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《三体》桥段或可能变为现实,人类科技真会被锁死?

2023-02-08 18:15
来源:澎湃新闻·澎湃号·政务
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《三体》故事中,三体人为了锁死人类的科学发展,派智子干扰粒子对撞机的实验结果。这导致人类无法靠科技发展和三体人硬刚,进而展开以心理博弈主导的面壁计划。

外星人真的能锁死人类科学发展吗?

本期视频,“魔都科学目录”邀请到

中科院上海天文台的博士后赵杉杉

和大家一起聊聊这个话题

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现代科学的根基是可重复的实验

如果一个理论,能够预言出某种现象,且该现象能够被可重复的实验反复验证,那么我们说这个理论是对的。

现代科学就是靠科学家不停地提出更好的理论,并不断地用实验验证,逐渐地积累进步。理论上,参与这个过程的人越多,积累越快,科学发展也越快。

在《三体》故事中,三体人担心我们靠人海战术狂刷科技树,在400年间追上他们,等舰队开到地球时,人类已经变得和三体人一样厉害了,那这笔巨额战争投资可就打了水漂。他们选择先下手为强,破坏实验,让理论没法被验证。这样科学家的个体智慧就没法有效地积累成人类的集体智慧,他们企图通过这样的方式锁死科学。

在破坏实验的方式上,三体人也抓住了重点,就是破坏实验的可重复性。如果每次得到的实验结果都不一样,那么即使有那么一两次得到的结果符合理论预期,也没有办法说理论就是正确的。

有没有办法找到一种

无法破坏它的可重复性的实验

答案是当然有。

实验可以分为两类,一类叫主动实验,另一类叫被动实验。

像粒子对撞机这样的实验装置所做的是主动实验,实验的一切都是设计好的,和想要验证的理论所描述的情景一模一样,只有实验结果是未知的。

而被动实验则不同,你不能设计它,甚至不能左右它的发生。被动实验验证理论的方式,是去搜集那些与理论描述的情景、预言的结果相一致的案例。如果能大量搜集到这种样本,就意味着理论通过了重复性考验。天文中的绝大部分实验都是被动实验。对撞机的实验结果发生在装置里,而天文实验的实验结果发生在宇宙中。智子可以干扰在太阳系内某处工作的对撞机,却很难干扰到太阳系外的漫天星海。天文实验对理论推动作用

回顾人类历史,其实天文实验对理论推动作用非常巨大。举个耳熟能详的例子,爱因斯坦的广义相对论,与牛顿的万有引力相比,是非常重大的理论突破。

而爱因斯坦之所以能提出更好的理论,他有个非常重要的动机,就是要用新理论去解释水星轨道进动的现象。水星是绕太阳转的,它的轨道是个椭圆形。如果长时间监测水星轨道的话,就会注意到椭圆长轴的方向是缓慢变化的,这种变化就叫做进动。

一个叫纽康的美国天文学家在1882年比较精确地测出来进动的数值,经典的牛顿理论预言的数值比观测要小43角秒每世纪。牛顿理论的失效是件让理论学者非常开心的事情,这意味新理论有发挥空间了。

爱因斯坦在1915年提出广义相对论,非常完美地解决了这个问题。他同时还预言了很多有待发现的新现象。其中有一个现象叫光线偏折,这个现象很快就得到了验证。

在1919年,英国天文学家爱丁顿利用日全食的机会,观测太阳背后恒星的位置,验证了光线偏折的预言。这个实验是这样的,在爱因斯坦提出的弯曲时空中,光线不再走直线,它怎么走由时空的性质决定。太阳背后的恒星发出的光线,在途径太阳附近时,感受到太阳质量引起的时空弯曲,也跟着弯曲了一下。因此,如果理论是对的,这个恒星在太阳背后和不在太阳背后看起来是不一样的,会相差一个角度,也就是光线偏折角。平常太阳很亮,看不到它背后的恒星,但日全食的时候太阳被遮住了,恒星就露了出来。爱丁顿就是抓住这一点,找到了可以验证爱因斯坦理论的被动实验。

后来,类似水星的轨道进动,在太阳系以外的恒星系统,尤其是双星、多星系统中,测到轨道进动的样本越来越多。

而光线偏折现象也大量存在在宇宙当中,比如哈勃望远镜拍到的美丽星空,有些星系看起来十分扭曲,那就是前景存在着弯曲时空,使背景光源的光线偏折造成的效果。可以说,即使没有主动实验,只看被动实验,广义相对论也经受住了重复性的考验。

宇宙中存在着一切极端情景

宇宙中存在的极端情景,比地球上人类实验所能达到的极端情景要极端得多。比如极高的温度、极高的引力、极高的磁场、极高的压强……我们只要找到存在这些情景的天体,看它、理解它,就能获得宇宙馈赠的智慧。比如极端致密连光也无法逃逸的黑洞,它可能蕴藏着远超我们认知的物理。

目前理论认为,黑洞是物质坍缩所形成的天体。按照广义相对论的描述,所有的质量都汇聚在黑洞的中心,在那里物理失去定义,称为“奇点”。但是按照量子理论而言,当物质坍缩到量子尺度的时候,量子压力将会阻止物质坍缩,使之无法汇聚到奇点。这样的不自洽,意味着我们需要量子引力理论,将广义相对论和量子理论相统一。全球有许多智慧的脑袋瓜在为量子引力奋战着,想要在人类的科技发展史上留下浓墨重彩的一笔。但究竟谁能和牛顿爱因斯坦比肩,取决于谁的理论预言能经受重复性检验。

幸运的是,没有三体人使绊,他们还是可以寄望于对撞机实现梦想。但不管有没有三体人使绊,我们都可以寄望于天文观测。

比如给黑洞拍照。现在望远镜的观测只拍到了很糊的照片,它大体是符合爱因斯坦的理论预言的。但是随着技术进步,照片将会更加清晰,如果存在着偏离广义相对论的蛛丝马迹,它一定能够被天文学家揪出来。

现在我们只有两个黑洞的照片,将来会有千千万万黑洞的照片,无数样本等着新理论去进行重复性检验。就像纽康和爱丁顿成就了爱因斯坦一样,只要天文学家不懈努力,迟早能投喂出更伟大的物理学家,揭示更深刻的宇宙真理。

那么回到最开始的问题

人类的科学发展

真的能够被外星人锁死吗?

答案是光靠破坏对撞机的实验结果

肯定不行

最重要的是要破坏掉所有的望远镜,

封印住天文学家

原标题:《《三体》桥段或可能变为现实,人类科技真会被锁死?》

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