美报盘点25大科学问题

http://www.sina.com.cn 2003年11月21日12:27 北京日报

　　人究竟能活多长？人类是否应该改良自己的基因？机器人会不会拥有人类的意识？人类能登上火星么？外星人到底存不存在？……

　　日前，美国《纽约时报》的科技周刊——“科技时代”评选出过去25年中最具争议的25个科学问题，以此作为该刊创刊25周年的纪念。

　　尽管这25个问题中的多数目前尚无答案，但“科技时代”指出：科学的使命不仅仅是寻找答案，更在于提出问题。

　　过去25年中最具争议的25个科学问题

　　1、自然科学重要么？

　　2、战争是否终将毁掉一切？

　　3、人类能登上火星么？

　　4、人的大脑是怎样工作的？

　　5、地心引力到底是什么？

　　6、我们能发现传说中的“亚特兰蒂斯”大陆么？

　　7、人体中到底有多少个部分可以移植？

　　8、我们应该吃些什么？

　　9、下一次冰河纪什么时候到来？

　　10、在宇宙大爆炸之前发生了什么？

　　11、人类究竟能活多长？

　　12、性别是必须的么？

　　13、人类将面临的下一场大瘟疫是什么？

　　14、机器人能够有人类的意识么？

　　15、人类为什么睡觉？

　　16、动物们比我们认为的还要聪明么？

　　17、科学能够证明“神明”的存在么？

　　18、进化是随机的么？

　　19、生命如何起源？

　　20、药物能够使我们更开心、更聪明么？

　　21、我们应该改良我们的基因么？

　　22、地球上有多少种物种就足够了？

　　23、当今数学界最重要的问题是什么？

　　24、外星人到底在哪里？

　　25、超自然现象真的存在么？人类究竟能活多长？

　　迄今为止，有准确无误的出生文件可供佐证的世界上寿命最长的人，是6年前逝世的法国妇女珍妮·路易斯·卡门，她活了122岁。尽管这个年龄已经足够令人咋舌，但来自德国罗斯托克城的詹姆斯·法奥佩尔医生依然坚信，这绝不是人类寿命的上限。法奥佩尔医生是马克斯·普朗克研究所生存和寿命实验室的负责人。

　　法奥佩尔医生引用了一组数据来支持他的观点：“从1840年至今，在各个工业化国家，生命预期每十年就会增长两岁半。日本人是世界上最长寿的人群，在过去20年中，每年日本人的寿命预期都会增长3个月，日本妇女现在的寿命预期是85．23岁。”他说，这种增长绝对是呈直线上升的，而且没有任何证据表明这种增长的趋势在未来将会停止或放慢下来。

　　“在80、90、100岁的年龄层上，人口的死亡率并没有增加，而是正在越来越快地下降。”法奥佩尔医生说，“在世界上许多国家，80岁时的死亡率已经以每年2％的比例下降。生物医学的进步对此功不可没。我们正在开始了解癌症、心脏病、帕金森氏病。通过建立动物模型，我们正在开始了解怎样减缓衰老。”

　　法奥佩尔医生预料，到本世纪中叶，一些国家的寿命预期可以达到100岁。到2150年，工业化国家中人口的平均寿命将达到122．5岁。不少科学家相信：在2150年的某一天，一定会有某个人神智非常清醒地迎来自己的150岁生日。人类应该改良自己的基因么？

　　从1953年人类发现ＤＮＡ双螺旋结构至今，刚好是半个世纪。今天，科学家已经破译了人类的基因密码，那么，我们能不能改良它？这个问题目前还仅限于理论上的探讨，但过不了多久，它将成为所有生物学领域最困难的问题之一。如今，生物学家们正在实验室里毫无顾忌地改变着小白鼠的基因，或许有一天，他们会着手设计提供给“人类基因软件”的各种“补丁”。

　　本月，冰岛一家基因破解公司宣布他们发现了一种名为ＢＭＰ－2的基因的三种版本，该基因会导致发生骨质疏松症和骨折的几率上升。理论上讲，假设能在胎儿时期将类似于ＢＭＰ－2这样的“不良基因”从人类基因中剔除，然后置换上优秀的基因，那该是件多么“美妙”的事情！所有父母都希望拥有一个健康、美丽、聪明的孩子，而且这样做的花费也许会比以后花大钱吃药治病便宜得多。

　　但是，这真是一种两全其美的选择么？

　　从生命伦理学的角度看，生命中最严肃的差异性都源于遗传基因的馈赠，人类有理由抹杀这种天然的差异么？另外，从实践角度上讲，许多基因可能不止有一种功能，剔除或置换掉“不良基因”很可能产生不可预见的复杂后果。人类的身体和头脑高度复杂和精妙，它是几百万年漫长而艰巨的进化的结果。作为进化产物的人类，似乎正在鲁莽地挑战着进化论的智慧。机器人能否拥有人的意识？

　　这个问题包含三个小问题：什么是意识？意识能被放到机器里么？如何确证意识真地被放到机器里了？

　　人类只能确证自身是有意识的，一旦超出人类界限涉及到其它物种，这个问题就复杂了：一条狗有意识么？一只海龟呢？一株杨树呢？一块岩石呢？亚利桑那大学教授大卫·查尔默斯说：“最大的问题是，我们根本不可能用某种科学仪器对意识进行测量。对于意?叮颐巧踔敛荒芙ü蛊鹨桓鐾骋坏幕坝锲教ā！?

　　人工智能领域的研究正在把人类制造思维或者意识的理想付诸实践，迄今为止，这个领域内取得的成就还是非常有限的。但随着计算机能力的不断进步，也有不少人相信人工智能能在几十年内实现。卡内基—梅隆大学移动机器人实验室主任汉斯·莫拉维克就相信，人类将于2050年制造出完全智能的机器人，“我确信我们可以设计出和人类的举止一模一样的机器人。”他认为，如果机器人的行为像是有意识的，那么它就是，其它问题多说无益。

　　牛津大学数学家兼宇宙学家罗杰·彭罗斯则没这么乐观。他认为，计算机只能以算术的方式来运行，而在这个世界上总存在着不能由公理和步骤法则来计算的东西，所以机器人永远无法和人类相提并论。他还认为，意识是人脑中的微小结构按量子力学方式呈现的东西，这是超出任何机器的能力的。“亚特兰蒂斯”能找到么？

　　本月中下旬，一支名为“深地中海1号”的探险队踏上了全球瞩目的文明发现之旅，他们要寻找的是传说中已神秘消失的大陆——亚特兰蒂斯。

　　“亚特兰蒂斯”这个名字最早出现在古希腊哲学家柏拉图的名著《对话录》里。根据柏拉图的记述，公元前1．2万年左右，地球上存在一个名叫亚特兰蒂斯的地方，意为“大西洲”，那是一块充满诗情画意、具有高度文明的理想栖息地，人口估计有3000万。但富足和强盛滋生了亚特兰蒂斯人的骄傲和自负，于是在某天某夜，洪水和地震突如其来，亚特兰蒂斯的富庶和雄心伴随这片大陆一同沉入了海底。

　　19世纪以来，人类寻找亚特兰蒂斯的热情空前高涨，以至形成了一门“亚特兰蒂斯学”。据统计，与亚特兰蒂斯相关的书籍多达2000多种，还有不计其数的研究文章。在被认为最有可能是亚特兰蒂斯遗址的直布罗陀海峡、地中海的克里特岛、塞浦路斯、南美洲等地方都留下了人们探寻的足迹。不过也有学者认为，截至目前还没有任何证据证明亚特兰蒂斯的存在，亚特兰蒂斯只是柏拉图虚构出来的神话和寓言，用来告诫那些骄傲自负而且生活糜烂的人。

　　但是，寻找的行动难道不是更重要么？有些传说可以被找到，有些永远不能，然而人类对于传说的追求，很可能引出不可预知的发现和新的知识。人类能移居火星么？

　　早在一个多世纪以前的科幻小说里，人类就开始在火星上漫步了，然而直到今天这还只是个设想。但许多人都坚信，问题不是人类能不能登上火星，而是在什么时候通过什么方式到达那里。至今，仍然没有人确知怎样才能最方便最省力地到达火星。有人估算，人类登上火星需要600亿美元的资金，甚至更多。不过，火星协会主席罗伯特·祖布林认为这个数字应该是300到400亿美元，相当于阿波罗登月计划的花费。祖布林出版了一本名为《移民火星》的书，书中勾勒了人类定居火星的宏伟蓝图。

　　为什么人类对火星始终充满向往？因为就目前的观测情况看，火星是最有可能成为人类第二家园的地方。尽管火星上的温度是零下200℃，但在所有太阳系的行星中，火星的环境是与地球最相像的。火星的直径大约是地球的一半，那里还有相当于地球上三分之一的重力和百分之一的大气浓度。最重要的是，探测器已经发现了在火星冰冻的极点和地表下面有水存在。每两年，火星会靠近地球一次，今年夏天，火星来到了距离地球5576万公里的地方，这是6万年来它距离地球最近的一次。

　　祖布林说：“人们很想知道地球之外是否有生命存在，火星也许是解开这个问题的关键。在火星上，即便是只能找到原始状态的微生物，那也意味着类似于人类的生命不只存在于地球上。”

　　行星协会主席路易斯·弗雷德曼说，人类想要回答的基本问题是，人从哪里来？要到哪里去？“火星最吸引我们的地方在于它很可能帮助我们了解生命的缘起和归宿。”“并且，火星是我们目前知道的人类有机会移民的唯一地方，人类将以此证明自己不会永远呆在地球上。如果我们不能往火星上移民，那么地球可能是我们唯一的家园，我们将不得不再次审视人类和地球的关系。”外星人到底在哪里？

　　1950年的某一天，诺贝尔奖获得者、物理学家恩里科·费米和另外三位物理学家共进午餐，在饭桌上，费米突然冒出一句：“他们都在哪儿呢？”其他人马上意识到费米还在思考着刚才有关飞船和外星人的争论。后来，费米的这句话成了著名的“费米悖论”。

　　“费米悖论”隐含着这样的意思：理论上讲，人类能用100万年时间飞往银河系的各个星球，那么，外星人只要比人类早进化100万年，现在就应该来地球了。为什么他们还没来？他们究竟在哪里？

　　这个悖论之所以具有说服力，是因为它是基于银河系的两个事实：一、银河系非常古老，已有约100亿年的年龄；二、银河系的直径只有大约10万光年。所以，即使外星人只以光速的千分之一在太空旅行，他们也只需1亿年左右时间就可横穿宇宙——这个时间远远短于宇宙的年龄。如果真存在外星人的话，按道理他们早该到了。

　　这个悖论苦苦折磨着那些致力于探索外星生命的科学家们。半个世纪以来，宇宙飞船已经参观或探测了太阳系中绝大部分行星和主要卫星，但?挥蟹⑾秩魏紊Ｏ蟆Ｌ煳难Ъ一棺纷倭顺汕贤蚩判乔蚍⒊龅奈⒉ㄐ藕牛两裎够故且晃匏瘛2豢煞袢希颐翘讲榈闹皇呛苌俚囊恍┬乔蚝鸵桓鎏粝担阗蟮囊酉抵杏涤?2000亿颗星星。寻找外星文明的问题变成了：环境与地球类似的星球在银河系中到底有多少？地球之外的生命和智慧的进化轨迹与地球上的到底有多少相似之处？但“费米悖论”还是没有解决。

　　如果费米的逻辑分析是正确的，那将成为所有努力寻找外星生命的天文学家的噩梦，“外星文明生命探索”项目也将徒劳无功。但热心于此的人们还是能找到继续研究的空间。一种对付“费米悖论”的说法是：星际旅行过于艰难和昂贵，所以外星人才没能成行。另一种被称作“动物园理论”的解释认为，外星人就在地球上，或至少在某个地方看着我们，但他们发誓不干预人类的活动，就如同人类对那些濒危物种和古老文明所采取的做法一样。

　　不管怎样，科学家们还是在坚持寻找，他们常常用这样一句话来勉励自己：“证据的不存在，并非不存在的证据。”