科学家是否即将了解我们有多么怪异?

我写这篇文章有两个原因。一是推荐哥伦比亚大学天体生物学家卡勒布·沙夫(Caleb Scharf)的新书(他还在《大众科学》上写了一篇很棒的博客“生命,无界限”),二是为我的一本旧书辩护。

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我写这篇文章有两个原因。一是推荐哥伦比亚大学天体生物学家卡勒布·沙夫(Caleb Scharf)的新书(他还在《大众科学》上写了一篇很棒的博客,“生命,无界限”),二是为我的一本旧书辩护。

沙夫的书是《哥白尼情结:我们在行星和概率宇宙中的宇宙意义》。我喜欢沙夫的书,所以本周我把他请到我的学校,史蒂文斯理工学院,来谈论这本书。以下是我如何介绍他的

“《哥白尼情结》探讨了人类曾经问过的最深刻的问题。我们有多么怪异?我们的存在是高度可能的,还是不可能的?甚至是奇迹般的?你可以把这个问题分解成更具体的问题:我们的宇宙有多大可能性?我们的星系呢?太阳系呢?行星呢?生命有多大可能性?像我们这样能够思考自身概率的生物有多大可能性?几千年来,任何人都可以猜测我们的怪异之处,从柏拉图到吸食大麻的大学生,因为没有人知道答案。这只是哲学,纯粹的猜测。但是,新的科学发现正在为我们概率的估计提供信息和指导。这就是卡勒布·沙夫在《哥白尼情结》中精彩讲述的故事。”


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“纯粹的猜测”是我对我在史蒂文斯的朋友们说的无谓的挖苦。否则,我所说的一切都是认真的,尤其是最后一句话。沙夫对关于我所说的“怪异之处”的观察和推测提供了一份非常清晰、有趣、最新的报告。

沙夫深入研究了系外行星(迄今已发现4000颗)、微生物群、贝叶斯推断、行星动力学、多元宇宙、人择原理、费米悖论、RNA世界理论以及许多其他令人着迷的主题。所有这些工作都在促使人们重新考虑哥白尼原则,正如沙夫所说,该原则认为“我们不是所有存在的中心;我们不是‘特殊的’。”

现在,我来谈谈写这篇文章的第二个原因。 在《卫报》上,记者蒂姆·拉德福德赞扬《哥白尼情结》是“一个令人陶醉的问题集合,答案又引出其他问题。几十年前,物理学家自信地谈论着万有理论,甚至有一两个提出了科学的终结。现在一切都变了。谜团增加了。”

我不认识任何在二十年前提出“科学的终结”的物理学家,但我确实提出了。在我1996年的书《科学的终结》中,我提出“纯粹”科学,我将其定义为“理解宇宙和我们在宇宙中的地位的探索”,可能正在接近尾声。“进一步的研究可能不会产生更多的启示或革命,而只会带来递减的回报。”

我在《哥白尼情结》中也提出了沙夫提出的相同问题。我研究了物理学家为解释我们的宇宙如何形成,以及为什么它采取了允许我们存在的形式所做的努力。我还研究了“混沌复杂学家”的尝试,特别是斯图尔特·考夫曼(沙夫也提到了他),来估计生命的可能性,包括像我们这样的有智慧的多细胞生物。(我创造了“混沌复杂性”一词来描述对混沌和复杂性的研究,它们实际上是无法区分的。)

我没有预料到最近在系外行星发现方面的激动人心的激增,这表明行星系统非常普遍。正如我在介绍沙夫时所说,这些观察结果“正在为”——也就是说,丰富——关于我们概率的讨论提供“信息和指导”。但是,最大问题的答案仍然像以往一样难以捉摸。科学家仍然不知道为什么我们的宇宙具有我们观察到的形式,或者大约36亿年前地球上的生命是如何开始的,或者其他地方是否存在生命。在他在史蒂文斯大学的演讲中,沙夫承认,我们可能永远无法足够详细地观察系外行星,以确定它们是否孕育着生命。

在《科学的终结》平装版的“后记”中,我指出,科学家们由于缺乏可以完全解决关于我们概率问题的资料,因此出于哲学甚至情感原因选择了答案。我写道

“不幸的是,当只有一个宇宙和一个生命的历史可以思考时,你无法确定宇宙或地球上生命的概率。统计需要多个数据点。完全缺乏经验数据并没有阻止科学家和哲学家就这些问题持有强烈的意见。一方面是必然主义者,他们从将现实描述为不可更改的规律的高度可能甚至必然结果的理论中得到安慰。大多数科学家都是必然主义者。也许最著名的是爱因斯坦,他拒绝量子力学,因为它暗示上帝‘掷骰子玩宇宙’。另一方面是反必然主义者——特别是卡尔·波普尔、斯蒂芬·杰伊·古尔德和伊利亚·普里戈金——他们认为科学决定论是对人类自由的威胁。我们要么是命运的傀儡,要么是极其不可能的侥幸。自己选择吧。”

我希望这种情况会改变,但我担心它不会,尽管宇宙学、天体生物学、混沌复杂性和其他领域的研究仍在继续。沙夫在他的书的结尾写道:“那么我们是不寻常还是不寻常?……双方都还没有赢家。但是,我们比人类历史上任何时候都更接近答案;我们正处于了解的边缘。”

我们可能正处于了解的边缘,但仍然无限遥远。

附言:关于卡勒布·沙夫对这篇文章的回应,请参阅“了解的边缘和科学的演变”。

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