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科学家的研究动力是什么?

乱翻书 2020-11-10 12:03

2020年腾讯科学WE大会的嘉宾之一,将自己对脑机未来的畅想描述为一种“巨大的快乐与敬畏”。

编者按:本文来自微信公众号乱翻书(ID: luanbooks),创业邦经授权转载。

从“小宇宙”到“蓝点”

在2015年出版的《脑机穿越:脑机接口改变人类未来》一书中,美国杜克大学医学院神经生物学教授Miguel Nicolelis,2020年腾讯科学WE大会的嘉宾之一,将自己对脑机未来的畅想描述为一种“巨大的快乐与敬畏”。

他把这种情感与“500年前当葡萄牙的船员在危及生命的漫长旅行结束时,发现自己看到了新世界的灿烂沙滩时所产生的情感”相提并论。

脑机的想象空间在今年8月份进入大多数人的视野,伊隆马斯克在他联合创立的神经科学公司Neuralink的发布会上,用三只猪演示了植入芯片后信息采集的过程。

由于其内容和形式的特殊性,这场发布会很快在科技媒体和社交网络引发热议。这是马斯克乐于和善于做的事情,不论是造车还是造火箭,他都要在产品还远没有被造出来时向公众布道,以换取“广泛的支持、鼓励和善意”。在Neuralink发布会的最后,他也表示这场发布会的最重要目的是为了招聘

如何区分innovator和entrepreneur是一个有趣的课题。

在接受腾讯科学WE大会采访时,Miguel Nicolelis认为马斯克和Neuralink带来的更多是“好莱坞一样的新闻和观点,而不是实际推动新的创新点”——尽管他有三位学生都在Neuralink担任合伙人的角色。而发布会上对猪做的演示则是这位科学家“10年前在实验室用猴子做的实验”。

这种科学家和科技公司,或者说学术界与工业界,以不同方式推动创新的有趣碰撞,在2020的腾讯科学WE大会上还有不少例子。

今年WE大会的嘉宾仍然是7位全球顶尖的科学家,除了Miguel Nicolelis外,还有:

基本粒子模型主要奠基人和1979年诺贝尔物理学奖获得者Steven Weinberg;干细胞生物学家中内启光,“墨子号”的缔造者潘建伟院士,团队首次在金星大气探测到磷化氢气体的天文学家Jane Greaves教授,领导研制人造电子皮肤的亚裔女性化学家鲍哲南教授,以及捕捉到上百次快速射电现象的天体物理学家Victoria Kaspi教授

在2020年新冠肺炎疫情在全球爆发的大背景下,腾讯WE大会转成线上直播的形式,继续一年一期、一期一会,记录下地球上前沿科学前进的重要节点,而且还难得地集齐了跨越4大洲的顶尖科学家嘉宾。

今年“蓝点”这一主题也很有意味,和去年的“小宇宙”刚好形成一种宏大与个体间对比,在宇宙中观察地球,每个人都将成为这个“暗淡蓝点”的一部分,将在这个蓝点上度过一生的个体要去探索宇宙的未知,那么与前沿的科学探索保持这种规律性的见面或许是最好的方式之一

好奇心驱动的创新探索

科学家的研究动力是什么?

潘建伟院士将其归结为“对自然界的好奇心”,这种好奇心所驱动科学探索的意义将是“对自然界、对世界的深入了解”。

这与 Victoria Kaspi 的回答十分相似:

很多人可能想要了解这个研究有什么用。地球上有这么多问题。你对于这个答案,首先,人类总是仰望星空,充满好奇。好奇心是很难制止的,而好奇心正是我们人类区别于动物的地方。这就是人类文明存在的意义。它是关于好奇,关于经常观察和思考外界有什么。

这种好奇心驱动的普适性在事实层面上也已经超越了科学家群体。

乱翻书去年写过贝索斯的思想DNA和马斯克的使命DNA,通过蓝色起源和SpaceX,他们以企业家、商人的身份进行了太空探索,而对他们在太空这一概念上的早期启蒙都来源于科幻小说

贝索斯在《一网打尽》里表达过他幼年对罗伯特·海因莱因和艾萨克·阿西莫夫两位科幻作家作品的喜爱,凡尔纳的《地球到月球》中的Vintage火箭模型则至今悬挂在蓝色起源的工厂车间。

马斯克小时候读科幻小说所受的影响或许还更加底层一些,《银河系漫游指南》中计算机旨在找出生命、宇宙和万物终极问题的答案,这也成为他的思考范式。他在这一时期读过的科幻小说还包括《魔戒》、阿西莫夫的《基地》系列以及海因莱因的《严厉的月之女王》等。

2020科学WE大会的嘉宾中,天文学家Jane Greaves 的研究领域同样和太空探索紧密相关,她把自己研究领域的意义归结为“寻找宇宙中存在其他生命的地方,这个课题只是人类对生命是什么以及生命从何而来的问题,迷恋和好奇的一部分。”

这位天文学家,目前基于射电天文学去切割分析组成行星的岩石和行星形成时的大气层去研究行星领域,探索宇宙中除了地球外适合居住的星球。

有趣的是,她的科学启蒙和对外星生命的兴趣也来源于科幻小说

我在13岁的时候,就开始读科幻小说,特别是在读艾萨克·克拉克和他关于探索太阳系的故事之后。当时看起来,这就是在未来有可能实现的故事。我认为这是一个令人兴奋的想象时间。就像是想象你甚至可以成为在另一个星球上工作的天文学家。也许,这在我有生之年不会实现,但这是科幻小说的魅力,我们可以通过真实的科学方法来探索这些想法。

Jane Greaves 领衔的科学团队在金星大气中首次探测到了磷化氢气体,表明磷元素存在于金星,金星上可能存在未知的光化学或地球化学过程,结合火星上的甲烷气体痕迹,这可能是“有生命存在”的一种潜在迹象。

这些前沿的发现和探索可能会印证了一批科幻作家的想象,成为新一代科幻作家的素材,乃至激励正处在幼年的新一批科学家,而科学WE大会毫无疑问扮演了中文世界中一个重要的放大镜角色,将今年9月的“金星上或存在生命迹象”这一科学新闻背后的来龙去脉第一时间展现给这场在线大会的一切可能观看者。

在大会现场演讲的结尾,她的发言中透露出未来更大的可能性:

尽管金星那样恶劣的环境中可能存在生命的这种想法听起来的确很疯狂,但确实有这种可能性。我们也在通过望远镜持续地观测,围绕磷化氢这个简单的分子开展其它研究,更多地思考我们的化学和实验室能做什么

科学家和科技公司、学术界与工业界之间的碰撞和互助显然不止于领袖们早期启蒙的相似性。

Miguel Nicolelis 对于 Neuralink的一大反对点在于这家公司的做法是外科手术式的,并且用机器人来代替神经外科医生,他认为“病人不要神经外科手术,而是非侵入性技术”,这一技术将是便宜、无风险的。侵入式的做法是类似植入芯片式的,而非侵入式技术则不进入大脑,2014年,在巴西世界杯上身披“机械战甲”的截瘫青年用意念开球就是这一技术的成果。

当然,除了科学家,也有不少科技公司在探索非侵入式技术采集信息,比如微软、英特尔、谷歌等,所以Neuralink的做法才会被认为是“叛逆”的。

更有意思的是,在某些领域,科技公司所进行的探索可能会反过来影响学术界内科学家的看法。

比如量子通信的专家潘建伟院士原本对于量子计算的进展是非常保守的,而谷歌等科技公司所展现出的实践成果反而使他产生了一些乐观的预期

那么在量子计算方面,本来我是比较悲观的,因为我是一个相对保守的革命者,当然我也是比较努力,但是我确实本质上是比较保守的。所以我一直不认为在我的有生之年能够实现有实际价值的量子计算研究。

但是没想到经过我们近10年左右的努力,我们发现比我们原本想象的还要快。所以比如说去年像谷歌比较好的量子计算工作,它已经有些简单的研究成果可以比超算做的快了。

这种学术界和工业界的交互并非偶然,它来源于科学家的成果以及学术界人才的流动。

对科学家们的工作是否有实际意义的质问已经几乎罕见了,一些时候,科学家的工作对社会的帮助甚至超出他们自己的预期

Miguel Nicolelis在现场演讲中向大家展示了他团队的研究如何帮助瘫痪病人获得一定的自主运动能力,而这样的成果是他们在一开始无法想象的:

在我们的重拾行走计划开始之前,这并不是我们的目标。如果我当初把它作为目标写进资金申请书或者论文里,大家恐怕会笑话我。因为谁也没想到这些病人能够走到今天这一步,我们当时唯一的目标就是制造外骨骼帮助病人活动。但最终,完全出乎意料地,病人恢复了一定的自主活动能力。这样的结果,病人自己也从没想过。

而科学家本身能否在学术圈外为社会提供力量可能是大众会抛出新问题。

Victoria Kaspi 研究的”快速射电暴”是宇宙中最剧烈的现象之一,但是大多数日常生活中的人可能很难体会到其意义。

而值得注意的是,在研究这些现象的过程中,Victoria Kaspi 强调她们所发展的“数字信号处理,超级计算,大数据集的管理,数据的可视化”等技术,可以被运用到世界各地的工业中

她这样描述自己的学生和博士后们对工业界的价值:

他们学习一些技能,然后把这些技能带到各种不同的公司。他们学习如何有效地处理数字采样信号。他们学习如何管理数据集,如何给超级计算机编程,如何开发复杂的算法,如何可视化大数据集。所有这些技能在当今社会都是非常有价值的

他们学习的技能是因为研究宇宙所开发的,这些技能需要推动科技的前沿才能出现。在研究宇宙时所激发的技能为每个人都带来了社会效益

这种良性的循环十分具有诱惑力,好奇心驱动的创新探索为社会带来的是前沿发现或是专业技能,不论是科技公司还是更广义的商业、工业,也都可以从过程中收益。

科学技术的“向善”与“协作”

科技是一种能力,向善是一种选择。

“用户为本,科技向善”,去年11月,21岁的腾讯迭代了自己的愿景和使命。

强调科学技术的向善也成为科学家们跟大众交流的重要一环。

Miguel Nicolelis 之所以反对 Neuralink 外科手术式的做法,重要原因就在于侵入式的很多风险没有被完全传递,他认为:

作为一名医生和科学家,我有责任告诉公众,帮助病人必须采取正确的方法。我们首先需要考虑的是病人的安全和健康,而不是市场营销。我只反对不讲真话的营销。

干细胞研究专家中内启光在他的现场演讲的后半段,花了一定的篇幅回应在动物体内进行人体器官培育所引发的争议点,强调所做研究的透明度和有关机构的监督,并将研究的落脚点设立在“如果研究取得成功并能够为患者提供自体器官,就可以挽救许多患者的生命或提高他们的生活质量,并大大降低医疗费用”。

而鲍哲南教授所研究的人造电子皮肤,和脑机一样,在商业化方向似乎有着巨大的想象空间。但是“材料的稳定性和对人体会不会有害”这一问题,都被她视作最重要的问题之一,同时是需要最长时间、最难去解决的问题。

除了向善,科学家们在专业领域外所传递的另一个有趣的态度是协作。

从2015年《脑机穿越》的最后一章,到2020科学WE大会,除了脑机在医疗领域的应用外,Miguel Nicolelis 向外界强调的另一个目标是使用非侵入式技术来实现通过大脑网络的实时、远程、多人协作。这与人类作为“社会动物”的天性也是天然相符的。

除了人与人的协作,科学家也在畅想文明之间的协作。

《三体》中的黑暗森林理论提供了一种相对消极的观点,它认为人类不应该回应太空信息,暴露位置就意味着遭到其他文明的打击。

Jane Greaves的看法是乐观的,认为文明间可以进行交流:

我的想法是任何一个能够进入太空的文明都可以是通过国际合作实现的,就像我们与国际空间站的合作一样。每个人都必须共同努力,使之成为一个可行的实验。所以我认为如果有其他的文明,他们的意图应当是和平的,他们会很兴奋,因为他们找到其他可以交流的人。

事实上,腾讯科学WE大会本身也是这样一种协作的体现。

腾讯首席探索官网大为在2020腾讯科学WE大会的开场中提出了一系列有挑战的问题,它们关乎地球显著的变化和一场的气候活动,关乎生物与地球被打破的平衡。要应对这些挑战,需要也正是腾讯尝试与科学家和科学爱好者之间所建立的关系——建立连接,共同学习,寻求合作方式

和去年一样,今年的11月不光有科学WE大会,还有整个腾讯科学周,除了顶尖的科学家,还有全球的医学家、科普工作者、跨界学者等,他们将陆续出现在后续的腾讯医学ME大会、科学探索奖颁奖典礼、X-Talk等活动中。在后疫情的大背景下,腾讯医学钟南山、张文宏等医学领军者应该会让腾讯医学ME大会变得相当有看头。

而X-Talk则是今年腾讯科学周新增的科普性活动。今天刚进行完的科学WE大会有很多科幻属性的研究方向,X-Talk这个科学脱口秀活动也请来了世界科幻最高奖“雨果奖”获得者郝景芳、全球华语科幻星云奖获得者陈楸帆等嘉宾,使它和腾讯科学周首日的科学WE大会形成一种有趣的呼应。

回到协作上,不论是前沿的科学成果的传播,还是科学家本人现身说法,亦或是整个腾讯科学周的组织,都是科学界和科技公司之间的一种积极协作,让新冠肺炎疫情阴霾笼罩下的世界中的每一个个体,可以领略到科学之美和探索未知的乐趣。

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