本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
我從來都不太贊同科學家因為非常理性就應該統治世界的觀點。首先，科學家常常和我們其他人一樣古怪，甚至更古怪。其次，領導力需要的不僅僅是理性。想想柯克船長和斯波克先生。但最近發生的事件讓科學家國王的想法更具吸引力。而且，我認為某些科學家是明智的，甚至是政治家風範的。他們擁有令人信任其判斷的沉靜權威，而不僅僅是在科學問題上。物理學家漢斯·貝特和史蒂文·溫伯格，以及宇宙學家馬丁·里斯都浮現在我的腦海中。里斯在劍橋大學工作，是英國皇家天文學家，擁有輝煌的職業生涯，您可以在這裡閱讀相關資訊。除了他對天體物理學和宇宙學的數十年貢獻外，他還公開談論人類面臨的威脅。我第一次見到里斯是在 1990 年瑞典的一次宇宙學會議上。從那以後，我們又幾次碰面，最近一次是在瑞士的一次會議上，里斯透過網路空間參加了會議。在我寫了一篇關於里斯言論的專欄文章之後，我們進行了以下電子郵件交流。——約翰·霍根
在你的內心深處，你認為我們註定要失敗嗎？
不，我不這麼認為。但我們肯定會在本世紀經歷一段坎坷的旅程。世界不斷增長且要求更高的人口使我們的自然環境承受壓力，如果“臨界點”被跨越，可能會引發危險的氣候變化和大規模物種滅絕。但是，為了降低這些風險，我們不需要 тормозить 技術發展；恰恰相反，我們需要加強對自然的理解，並更緊迫地部署適當的技術（例如，零碳能源）。
關於支援科學新聞業
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞業 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。
新型技術——生物技術、網路技術和人工智慧——可能會帶來變革。它們可能提供新的解決方案；另一方面，它們也製造了新的漏洞。如果不同地區之間的福利水平和生活機會之間存在像當今地緣政治中那樣深的鴻溝，那麼很難對一個和平的世界保持樂觀。
哪種末日情景最讓你擔心？
我不會使用“末日”這個詞，但我認為我們有新的理由感到焦慮。在未來一二十年裡，我最擔心的是我在 15 年前的書《我們的最終世紀》中強調的問題：個人或小團體被強大的技術賦能，他們的行動，無論是錯誤還是蓄意惡意，都可能在全球範圍內蔓延。網路攻擊已經高度引起我們的關注。而且我猜生物威脅很快也會如此。早在重組 DNA 研究的早期，頂尖生物學家就曾在加利福尼亞州阿西洛馬開會，並就應該和不應該進行的實驗達成了指導方針。但現在，在阿西洛馬會議 40 年後，情況已經大不相同：研究界已經更加國際化，並且更多地受到商業壓力的影響。我擔心，無論出於審慎或道德理由施加什麼法規，都無法在全球範圍內強制執行——就像毒品法或稅法一樣。凡是能做到的，總會有人在某個地方做到。
那真是一場噩夢。原子彈的製造離不開大規模的專用設施。但生物技術涉及小規模、軍民兩用裝置。事實上，生物駭客甚至作為一種愛好和競技遊戲而蓬勃發展。我們都非常清楚，精通技術並不能保證均衡的理性。全球村莊也會有它的村莊白痴，而且他們將具有全球影響力。這些威脅將對政府構成棘手的挑戰，並加劇自由、隱私和安全之間的緊張關係。
當然，這些威脅是核戰爭或國家層面網路攻擊國家基礎設施風險之外的額外風險。
如果情況真的變得糟糕，我們應該開始在火星上建立殖民地嗎？
我強烈反對埃隆·馬斯克和我劍橋大學的同事斯蒂芬·霍金的觀點，他們主張迅速建立大規模的火星社群。認為太空可以逃避地球問題的想法是一種危險的錯覺。我們必須在這裡解決這些問題。應對氣候變化可能看起來令人生畏，但與改造火星相比，這簡直是小菜一碟。對於普通的厭惡風險的人來說，沒有“B 星球”。
但是，我認為（並希望）到 2100 年火星上將會有基地。但是，隨著機器人的改進，派遣人員的實際理由變得越來越弱。因此，唯一載人冒險將是高風險、低成本和私人贊助的——由準備接受單程票的尋求刺激者進行。他們是那些將冒險前往火星的人。
但是我們（以及我們在地球上的後代）應該為這些勇敢的冒險家歡呼。太空環境對人類來說本質上是惡劣的。因此，正是因為他們將不適應他們的新棲息地，先驅探險家將比我們這些舒適地適應地球生活的人更有動力重新設計自己。他們將利用未來幾十年將開發的超強基因和賽博格技術。人們希望，這些技術將在地球上受到嚴格監管；但是火星上的“定居者”將遠遠超出監管機構的控制範圍。這可能是分化成一個新物種的第一步。因此，正是這些太空探險家，而不是我們這些舒適地適應地球生活的人，將引領後人類時代。所以我們（或我們在地球上的後代）應該為他們歡呼。
你最近一直在談論科學遇到極限。這是一個新的擔憂嗎？
這絕對不是我新的擔憂。事實上，我在我的第一次 BBC 電臺談話中就說過，當時我還是一個研究生，有些發現可能不得不等待“比我們自己更聰明的物種”的出現。
在每個學科中，在每個階段，都會有“未知的未知”。（唐納德·拉姆斯菲爾德因為在不同的語境中說出這句話而聞名於世——但他當然是對的，如果他成為哲學家，世界可能會更好）。但還有一個更深層次的問題。是否有我們永遠無法知道的事情，因為它們超出了人類大腦的理解能力？我們的大腦是否與理解現實的所有關鍵特徵相匹配？我相信，許多當前的謎團將在未來幾十年內變得清晰。但也可能並非全部：可能存在一些現象，對於全面理解物理現實至關重要，但我們沒有意識到，就像猴子不理解恆星和星系的本質一樣。
所以我認為我們應該對以下可能性持開放態度：關於自然的某些基本真理可能過於複雜，以至於人類大腦永遠無法完全掌握。事實上，也許我們永遠無法理解這些大腦本身的奧秘——原子如何組裝成“灰質”，灰質能夠意識到自身並思考其起源。或者，也許任何複雜到足以讓我們出現的宇宙，正是因為這個原因，也過於複雜，以至於我們的大腦無法理解。
對物理學統一理論的追求似乎停滯不前。它最終可能會變成死衚衕嗎？
物理學的歷史當然以連續的“飛躍”和統一為特徵：牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦、量子力學、量子電動力學和“標準模型”。肯定有更深層次的規律仍然讓我們難以捉摸。但未來的這些統一可能比早期的更難找到。這部分是因為可能沒有那麼直接的實驗測試，部分是因為它們涉及規模上的特別大的跳躍。例如，引力理論和量子理論的任何統一都可能涉及普朗克長度——比原子核小二十個數量級。這就是真空空間可能具有某種複雜結構的尺度。這可能是弦理論或圈量子引力所設想的那種——或者它可能是完全不同的東西。樂觀主義者希望，某些這樣的理論有一天可能會透過解釋標準模型中無法解釋的數字，或者透過探測更接近普朗克尺度的新的宇宙學觀測，來獲得可信度。我們不知道當前的想法中是否有任何想法是正確的。
我認為重要的是，有些人應該繼續解決這個“珠穆朗瑪峰問題”——從多個角度尋求一個可測試的理論。嘲笑一些顯然才華橫溢的人選擇奉獻他們的科學生涯的方式是自以為是的（正如彼得·沃伊特等人所做的那樣）。[參見沃伊特對該評論的回應。]但我們必須對真正的理論可能 просто 太難的可能性持開放態度——但我們需要探索更長時間和更努力，然後才能得出這個結論。從這個意義上說——也僅僅是從這個意義上說——未來的歷史學家可能會認為這項探索是“死衚衕”。
暴脹，宇宙創造的理論，已經死了嗎？
最好將暴脹視為“情景”而不是具體的理論。從這種廣義上來說，它仍然非常活躍——事實上，它仍然是我們擁有的解釋宇宙規模和波動特徵的最佳想法。但問題是我們對暴脹可能發生（比粒子加速器可以達到的能量高萬億倍）的巨大能量下的物理學沒有任何堅定的想法。對傾斜度、高斯性和波動張量/標量比的測量限制了該物理學，並可能導致一些新的測試或反駁，但“暴脹”是一個偉大的概念，仍然是一個不錯的選擇。
多元宇宙理論是可檢驗的嗎？如果不可檢驗，為什麼有人認真對待它們？
“暴脹”的一些變體——例如安德烈·林德的“永恆暴脹”——導致了許多“宇宙大爆炸”，而不僅僅是一個。但正如我剛才指出的，我們不知道相關超高能量下的實際物理學是否具有他的模型所要求的特定特徵。我們也不知道單獨的宇宙大爆炸（如果它們發生）是否會冷卻下來，並受我們觀察到的相同定律支配。有些理論允許超過古戈爾個不同的真空態，在每個真空態中，微觀物理學都會有所不同。
這可能是真的嗎？ 21 世紀物理學面臨的挑戰是回答兩個問題。首先，是存在許多“宇宙大爆炸”而不僅僅是一個嗎？其次——這甚至更有趣——如果有許多，它們是否都受相同的物理學支配？
大約 50 年前，我們還不確定是否發生過宇宙大爆炸。現在我們有足夠的證據來描繪宇宙歷史，可以追溯到超密集的最初納秒——其信心程度與地質學家推斷我們地球的早期歷史一樣，精度優於幾個百分點。因此，再過 50 年，樂觀地希望我們可能擁有一種“統一”的物理理論並非過分，這種理論在日常世界的實驗和觀察中得到證實，並且足夠廣泛，可以描述在最初的萬億分之一秒內發生的事情——當時的密度和能量遠高於當前理論適用的範圍。如果該理論預測了多次宇宙大爆炸，我們應該認真對待該預測，即使它無法直接驗證（就像我們相信愛因斯坦的理論告訴我們關於黑洞內部不可觀測的東西一樣，因為該理論在我們可以觀察到的領域中經受住了許多考驗）。
有時有人聲稱，原則上不可觀測的領域不是科學的一部分。但即使是最保守的天文學家也不會採取這種路線。我們正處在一個加速膨脹的宇宙中，遙遠的星系將消失在地平線上，它們的遙遠未來原則上永遠無法觀測到。因此，很自然地假設存在已經超出地平線的星系，因此永遠無法觀測到。如果你身處海洋中央，如果它的邊界恰好在你視野之外，你會感到驚訝。同樣，天文學家也確信，我們望遠鏡範圍內的時空體積——天文學家傳統上稱之為“宇宙”——只是我們宇宙大爆炸餘波的一小部分。我們預計會有更多的星系位於地平線之外，無法觀測到。
如果我們身處多元宇宙中，這將意味著第四次也是最偉大的哥白尼革命；我們經歷了哥白尼革命本身，然後意識到我們的星系中有數十億個行星系統；然後我們的可觀測宇宙中有數十億個星系。但現在這還不是全部。天文學家可以觀察到的整個全景可能只是“我們的”宇宙大爆炸餘波的一小部分，而宇宙大爆炸本身可能只是一個無限集合中的一次爆炸。
這非常具有推測性。但這不是形而上學。這是令人興奮的科學。它可能是真的——儘管我們是否會確信這一點尚不清楚。
愛德華·威滕說 意識可能比宇宙起源更難解決。你的看法是什麼？
我不確定如何回答這個問題。這兩種巨大的挑戰都有可能在未來幾十年（或幾個世紀）內得到解決；或者其中一個會得到解決，另一個不會；或者兩者都必須等待後人類智慧才能找到解決方案。但重要的是要注意，只有 1% 的科學家是物理學家，他們（像埃德·威滕一樣）研究非常小或非常大的前沿領域。 99% 的人研究第三個前沿領域：非常複雜的事物。而最大的複雜性存在於生物世界中：即使是最簡單的生物也具有層層結構，並且複雜得令人困惑。
天文學家可以令人信服地將引力波探測器中的微小振動歸因於來自地球超過十億光年的兩個黑洞之間的“碰撞”。相比之下，我們對一些我們都感興趣的熟悉事物——例如飲食和兒童保育——的掌握仍然非常微薄，以至於“專家”的建議每年都在變化。當我年輕時，牛奶和雞蛋被認為是好的；十年後，由於膽固醇含量高，它們被認為是有害的；而現在它們似乎又被認為是無害的。而且，許多最常見的疾病和病痛仍然沒有治癒方法。
但事實上，我們已經對神秘而遙遠的宇宙現象取得了可靠的理解，同時又被日常事物搞得暈頭轉向，這實際上並不矛盾。這是因為天文學處理的現象遠不如生物科學和人類科學（甚至不如“本地”環境科學）複雜。
科學家幾乎都是還原論者，因為他們確信一切事物，無論多麼複雜，都是薛定諤方程的解——這與早期認為生物被注入某種特殊“本質”的“活力論者”不同。但這種還原論在概念上沒有用處——它沒有提供最佳解釋。
即使像管道或河流中的水流這樣不神秘的現象，也是根據粘度和湍流等“湧現”概念來理解的。流體 Mechanics 專家並不關心水實際上是由 H2O 分子構成的；他們將其設想為一個連續體。即使他們有一臺超級計算機可以逐個原子地求解水流的薛定諤方程，由此產生的模擬也不會提供任何關於波浪如何破碎或是什麼導致水流變得湍急的見解。新的不可約概念對於我們理解真正複雜的現象——例如，遷徙的鳥類或人類大腦——甚至更為關鍵。不同複雜程度的現象是根據不同的不可約概念來理解的——湍流、生存、警覺等等。大腦是細胞的集合；繪畫是化學顏料的集合。但重要和有趣的是模式和結構——湧現的複雜性。
建築物的整個結構都受到薄弱地基的威脅。相比之下，處理複雜系統的“更高級別”科學不像建築物那樣容易受到不安全基礎的影響。每門科學都有自己獨特的概念和解釋模式。還原論在某種意義上是正確的。但它很少在有用的意義上是正確的。最近的突破使過去二十年成為科學領域最激動人心和充滿活力的時期，而這些突破大多發生在這些“更高”的層次上。
超級智慧機器能否創造出一種超越人類科學極限的新科學？
我們當然已經得到了計算能力的幫助。在計算機內部的“虛擬世界”中，天文學家可以模擬星系的形成；氣象學家可以模擬大氣層。正如影片遊戲隨著遊戲機的效能越來越強大而變得越來越精緻一樣，隨著計算機能力的增長，這些“虛擬”實驗也變得越來越真實和有用。
而且，似乎確實沒有理由說明計算機不能做出人類大腦無法獨自完成的發現。例如，人們一直在不斷探索在常溫下工作的超導體的“配方”（迄今為止實現的最高超導溫度約為零下 150 攝氏度）。這種探索涉及大量的反覆試驗，因為沒有人完全理解是什麼使某些材料比其他材料更容易消除電阻。但現在可以計算材料的特性，並且計算速度非常快，可以計算數百萬種替代方案，比實際實驗可以完成的速度快得多。假設一臺機器提出了一個新穎且成功的配方。它將取得一些可以為科學家贏得諾貝爾獎的成就。它會表現得好像它在其相當專業的宇宙中具有洞察力和想象力——就像 Deep Mind 的 Alpha Go 用它的一些招數讓人類冠軍感到困惑和印象深刻一樣。同樣，尋找新藥的最佳化學成分將越來越多地由計算機而不是實際實驗來完成，就像多年來航空工程師一直透過計算機計算而不是風洞實驗來模擬機翼上的氣流一樣。
同樣重要的是透過“處理”海量資料集來識別小趨勢或相關性的能力。以遺傳學為例，智力和身高之類的品質是由基因組合決定的。要識別這些組合，需要一臺足夠快的機器來掃描大量的基因組樣本，以識別小的相關性。金融交易員也使用類似的程式來尋找市場趨勢，並迅速做出反應，以便他們的投資者可以從我們其他人那裡攫取資金。
您在 2011 年獲得了坦普爾頓獎。這是否意味著您相信上帝？如果是這樣，您認為他會救我們嗎？
我不相信任何宗教教條，但我與許多信教者一樣，對神秘和奇蹟有著共同的感受。如果我們從科學的追求中學到任何東西，那就是即使像原子這樣基本的東西也很難理解。這應該引起對任何教條或任何聲稱對我們存在的任何深刻方面取得了不僅僅是非常不完整和隱喻的見解的懷疑。正如達爾文在給美國生物學家阿薩·格雷的一封信中寫道：“我深切地感受到，整個主題對於人類的智力來說太深奧了。狗不妨推測牛頓的思想。讓每個人都按照自己的能力去希望和相信吧。”
頑固的無神論者肯定意識到，有些“宗教”人士顯然既不愚蠢也不幼稚，儘管他們極少嘗試理解他們。他們透過攻擊主流宗教，而不是努力與之和平共處，削弱了對抗原教旨主義和狂熱主義的聯盟。他們也削弱了科學。如果一個年輕的穆斯林或福音派基督徒在學校被告知他們不能同時擁有他們的上帝並接受進化論，他們會選擇他們的上帝，並會失去科學。大多數宗教的信徒都會高度重視其社群和儀式方面。當如此多的事物將我們分開，並且變化速度令人不安時，宗教為社群內部提供了紐帶。它的遺產，將其信徒與過去幾代人聯絡起來，應該增強我們不為後代留下一個退化的世界的動力。
你的烏托邦是什麼樣子的（假設我們不會自我毀滅）？
一個烏托邦式的社會至少需要個人及其機構之間的信任。我擔心我們正離這個理想越來越遠。兩種趨勢正在減少人際信任：首先，我們日常需要打交道的人的疏遠和全球化；其次，現代生活容易受到破壞——意識到“駭客”或異議人士可以引發在全球範圍內蔓延的事件。這些趨勢迫使安全措施蓬勃發展。這些措施已經在我們的日常生活中造成困擾——保安人員、複雜的密碼、機場安檢等等——但它們可能會變得越來越令人惱火。像區塊鏈這樣的創新可以提供使整個網際網路更安全的協議。但它們當前的應用——允許基於加密貨幣的經濟獨立於傳統金融機構運作——似乎弊大於利。令人沮喪的是，我們意識到有多少經濟活動專門用於如果我們感到可以彼此信任就會變得多餘的活動。（如果一些經濟學家能夠量化這一點，那將是一項有價值的工作。）
而且世界是如此相互關聯，以至於任何烏托邦都不可能在一個民族國家的範圍內存在。和諧的地緣政治需要被認為公平的全球財富分配——富裕國家和貧窮國家之間的不平等要少得多。即使不追求烏托邦，努力實現這一目標也肯定是道義上的當務之急（也符合幸運國家的自身利益）。可悲的是，我們低估了即使現在在遙遠國家發生的事情以及“底層十億人”的困境。而且我們過分低估了我們將留給後代的問題。政府需要優先考慮在政治視角下具有長期性的專案，即使這在地球歷史上只是一瞬間。
延伸閱讀:
另請參閱與以下人士的問答：馬塞洛·格萊澤、 大衛·德意志、 史蒂文·溫伯格、 喬治·埃利斯、 卡洛·羅韋利、 愛德華·威滕、 斯科特·阿倫森、 薩賓·霍森菲爾德、 普里亞姆瓦達·納塔拉詹、 加勒特·利西、 保羅·斯坦哈特、 李·斯莫林、 斯蒂芬·沃爾夫勒姆、 羅賓·漢森、 埃利澤·尤德科夫斯基、 內奧米·奧雷克斯、 泰勒·沃爾克、 斯圖爾特·考夫曼、 克里斯托夫·科赫、 魯珀特·謝爾德雷克 和 謝爾頓·所羅門。