,它的直径都不够放下这个会议室。

我今天想说的内容是,我们在近期会有什么样的发现呢?近期来看,最大可能性是通过观察一个过渡的行星——就是在恒星之前或者之后的一个行星——可以通过这个行星的亮度搞清楚这个行星的化学组分。通过这点我们可以知道生命到底怎么来的,在这方面已经取得很多的成功了。

比如对水、甲烷、碳氢化物方面的研究,我们还要找到生物标志,例如有氧气,有其他的化学化合物以及其他信息。在地球上,可以看到二氧化碳的调节,甲烷的调节,这些现象告诉我们哪里可能会存在生命。

要搞清楚这点非常困难,我们现在还没有相应的仪器帮我们研究清楚这点,我相信在未来几年我们会继续这方面的努力。

谢尔顿·李·格拉肖

我想说威胁人类生存的威胁和挑战。

我们最亲爱的太阳,可能在未来5亿年当中会变得过于炙热,使得地球上面无法再生存人类。除此以外还有一些短期问题,可以也必须需要由我们在座这些年轻科学解决。

例如核威胁。我的国家和苏联之间的冷战已经结束了,但是核武器仍然存在,而且现在很多已经是剑拔弩张。现在不仅仅是美国和中国,还有俄罗斯,印度和巴基斯坦,伊朗和以色列,沙特阿拉伯,很多地方会受到核武器和核战争的威胁。

所以我们必须要面临这个挑战。人类要降低核武器使用和核威胁发生的几率。

另外一个是关于流行病,100年前流感流行病造成5亿人大流感,这样的事情在未来可能还会重演。无论是流感病毒,还是其他变异的病毒,可能我们现在不知道的病毒会造成全球大范围疾病,流行病的传染。

第三个问题是气候变化。其实我们每一位演讲嘉宾都提到了,人类在这方面做了一些事情,但二氧化碳排放量还是在不断增长。我曾经在波士顿大学讲授能源科学的课程,大气当中二氧化碳浓度已经从360PPT增加到415PPT,眼下这个情况已经非常糟糕。

约翰·哈特维希

我是合成化学家,我想说一下合成化学对于人类的影响。

合成化学创造或者增加了一切性能,帮助我们日常生活的食品、车辆、衣服、家庭以及医药变得更好。我成年的那一年,世界上刚好面临艾滋病的危机,而现在的人们即使得了艾滋病也可以通过鸡尾酒疗法生存下来,甚至活的不错。

在过去几十年当中,科学达成了很多成就,让我们观察到人体的复杂性。这些正是通过生物学家和化学家一起合作来实现的。我们现在吃一些药片可以降低胆固醇,赶走细菌、病毒或者是治头疼,这都是近年来成功的例子。

我也想给大家抛出人类健康以外的挑战。

世界经济以每年大约3.6%的增速增长,按照这样的速度增长下去,全球经济20年后会翻倍。也就是说,车的数量也会在20年后翻倍,粮食的需求在20年后也会翻倍,当然我们生产的塑料也会越来越多,可能未来10年生产的塑料比有史以来生产都要多,

因此,人类需要需要有长距离运行的汽车,希望能够通过阳光或者更有效的电池充电,我们也希望有好的方式来生产粮食,存储粮食。更甚者,我们希望,未来开发出的材料并不是只用一次,而是能够重复利用。

我们需要更多的基础科学研究才能实现很好的目标。如果科学能够有新的发现,人类就可以不从大地中获取矿物原料,也不再向大气中排放温室气体。这些其实应该放在日程的最上面,因为它们才是最重要的。

阿达·约纳特  

我想讲一讲基础科学的重要性,这也是所有发明的基础。

我不想太多的去重复基础科学,因为我本身就是基础科学学家。我一直在研究蛋白质的基础科学,我也喜欢研究抗体的运作,于是,在我的实验室当中就创造出了完全新的抗生素,这个是我们以前从来没有想到的。

我还想强调另外一个关于跨学科的问题。我的基础学科背景是化学,现在的科学家可以用物理的思维去思考生物问题,随着数学的进展,科学家很快可以用三个类别的思维去思考。

最后我给大家讲一个小故事,也是关于一个基础科学家。在第一次世界大战期间,他先在柏林做研究,后到了瑞士,最后到了英国。那时候的英国急需提炼一种化学元素应用在造船业中。这种化学元素是净化石油过程中的某种副产品。我故事里的科学家,他找到了一种方法,通过改造细菌,让细菌来生产他需要的这种化学元素,最终英国造船业的问题迎刃而解。

托马斯·萨金特

我要说说跨学科问题,讲一讲物理和经济学。

Richard Feynman有一个非常经典的象棋的比喻:天体物理学就像是一个国际象棋或者中国围棋,象棋规则正如物理的定律,作为观察者我们需要发现玩家的目标以及象棋的游戏规则。

Feynman比喻非常好地阐释了我们作为科学家要做什么。这个比喻定义了一种游戏规则,当中每一个玩家的动作以及每一个动作和玩家之间的关系,都能告诉你谁选了哪一步,最后谁赢了。这就是种游戏规则,告诉你在不同条件环境下要做出什么样的反应。

Feynman也定义了所谓“平衡状态”,平衡状态就是一系列的战略。如果没有玩家想要改变战略,平衡就很难打破。Feynman比喻告诉我们的是,我们需要做的事是观察游戏所呈现的数据。

经济学家做的事情其实跟物理学家不太一样,我们想去看不同的游戏会有什么样的结果。譬如说刚刚讲到很多气候变化,在物理的理论中,是过去造就了未来,人们认为现在的宇宙是过去的结果和未来的成因。

但是经济学是不一样的。科学家对未来的事情进行预测,问自己我们要做的是哪些事才能获得预期的结果?对经济学家而言,需要很好的模型,才能够让未来发生的事情真的与我们预测的一样。这样,就是未来决定我们现在所做的事,事实上在经济学中,时间的箭头是双向,而不是单向所指的。

克里斯托弗·皮萨里德斯

大家现在很担心机器人会取代我们的工作,人们觉得年轻人、老年人找不到事情做。我觉得不是这样,我应该是比较乐观的一派。

新科技确实会带走一些工作,比如说120年前有了车之后,我们看到养马的人不再养马了,他们变成了汽车工厂的工人。大家会问未来工作从哪儿来呢?我也没有办法告诉大家一个答案,就像早上科学家讲到的我们不知道知识未来会走向何方,但是我们觉得未来一定会有知识创造新的就业。

约翰·肯尼迪是60年代美国的总统,他也有类似的观点,认为人工智能发展可能会威胁就业。如果人类有能力发展开发出机器,机器抢走我们工作,我们也可以创造新的就业。

如果你想要有工作,一定会有的。你要做的事是不断去学习技能,不要只做一件事情,而是要终身学习,即使有了工作了也要持续学习。

这样,新的就业一定会出现,这是因为这个世界上还有很多很事情是人工智能机器人所做不到的,但人类却可以做到。

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