没发现另一个你,那多重宇宙是怎么被发现的?

摘要

「也许以后,我们会发现自己的宇宙并不是整个宇宙空间的中心,而只是无数宇宙中的一个。」

宇宙和宇宙之间也会碰撞,我们生活的宇宙可能不止一个宇宙?

当著名理论物理学家、哥伦比亚大学教授 Brian Greene 在 WE 大会上提出他团队得出的设想时,大多数人接受这个概念起来并不如想象中困难。科幻电影的种种设定,已经让我们见怪不怪:果然如此。

但我们仍想让你在严谨的科学层面,听一下为什么人类可能生活在多重宇宙。不止是因为科学家会告诉你在这个多重宇宙中并不存在另一个你,更因为要走到这一步,科学家花了四百多年,期间经过包括牛顿、爱因斯坦等知名科学家的接力与颠覆。

我们现在在初中物理课本上学到牛顿引力是 Brian Greene 尝试解释多重宇宙的理论起源。牛顿在 1600 年提出引力定律,用最直白地语言告诉世界,因为引力的存在,行星必须围绕恒星运转,由此人们能够预测星辰如何运转,也知道了地球并非宇宙中心。

但牛顿并没解释,引力这个「力」到底是怎么运行的?到底太阳为什么在那儿?地球为什么在这儿?到底引力是如何发挥作用的呢?

后续的科学家同样苦恼这个问题,直到爱因斯坦用系统的「时空关系」认识解释了「引力」。

在时空的作用下,引力就像是一张很有韧性的塑料薄膜,恒星、行星就像压在上面运行的不同质量的球。物体够重的话,这个塑料垫子就会弯下去。足够轻的小球会直线运行,但如果是大球的话,它就会走曲线。

不过,爱因斯坦由此认为宇宙应该是无穷无尽的,永远不变的,球体总是会按照既定秩序运行下去。但随后,哈勃通过望远镜观察发现并非如此,我们的宇宙仍然在发生许多变化。到 70 年代末的,科学家公认引力应该有两种形态:

第一,吸引,就像我们司空见惯的那样,就像我们在地球上有引力,我们不离开地面一样;第二,太空当中有均匀分布的能量,它使得有另外一种引力,也就是所谓的反斥引力,把我们推出去。这样的一种能量就像宇宙的燃料一样,它会推动着我们这个宇宙不断地扩张。

按照这个理论,宇宙的扩张将越来越慢,直到静止。比如把苹果扔出去,它就会越飞越慢。

但近年来,另外一波科学家又经过观测、计算发现,宇宙扩张并未变慢,反而越来越快。这让科学家们开始思考这背后的原因。

Brian Greene 团队通过对微观世界观测和计算发现各种不同扭曲、弯曲的弦。基于大爆炸宇宙起源理论,他们认为现在的宇宙可能不止发生过一次爆照。

爆炸再爆炸,使得一个宇宙成为另一个宇宙。不同时期「爆炸」的宇宙在大宇宙中形成不同力量「涟漪」,就可以解释为什么我们现在的宇宙仍在加速扩张。

从哥白尼开始指出地球并非宇宙中心,到牛顿提出引力定律,再到爱因斯坦的时空相对论,不难发现,对于宇宙真相的追求不是没有反复或错谬,但总是行过歧路,又见「柳暗花明」。

很长一段时间,随着像宇宙天文学探索的深入,我们能获得的认知已经不再像过去几个世纪的人们听说「日心说」一样惊讶。同时,前沿科学研究让普通人「仰之弥高」,我们很难真正建立和科学家情感上的连接;但事实上,就像对于多重宇宙的设想一样,「钻之弥坚」的科学家在研究中也会有种种矛盾、争执,以及充满挫折、错过的跌宕起伏。

事实上,在 WE 大会中,科学家们从来不止分享他们取得的成就,更多的是分享启发他们不断追求、靠近真相的故事。WE 大会是腾讯从 2013 年起开始举办的公益科技会议,今年已经是第 7 年。历届的嘉宾包括天文学、物理学、生物医疗、人工智能、虚拟现实甚至是科幻文学领域的大咖。

值得一提的是,今年 11 月 2 日-4 日,腾讯还举办了另外两场科学活动,腾讯医学 ME 大会和科学探索奖颁奖。其中首届科学探索奖颁奖颁给了今年 37 岁的英国知名神经学家 Tom Baden。他连续两年发表于《自然》的研究发现,视网膜神经回路在功能上的多样性远高于此前人们的认知,这可能改变眼科诊断和治疗的研究基础。他也参加了此次 WE 的演讲。

对于科学家而言,参加 WE 同样是向外界传达个人理念的平台。

在去年的 WE 大会上,中科院上海植物生理生态研究所研究合成生物学重点实验室主任覃重军说科学家本来只做报告,但他愿意出来分享他在基因工程取得的突破,是因为「如果你想做伟大的成绩,应该跟伟大的人,向他们学习,读他们的东西,看他们的东西」。在覃重军办公室,挂着巴斯德和达尔文的画像,他将两人经历过作为进行科研活动的精神激励。

一年一度的 WE 又来了,现在不妨看看、听听来自天文、物理、医学等领域的 9 位嘉宾讲述他们在各自领域解决问题过程中,怎么获得一个个带着些许偶然的必然成果。

以下为今年 WE 大会的演讲内容介绍,经极客公园编辑(关注微信公号:极客公园微信号,点击本文阅读原文可获得完整演讲内容):

癌症免疫学家 Carl June

开场嘉宾 Carl June 是一名权威癌症免疫学家,他首创 CAR-T 疗法,通过唤醒免疫系统来消灭癌细胞,已成功应用于白血病、淋巴瘤和骨髓瘤等肿瘤治疗的临床试验。Carl June 带来了这一癌症疗法的最新进展,他说:「面对癌症高额的治疗费用,我们必须找到新办法治愈病人,而且是一次性的。CAR-T 细胞在人体内可以存活很多年,是一种非常有效的细胞和基因疗法。」

 

地质物理学家 Jennifer Jackson

针对人体肿瘤的疗法给患者带来希望,对地球「肿块」的研究则可能揭示地球生命的诞生之谜。加州理工学院教授 Jennifer Jackson 带领团队发明了「地震层析成像法」技术,能像 X 光片一样透视地球内部影像,帮助人类深入研究地心高密度巨型异物,也就是地心「肿块」。她说:「这样的肿块,哪怕是小肿块,也会在塑造地表方面起到重要作用。如果我们可以对地球内部进行更高清的成像,就能更好地了解地球肿块对于每一个行星可居住性的影响。」

 

理论物理学家 Brian Greene

被称为世界上最擅长解释深奥理论的哥伦比亚大学物理系和数学系教授 Brian Greene,带来了最前沿的探索之一——弦理论的最新成果。作为弦理论研究的领军人物,Brian Greene 通过三个故事讲解了多重宇宙存在的可能性,「也许以后,我们会认为我们的宇宙并不是整个宇宙空间的中心,而只是无数宇宙中的一个。」

 

中科院高能物理研究所所长王贻芳

高能物理界领军人物、中国科学院院士王贻芳,一直致力于研究宇宙中最神秘的中微子。中微子是目前唯一质量未知的粒子,极难捕捉和侦测,也被称作「幽灵粒子」。王贻芳团队成功测出中微子的振荡模式,为人类揭秘宇宙本源开辟了新路径,他说:「大型的科学设施实际上是技术发展的最好触发和推动。科学家如果能够和工程师工作在一起,我们可以使技术能力大大加强和发展。」

清华大学类脑计算研究中心主任施路平

清华大学类脑计算研究中心主任施路平致力于融合人脑和电脑思维,用类脑计算支撑通用人工智能的发展。他的团队研发出全球首款异构融合类脑芯片「天机芯」,实现了中国在芯片和人工智能两大领域《自然》论文零的突破。施路平说:「发展类脑计算和人工通用智能真正的挑战既不是科学,也不是技术,而是学科分布导致没有合适的人做这样的研究,所以多学科融合尤为关键。」

 

哥伦比亚大学创意机器实验室主任 Hod Lipson

来自美国哥伦比亚大学创意机器实验室的 Hod Lipson,研发出自我建模的仿生群体「粒子机器人」,这种机器人未来将可能拥有创造力和自主思考能力。「一个真正的粒子机器人可能会由成千上百个粒子组成,即便其中 20% 的粒子坏掉,也仍然可以继续运作。」Hod Lipson 强调,「我们认为它带来的好处将会远远超过它的风险。」

《自然》总编辑 Magdalena Skipper

《自然》总编辑、遗传学家 Magdalena Skipper,是杂志创刊 150 年来,首位担任该职位的女性,也是首位具有生命科学学术背景的总编辑。今年 WE 大会上,她介绍了 200 多年来人类在遗传学研究上取得的突破:「遗传学比我们预想得要复杂得多,但它对我们决定性的意义又比我们想象的低得多」。


首届「自然科研全球影响力大奖」得主Tom Baden

在今年的 WE 大会上,首届「自然科研全球影响力大奖」得主Tom Baden分享了团队的研究成果,他的团队通过对斑马鱼的基因编程,来观察其大脑结构和神经元的运作成果。Tom Baden 连续两年发表于《自然》的研究发现,视网膜神经回路在功能上的多样性远高于此前人们的认知,而这可能改变眼科诊断和治疗的研究基础。此外,他还使用 3D 打印等新技术设计制造专业实验设备,并基于开源许可协议公开了自己的设计,这将极大推动神经学研究的进展。

 

腾讯首席探索官网大为

「我们怎样迎接 2050 年前容纳 100 亿人在世界上可持续的生活?食物、能源、水至关重要。这些领域又相互勾连,我们在一方面取得进展,就有助于解决其他方面的需求。科技向善,腾讯过去一年应对这些地球级挑战做出了很多努力。」网大为说。

近年来,腾讯不断加码基础科学投入,加快前沿领域探索,已建立起人工智能实验室矩阵和基于前沿科技的实验室矩阵,涵盖机器人、量子计算、5G、边缘计算、IoT 和音视频技术等,并致力于利用新技术提高人类生活品质,如打造「会救命的 AI」,利用 AI 医学影像分析和辅诊引擎进行疾病早筛和风险预测;腾讯 AI Lab 首创性农业 AI 系统提高有效农产品的产量和自然资源利用率,为未来人类应对农业和食品挑战探索新的解决方案;腾讯优图实验室利用计算机视觉技术,跨年龄人脸识别技术打拐寻人,两年来帮助找到走失家人的家庭 1000 多个。


责任编辑:卧虫

图片来源:腾讯

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