如果信仰是基於證據，那它就不是信仰了，所以說我對人類進步抱有信仰是錯誤的。與上帝不同，進步是客觀存在的，是一個可證明的事實，就像進化一樣。人類變得更加富有、更加健康、更加自由、更加和平和更加聰明。我們比我們的祖先知道得更多，而且我們一直在學習更多。任何理性的人都必須承認，這些趨勢構成了進步。問題是，這種進步能持續多久？
讓我先退一步。我最近同意了超級評論員史蒂芬·平克的觀點，即在過去兩個世紀裡，我們在物質、道德和智力方面取得了進步，這應該給我們帶來希望，我們能夠取得更多成就。我預料到，並且已經收到了反駁。悲觀主義者認為，我們的進步將被證明是短暫的；我們將不可避免地屈服於我們自身的卑鄙和愚蠢，並自我毀滅。
也許是，也許不是。僅僅為了論證，讓我們假設在未來一兩個世紀內，我們解決了我們最大的問題，包括暴政、不公正、貧困、流行病、氣候變化和戰爭。假設我們創造了一個我們可以幾乎做任何我們選擇的事情的世界。許多人會追求快樂，尋找更有趣的方式來享受自己。其他人可能會尋求精神上的啟迪，或者致力於藝術表達。
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無論我們的後代選擇做什麼，肯定會有人繼續研究宇宙以及其中的一切，包括我們。知識探索能持續多久？不久，我在25年前的這個月在科學的終結中論證道，該書認為粒子物理學、宇宙學、神經科學和其他領域正在觸及基本極限。我仍然認為我是對的，但我可能錯了。下面我描述了三位物理學家——弗里曼·戴森、羅傑·彭羅斯和大衛·多伊奇——的觀點，他們認為，即使在面對宇宙熱寂的情況下，知識探索也可以持續很長時間，甚至永遠。
如果您正在推測我們長期的宇宙未來，您必須面對熱力學第二定律，這是科學對自然最令人沮喪的洞見。它規定，封閉系統，即沒有從外部來源獲得能量注入的系統，隨著時間的推移，往往會變得更加無序。這是對無聊的一種委婉說法。第二定律意味著宇宙將不可避免地陷入熱寂，屆時一切事物、所有地方的溫度都完全相同，接近絕對零度，並且什麼都不會發生。
20世紀90年代後期宇宙正在加速膨脹的發現意味著我們正以越來越快的速度接近熱寂，也稱為大凍結。情況不妙。隨著宇宙不斷膨脹，恆星，包括我們自己的太陽（在首先變成紅巨星並焚燒地球之後），甚至黑洞最終都會輻射掉它們所有的能量，宇宙將永遠陷入黑暗。宇宙學家已經計算出，我們將在一個古戈爾年內到達這個宇宙盡頭——屆時時間本身也會停止，正如物理學作家喬治·穆瑟指出的那樣。一個古戈爾是10的100次方。
是的，那是一段很長的時間。（相比之下，太陽預計將在短短五十億年內變成紅巨星並焚燒我們的星球，即5乘以10的9次方。）但是，這個令人沮喪的預言使得我們取得的所有進步都顯得可悲地微不足道和毫無意義，這只是宇宙滑向永恆黑夜的海嘯般的滑坡中一個無窮小的倒退漩渦。我們所有的知識探索都將徒勞無功，因為我們學到的一切都將被遺忘，因為宇宙陷入完全、不可逆轉的無知覺狀態。
弗里曼·戴森的智慧氣體雲
受到宇宙湮滅前景的困擾，科學家們設想了我們可以避免它的方法。弗里曼·戴森是這種推測的先驅，他於去年去世，享年96歲。20世紀70年代後期，物理學家史蒂文·溫伯格一句臭名昭著的評論“宇宙越是顯得可理解，它也越是顯得毫無意義”激起了戴森對宇宙長期命運的思考。
在1979年的一篇論文《永無止境的時間：開放宇宙中的物理學和生物學》中，戴森斷言，只要宇宙孕育著智慧，它就有意義，有目的。他推測，在遙遠的未來，我們的後代可能會佔據其他恆星系統和星系，或許在擺脫了血肉之軀後，變成智慧氣體雲。戴森提出了數學論證，證明這些生物可以透過精明的能量守恆，維持在永恆膨脹的宇宙中生存、思考和交流所需的資源。
戴森堅持認為，我們的後代將永遠有很多東西可以思考。他從庫爾特·哥德爾1931年證明的任何數學公理系統都是“不完備的”這一論斷中獲得了鼓舞，這提出了那些無法用這些公理回答的問題。哥德爾的不完備性定理暗示，數學和物理現實都將用“取之不盡”的問題來挑戰我們。戴森斷言，“無論我們走向未來多遠，總會有新的事情發生，新的資訊湧入，新的世界去探索，生命、意識和記憶的領域不斷擴充套件。”
在我在2018年的一篇專欄文章中提到戴森的論文後，他給我發電子郵件指出，他的論文“已經過時了，因為它假設宇宙是線性膨脹的，這是宇宙學家在1979年認為正確的。我們現在有強有力的證據表明宇宙正在加速膨脹，這對生命和智慧的未來產生了重大影響。” 戴森拒絕“進一步推測”我們在加速膨脹的宇宙中的命運，“直到觀測證據變得更加清晰為止。”
羅傑·彭羅斯的永恆迴圈宇宙
去年獲得諾貝爾獎的羅傑·彭羅斯繼承了戴森的專案，設想我們的宇宙未來。據《物理世界》的一篇文章稱，2005年，彭羅斯“因為思考根據最新的宇宙學觀測，宇宙未來將無限期地延伸，這表明宇宙正在加速膨脹，而感到沮喪”。彭羅斯想知道，“那時誰會在那裡，並會因為這種顯而易見的最終乏味而感到厭煩呢？”
彭羅斯透過發明一種新的宇宙模型，共形迴圈宇宙學，克服了他的沮喪，他在他2010年的著作《時間迴圈》中詳細闡述了這一模型。該理論認為，我們日益空虛的宇宙最終會產生一個奇點，一個類似於宇宙大爆炸的時空破裂。這樣，一個膨脹的宇宙可以接連不斷地孕育出新的宇宙，永無止境。
更好的是，根據彭羅斯和一位合作者的說法，每個新的宇宙都可以透過宇宙微波輻射的形式將其積累的資訊傳遞給下一個宇宙，宇宙微波輻射是其大爆炸遺留下來的。這意味著瀰漫在我們宇宙中的微波輻射可能包含來自先前宇宙的資訊。同樣，我們積累的知識也可能傳遞給未來宇宙的居民。我們畢竟不是那麼微不足道！
此外，在職業生涯早期，彭羅斯做出了一項數學發現，這為戴森的說法提供了支援，即宇宙永遠不會停止讓我們感到驚訝。彭羅斯證明，一類現在被稱為彭羅斯瓷磚的多邊形可以組合形成非週期性圖案，這些圖案永遠不會重複自身。就像哥德爾的不完備性定理一樣，也像約翰·康威發明的細胞自動機生命遊戲一樣，彭羅斯瓷磚表明，即使是基於簡單規則的宇宙也可以產生無限的、不可預測的複雜性。如果我們睜大眼睛，大自然將永遠向我們提出新的謎題來解決。
大衛·多伊奇和無限的開端
大衛·多伊奇在他的2011年著作《無限的開端》的開篇中問道：“進步一定會走向終結嗎——要麼是災難性的，要麼是某種程度的完成——還是它是無限的？” 多伊奇的書是對無限性漫長的論證。（請參閱我對多伊奇的書的評論以及我與他的對話和這裡。）
多伊奇斷言，我們所有的進步——道德、政治、技術、醫學、藝術、科學——都源於我們試圖找到“好的解釋”。多伊奇說，總會有更多需要解釋的東西，因為我們對現實的認識將永遠是不完整的。因此，多伊奇駁斥了我在《科學的終結》中提出的觀點，即科學可能不會再產生像進化論、量子力學和宇宙大爆炸那樣深刻的洞見。多伊奇認為，宇宙加速膨脹的發現與我的論點相矛盾。
他還暗示，我們的後代可能會利用被認為正在推動宇宙加速膨脹的暗能量，以便“知識創造”能夠“永遠持續下去”。熱寂？沒問題。多伊奇不喜歡所有帶有終結意味的人類未來。因此，他拒絕接受烏托邦的可能性，即完美到我們不再有任何問題需要解決。 他在2018年告訴我，“世界永遠不會變得完美，即使我們今天認為有問題的一切都已消除。我們將永遠處於無限的開端。永不滿足。”
多伊奇是多世界假說的堅定擁護者，該假說試圖解釋為什麼當我們觀察電子時，我們只看到電子波函式所代表的眾多可能軌跡中的一條。多世界假說認為，波函式所體現的所有可能性都在其他宇宙中實現。當我在2018年採訪他時，多伊奇將支援另類現實的證據比作支援恐龍存在的證據。他說，其他宇宙是“真實存在的”，“接受現實吧”。
我最近問過多伊奇，他是否認為我們的後代可能能夠跳躍到其他宇宙以繼續知識探索。在他的回應中，多伊奇表明，他的樂觀主義，就像戴森和彭羅斯的樂觀主義一樣，受到了冷靜的懷疑主義的緩和。多伊奇說，在某些“奇異且高度推測性的場景”下，宇宙跳躍可能是可能的。
他補充說，“但後代可能會覺得我們推測1000多億年後的事件有點可笑，因為我們關於基本宇宙學的理論仍然在以幾十年為時間尺度變化。這有點像1400年的人推測未來馴養噴火龍用於鍊鋼，因為他們的地圖推測性地在未勘探區域寫著‘此處有龍’。”
是的，戴森、彭羅斯和多伊奇的預言與我關於科學是有限的說法相矛盾。但我們也持有共同的信念，即我們將永遠無法完全解開現實之謎，而且知識探索比任何其他努力更能使我們的存在有意義。此外，我越老，我對科學是無限的希望就越超過我對科學不是無限的恐懼。我想我畢竟還是對進步抱有信仰。
這是一篇觀點和分析文章。
延伸閱讀:
科學的終結（2015年更新版）
我承認，最近在“快樂的流浪漢”播客中的一次聊天中，我對科學的終結產生了重新思考。
在我的線上書籍身心問題和我的新書注意：性、死亡與科學中，我也談到了知識的侷限性。