【中国科学报】在科幻中遇见科学

http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2016/11/361306.shtm 作者：张晶晶 来源：科学网 http://www.sciencenet.cn 发布时间：2016/11/17 20:19:34 很多科学工作者之所以走上科研之路，是受到儿时读过的科普或者科幻作品的影响。在国内外无数优秀的科幻作品中，《星际迷航》绝对占有一席之地。 这部尽获万千喜爱的作品，在一些人眼里只是影视作品而已，但在另外一部分人眼里，它是科研引路人、是宇宙观和未来观的启蒙者。 在不久前举办的未来论坛上，达闼科技创始人兼CEO、中国移动研究院前院长黄晓庆就以《星际迷航》为线，给大众科普了这部作品中那些充满魅力的相关科学原理以及所带来的诸多启发。 50岁的《星际迷航》 1966年，美国剧作家Gene Roddenberry 开启了《星际迷航》，试图讲述一个宏大的、人类向外星探索的故事。故事最初讲的是200年之后的未来，联邦星舰企业号的船员在前所未至的太空中，开展5年探险的历程。 5年之间发生的故事便是《星际迷航》的第一集。2016年是星际迷航50周年，这50年里《星际迷航》进行了多次旅行，换了几位船长，主题电影目前一个接一个，俨然是新老星际迷的共同狂欢。美剧《生活大爆炸》在国内深受欢迎，剧中几位科学家极客对于《星际迷航》也是爱得不得了，同时是《星球大战》的反对粉。 这其中的缘由也许很多人并不清楚，黄晓庆解释说，“星际迷航里有一个非常重要的基础，它是硬科幻。科幻我们一般分为两类，一类是比较硬的，我们叫硬科幻，硬科幻一般不会对科学原理进行完全的扭曲，它会把科学原理拉深，但是不会拉坏；而软科幻有点不太照顾科学原理，凭想象力可以完全把它变成魔幻，妖魔化的典型就是《星球大战》，《星球大战》不是特别科学的，就是妖魔化的、是软科幻。不管硬科幻还是软科幻对科学都有正面的影响，严格来说我们更喜欢硬科幻，因为硬科幻可以预测未来。” 充满魅力的硬科幻 凭什么说《星际迷航》是硬科幻呢？ 黄晓庆解释说：“首先，在《星际迷航》里未来人类用反物质做能源。物理能是最简单的、能量最少的，在此之上是化学能，化学能之上是原子能，原子能之上呢？答案是物质能。如何实现物质能？反物质和正物质混一起给你纯粹的能量，就是E=MC2，爱因斯坦广义相对论。未来能量来自于反物质，由于有了强大的反物质能量，未来人类旅行可以用一种全新的引擎。” 因为有了强大的能量支持，制造物质的方式也将发生巨大改变，可以完全用能量重造物质。“未来人类可以复制我们人体所有的器官，仿生学在未来可以实施。更重要的一点，未来人类很有可能不再是一个简单的生物体，而是电子生物和新材料组成的混合体。” 其次，《星际迷航》以“第一原则”回答了费米悖论。先来了解下什么是费米悖论。1950年的一天，诺贝尔奖获得者、物理学家费米在讨论飞碟及外星人问题时，突然冒出一句：“他们都在哪儿呢？”这句看似简单的问话，就是著名的“费米悖论”。 “费米悖论”隐含之意是，理论上讲，人类能用100万年的时间飞往银河系各个星球，那么，外星人只要比人类早进化100万年，现在就应该来到地球了。科学推论表明，外星人进化应该早于人类，他们应该已经到达地球，但是人类并没有发现关于外星人存在的蛛丝马迹——对地外文明存在性的过高估计和缺少相关证据之间存在矛盾。 “《星际迷航》用第一指令——primary director——解决了这个问题。任何太空船去了任何一个其他文明，都不可以去接触、介入或者干涉当地文明。除非当地文明已经同样获得了太空旅行的能力。也就是说，如果我们地球人没有获得太空旅行科技，那么外星人到地球是不会来找我们的。原因非常简单，根据过去经验，任何一次发生这种情况、外星人来找没有太空旅行能力的智慧生命的时候，会破坏、中断对方文明的正常发展历程，会造成很大的问题。”黄晓庆说。 超越国家范畴，探讨星际不同文明之间如何相处也是《星际迷航》吸引大批粉丝的重要原因之一，它引导大家从更宏观角度来探索宇宙。而在黄晓庆看来，这也是在引导大家对地球上的一些问题进行反思。“从某种意义上讲，这些对外星文明的探索，也是在讲地球不同民族之间、不同国家之间，如何解决争端和利益冲突。当然更加有意思的讨论是在未来科技高度发达之后，外星文明之间的相互冲突会发生什么样的社会问题。” 让科幻成为现实 Data是《星际迷航》中一个生化人角色，其大脑有着相当出色的运算能力，并在联邦星舰进取号上担任执行长官、二副职务，随后在联邦星舰进取号上担任大副和指挥官职务。Data被不少“星际迷”认为是Spock的继任者。 黄晓庆表示，自己非常钟爱这一角色，达闼科技的中文名字就是以Data的中文拼音所命名。 “其实不难发现在整个人类科技史上，科幻和科学发展总是互相交错。特别多的工程师、科学家小时候都是科幻迷，长大了很有可能还依然是星际迷航迷，他们也很有可能是《星球大战》《终结者》《黑客帝国》等这些科幻作品迷，他们也参与科幻的制作。比如说《星际穿越》的科幻首席科学家就是加州理工大学的著名物理学家。” 黄晓庆介绍说，目前自己和团队从事的重要工作之一便是云端机器人的研发，其中也不乏科幻的影子。“未来要实现智能机器人，很有可能只能把机器人脑袋放在云端，通过高性能移动通讯技术联到一个“阿凡达”的身上。为什么要这么做呢？因为运算成本太贵，通讯成本相对而言比较低。而如果用通讯成本来替换运算成本，我们就能做出来价格经济、有效的机器人。” 其实，综观人类历史上三次大的技术革命，周期几乎都在100年。也因此有人预测下一次人工智能时代将在2050年左右到来。 “在过去几年我们已经在计算机人工智能技术上获得很大的突破，在4G、5G、无线电基础之上获得很大的突破，在传感器、电池方面获得很大突破，可以说未来十年、二十年我们处于可以实现大突破的边缘。未来用云端智能机器人服务平台将可以逐渐接近像《星际迷航》所提出来的、像Data这一样的智能新型机器人。”