其實,人類科學早已發展到了令人「難以想像」的地步

2020-12-06 騰訊網

蘇霍姆林斯基說:人的內心裡有一種根深蒂固的需要——總想感到自己是發現者、研究者、探尋者。

於是,在尋找星河鑰匙的途中,我們對宇宙的審視從四維到十一維;在破解生命密碼時,我們甚至利用 DNA 做積木,以造物者的勇氣,重新對生命進行設計和組裝……

每當我們尚未來得及驚奇時,科學的觸角便又向前延伸了一步。

那麼,前沿科學的發展究竟能有多超乎想像?

三位知乎大神,為大家舉了幾個慄子。

1

科學家的大腦洞,整個世界的想像力都跟不上。

知友:劉博洋(天文科普作家、「天文八卦學」主筆)

以霍金為代表的一大批物理學家,早在上世紀六七十年代就已在理論上對黑洞的各種性質做了充分的推演,雖然人們遲遲沒有見過黑洞的真容,但黑洞早就是天體物理學中被「默認」的設定。

但直到從夏威夷到西班牙、從格陵蘭到南極點、從洛基山到安第斯的 9 架世界頂尖毫米波望遠鏡聯合起來,組成橫跨地球直徑的「視界面望遠鏡」——

把幾千萬光年之外超大質量黑洞周圍極度扭曲時空中光子環繞形成的「光環」拍攝下來,我們才終於有了那種「眼見為實」的自信心,真正意義上把黑洞從一種「假說」變成了「事實」。

黑洞本身,固然已經是「難以想像」的傑出代表,而為看到黑洞而克服的巨大技術挑戰,更是令人難以想像。

一些天文學家更有野心。為了進一步推動科學發現的取得,他們會提出非常極端的假設與技術需求。

比如,為了對系外類地行星進行直接成像,一個天文學家小組提出了異常宏大的腦洞:把整個太陽當做引力透鏡,構成一個恆星級的「望遠鏡」。

這架橫跨太陽系的望遠鏡長達 650 個天文單位,這架望遠鏡的「後端設備」需要被發射到柯伊伯帶之外的太陽系邊疆才能完成觀測。

太陽引力透鏡望遠鏡想像圖(Credit: Discover)

如果成真,這架望遠鏡的籌備和發射周期將長達數十年,全壽命周期以世紀為單位計算。

它將幫助我們完成對人類遙遠未來新家園的驚鴻一瞥。

2

真正超乎想像的前沿科學發展,是那些已經讓你習以為常認為不是前沿的東西。

知友:李雷(中科院生物學博士)

科學的進展,正在不斷地讓我們從「不治之症」到「部分可治療」以及未來的期待「攻克癌症」,在我看來,這就是一個潛移默化卻真正走在前沿的領域。

癌症本身就是一場植根於我們基因深處的一種疾病,或者,更確切地說,癌症是我們生命客觀存在的能力的激活,是我們生命的 B 面,正因為如此,治療癌症幾乎成為了不可能完成的任務。

腫瘤免疫療法可以說是近兩年來癌症治療中的最前沿也是最大的突破,因此也獲得了 2018 年的諾貝爾生理或醫學獎。其中賓夕法尼亞大學的 Carl June 教授的開創 CAR-T 技術(Chimeric Antigen Receptor T-Cell Immunotherapy)應該是走在這個領域的最前沿。

這種技術會針對具體的人,從他身體裡提取免疫細胞 T 細胞,然後做針對性的基因編輯改造,安裝上腫瘤嵌合抗原受體(CAR),使其可以靶向體內的具體癌症類型,然後培養好後輸回人體中讓它去殺死癌細胞。

這代表了我們真正前沿的科學進展,這是人類對命運的抗爭,對這種植根於基因上的疾病做出一次更加壯觀的鬥爭。儘管如今的免疫療法並不完美,依然無法治癒很多癌症,但是,至少,從某種角度來說,免疫療法已經可以徹底治癒部分癌症了,這是人類抗癌史上的裡程碑。

3

探測技術正在衝擊著人類想像地球的方式。居於星球一隅的我們,不再懵懂無知。

知友:haibaraemily(行星科學博士、天文與地學科普博主)

這發設計壽命 5 年的孿生衛星組,最終工作了 15 年半,直到 2018 年才結束任務。

GRACE 衛星的工作原理:通過高精度跟蹤測量兩顆衛星之間的距離變化(這是地球各個地方質量分布的體現),測量出地球全球的重力場信息。來源:NASA[1]

GRACE 衛星的空間解析度大約在 300 公裡尺度,遠沒有後來模仿 GRACE 衛星設計而成的月球 GRAIL 衛星那麼卓越,但持續 15 年監測的 GRACE 衛星卻在時間解析度尺度上對我們認識地球有著極其重要的意義。

冰川推移、洋流變遷、水資源的循環……這些都可以在地球重力場數據中體現出來。

GRACE 衛星大約每個月可以更新一次地球全球的重力分布信息,這意味著我們 literally 可以看到地球的月新年異。

也就是說,不管是現在,還是在接下來的數年裡,地球上的物質變遷,都可以由天上的重力衛星記錄和反映,而我們也會根據這些跟蹤結果來選擇我們與自然的相處之道。

正如巴爾扎克所說:真正的科學家應當是個幻想家。誰不是幻想家,誰就只能把自己稱為實踐家。

11 月 3 日 14:00,全球最善於幻想的科學家將齊聚2019 騰訊科學 WE 大會的舞臺:

中國當代最重要的高能物理學家之一王貽芳院士、著名理論物理學家Brian Greene教授、「CAR-T 細胞免疫療法之父」Carl June教授、用強力地震波探測儀為地球做「體檢」的Jennifer Jackson教授等等。

同時,三位知乎大神李雷劉博洋haibaraemily也將組成「知乎科學團」,進駐官方直播間,與大家全程互動。

鎖定 2019 騰訊科學 WE 大會直播,與科學「幻想家」們一起,乘著想像的翅膀,在「小宇宙」裡盡情翱翔吧!

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