沒發現另一個你,那多重宇宙是怎麼被發現的?

2020-12-02 極客公園

宇宙和宇宙之間也會碰撞,我們生活的宇宙可能不止一個宇宙?

當著名理論物理學家、哥倫比亞大學教授 Brian Greene 在 WE 大會上提出他團隊得出的設想時,大多數人接受這個概念起來並不如想像中困難。科幻電影的種種設定,已經讓我們見怪不怪:果然如此。

但我們仍想讓你在嚴謹的科學層面,聽一下為什麼人類可能生活在多重宇宙。不止是因為科學家會告訴你在這個多重宇宙中並不存在另一個你,更因為要走到這一步,科學家花了四百多年,期間經過包括牛頓、愛因斯坦等知名科學家的接力與顛覆。

我們現在在初中物理課本上學到牛頓引力是 Brian Greene 嘗試解釋多重宇宙的理論起源。牛頓在 1600 年提出引力定律,用最直白地語言告訴世界,因為引力的存在,行星必須圍繞恆星運轉,由此人們能夠預測星辰如何運轉,也知道了地球並非宇宙中心。

但牛頓並沒解釋,引力這個「力」到底是怎麼運行的?到底太陽為什麼在那兒?地球為什麼在這兒?到底引力是如何發揮作用的呢?

後續的科學家同樣苦惱這個問題,直到愛因斯坦用系統的「時空關係」認識解釋了「引力」。

在時空的作用下,引力就像是一張很有韌性的塑料薄膜,恆星、行星就像壓在上面運行的不同質量的球。物體夠重的話,這個塑料墊子就會彎下去。足夠輕的小球會直線運行,但如果是大球的話,它就會走曲線。

不過,愛因斯坦由此認為宇宙應該是無窮無盡的,永遠不變的,球體總是會按照既定秩序運行下去。但隨後,哈勃通過望遠鏡觀察發現並非如此,我們的宇宙仍然在發生許多變化。到 70 年代末的,科學家公認引力應該有兩種形態:

第一,吸引,就像我們司空見慣的那樣,就像我們在地球上有引力,我們不離開地面一樣;第二,太空當中有均勻分布的能量,它使得有另外一種引力,也就是所謂的反斥引力,把我們推出去。這樣的一種能量就像宇宙的燃料一樣,它會推動著我們這個宇宙不斷地擴張。

按照這個理論,宇宙的擴張將越來越慢,直到靜止。比如把蘋果扔出去,它就會越飛越慢。

但近年來,另外一波科學家又經過觀測、計算發現,宇宙擴張並未變慢,反而越來越快。這讓科學家們開始思考這背後的原因。

Brian Greene 團隊通過對微觀世界觀測和計算發現各種不同扭曲、彎曲的弦。基於大爆炸宇宙起源理論,他們認為現在的宇宙可能不止發生過一次爆照。

爆炸再爆炸,使得一個宇宙成為另一個宇宙。不同時期「爆炸」的宇宙在大宇宙中形成不同力量「漣漪」,就可以解釋為什麼我們現在的宇宙仍在加速擴張。

從哥白尼開始指出地球並非宇宙中心,到牛頓提出引力定律,再到愛因斯坦的時空相對論,不難發現,對於宇宙真相的追求不是沒有反覆或錯謬,但總是行過歧路,又見「柳暗花明」。

很長一段時間,隨著像宇宙天文學探索的深入,我們能獲得的認知已經不再像過去幾個世紀的人們聽說「日心說」一樣驚訝。同時,前沿科學研究讓普通人「仰之彌高」,我們很難真正建立和科學家情感上的連接;但事實上,就像對於多重宇宙的設想一樣,「鑽之彌堅」的科學家在研究中也會有種種矛盾、爭執,以及充滿挫折、錯過的跌宕起伏。

事實上,在 WE 大會中,科學家們從來不止分享他們取得的成就,更多的是分享啟發他們不斷追求、靠近真相的故事。WE 大會是騰訊從 2013 年起開始舉辦的公益科技會議,今年已經是第 7 年。歷屆的嘉賓包括天文學、物理學、生物醫療、人工智慧、虛擬實境甚至是科幻文學領域的大咖。

值得一提的是,今年 11 月 2 日-4 日,騰訊還舉辦了另外兩場科學活動,騰訊醫學 ME 大會和科學探索獎頒獎。其中首屆科學探索獎頒獎頒給了今年 37 歲的英國知名神經學家 Tom Baden。他連續兩年發表於《自然》的研究發現,視網膜神經迴路在功能上的多樣性遠高於此前人們的認知,這可能改變眼科診斷和治療的研究基礎。他也參加了此次 WE 的演講。

對於科學家而言,參加 WE 同樣是向外界傳達個人理念的平臺。

在去年的 WE 大會上,中科院上海植物生理生態研究所研究合成生物學重點實驗室主任覃重軍說科學家本來只做報告,但他願意出來分享他在基因工程取得的突破,是因為「如果你想做偉大的成績,應該跟偉大的人,向他們學習,讀他們的東西,看他們的東西」。在覃重軍辦公室,掛著巴斯德和達爾文的畫像,他將兩人經歷過作為進行科研活動的精神激勵。

一年一度的 WE 又來了,現在不妨看看、聽聽來自天文、物理、醫學等領域的 9 位嘉賓講述他們在各自領域解決問題過程中,怎麼獲得一個個帶著些許偶然的必然成果。

以下為今年 WE 大會的演講內容介紹,經極客公園編輯(關注微信公號:極客公園微信號,點擊本文閱讀原文可獲得完整演講內容):

癌症免疫學家 Carl June

開場嘉賓 Carl June 是一名權威癌症免疫學家,他首創 CAR-T 療法,通過喚醒免疫系統來消滅癌細胞,已成功應用於白血病、淋巴瘤和骨髓瘤等腫瘤治療的臨床試驗。Carl June 帶來了這一癌症療法的最新進展,他說:「面對癌症高額的治療費用,我們必須找到新辦法治癒病人,而且是一次性的。CAR-T 細胞在人體內可以存活很多年,是一種非常有效的細胞和基因療法。」

 

地質物理學家 Jennifer Jackson

針對人體腫瘤的療法給患者帶來希望,對地球「腫塊」的研究則可能揭示地球生命的誕生之謎。加州理工學院教授 Jennifer Jackson 帶領團隊發明了「地震層析成像法」技術,能像 X 光片一樣透視地球內部影像,幫助人類深入研究地心高密度巨型異物,也就是地心「腫塊」。她說:「這樣的腫塊,哪怕是小腫塊,也會在塑造地表方面起到重要作用。如果我們可以對地球內部進行更高清的成像,就能更好地了解地球腫塊對於每一個行星可居住性的影響。」

 

理論物理學家 Brian Greene

被稱為世界上最擅長解釋深奧理論的哥倫比亞大學物理系和數學系教授 Brian Greene,帶來了最前沿的探索之一——弦理論的最新成果。作為弦理論研究的領軍人物,Brian Greene 通過三個故事講解了多重宇宙存在的可能性,「也許以後,我們會認為我們的宇宙並不是整個宇宙空間的中心,而只是無數宇宙中的一個。」

 

中科院高能物理研究所所長王貽芳

高能物理界領軍人物、中國科學院院士王貽芳,一直致力於研究宇宙中最神秘的中微子。中微子是目前唯一質量未知的粒子,極難捕捉和偵測,也被稱作「幽靈粒子」。王貽芳團隊成功測出中微子的振蕩模式,為人類揭秘宇宙本源開闢了新路徑,他說:「大型的科學設施實際上是技術發展的最好觸發和推動。科學家如果能夠和工程師工作在一起,我們可以使技術能力大大加強和發展。」

清華大學類腦計算研究中心主任施路平

清華大學類腦計算研究中心主任施路平致力於融合人腦和電腦思維,用類腦計算支撐通用人工智慧的發展。他的團隊研發出全球首款異構融合類腦晶片「天機芯」,實現了中國在晶片和人工智慧兩大領域《自然》論文零的突破。施路平說:「發展類腦計算和人工通用智能真正的挑戰既不是科學,也不是技術,而是學科分布導致沒有合適的人做這樣的研究,所以多學科融合尤為關鍵。」

 

哥倫比亞大學創意機器實驗室主任 Hod Lipson

來自美國哥倫比亞大學創意機器實驗室的 Hod Lipson,研發出自我建模的仿生群體「粒子機器人」,這種機器人未來將可能擁有創造力和自主思考能力。「一個真正的粒子機器人可能會由成千上百個粒子組成,即便其中 20% 的粒子壞掉,也仍然可以繼續運作。」Hod Lipson 強調,「我們認為它帶來的好處將會遠遠超過它的風險。」

《自然》總編輯 Magdalena Skipper

《自然》總編輯、遺傳學家 Magdalena Skipper,是雜誌創刊 150 年來,首位擔任該職位的女性,也是首位具有生命科學學術背景的總編輯。今年 WE 大會上,她介紹了 200 多年來人類在遺傳學研究上取得的突破:「遺傳學比我們預想得要複雜得多,但它對我們決定性的意義又比我們想像的低得多」。


首屆「自然科研全球影響力大獎」得主Tom Baden

在今年的 WE 大會上,首屆「自然科研全球影響力大獎」得主Tom Baden分享了團隊的研究成果,他的團隊通過對斑馬魚的基因編程,來觀察其大腦結構和神經元的運作成果。Tom Baden 連續兩年發表於《自然》的研究發現,視網膜神經迴路在功能上的多樣性遠高於此前人們的認知,而這可能改變眼科診斷和治療的研究基礎。此外,他還使用 3D 列印等新技術設計製造專業實驗設備,並基於開源許可協議公開了自己的設計,這將極大推動神經學研究的進展。

 

騰訊首席探索官網大為

「我們怎樣迎接 2050 年前容納 100 億人在世界上可持續的生活?食物、能源、水至關重要。這些領域又相互勾連,我們在一方面取得進展,就有助於解決其他方面的需求。科技向善,騰訊過去一年應對這些地球級挑戰做出了很多努力。」網大為說。

近年來,騰訊不斷加碼基礎科學投入,加快前沿領域探索,已建立起人工智慧實驗室矩陣和基於前沿科技的實驗室矩陣,涵蓋機器人、量子計算、5G、邊緣計算、IoT 和音視頻技術等,並致力於利用新技術提高人類生活品質,如打造「會救命的 AI」,利用 AI 醫學影像分析和輔診引擎進行疾病早篩和風險預測;騰訊 AI Lab 首創性農業 AI 系統提高有效農產品的產量和自然資源利用率,為未來人類應對農業和食品挑戰探索新的解決方案;騰訊優圖實驗室利用計算機視覺技術,跨年齡人臉識別技術打拐尋人,兩年來幫助找到走失家人的家庭 1000 多個。


責任編輯:臥蟲

圖片來源:騰訊

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