本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
我从来都不太赞同科学家因为非常理性就应该统治世界的观点。首先，科学家常常和我们其他人一样古怪，甚至更古怪。其次，领导力需要的不仅仅是理性。想想柯克船长和斯波克先生。但最近发生的事件让科学家国王的想法更具吸引力。而且，我认为某些科学家是明智的，甚至是政治家风范的。他们拥有令人信任其判断的沉静权威，而不仅仅是在科学问题上。物理学家汉斯·贝特和史蒂文·温伯格，以及宇宙学家马丁·里斯都浮现在我的脑海中。里斯在剑桥大学工作，是英国皇家天文学家，拥有辉煌的职业生涯，您可以在这里阅读相关信息。除了他对天体物理学和宇宙学的数十年贡献外，他还公开谈论人类面临的威胁。我第一次见到里斯是在 1990 年瑞典的一次宇宙学会议上。从那以后，我们又几次碰面，最近一次是在瑞士的一次会议上，里斯通过网络空间参加了会议。在我写了一篇关于里斯言论的专栏文章之后，我们进行了以下电子邮件交流。——约翰·霍根
在你的内心深处，你认为我们注定要失败吗？
不，我不这么认为。但我们肯定会在本世纪经历一段坎坷的旅程。世界不断增长且要求更高的人口使我们的自然环境承受压力，如果“临界点”被跨越，可能会引发危险的气候变化和大规模物种灭绝。但是，为了降低这些风险，我们不需要 тормозить 技术发展；恰恰相反，我们需要加强对自然的理解，并更紧迫地部署适当的技术（例如，零碳能源）。
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新型技术——生物技术、网络技术和人工智能——可能会带来变革。它们可能提供新的解决方案；另一方面，它们也制造了新的漏洞。如果不同地区之间的福利水平和生活机会之间存在像当今地缘政治中那样深的鸿沟，那么很难对一个和平的世界保持乐观。
哪种末日情景最让你担心？
我不会使用“末日”这个词，但我认为我们有新的理由感到焦虑。在未来一二十年里，我最担心的是我在 15 年前的书《我们的最终世纪》中强调的问题：个人或小团体被强大的技术赋能，他们的行动，无论是错误还是蓄意恶意，都可能在全球范围内蔓延。网络攻击已经高度引起我们的关注。而且我猜生物威胁很快也会如此。早在重组 DNA 研究的早期，顶尖生物学家就曾在加利福尼亚州阿西洛马开会，并就应该和不应该进行的实验达成了指导方针。但现在，在阿西洛马会议 40 年后，情况已经大不相同：研究界已经更加国际化，并且更多地受到商业压力的影响。我担心，无论出于审慎或道德理由施加什么法规，都无法在全球范围内强制执行——就像毒品法或税法一样。凡是能做到的，总会有人在某个地方做到。
那真是一场噩梦。原子弹的制造离不开大规模的专用设施。但生物技术涉及小规模、军民两用设备。事实上，生物黑客甚至作为一种爱好和竞技游戏而蓬勃发展。我们都非常清楚，精通技术并不能保证均衡的理性。全球村庄也会有它的村庄白痴，而且他们将具有全球影响力。这些威胁将对政府构成棘手的挑战，并加剧自由、隐私和安全之间的紧张关系。
当然，这些威胁是核战争或国家层面网络攻击国家基础设施风险之外的额外风险。
如果情况真的变得糟糕，我们应该开始在火星上建立殖民地吗？
我强烈反对埃隆·马斯克和我剑桥大学的同事斯蒂芬·霍金的观点，他们主张迅速建立大规模的火星社区。认为太空可以逃避地球问题的想法是一种危险的错觉。我们必须在这里解决这些问题。应对气候变化可能看起来令人生畏，但与改造火星相比，这简直是小菜一碟。对于普通的厌恶风险的人来说，没有“B 星球”。
但是，我认为（并希望）到 2100 年火星上将会有基地。但是，随着机器人的改进，派遣人员的实际理由变得越来越弱。因此，唯一载人冒险将是高风险、低成本和私人赞助的——由准备接受单程票的寻求刺激者进行。他们是那些将冒险前往火星的人。
但是我们（以及我们在地球上的后代）应该为这些勇敢的冒险家欢呼。太空环境对人类来说本质上是恶劣的。因此，正是因为他们将不适应他们的新栖息地，先驱探险家将比我们这些舒适地适应地球生活的人更有动力重新设计自己。他们将利用未来几十年将开发的超强基因和赛博格技术。人们希望，这些技术将在地球上受到严格监管；但是火星上的“定居者”将远远超出监管机构的控制范围。这可能是分化成一个新物种的第一步。因此，正是这些太空探险家，而不是我们这些舒适地适应地球生活的人，将引领后人类时代。所以我们（或我们在地球上的后代）应该为他们欢呼。
你最近一直在谈论科学遇到极限。这是一个新的担忧吗？
这绝对不是我新的担忧。事实上，我在我的第一次 BBC 电台谈话中就说过，当时我还是一个研究生，有些发现可能不得不等待“比我们自己更聪明的物种”的出现。
在每个学科中，在每个阶段，都会有“未知的未知”。（唐纳德·拉姆斯菲尔德因为在不同的语境中说出这句话而闻名于世——但他当然是对的，如果他成为哲学家，世界可能会更好）。但还有一个更深层次的问题。是否有我们永远无法知道的事情，因为它们超出了人类大脑的理解能力？我们的大脑是否与理解现实的所有关键特征相匹配？我相信，许多当前的谜团将在未来几十年内变得清晰。但也可能并非全部：可能存在一些现象，对于全面理解物理现实至关重要，但我们没有意识到，就像猴子不理解恒星和星系的本质一样。
所以我认为我们应该对以下可能性持开放态度：关于自然的某些基本真理可能过于复杂，以至于人类大脑永远无法完全掌握。事实上，也许我们永远无法理解这些大脑本身的奥秘——原子如何组装成“灰质”，灰质能够意识到自身并思考其起源。或者，也许任何复杂到足以让我们出现的宇宙，正是因为这个原因，也过于复杂，以至于我们的大脑无法理解。
对物理学统一理论的追求似乎停滞不前。它最终可能会变成死胡同吗？
物理学的历史当然以连续的“飞跃”和统一为特征：牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦、量子力学、量子电动力学和“标准模型”。肯定有更深层次的规律仍然让我们难以捉摸。但未来的这些统一可能比早期的更难找到。这部分是因为可能没有那么直接的实验测试，部分是因为它们涉及规模上的特别大的跳跃。例如，引力理论和量子理论的任何统一都可能涉及普朗克长度——比原子核小二十个数量级。这就是真空空间可能具有某种复杂结构的尺度。这可能是弦理论或圈量子引力所设想的那种——或者它可能是完全不同的东西。乐观主义者希望，某些这样的理论有一天可能会通过解释标准模型中无法解释的数字，或者通过探测更接近普朗克尺度的新的宇宙学观测，来获得可信度。我们不知道当前的想法中是否有任何想法是正确的。
我认为重要的是，有些人应该继续解决这个“珠穆朗玛峰问题”——从多个角度寻求一个可测试的理论。嘲笑一些显然才华横溢的人选择奉献他们的科学生涯的方式是自以为是的（正如彼得·沃伊特等人所做的那样）。[参见沃伊特对该评论的回应。]但我们必须对真正的理论可能 просто 太难的可能性持开放态度——但我们需要探索更长时间和更努力，然后才能得出这个结论。从这个意义上说——也仅仅是从这个意义上说——未来的历史学家可能会认为这项探索是“死胡同”。
暴胀，宇宙创造的理论，已经死了吗？
最好将暴胀视为“情景”而不是具体的理论。从这种广义上来说，它仍然非常活跃——事实上，它仍然是我们拥有的解释宇宙规模和波动特征的最佳想法。但问题是我们对暴胀可能发生（比粒子加速器可以达到的能量高万亿倍）的巨大能量下的物理学没有任何坚定的想法。对倾斜度、高斯性和波动张量/标量比的测量限制了该物理学，并可能导致一些新的测试或反驳，但“暴胀”是一个伟大的概念，仍然是一个不错的选择。
多元宇宙理论是可检验的吗？如果不可检验，为什么有人认真对待它们？
“暴胀”的一些变体——例如安德烈·林德的“永恒暴胀”——导致了许多“宇宙大爆炸”，而不仅仅是一个。但正如我刚才指出的，我们不知道相关超高能量下的实际物理学是否具有他的模型所要求的特定特征。我们也不知道单独的宇宙大爆炸（如果它们发生）是否会冷却下来，并受我们观察到的相同定律支配。有些理论允许超过古戈尔个不同的真空态，在每个真空态中，微观物理学都会有所不同。
这可能是真的吗？ 21 世纪物理学面临的挑战是回答两个问题。首先，是存在许多“宇宙大爆炸”而不仅仅是一个吗？其次——这甚至更有趣——如果有许多，它们是否都受相同的物理学支配？
大约 50 年前，我们还不确定是否发生过宇宙大爆炸。现在我们有足够的证据来描绘宇宙历史，可以追溯到超密集的最初纳秒——其信心程度与地质学家推断我们地球的早期历史一样，精度优于几个百分点。因此，再过 50 年，乐观地希望我们可能拥有一种“统一”的物理理论并非过分，这种理论在日常世界的实验和观察中得到证实，并且足够广泛，可以描述在最初的万亿分之一秒内发生的事情——当时的密度和能量远高于当前理论适用的范围。如果该理论预测了多次宇宙大爆炸，我们应该认真对待该预测，即使它无法直接验证（就像我们相信爱因斯坦的理论告诉我们关于黑洞内部不可观测的东西一样，因为该理论在我们可以观察到的领域中经受住了许多考验）。
有时有人声称，原则上不可观测的领域不是科学的一部分。但即使是最保守的天文学家也不会采取这种路线。我们正处在一个加速膨胀的宇宙中，遥远的星系将消失在地平线上，它们的遥远未来原则上永远无法观测到。因此，很自然地假设存在已经超出地平线的星系，因此永远无法观测到。如果你身处海洋中央，如果它的边界恰好在你视野之外，你会感到惊讶。同样，天文学家也确信，我们望远镜范围内的时空体积——天文学家传统上称之为“宇宙”——只是我们宇宙大爆炸余波的一小部分。我们预计会有更多的星系位于地平线之外，无法观测到。
如果我们身处多元宇宙中，这将意味着第四次也是最伟大的哥白尼革命；我们经历了哥白尼革命本身，然后意识到我们的星系中有数十亿个行星系统；然后我们的可观测宇宙中有数十亿个星系。但现在这还不是全部。天文学家可以观察到的整个全景可能只是“我们的”宇宙大爆炸余波的一小部分，而宇宙大爆炸本身可能只是一个无限集合中的一次爆炸。
这非常具有推测性。但这不是形而上学。这是令人兴奋的科学。它可能是真的——尽管我们是否会确信这一点尚不清楚。
爱德华·威滕说 意识可能比宇宙起源更难解决。你的看法是什么？
我不确定如何回答这个问题。这两种巨大的挑战都有可能在未来几十年（或几个世纪）内得到解决；或者其中一个会得到解决，另一个不会；或者两者都必须等待后人类智能才能找到解决方案。但重要的是要注意，只有 1% 的科学家是物理学家，他们（像埃德·威滕一样）研究非常小或非常大的前沿领域。 99% 的人研究第三个前沿领域：非常复杂的事物。而最大的复杂性存在于生物世界中：即使是最简单的生物也具有层层结构，并且复杂得令人困惑。
天文学家可以令人信服地将引力波探测器中的微小振动归因于来自地球超过十亿光年的两个黑洞之间的“碰撞”。相比之下，我们对一些我们都感兴趣的熟悉事物——例如饮食和儿童保育——的掌握仍然非常微薄，以至于“专家”的建议每年都在变化。当我年轻时，牛奶和鸡蛋被认为是好的；十年后，由于胆固醇含量高，它们被认为是有害的；而现在它们似乎又被认为是无害的。而且，许多最常见的疾病和病痛仍然没有治愈方法。
但事实上，我们已经对神秘而遥远的宇宙现象取得了可靠的理解，同时又被日常事物搞得晕头转向，这实际上并不矛盾。这是因为天文学处理的现象远不如生物科学和人类科学（甚至不如“本地”环境科学）复杂。
科学家几乎都是还原论者，因为他们确信一切事物，无论多么复杂，都是薛定谔方程的解——这与早期认为生物被注入某种特殊“本质”的“活力论者”不同。但这种还原论在概念上没有用处——它没有提供最佳解释。
即使像管道或河流中的水流这样不神秘的现象，也是根据粘度和湍流等“涌现”概念来理解的。流体 Mechanics 专家并不关心水实际上是由 H2O 分子构成的；他们将其设想为一个连续体。即使他们有一台超级计算机可以逐个原子地求解水流的薛定谔方程，由此产生的模拟也不会提供任何关于波浪如何破碎或是什么导致水流变得湍急的见解。新的不可约概念对于我们理解真正复杂的现象——例如，迁徙的鸟类或人类大脑——甚至更为关键。不同复杂程度的现象是根据不同的不可约概念来理解的——湍流、生存、警觉等等。大脑是细胞的集合；绘画是化学颜料的集合。但重要和有趣的是模式和结构——涌现的复杂性。
建筑物的整个结构都受到薄弱地基的威胁。相比之下，处理复杂系统的“更高级别”科学不像建筑物那样容易受到不安全基础的影响。每门科学都有自己独特的概念和解释模式。还原论在某种意义上是正确的。但它很少在有用的意义上是正确的。最近的突破使过去二十年成为科学领域最激动人心和充满活力的时期，而这些突破大多发生在这些“更高”的层次上。
超级智能机器能否创造出一种超越人类科学极限的新科学？
我们当然已经得到了计算能力的帮助。在计算机内部的“虚拟世界”中，天文学家可以模拟星系的形成；气象学家可以模拟大气层。正如视频游戏随着游戏机的性能越来越强大而变得越来越精致一样，随着计算机能力的增长，这些“虚拟”实验也变得越来越真实和有用。
而且，似乎确实没有理由说明计算机不能做出人类大脑无法独自完成的发现。例如，人们一直在不断探索在常温下工作的超导体的“配方”（迄今为止实现的最高超导温度约为零下 150 摄氏度）。这种探索涉及大量的反复试验，因为没有人完全理解是什么使某些材料比其他材料更容易消除电阻。但现在可以计算材料的特性，并且计算速度非常快，可以计算数百万种替代方案，比实际实验可以完成的速度快得多。假设一台机器提出了一个新颖且成功的配方。它将取得一些可以为科学家赢得诺贝尔奖的成就。它会表现得好像它在其相当专业的宇宙中具有洞察力和想象力——就像 Deep Mind 的 Alpha Go 用它的一些招数让人类冠军感到困惑和印象深刻一样。同样，寻找新药的最佳化学成分将越来越多地由计算机而不是实际实验来完成，就像多年来航空工程师一直通过计算机计算而不是风洞实验来模拟机翼上的气流一样。
同样重要的是通过“处理”海量数据集来识别小趋势或相关性的能力。以遗传学为例，智力和身高之类的品质是由基因组合决定的。要识别这些组合，需要一台足够快的机器来扫描大量的基因组样本，以识别小的相关性。金融交易员也使用类似的程序来寻找市场趋势，并迅速做出反应，以便他们的投资者可以从我们其他人那里攫取资金。
您在 2011 年获得了坦普尔顿奖。这是否意味着您相信上帝？如果是这样，您认为他会救我们吗？
我不相信任何宗教教条，但我与许多信教者一样，对神秘和奇迹有着共同的感受。如果我们从科学的追求中学到任何东西，那就是即使像原子这样基本的东西也很难理解。这应该引起对任何教条或任何声称对我们存在的任何深刻方面取得了不仅仅是非常不完整和隐喻的见解的怀疑。正如达尔文在给美国生物学家阿萨·格雷的一封信中写道：“我深切地感受到，整个主题对于人类的智力来说太深奥了。狗不妨推测牛顿的思想。让每个人都按照自己的能力去希望和相信吧。”
顽固的无神论者肯定意识到，有些“宗教”人士显然既不愚蠢也不幼稚，尽管他们极少尝试理解他们。他们通过攻击主流宗教，而不是努力与之和平共处，削弱了对抗原教旨主义和狂热主义的联盟。他们也削弱了科学。如果一个年轻的穆斯林或福音派基督徒在学校被告知他们不能同时拥有他们的上帝并接受进化论，他们会选择他们的上帝，并会失去科学。大多数宗教的信徒都会高度重视其社区和仪式方面。当如此多的事物将我们分开，并且变化速度令人不安时，宗教为社区内部提供了纽带。它的遗产，将其信徒与过去几代人联系起来，应该增强我们不为后代留下一个退化的世界的动力。
你的乌托邦是什么样子的（假设我们不会自我毁灭）？
一个乌托邦式的社会至少需要个人及其机构之间的信任。我担心我们正离这个理想越来越远。两种趋势正在减少人际信任：首先，我们日常需要打交道的人的疏远和全球化；其次，现代生活容易受到破坏——意识到“黑客”或异议人士可以引发在全球范围内蔓延的事件。这些趋势迫使安全措施蓬勃发展。这些措施已经在我们的日常生活中造成困扰——保安人员、复杂的密码、机场安检等等——但它们可能会变得越来越令人恼火。像区块链这样的创新可以提供使整个互联网更安全的协议。但它们当前的应用——允许基于加密货币的经济独立于传统金融机构运作——似乎弊大于利。令人沮丧的是，我们意识到有多少经济活动专门用于如果我们感到可以彼此信任就会变得多余的活动。（如果一些经济学家能够量化这一点，那将是一项有价值的工作。）
而且世界是如此相互关联，以至于任何乌托邦都不可能在一个民族国家的范围内存在。和谐的地缘政治需要被认为公平的全球财富分配——富裕国家和贫穷国家之间的不平等要少得多。即使不追求乌托邦，努力实现这一目标也肯定是道义上的当务之急（也符合幸运国家的自身利益）。可悲的是，我们低估了即使现在在遥远国家发生的事情以及“底层十亿人”的困境。而且我们过分低估了我们将留给后代的问题。政府需要优先考虑在政治视角下具有长期性的项目，即使这在地球历史上只是一瞬间。
延伸阅读:
另请参阅与以下人士的问答：马塞洛·格莱泽、 大卫·德意志、 史蒂文·温伯格、 乔治·埃利斯、 卡洛·罗韦利、 爱德华·威滕、 斯科特·阿伦森、 萨宾·霍森菲尔德、 普里亚姆瓦达·纳塔拉詹、 加勒特·利西、 保罗·斯坦哈特、 李·斯莫林、 斯蒂芬·沃尔夫勒姆、 罗宾·汉森、 埃利泽·尤德科夫斯基、 内奥米·奥雷克斯、 泰勒·沃尔克、 斯图尔特·考夫曼、 克里斯托夫·科赫、 鲁珀特·谢尔德雷克 和 谢尔顿·所罗门。