11月28日，以「重塑·改變世界的9大前沿認知」為主題的湛廬第三屆思想馬拉松，歷經9小時59分33秒的「硬核奔跑」圓滿落幕。
作為世界級閱讀創新引領者，湛廬聯合首席戰略合作夥伴華為，共同邀請了來自不同前沿領域的思想領航者擔任活動嘉賓。思想馬拉松就是一場智識的探險，讓我們一起，成為「知識星球上的提塔利克魚」，共同進化成想像力永不枯竭的關鍵物種。
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在第三屆思想馬拉松上，我們在形式上進行了大膽的探索與創新，所有思想領航者通過抽籤組成紅、藍兩支隊伍，並通過抽籤決定最終分享順序。我們希望通過這種隨機與遊戲化的方式，促動思想流的自然流現，促動跨界認知的碰撞，甚至引發觀念的「地震」。
今天，我們首先帶領大家來領略來自紅隊的5位思想領航者的前沿觀念，從宇宙科學到博物學，再到哲學、實驗藝術以及密碼學，他們將帶領我們探索未知，跨界思考，開啟一場科技與人文交融的探險之旅。
01
探索宇宙的黑暗時代與黎明
陳學雷
中國科學院國家天文臺
宇宙暗物質與暗能量研究團組首席研究員
現代宇宙學的歷史大概有100年左右，雖然時間不長，但是卻發展出了今日的宇宙學標準模型，它為我們了解宇宙起源和演化提供了理解的根基，而21cm探針，則有望讓我們真正傾聽到「宇宙的天籟」，一探「宇宙鴻蒙的時刻」。
宇宙學標準模型，讓我們一窺宇宙的黑暗時代與黎明
宇宙學的發展可以從愛因斯坦提出廣義相對論開始,他認為物質分布會影響到時空的曲率。愛因斯坦提出的是靜態宇宙模型，但是大家很快發現愛因斯坦的模型並不正確。宇宙學家亞歷山大·弗裡德曼(Alexander Friedman)在廣義相對論的基礎上, 首次提出了宇宙膨脹或收縮的數學理論。喬治·勒梅特(Georges Lemaitre)則明確提出了大尺度宇宙空間隨時間而膨脹的概念。隨著哈勃定律的發現，弗裡德曼和勒梅特有關宇宙膨脹的預言終於得到了觀測的驗證。
隨著宇宙大爆炸理論的發展，現代宇宙學標準模型得以形成。但是宇宙標準模型並沒有解答我們想知道的關於宇宙的一切問題。比如，我們現在可以看見的普通物質只佔「宇宙蛋糕」的一小塊，大概5%左右，而大部分是我們不知道的物質，其中20%多的是所謂「暗物質」，70%左右是「暗能量」，直到今天，我們對這兩種物質都還是知之甚少，只能根據引力去推測它們是存在的。
21cm輻射，傾聽「宇宙天籟」的探針
宇宙大爆炸之後，其中不均勻的成分進一步演化形成了不同的星系，我們最終也在這種過程當中產生出來。所以，想要了解宇宙原初的時代，我們需要去探測宇宙的黑暗時代和黎明，也就是第一代恆星和星系形成的過程。而21cm輻射，為我們提供了探針。那麼，為什麼21cm輻射是關鍵？我們又如何探測呢？
我們知道，大爆炸之初沒有恆星和星系，只有氣體，實際上只有氫和氦。所以想要探究星系的形成，我們便需要探測氫。氫原子的基態超精細分裂為兩個能級，其間的躍遷產生波長21cm輻射，當然隨著宇宙膨脹，它們的波長也變長了。由於氫的普遍存在，通過這些輻射我們就可以探測宇宙不同時期的物質分布，這也就是為什麼我們將21cm輻射稱為探針。
目前，各個國家都在做相關的實驗，比如美國、加拿大、澳大利亞、荷蘭，還有我們中國的FAST望遠鏡。我的團隊也做了兩個實驗，分別是「天籟實驗」和「鴻蒙實驗」，天籟實驗是一個針對暗能量探測的地面實驗，而鴻蒙實驗則是一個在月球軌道上部署低頻射電陣列的實驗，目的是利用月球的優越環境，打開新的低頻射電窗口，探索宇宙黑暗時代和黎明產生的21cm信號特徵。希望我們通過這些實驗真正能傾聽到宇宙的天籟，一探宇宙鴻蒙的時刻。
鴻蒙實驗將是對宇宙黑暗時代和黎明的初步探測。今天地面上要建的最大射電陣列也不過是「平方千米陣」，而要真正測繪宇宙黑暗時代、從而理解宇宙極早期暴脹過程，回答宇宙的起源問題，需要在月球背面建造面積達幾十平方千米的超級陣列，這是一個宏大的目標，只能留待遙遠的未來了。但是，在歷史的長河裡，古代人會持續幾個世紀去修建大教堂，用「愚公移山」的精神把教堂建造起來。那麼今日的我們，為了探索終極宇宙奧秘，是否也願意花幾個世紀，去最終建造這樣一個超級月球望遠鏡呢？
02
博物學，天地之大德曰生
劉華傑
北京大學哲學系教授
對普通人來說，最重要的事情就是好好活著。在當下，這一點尤其重要。
好好活著在哲學上又被稱為「詩意地棲居」。而詩意地棲居就是能夠過上正常的生活。而如果經歷像2020年這樣的疫情，我們就很難過上正常的生活。
造成現代人很難過上正常生活的原因，很大程度上是科技的發展。但不要誤會，這並不是說我們應該反對科學。
科技發展給我們帶來了五大難題。
其一：價值觀的非對稱發展。現代價值觀的非對稱發展，使我們在看待問題時出現了嚴重的偏頗。這一點在體育運動上表現得特別明顯。「更高、更快、更強」現在普遍被認為是奧林匹克運動會的精神，但實際上並不是這樣。奧林匹克精神實際是「Game」，而「更高、更快、更強」則源自體育運動的錦標賽。這種偏誤，加重了人類對生存的意義的歪曲。
其二：知識負擔。人類創造了太多太多的知識，每天都在強調創新創新再創新，確實，有很多問題是需要通過創新來解決的。但問題在於，我們現在積累的這些知識，需要學生學習很長時間才能掌握。其中只有極少部分人會進入研究領域繼續鑽研，對大多數人而言，他們的需求只是找一份工作，能夠維持生活就可以。
其三：個體壽命增長過快。在近100年來，由於科技的發展，人口壽命快速增長。這又帶來了後面的一系列問題，比如老齡化、勞動力不足等。更重要的是，現代人大量擠佔了本屬於後代的資源，影響了自然條件下在人類物種中發生的自然選擇。
其四：差異演化。這一點主要表現為人類活動和其他物種的演化、自然環境的演化不相匹配，進而導致了環境汙染等問題。我們已經進入了地質學上的「人類世」時期。面對進化的不匹配，很多人想到的一個方案是「逃離地球」。霍金曾經說過，在300年內，人類必須逃離地球。但從進化生物學的視角來看，逃離地球是無法實現的。美國曾經為了研究「逃離地球」的可能性，建造了一個「生物圈2號」試驗項目，結果失敗了，主要原因在於我們無法理解事物之間的聯繫及其構成的複雜系統。
其五：知識與德性不匹配。隨著知識的增長，我們面臨的風險也在增長。知識越高精尖，風險越大。造成風險的一大原因是人們的知識和德性之間缺乏相關性。愚蠢的人做壞事壞不到哪裡去，但如果聰明人做壞事後果就會非常嚴重。
要解決我們目前面臨的這些困境，思路之一就是復興博物學。博物學的第一步要求我們要慢下來，幫助人類發現人生意義的多樣性。現代科學最大的問題就是科學世界的發展遺忘了它的意義基礎，造成了一種科學危機。這裡的危機指的不是不可靠、不可信，恰巧是因為科學太有力量了，最終造成了對意義的盤剝。
提倡復興博物學，是要重視個體的感受，重視個體的主觀性，讓人們在現實生活中好好活著，活得更長久，面臨的風險更低一點。
重啟博物學，是在重申公民訪問大自然的權利。博物提醒我們要關注自然之美，多多觀察，積累數據，保持自己的好奇心，實現可持續發展，博物致遠。
03
兩類認知——
科學認知和人文社會認知
陳嘉映
首都師範大學哲學系教授
哲學家思考問題的方法，包括談論問題的方法，與科學家不太一樣。在科學方面，一個問題越想越深，就會越想越新，比如需要讀上個月甚至是昨天剛剛發表的論文。但是在人文社會方面的思考，一個問題越想越深，就會越往古遠走，會思考到孔子、孟子、莊子、亞里斯多德和柏拉圖那些最早的思想家。
從另一個角度看，可以把認知分為兩類。第一類，認知對象是怎樣的，與人類的感知、認知無關，比如物體的密度、太陽到地球的距離，這些事物不管我們是否能認識到，都不會改變。第二類則與人類的感知、認知有關，比如快樂、公平、幸福。有些人要當上了院士才快樂，有些人吃飽喝足就很快樂。
這有點兒像伽利略所區分的兩類性質，一類性質是事物固有的，另一類則摻雜了人類的感知。伽利略認為，以前的哲學沒有將這兩類性質分開。你提出一個理論來解釋你所感知到的世界，他提出另外一個理論來解釋他所感知到的世界，但是如果兩個人的感知本來就不同，那就無法達到一致的結論。科學應該只去研究第一類性質，也就是探討與人類感知無關的問題。也就是說，科學研究的是一個純粹客觀的世界。這種研究獲得的每一項成果，也許微小，但它是客觀為真的，是沒有爭議的。從而，科學研究每進一步，都是紮實的，最後就能夠取得不斷的進步。
後來，自然科學的確是沿著這個基本方向發展的。然而，另外一種認知方式，內在地牽涉我們感知的認知方式，是我們在日常生活中無法擺脫的，我們仍在用冷熱、快樂不快樂這些概念談論世界和生活。這種認知也是我們探討人生-社會問題的時候無法擺脫的。因此就有了我今天所說的兩類認知：科學認知和人文社會認知。
現在，我們把科學認知當成真理的範本，科學的等同於正確的。科學認知以外的認知，逐漸被認為是不科學的，不正確的。這跟從前不一樣，在伽利略和牛頓面前，擺著一本自然之書，一本聖經，現在丟開了聖經，自然之書被視作唯一真理，其他的認知被逐漸排擠、壓制，科學之外無認知，只剩下一些個人的、主觀的、無關緊要的感想。
科學認知方式逐漸佔據主導還有一個原因，就是科學與技術的結合。本來，科學和技術是分開的。人類從第一天起就是個技術物種，鑽木取火，製作刀斧、車輪，燒制陶器，這些技術伴隨著人類的發展。這些技術的發明者，並不是先明白了科學原理才發明了技術，而是靠經驗和試錯發明的。技術的力量大過自然的力量，僅僅憑藉這些相當原始的技術，人類就差不多消滅了大多數大動物。19世紀之後的技術則不然，幾乎所有新技術都要靠掌握科學理論才能發明出來。近代科學與技術相結合，其威力更是以往的技術無法相比的。這有點兒像語言與符號，本來各行其道，兩者結合之後產生了文字，整個文明隨之開始。
我們每一個人都在見證科學-技術的無窮威力，同時，我們大家也應該警惕這一巨大威力對人類生存帶來的威脅。
04
把實驗當方法
邱志傑
中央美術學院實驗藝術學院院長
著名策展人
實驗藝術到底是什麼？實驗這個詞的隱喻究竟是什麼？第一個使用「實驗藝術」這個詞的是貢布裡希，他在《藝術的故事》裡寫到：「不論是好是壞，20世紀的藝術家都得成為發明家。為了引人注目，他們都不得不追求獨創性，而不是我們仰慕的往昔大師的高超技藝……然而20世紀的藝術史不能不注意這種無休無止的實驗，因為本世紀中許多最有天賦的藝術家都加入了實驗的陣營。」 貢布裡希敏銳地看到了新藝術與科學革命帶來的實驗方法在世界觀、工作方法等多方面的相似性和相通性。所以他從科學領域借來了這個詞。
我經常想，人們對藝術最大的誤解是什麼？人們對藝術有三個最大的誤解：第一個誤解是藝術家是神經病；第二個誤解是藝術是一種表達；第三個誤解是藝術家需要天才與靈感。其實藝術家靠的是平時的訓練和套路來工作的。我們看到莫奈畫了很多遍《稻草垛》和《魯昂大教堂》，我們也看到塞尚反覆描述聖阿克斯山，包括中國古代藝術家對十八描的總結，都可以看到這種工作裡面的測試、比照，很像是科學家在做實驗。而藝術家巨大的工作量與科學家在實驗室的痛苦與艱苦也是非常相似的。
根據當前的語境提出問題、提出猜想和假設、設計實驗目標和實驗方法，證明之前的假設，以便於更新你的認知，開展進一步的工作，這些我想大家聽著都很熟。除了這個基本模型，藝術實驗又會廣泛地涉及處理陌生主題、尋找新形式、嘗試新手法、追求新效果、創造新體驗、設定新受眾等一系列具體的事情。實驗的目標有時很大，有時具體而為；有時有意栽花，有時無心插柳，但是面向未知狀態和求真、求正的方式與科學並無二致。
因此，我們說，實驗藝術不是由無知、任性、反社會堆砌起來的怪異行為，而是某種對真理與新知的尋求。藝術家創作之前的衝動或者動機，其實就是科學實驗中的問題意識，也就是我們的猜想或假設；構思和謀劃作品的過程其實更接近於進行實驗設計的過程；而動手做作品的過程，其實就是實驗操作的過程。我們對藝術的理解和對自我的理解，在這個過程中有可能產生一些突破，從而使我們能夠突破常規，離開套路，也就使反傳統衝動、有所超越和創新的衝動能夠獲得一個基礎。在這個意義上，實驗藝術就是運用了自然科學實驗方法的藝術，每個時代都有它的「實驗藝術」。藝術史所記載下來的幾乎都是當時的實驗藝術。以前的藝術家可能比較是無意識地這麼做，而現在的藝術家可以有意識地、清晰地來這麼做。
我們能夠從藝術發展史清晰地看到，基本上每種藝術的誕生都配合著一種新技術的演進。現代主義是被攝影術逼出來的，文藝復興是被解剖學和光學逼出來的，直到今天，科技藝術——STARTS這個詞誕生了，Science+Technology+Arts。科技藝術包含了傳統意義上的錄像藝術、聲音藝術和光藝術，等等，我們稱之為媒體藝術；也包含了數據藝術和人工智慧；還包括生物藝術、生態藝術；甚至還包括展演、科普甚至技術倫理等方面的內容。
我們希望，通過建立起一個科技藝術研究院，直至搭建出一個較為完整的學科框架。
05
後量子密碼學：一個全新的數字時代
丁津泰
清華大學丘成桐數學中心和北京應用數學研究院教授
辛辛那提大學威廉·塔福特終身教授
誰見過這個數字嗎？
這是人類歷史上最重要的數字之一，是微軟用來認證軟體升級的數字。什麼意思呢？微軟在軟體更新上做了一個籤名，而籤名的真實性是由這個數字來驗證的，當我們的電腦收到微軟的軟體更新時，就能確認這個軟體是從微軟來的，而不是從攻擊者來的。
這個系統就基於公鑰密碼學（Public Key Cryptography），公鑰密碼學是現代通信系統的基礎。
我希望充分強調公鑰密碼學的重要性。公鑰密碼學的目的是解決兩大問題：第一個是安全通信，即高效地解決大型網絡上的通信安全問題，如果沒有公鑰密碼學就沒有現在的網際網路；第二個更有趣的目的在於籤名認證。
現在大家都討論區塊鏈，區塊鏈最重要的應用就是比特幣，在比特幣上，你的所有權是由公鑰決定的，之後你用私鑰來籤名，以保證交易的安全性。比特幣的本質是一個公開的帳本，誰都可以參加，它的安全基礎是電子籤名。它做了一件非常了不起的事情——我們認為，在人類歷史上比特幣第一個創造了不可更改的記錄，以前任何東西都可以改，而比特幣的記錄你可以完全摧毀，但是不可修改。這裡我想強調一條，比特幣根本沒有用到加密，它的全部信息都是公開的，它只用了籤名。
當下的數字籤名主要有兩類，一是RSA數字籤名，二是橢圓曲線數字籤名。但1994年，有人來攪局了——Peter Shor 利用基於量子力學原理而建立的量子計算發明了一個全新的量子算法，高效地突破了素數分解及離散對數的難度，攻破了RSA和橢圓曲線公鑰密碼系統。當量子計算機最終來臨時，它將破解一直為我們的個人隱私、通信安全，以及政府安全、公司安全保駕護航的密碼算法。我們能用以應對量子計算機威脅的算法就是後量子密碼學，也即抗量子密碼學。
2015年的8月，美國國家安全局公布，信息安全部門在不久的將來會啟動向抗量子算法的轉變（IAD will initiate a transition to quantum resistant algorithms in the not too distant future）。這意味著早在2015年，美國國家安全局就決定要將所有的RSA、橢圓曲線算法全部換掉。量子計算機真的要來嗎？我不知道，但西方在量子計算上的發展是非常迅速的，在未來五年到十年，會對所有的低層安全算法進行全面的升級更換。
我們進入了一個全新的數字時代。對任何一個國家、機構來說，如果你希望你的信息是安全的，現在就必須做好準備，抵制量子計算機的威脅。
人類從誕生伊始，就在不斷追索，追索過去的歷程、當下的成因、未來的答案。因為新認知的出現，我們可以不拘泥於碳基的身軀，只要我們的思維活得更久，一切都可以被重塑。
我們要去探索宇宙的黑暗與黎明，鴻蒙未開的地方藏著宇宙最深的秘密；我們要深諳博物學，它能讓我們好好活著，把每一個日子都變成「詩意地棲居」；我們要駐足凝望科學與人文的兩條路，才能找到真理的所在；我們要尋味藝術的真諦，縱然美麗與神聖，它終歸要閃耀科技的光輝；我們要在警覺中前行，用量子密碼學迎接全新的數字時代。
我們要共同進化，成為知識星球上的提塔利克魚！
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