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保持好奇心

保持好奇心
  - 大膽揮灑你的想像力,站在霍金的肩膀上形塑人類的未來。

一個世紀前,愛因斯坦革命性地改變了我們對空間、時間、能量與物質的理解。至今,我們仍然能滿心讚歎地見到他多年前的預測獲得證實,例如2016年雷射干涉儀重力波觀測站(LIGO)所偵測到的重力波。

當我想到聰明才智這件事時,愛因斯坦立刻就從我心裡浮現出來。真不知他那些別出心裁的創意點子,是從哪裡冒出來的?也許是一些優秀智能的綜合:直覺、原創與才華。愛因斯坦有一種看穿表象的能力,可以看透事件的內在結構。他不受常識束縛,於不疑處有疑。無論在別人眼中是如何荒誕不經的想法,他都有勇氣去追求。這份勇氣,讓他擁有創造、想像的自由,使他成為天才,不僅是在他的時代,更是任何時代都當之無愧的天才。

想像力是愛因斯坦的一個關鍵元素。他很多的重要發現,都是透過想像實驗(thought experiment)去重新想像宇宙。他在16歲的時候,想像著自己騎在一束光上,於是他了解到,從這個有利的角度來看,光就像一道靜止不動的波。這幅心中的圖像,最終導致了狹義相對論的誕生。

過了100年之後,物理學家對於整個宇宙,已經有了比愛因斯坦更多的了解。現在,我們擁有更精良的探測工具,例如粒子加速器、超級電腦、太空望遠鏡、LIGO。然而,想像力仍然是人類最為有力的特質。藉由想像力,我們可以遨遊到空間的任何角落或任何時間。當我們在開車、在床上睡覺,甚或是在一場無聊的宴會裡,我們都可以目睹大自然裡最為特殊、奇妙的現象。

當我還是小男孩時,我便對事物是如何運作感到非常好奇。在那些日子裡,我們會很直接就把玩具拆開來,看看裡面的機械是怎麼運轉。雖然在當時,我往往沒辦法把玩具再組裝回去;不過,相較於今天,如果有小孩好奇智慧型手機的工作原理,他們卻不能把手機給拆了。我想,在我們小時候,還是可以學到比較多東西。

我現在的工作仍然在於想搞清楚事情的運作方式,只是尺度上有些不同。我不再拆解玩具小火車了,而是嘗試透過物理定律,希望能弄明白宇宙的運作方式。當你知道東西的運作原理之後,你便能控制它。我這麼說,聽起來很簡單,但它是一件非常複雜、卻又引人入勝的辛苦差事。我成年後的整個生命,可說都是為之著迷且樂此不疲。我曾與世上第一流的科學家共事。在「宇宙學」這門研究宇宙起源的學問裡、也是我所選擇的專業領域裡,我何其有幸,能親身經歷這樣一段榮耀的時光。


疑惑與好奇

人類的心智是很不可思議的東西,既能理解天空的壯麗,也能掌握物質組成的複雜。若想讓每個心靈充份發揮潛能,我們需要一點「火花」:疑惑與好奇的火花。
通常,這樣的火花來自於老師。請容我解釋。

小時候,我並不是一個容易教的小孩,我很晚才學會閱讀,而且我的字跡也相當潦草。然而,我14歲在聖奧爾本斯讀書的時候,我的數學老師泰塔(Dikran Tahta)教導我如何用功學習,並鼓勵我以創意來思考數學。他讓我見識到,數學就是建構宇宙的藍圖。

每一位傑出的人才背後,都有一位傑出的老師。當我們在考慮我們能做些什麼、而又真的能做成的時候,大多是因為有某位老師的緣故。
然而,現在的教育、科學與技術研究,正處於前所未有的險境之中。由於最近的全球財務維艱,以及各項緊縮措施,各個科學領域的研究經費都遭到大幅削減,其中最嚴重的是基礎科學領域。

我們也處於一種孤立與封閉的危險文化中,逐漸遠離進步與進展會發生的地方。在研究的階層,跨領域的交流可以使得技能流通,並從不同的領域帶來新的想法,相互激盪,而能有創新的發展。但現在,這種創新發展將會變得困難。

很不幸地,我們正在走回頭路。隨著英國脫歐,以及美國川普政府對於移民政策與教育發展的介入,我們目睹了對專家反感與敵視的態度正在全世界蔓延,其中包括對科學家的輕視態度。因此,我們應當有何作為,才能保障未來的科學與技職教育呢?

主題再次回到我的老師,泰塔先生身上。未來教育的基礎在於學校,以及能夠啟迪人心的老師。然而,學校只能提供一個基礎的框架,而這個框架有時會用死記、背誦、方程式求解以及考試等,使得學生厭惡自然科學。


科學生活態度

我認為,大多數人對於「觀念」這種定性上的說明,都能有相當好的理解,而不需要定量、甚至是複雜方程式來幫倒忙。通俗的科普書籍或文章,也能對我們的生活方式做出一些說明。然而,即使是寫得最好的科普書,也只有極少數的人會去閱讀。至於科學的紀錄片與解說影片,雖有較多的觀眾,但仍只是單向溝通而已。

當我在1960年代開始進入宇宙學領域時,它還是個乏人問津的冷僻領域。今日,透過一些理論以及重大的實驗成果,例如大型強子對撞機、希格斯粒子的發現,宇宙學已經向我們敞開了大門。雖然,還有很多大哉問有待解答,眼前也還有很多研究工作需要完成,然而我們目前所知道及所做出的成果,都是在難以想像的短時間內完成。

不過,對年輕人來說,橫在他們前方的是怎樣的前景呢?我可以很有信心地說,與先前所有的世代相比,他們的未來將會更加依賴科學與技術。與前人相比,他們更需要了解科學,因為科學將以史無前例的方式,出現在他們的日常生活裡。

撇開天馬行空的胡亂猜測,目前已看得出一些趨勢,也看得到一些已浮現出來的問題,無論現在與未來,都是我們應該處理與面對的問題。在眾多的問題中,我認為:減緩全球暖化、為地球日漸增加與擁擠的人口尋找空間、搶救快速瀕臨滅絕的物種、發展再生能源、阻止海洋污染與森林濫砍,以及防止傳染性疾病的肆虐等,都只是待辦清單上的一小部份。

未來也會有許多重大發明,它們將以革命性的方式,改變我們生活、工作、飲食、溝通與旅遊的型態。生活中的每個層面都會有大範圍的創新。這很讓人興奮!我們將可以從月球上開採稀有金屬,在火星上建立住人的太空前哨基地,開發出目前還是絕症的醫療方法或藥品。

然而,那些大哉問依然存在:生命是如何在地球上開始?意識是什麼?在浩瀚的宇宙中還有其他的智慧生命嗎?這些大哉問仍然等待未來世代來回答。


探索太空、妥善運用人工智慧

有人認為,現今人類已是演化的頂點,這樣已經很不錯了。我反對這個看法。關於宇宙的邊界條件,應該有些特別之處,不過,還有什麼能比「沒有邊界條件」更為特別?

對於人類的探索,應該是不存在邊界的。對於人類的未來,我們有兩個選項:首先是探索太空,尋求另一顆適合我們居住的行星。其次,適當地運用人工智慧,來改善我們的世界。

對我們而言,地球的空間已經越來越小。對於物質資源的開採速率,已經到了拉警報的程度。人類為地球準備了好幾份極其糟糕的禮物:極端氣候、環境污染、海洋溫度上升、冰帽面積減小、濫砍森林以及濫殺動物。我們的人口總數也正以驚人的速率持續增加。很明顯地,這種近乎指數成長的方式,絕對無法持續到下一個千禧年。

另一個考慮殖民其他行星的理由,是核戰。
為什麼我們迄今還未能收到來自外星文明的訊息?有一個說法是,當文明演化到像我們這個階段時,便開始變得不穩定,而自我摧毀了。現在,我們已經擁有了足以消滅地球上所有生命的技術能力。誠如大家最近所聽聞的,在北韓發生的種種事件。這是令人警醒,同時也令人擔憂的事。

然而我相信,我們有能力可以避免哈米吉多頓(Armageddon)的善惡大對決。其中最好的辦法之一,就是前進太空,探索人類移居到其他行星的可能性。

第二個會衝擊到人類未來的,是人工智慧的發展。

人工智慧的發展,近來可謂一日千里。最近完成的一些里程碑,包括自動駕駛汽車,電腦擊敗圍棋高手,還有Google Now、蘋果的Siri、微軟的Cortana等人工智慧助理軟體的問世。這些前所未有的大手筆投資與資訊科技競賽,打造了日趨成熟的理論基礎。也許10年後,我們再回過頭來看目前這些成就,它們會顯得單調無趣。

然而,超智能人工智慧的問世,對人類而言,可以是史上最美好、也
可以是史上最糟糕的一件事。目前我們還不知道,人工智慧是否會無止境地幫助我們?

或是,將來忽視我們的存在,把我們邊緣化?甚或如科幻小說與電影所描述的,把我們毀滅掉?

做為一個樂觀主義者,我相信,我們能夠創造出對這個世界有益的人工智慧產品,讓它們能和我們一起和諧生活與分工合作。我們只需要意識到危險的存在,識別出危險所在,運用最佳的解決辦法妥善管理,並為可能發生的後果,事先做好準備。

科技對我的生活有著巨大衝擊。我必須透過電腦發聲說話,我受益於科技的協作,給了我被疾病奪走的聲音――我失去聲音的時機,剛好也是個人電腦剛起步的時候,實在是不幸中的大幸。英特爾(Intel)公司已經支持我超過25年,因此,我才能繼續去做我想做的事情。

在過去這些年,這個世界以及科技對它的衝擊,已經有了戲劇性的變化。各項科技的問世,大幅改變了我們的生活,從溝通方式、基因研究到資訊的取得等,不勝枚舉。隨著科技變得越來越聰明,它也向我們打開了我從未預想過的大門。

在「幫助殘障人士進行溝通,消除了原本橫擋在中間的障礙」這個領域,一直是未來科技的試驗場。語音轉成文字、文字轉成語音、家庭自動化、電子控制駕駛、賽格威(Segway)等,最初都是為了協助殘障人士而設計,多年之後才逐漸普及到一般人的日常生活。這些科技成就都源自於我們內在的火花:創造力。從實驗物理到理論物理,這份創造力可以透過很多不同的型式來展現。


人人具備科學素養

在我成長的過程中,社會上普遍能夠接受(但是我個人不能接受)「我對科學沒有興趣,而且我看不出來讀科學有什麼用處」的說法。但這種說法已經完全不能再被接受了。

讓我澄清一下我的意思:我並不是在提倡,所有的年輕人都應該成為科學家。理想上也不該如此,因為一日之所需,百工斯為備,社會上需要擁有各式各樣才能的人。然而,我所鼓勵的是,所有的年輕人無
論選擇哪一個行業,對於科學相關的主題,都應該熟悉而且要有信心,不會感到害怕或排斥。他們需要具備科學素養,而且能參與科學與技術的發展,從而學到更多。

一個社會,如果只有少數菁英有能力去了解科學、技術及相關應用,對我來說,這會是一個危險且限制重重的社會。我嚴重質疑,這樣的社會是否會把資源投注在有長期效益的地方,例如清理海洋污染,或是治療第三世界的疾病。更糟的情形是,我們會發現,有人運用科學與技術來對付我們,而我們可能無力招架。

我不相信任何邊界或限制,無論是我們個人的生活,或是生命與人工智慧在這個宇宙中能達到的成就。

我們正站在一個所有科學領域都將要出現重大發現的門檻上。毫無疑問,在未來50年,我們的世界將會有重大的改變。我們將會弄清楚在大霹靂那一瞬間發生了什麼事,我們將會知道生命是如何在地球上開始,我們甚至可能會發現宇宙中還有其他生命存在(儘管我們與地外智慧生命進行交流的機率不高),這個發現背後的重要性,意味著我們不應該放棄此事。我們仍將繼續探索我們在宇宙中的未來居住地,繼續把機器人與人類送往太空。

我們不可能只是向內凝視這顆越來越擁擠、污染越來越嚴重的小小行星。藉由科學上的努力、技術上的創新,在我們努力修復地球上種種問題的時候,我們也必須把眼光放遠,朝外望向更廣闊的宇宙。
在這方面,我是個樂觀主義者,我相信,我們最終能在另一顆行星上,創造出適合人類居住的地方。我們將超越地球,學會如何在太空中生存。

這不是歷史的最終章,而是另一個新章節的開始。我希望,在未來還有數億萬年的時間,生命得以在宇宙間茁壯成長,繁榮發展。

最後一點:我們永遠無法得知,下一個重大的科學發現會從哪裡來,會由誰發現。我們要以更創新、更普及的方式,讓年輕的學子感受到在科學發現的興奮與好奇,越多越好。這將能大大提升發現並啟發下一位愛因斯坦的機率。無論她或他在哪裡!

所以,請記得要抬頭看看天空的星星,而不要只有低頭看著自己的腳。試著去了解你所看到的東西,並去探索讓宇宙存在的是什麼。保持好奇心。而且無論生活看起來有多麼困難,你總能想到辦法來解決它。最重要的是,不要輕易放棄……
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