以下是与肖恩·卡罗尔的对话,这是他在本播客中的第三次露面。他是约翰·霍普金斯大学的理论物理学家,也是《思想空间》(Mindscape)播客的主持人,我个人非常喜欢并强烈推荐这个播客,他还著有许多书籍,包括最近出版的系列丛书《宇宙中最大的思想》(The Biggest Ideas in the Universe),该系列的第一本书名为《空间、时间与运动》(Space, Time, and Motion),主题是广义相对论。
第二本书将于5月14日出版,书名是《量子与场》(Quanta and Fields),主题是量子力学。肖恩是一位真正的杰出物理学家,同时也是有史以来最伟大的物理学传播者之一。我强烈建议您收听他的播客,阅读他的书籍,并预订新书以支持他的工作。
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在《宇宙中最大的思想》系列的第一本书《空间、时间与运动》中,您探讨了经典力学和广义相对论,并阐述了广义相对论的主要方程,使其易于理解。那么,从高层次来看,什么是广义相对论?解释它的好方法是什么?
也许最好的解释方法是从狭义相对论开始,狭义相对论是先出现的,对吧?这是人们几十年来将各种事物整合在一起的成果。
但爱因斯坦在1905年做到了这一点。事实上,它甚至没有被完全理解。我应该给予庞加莱在1907年的贡献更多肯定。因此,爱因斯坦在1905年发现,可以摆脱宇宙静止参考系的观念,所有物理方程都将有意义,光速是最大速度。
但后来是闵可夫斯基,爱因斯坦在1907年的教授,他意识到思考这个想法的最优雅方式是将空间和时间融合在一起,形成时空,真正想象我们生活的四维世界中没有空间和时间之间严格的划分。爱因斯坦起初对这个想法不屑一顾。他认为这只是数学家们再次过度形式化。
但后来他意识到,如果时空是一个事物,它可以具有属性,特别是可以具有几何形状,它可以从一个地方弯曲到另一个地方。这就是让他解决引力问题的关键。他之前一直在试图将我们从牛顿力学中了解到的引力(引力的平方反比定律)融入他的新相对论理论中。
这行不通。所以最后的飞跃是说,引力是时空的弯曲。而这个说法基本上就是广义相对论。
以及闵可夫斯基。他是一位数学家,是的。所以,物理学和数学之间的张力,事实上,在您关于这个方程的讲座中,您说爱因斯坦是一位更好的物理学家,他应该得到赞扬。
我知道这很难。这有点像个玩笑,对吧?是的,因为我们都给予闵可夫斯基很多赞誉。
但我们也部分基于事实,部分是为了让我们自己感觉更好,我们讲述了一个故事,讲述了爱因斯坦晚年跟不上时代。有更年轻的人在做量子力学、量子场论和粒子物理学。而他似乎在哲学上无法克服他对这些理论的反对。
我认为关于他后期的这个故事完全是错误的,几乎是180度错误的。我认为爱因斯坦对量子力学的理解至少在20世纪30年代之前与任何人都一样好。我认为他对量子力学的物理学上的反对是正确的。
所以,实际上应该更认真地对待他的反对意见。而他所做的,他在试图思考这些问题时所取得的成就,实际上是理解了量子纠缠的概念,这在当今理解经济学时非常重要。现在,确实在20世纪40年代和50年代,他将精力投入到希望统一电磁力和引力的尝试中。
那并没有真正奏效。我们所有人都会尝试一些行不通的事情。我不因此责怪他。但在智商方面,在试图成为一个清晰思考的物理学家方面,他真的非常出色。
对于物理学家来说,伟大是什么样的?那么,从狭义相对论到广义相对论的飞跃有多难?想象一下,将时空结合起来,并想象整个事物是弯曲的,这有多难?是的,这是一个很好的问题。
嗯,我认为如果您想论证爱因斯坦的伟大之处,这并不难,您可以指出两件事。一件是1905年,他著名的奇迹年,他写了三篇关于三个截然不同主题的论文,每一篇论文都会让他仅仅因为写了这篇论文而闻名——狭义相对论。
其中一个,布朗运动,是另一个,你知道的,只是空气中微小、微小、微小的鸭CT的微小振动。但这有什么关系呢?重要的是它改善了原子的存在,他解释说,通过想象它们的分子、空气并推导出它们的特性来使情感落地。
精彩绝伦。然后他基本上通过他的论文开启了通往量子力学之路,这篇论文再次被赋予了一个枯燥的标签,“光电效应”。它实际上是,因为他发明了光子,他证明了光应该被认为是粒子,也是波。
而且这三件事都在同一年完成。好吧,但另一件让他获得天才地位的事情是,就像你说的那样,广义相对论。所以这花了十年时间,从1905年到1915年。
他不仅在研究广义相对论。他还从事其他工作。他写道,发明了冰箱。他做了各种有趣的事情,而且他并没有离开。唯一一个致力于这个问题的人,还有其他人提出了引力的相对论理论,但他真的全身心地投入其中。我认为你的问题暗示了这个解决方案不是一个简单的转动曲柄的问题。
那是一件根本性的创造性的事情,在他自己讲述的故事中,他最伟大的时刻,他最快乐的时刻,是他意识到如果我们用现代的方式来说,在监控中,如果你在一个以1g加速度加速的火箭中,1g加速度相当于重力,如果火箭很安静,你将能够知道在火箭中和在地球表面之间的区别。重力某种程度上是不可探测的,或者至少与加速度无法区分。所以首先,这是一个非常聪明的事情。
第二,如果你有这个想法,我们会认为我们很聪明。他从那里推理说,好吧,重力是不可探测的。那么它可以像普通的力一样,对吧?电磁力是可探测的。
我们可以将带电粒子放在带正电的粒子周围。带负电的粒子对电场或磁场的反应不同。他意识到他的思想实验所表明的,或者他所暗示的是,重力并非如此。
万物对重力的反应都相同。怎么会这样呢?然后他做了另一个飞跃,哦,这是时空的曲率,对吧?它是时空的一个特征,而不是附加在其上的力。
而它的特征是曲率。最后,他说,好吧,显然,我需要学习描述曲率的必要数学工具。我不知道它们,所以我将学习它们。在那些日子里,他们没有书籍或AI助手。他必须坐下来阅读数学论文,他自学了微分几何,并发明了广义相对论。
将时间作为另一个维度包含在内这一步呢?将空间和时间结合起来,正如猴子所暗示的那样,这是一个简单的数学飞跃吗?
这当然并不简单。嗯,这是一个……这是一个深刻的问题,这就是为什么我说我认为我们应该给予爱因斯坦比我们给予的更多的赞誉。你知道,他是真正为狭义相对论画上句号的人。
同样,许多人都谈论过当你接近光速时事物会如何变化,麦克斯韦的电磁方程组预测了什么等等,它们的含义是什么。所以像洛伦兹、菲茨杰拉德和庞加莱这样的人讲述了一个故事。在通常的说法中,爱因斯坦为它戴上了顶峰,他是这样说的:如果不存在以太,所有这些都更有意义。它是不可探测的。
我们不知道一切有多快,这是相对的,因此得名相对论。但他没有采取实际的最后一步,那就是意识到他所发明的潜在结构最好被认为是将空间和时间统一在一起。老实说,我不知道当他想到这一点时爱因斯坦的脑海里在想什么,我不确定这对他来说是否在数学上是显而易见的,或者他真的为此苦苦挣扎,并且尝试了一段时间。我不确定。
我的意思是,对他来说,法国人,我设想了一个多维空间,试图玩弄它。时间的概念只是另一个维度。
哦,是的,一直都是。我的意思是,我们当然通过忽略空间的两个维度来使我们的生活变得更容易。因此,而不是四维时空,我们只画一维空间的图。
一维时间,所谓的时空图。但是,你知道,这可能与你的问题无关,但即使是最好的物理学家也会为你画一个垂直轴和一个水平轴的时空图。但从根本上说,这是错误的,因为你有点偏爱空间的一个方向和时间的一个方向。
而真正合法的图是二维时空。在该图上绘制光线更为合理,光线来自每个点。存在一个固定的方向,光速将表示该方向。这实际上是该结构中固有的,是空间和时间的划分。对我们人类来说,有些事情很容易。
从广义相对论的角度来看,空间和时间有什么区别?
当你在一张纸上画图时,它是x和y的区别。
实际上没有区别。
几乎没有区别。有一个区别很重要,那就是:如果你在空间中有一条曲线,我会水平地画它,因为这通常是我们时空图中所做的。
你在空间中有一条曲线。你以前听说过这个模型,即两点之间的最短距离是直线,如果你在时间上有一条曲线,顺便说一句,这实际上是我们所有人的生活,对吧?我们都在时间中发展。
因此,你可以从时空中的一个事件开始,到时空中的另一个事件。曼索西指出,你在宇宙中沿你的轨迹测量的時間与你在空间中穿过曲线的旅行距离完全类似。而精确地,我的意思是,它也确实如此,你穿越的实际距离取决于你的路径,对吧,走直线比走曲线距离短。你在时空里测量的時間,你的时钟上记录的实际時間也取决于你的路径,但它以相反的方式依赖于它,因此两点之间的最长时间是一条直线。如果你在时空里来回移动,那么从A点到B点所花的时间就会越来越少。
你如何理解广义相对论下观察到的现实与潜在的客观现实之间的区别,或者鉴于广义相对论,客观现实是一个愚蠢的概念吗?
一个巨大的客观现实问题?我认为客观现实的粉丝是真实的,但我确实认为人们对我们观察到的东西与客观现实之间的关系有点过于随意,原因如下。当然,为了解释世界,我们的起点和终点是我们的观察、实验输入、我们在世界周围体验和看到的现象。但在两者之间,存在一个理论,存在对我们关于正在发生的事情的想法的数学形式化。如果一个理论符合数据,并且非常简单,并且在它自己的术语中是有意义的,那么我们就说这个理论是正确的,这意味着我们应该至少暂时地将某种现实归因于在该理论中起重要作用的实体,直到我们提出……
一个更好的理论。我认为检验客观现实与主观现实之间区别的一个好方法是看看黑洞视界边缘发生了什么。因此,从技术上讲,当你越接近地平线,时间就越静止。
是的,我知道这取决于我们有多小心。所以这里有一些事情。我认为如果你想象有一个黑洞时空,你是正确的。
所以就像方程内部的整个解,并且你把我和你都当作测试粒子。所以我们自己没有任何引力场。我们只是在引力场中移动。这显然是一个近似值。好吧,让我们假设一下。
你站在黑洞外面,我掉进去,当我掉进去并向你挥手时,你知道,我正在进入黑洞,你会看到我移动得越来越慢。而且我发出的光也会发生红移,所以我会看起来很尴尬,因为我正在掉入黑洞。并且有一个极限。
从你的角度来看,会有最后时刻的光线从我身上发出,永远不会消失。好吧。现在你不会真的看到它,因为我发出的光子越来越慢,对吧?
因为从你的角度来看,所以不像我一样明亮。在这张图中,我基本上会逐渐消失。好吧,这是一个近似值。
另一个近似值是我确实有我自己的引力场,因此,当我接近黑洞时,黑洞不会只是坐在那里让我穿过它,它会移动出来吞噬我,因为它的能量质量将是我的加上它的。但粗略地说,是的,我认为是这样。我不喜欢走向极端,因为这就是近似值失效的地方。但是如果你看到一些东西掉进黑洞,你会看到它的时钟走得更……
慢。
我们怎么知道它掉进去了?我们不知道。我的意思是,我们怎么知道呢?因为总有可能在最后一刻它改变主意并开始加速离开,对吧?
如果你没有看到它过去,你就不知道。让我们指出,即使是最聪明的爱因斯坦,他也没有弄清楚黑洞,而他本来可以的。令人尴尬的是,人们花了数十年时间思考广义相对论才意识到存在黑洞这样的东西,因为基本上爱因斯坦在1915年提出了广义相对论,两年后,施瓦西……
卡尔·施瓦西推导出爱因斯坦方程的解,该解代表了一个黑洞,施瓦西解,直到20世纪50年代,奥本海默等人才认识到它是什么。这只是一个例子,说明物理学家并不像他们应该的那样聪明。
我看到的是奇点,那是理论的边缘,极限。所以这是可以理解的,很难想象事物的极限。
这绝对很难想象。黑洞在许多方面都与我们习惯的不同。另一方面,我的意思是,当然,真正的原因是,在1915年到1955年之间,物理学中发生了许多真正有趣的事情,所有粒子物理学,点粒子理论。所以许多最伟大的思想都集中在这一点上。但即便如此,如果宇宙给你一个关于时空曲率的广义相对论解,并且它的一些特征有点神秘,我会付出一些努力……
去尝试弄清楚它。那么黑洞是如何工作的呢?设身处地为爱因斯坦着想,并将广义相对论推向关于这些……
大质量物体的自然结论。最好将黑洞视为一个时空区域,而不是一个物体,好吗?这是一个具有以下属性的区域。
至少在经典广义相对论中,量子效应使一切变得更加困难。但我假设我们现在是经典的。这是一个具有以下属性的时空区域:如果你进入,你就无法离开。
从黑洞中逃逸实际上相当于以光速移动。两者都同样困难。你必须以光速移动才能逃离黑洞。所以一旦你进去了,那就好了。原则上,你甚至不会注意到你何时越过事件视界,我们称之为事件视界,那是无法返回的点,一旦你进入,你就无法离开。但与此同时,时空正在围绕你坍缩,最终坍缩成你未来的奇点,这意味着引力非常强大,它们会将你的身体撕裂,你将在有限的时间内死去。如果黑洞的质量大约是太阳的质量,那么从事件视界到奇点所需的时间大约是百万分之一秒。
如果你掉进黑洞,如果把一个物体看作信息,那么信息会被摧毁吗?
好吧,你提出了一个极其困难的问题。这就是为什么我一直需要区分根据爱因斯坦理论、广义相对论的黑洞,这是关于时空和几何的第一本书,它是完全经典的。然后到了20世纪70年代,我们开始询问量子效应以及在量子效应下会发生什么。
根据经典广义相对论,当你掉入黑洞时构成你的信息会丢失到外部世界,它在黑洞内部。但我们再也无法获得它了。在20世纪70年代,甚至霍金也指出黑洞会辐射。
它们向周围的宇宙释放光子和其它粒子,当它们辐射时,它们会损失质量,最终会蒸发。它们消失了。所以一旦发生这种情况,我就不再能说关于你或我扔进黑洞的书的信息……
仍然存在的信息隐藏在黑洞后面。黑洞消失了。所以要么这些信息被销毁了,就像你说的那样,要么它以某种方式转移到霍金辐射中发出的辐射中。
大多数思考这个问题的人都认为信息以某种方式转移到辐射中,并且信息是守恒的。这是广义相对论本身的一个特征,我们也可以预期量子力学本身也是如此。所以你把它们放在一起。
这应该仍然是未来。我们不能肯定。有些人长期以来一直持有这种观点,史蒂芬·霍金就是其中之一,但这是大多数人的想法。因此,我们现在正在尝试做的是,在一个已经产生了数百篇论文的主题中,即“黑洞信息丢失难题”,弄清楚如何将你或书中的信息转移到逃离黑洞的辐射中。
有没有什么方法可以观察到霍金辐射,从而获得一些洞见?或者这现在还完全停留在理论阶段?
现在,我们离观测到霍金辐射还差得很远。令人遗憾的事实是,黑洞越大,温度越低。因此,一个小的黑洞,比如一个微小的黑洞,可能会非常明显地发出光。
但像我们银河系中心的超大质量黑洞,是太阳质量的三百万倍,或者类似的东西,它的温度非常低,以至于它的辐射将永远无法被观测到。黑洞很难制造。我们附近没有任何黑洞。宇宙中存在的那些黑洞非常非常暗淡。因此,目前还无法探测到它们。
据说,我们附近没有任何黑洞。
据我们所知。
我们附近没有任何黑洞。微小的黑洞可能很难探测,也许在某个边缘地带。
所以你不会希望它们太小,否则它们就会爆炸,对吧?它们非常明亮,然后就会可见。但存在一个绝对的区域,在这个区域中,黑洞足够大,以至于不可见,因为较大的黑洞是稳定的,对吧?不发出辐射,但足够小到可以通过引力效应被探测到。
从心理上讲,从情感上讲,你对黑洞有什么感觉?
它们很可怕。我喜欢黑洞。但是宇宙奇怪地使得制造黑洞变得困难,对吧?因为你真的需要将大量的物质能量压缩到非常非常小的空间区域中。
所以我们知道如何制造恒星级黑洞。一颗超大质量恒星可以坍缩形成黑洞。我们也知道存在这些超大质量黑洞,位于星系的中心,它们的确切来源尚不清楚,我的意思是,也许仍然是黑洞聚集在一起并合并了。
但是,你知道,来自詹姆斯·韦伯太空望远镜的新数据令人兴奋的一点是,相当大的黑洞似乎存在于宇宙历史的相对早期。所以,弄清楚它们的来源已经很困难了,现在这是一个新的难题。
所以这些超大质量黑洞是在宇宙早期形成的,我的意思是,这是一种幸运,而不是一种缺陷,因为我们没有太多这样的黑洞,否则就不会有时间或空间来形成我们称之为人类的复杂结构了。
我认为这是合理的。是的,这总是很有趣。当某些事情很难做到时,它却发生了,对吧?我的意思是,制造黑洞的概率可能是零,也可能是1。但这是一个介于两者之间的有趣数字,这很有趣。
是否存在比超大质量黑洞更多智慧的外星文明?
是的,我不知道。但我认为你的直觉是对的,即很容易存在许多文明。然后我们早就应该注意到它们了,但我们没有。所以绝对地,我们没有注意到它们的最简单的解释是……
它们不存在。是的,我认为制造它们太容易了。所以一定有什么简单的解释。
但也很容易制造生命,或者说,携带生命,或者说,多个……
生命。生命似乎总能找到出路,智慧生命也是如此。当然。也许在那个链条中的某个地方存在一个非常非常艰难的飞跃。但一旦生命开始,一旦你获得了最初的生命,生命似乎就能在任何地方、任何条件下找到出路。它会想办法解决的。
我的意思是,我完全明白你在想什么。我认为在你面对数据之前,这是一种完全合理的态度。我原本并不认为我们会有什么特别之处。我原本以为会有很多非常明显的、地外文明存在。但即使生命能找到出路,即使我们相信你所说的所有内容,生命找到出路需要多长时间?如果通常需要一百亿年,那么我们就孤单了。
所以时间问题,所以你真的认为最有可能的是没有其他文明存在。我只是……我相信是的,没有其他文明。还有另一种解释。
虽然我们看不到它们,但我并不十分相信这一点。听着,我不会在这方面下很大的赌注。我在这方面犹豫不决,关于生命本身是否遍布各地。
当我们访问其他世界、其他太阳系时,我们知道非常微小的微生物生命是普遍存在的,但它们都没有达到某种复杂的形态。也有可能根本就没有微小的生命。也有可能存在一些高级文明,它们有比敲我们家门更好的事情要做。所以我认为我们应该对这些事情非常谦逊,因为我们对此知之甚少。
而且也可能存在一个巨大的过滤器,其中存在一些关于……一旦文明发展出足够复杂的科技,这种科技更有可能摧毁所有人,而不是继续具有创造性。
这绝对有可能。实际上,我对这一点的重视程度较低,因为这需要每次都发生,对吧?如果只有一个……
约翰·冯·诺依曼指出一个有趣的观点,你不需要将外星人送往银河系各地。你可以建造自我复制的探测器并将它们送往银河系各地。你可能会认为,银河系非常大。
其实并没有。它只有几万光年宽,已有数十亿年的历史。因此,你不需要以接近光速的速度移动就能填满整个银河系。
所以,如果你是一个智慧的外星文明,一个独裁者,你就会发射大量的探测器。
百分之百,只是分散开来。是的。你应该这样做,所以你想听听乐观的观点。这是一个乐观的观点。
寻找其他地方智慧生命的人通常会用他们的射电望远镜进行调谐,对吧?至少在我们所有的射电望远镜退役之前是这样。这并不是寻找其他地方智慧生命的一种很有希望的方法。
因为一个超级智慧的外星文明为什么要浪费所有的能量向天空发射信号呢?首先,它只是从你身边经过,对吧?所以如果我们在地球上,我们只收听无线电波几百年了。
好吗?所以,如果智慧外星文明存在了十亿年,他们必须精确地确定发送信号的正确时间。发送探测器并让它们前往其他太阳系要高效得多。
只需坐在那里等待该太阳系中出现智慧文明。这有点像《2001太空漫游》。我这样说对吗?我会更惊讶于在我们太阳系中发现某种安静的外星人工制品,而不是捕捉到来自智慧文明的无线电信号。
所以,这里比较的是面对面的对话与远程对话。
我只是想整合时间。探测器可以坐在那里等待,而无线电波则会直接经过。
对于一个外星文明,再次强调,一个独裁者,要弄清楚一个探测器,最有可能定义与……
它所发现的任何东西的通用语言,这有多难?我会……
像当选的领导人,一个当选的领导人,一个民主的外星公民?
我认为我们会很快弄清楚语言问题。我的意思是,可能不像不同的人类部落相遇时那样快,因为人类显然有很多共同点。但存在逻辑和数学,存在物理世界。你可以指着石头说“石头”,对吧?我认为你不会花很长时间。嗯,我知道电影《降临》(Arrival),根据特德·姜的小说改编,暗示外星人的交流方式将从根本上有所不同,但他们也有认知方面的东西,我不相信,所以我认为如果我们真的发现了外星人,这将不是我们的长期问题。
所以,首先,你熟悉的地方是复杂性。他们从许多不同的角度来处理复杂性的问题,并从许多不同的角度来提出什么是生命的问题,从广义上讲。所以,如果你认为你会出现,你会来到一颗行星上,你会看到一些东西。我明白了,这是一个生物吗?
好吧,同样,如果它是智慧的和技术先进的,那么更短期的问题是,如果我们从系外行星获得一些光谱数据,那么我们对大气中的一些成分有所了解,我们如何判断大气是否给我们提供了生命存在的迹象?这是一个非常困难的问题,人们正在争论这个问题。一种非常简单但可能很有趣的方法是说,小分子不会告诉你任何信息,因为即使生命可以制造它们,其他东西也可以制造它们,但长分子是生命会产生的东西。
所以复杂性的迹象,我不知道。我只是有一种不安的感觉,我们无法探测到,来到一颗行星上,上面有一堆液体,我们跳进去,我们在液体里游泳,我们无法看到其中的智慧,但这种智慧是否像……你知道的答案,我们会看到运动,也许是奇怪的运动,但我们无法……看到其中的智慧或与之交流。我想,如果我们有足够的时间来尝试不同的想法,我们也许能够……
你知道,我认为,为了这种谦逊,智力上的谦逊,我们不会知道,因为我们应该为意外做好准备。但我总是回到这样一个想法,即我们都生活在同一个物理宇宙中。如果……好吧,这么说吧,我们智力的发展肯定与我们操纵周围物理世界的能力有关。
所以我猜想,没有任何理由可以百分百肯定。但我猜想,任何高级生命也应该具备这种能力。你知道,海豚和章鱼都是反例。但我认为在细节上,会有足够的相似之处让我们认出它。
我不知道我们是怎么谈到这个话题的,但我认为是从超大质量黑洞开始的。所以如果我们回到黑洞,更广泛地谈论全息原理,你最近发表了一篇关于这个主题的论文,甚至从严格的研究角度来思考这个主题,以及作为一名畅销书作家。那么什么是全息原理呢?好吧。
它可以追溯到我们之前讨论过的信息问题。以及它如何在量子力学中出现,即使在量子力学出现之前,它也很难处理。在经典统计力学中,信息和熵之间存在关系。
熵是我最喜欢谈论的话题。我已经写过关于它的书了。所以霍金告诉我们,黑洞有熵,并且是有限量的熵,而不是无限量的熵。
但人们相信。现在我们已经开始进行相当多的推测了。人们相信黑洞的熵是你可以在时空区域中拥有的最大熵。
它是熵密度最高的。这意味着存在某种最大信息量,你可以将其放入该时空区域,你称之为黑洞。有趣的是,你可能会期望有一个盒子。我要把信息放进去。
我没有告诉你我将如何放入信息,但我问,我可以放入多少信息与盒子的尺寸成什么比例?你可能会认为,它与盒子的体积成比例,因为信息占据一定的体积,我只能放入一定数量的信息。这可能是你对黑洞的猜测。
但答案并非如此。答案是,反映在黑洞熵中的最大信息量与黑洞事件视界的面积成比例,而不是内部的体积。人们长期以来以深刻和肤浅的方式思考过这个问题。
他们提出了我们现在所说的全息原理,即时空和量子引力传递信息或保存信息的方式不是在时空的每个点上都有不同的比特或量子比特,而是某种全息的,这意味着它嵌入在或位于我们所居住的三维空间的某个维度中,或者可以被认为与之相关。因此,对于黑洞来说,事件视界是二维的,嵌入在三维宇宙中。全息原理会说,黑洞中包含的所有信息都可以被认为存在于事件视界上,而不是黑洞内部。
我还需要说一件事,那就是这是一个想法。我刚才告诉你的想法是最初的全息原理,由雅各布·贝肯斯坦和伦纳德·萨斯坎德等人提出,他们是超级著名的物理学家,伦纳德·萨斯坎德在我的播客上,做了一个精彩的演讲,非常擅长解释这些事情。我的播客叫《Mindscape》。是的。
而且你不只是有物理学家在做。
我不……
我喜欢我的《Mindscape》。非常感谢你。好奇心驱使。
但是,任何……但我试图理解,有点含糊不清,他们对全息原理及其含义有点含糊其辞,全息原理,即信息被编码在边界上的想法,真正发展起来是在 90 年代,通过 Maldacena 的 AdS/CFT 对偶,我们不必深入探讨细节,但它是一个完整的理论,包含两个不同的理论。一个理论是在没有引力的时空 n 维中,另一个理论是在有引力的时空 n+1 维中,其思想是这个 n 维理论将全息图投射到 n-1 维宇宙中,使其看起来像有引力。而全息原理与 AdS/CFT 对偶,这是如今理论物理学家极感兴趣的一个巨大来源。
那么,我们该如何看待它产生的影响呢?呃,事实上,你可以将所有你能想到的信息,所有进入黑洞的信息,都存储在事件视界上,是的,我的意思是……
这是一个好问题。嗯,量子场论间接暗示的一件事是,你我所包含的信息量与我们占据的时空体积相比并不多。就量子场论而言,你我大多是空的空间,所以我们并非信息密集,对吧?
我们体内、书本中、CD 中或任何计算机内存中的信息密度确实是由值编码的,就像不同的位位于空间的不同点一样。但这种信息密度极低。所以我们就像光速一样,就像黑洞的信息一样大爆炸。
在我们日常经验中,我们距离这些问题变得相关的状态还很遥远。所以它离我们的直觉非常遥远。我们真的不知道该如何思考这些事情。我们可以进行计算,但我们并没有切身体会到这一点。
你可以直接忽略掉那些事情发生的地方,做得更好。
但我们正在努力。我的意思是,这就是我们有信息丢失难题的原因,因为我们还没有完全解决它。所以,这里要记住一件事,一旦时空变得灵活,根据广义相对论它会做什么,并且你有了量子涨落,它有涨落和虚粒子等等。
时空位置的概念本身就变得有点模糊了,对吧?因为它在量子涨落中是灵活的,它甚至可以被压低,所以信息可以以你意想不到的方式传播。这很容易说,而且是真的,但我们还没有找到一种正确的方式来谈论它,这是完全严谨的。
但黑洞的信息密度之高令人难以置信。然后,量子力学开始发挥作用。所以你知道,你几乎想记住大小,那种有趣的计算事物……
正在发生。还有一件事,信息密度很高,但熵也很高。所以黑洞就像一个非常非常具体的随机数,对吧?它需要很多位数来指定它,但这些位数不会告诉你任何信息。它们不会给你任何有用的东西来处理。所以它包含所有信息,但它并非我们能从中学习很多东西的形式。
但假设一下。
我想,正如你提到的。
信息可能会被保存,进入黑洞的信息不会被破坏。那么,当熵非常高时,这意味着什么呢?
好吧,我说过黑洞是信息密度最高的,但它并非信息量最高的,因为黑洞会蒸发。当它蒸发时,人们已经为此计算出了方程,当它蒸发时,它转化成的熵实际上高于黑洞的熵,这很好,因为熵应该增加,但它稀释得多,对吧,它分散在巨大的时空体积中。所以原则上,你用来制造黑洞的所有信息仍然存在于这些信息中,我们认为是这样。
但它已经散布到四面八方。我们刚才讨论了事件视界,黑洞,内部是什么,中心是什么。
没有人去过那里。
所以再来一次。
这是一个理论预测。但我要说黑洞的一个非常重要的特征,我们所熟知并喜爱的,那种最初由孩子发明的,存在奇点,但它不在黑洞的中心,记住时空,或两个不同部分的一部分,统一时空的一部分,奇点的位置。黑洞不是空间的中心,而是我们的未来,它是一个时间点。
它就像一个大紧缩。你知道,大爆炸是从过去的一个奇点膨胀而来的。大紧缩可能不存在,但如果存在,它将是未来坍缩成一个奇点。
这就是黑洞内部的样子。你可以在内部安然无恙,但事情变得越来越拥挤,时空变得越来越扭曲,最终你达到极限。这就是奇点。
在你的未来。那么黑洞内部的时间是什么样的呢?
时间总是以一秒一秒的速度流逝。这就是我永远也做不到的。不同的人的时间流逝速度可能不同。
所以你会有像双生子佯谬这样的事情,两个人最初年龄相同。一个人走了,另一个人回来了。现在他们不一样了。
你可以计算出,出去又回来的人会更年轻,因为他们没有走最短距离的路径,但在局部,就你和你手腕上的手表而言,时间并没有什么好笑的。时间,你的大脑中的神经信号、你的心跳和你的手表,无论发生什么,对它们来说都是同时发生的。所以时间似乎总是以相同的速度流逝。
好吧,如果你掉进黑洞,然后我是一个观察者,只是在观察它,然后它蒸发后你出来了。一百万年后,我想你会和以前一样大。
你变老了吗?你会转化成光子。你不再是你了,对吧?
所以信息完全被保存是不可能的。
这取决于你,它可能会被保存……它存在于宇宙的微观结构中。这就像我拿一本普通的书,把它烧掉一样。物理定律说,书中的所有信息仍然存在于热量、光线和灰烬中。我们永远也无法得到它……这是一个实践问题,但原则上它仍然存在。
但从观察者的角度来看,事物的年龄呢?从黑洞外部。
从黑洞外部来看并不重要。黑洞内部呢?
不,所以,但这没关系。除了让……
它蒸发之外,没有办法逃离黑洞。但同样,你知道,顺便说一句,在狭义相对论中,忘记广义相对论吧。说,好吧,这就是我现在正在发生的事情,这非常诱人。
我想知道现在远处发生了什么。相对论的重点是说,当你远离时,没有所谓的“现在”。对于黑洞内部的情况更是如此。所以你倾向于说,好吧,他们的时钟走得有多快,或者他们现在有多大年纪,根据相对论,你不能这么说。
因为时空被同等对待。所以这甚至没有意义,全息原理中时间会发生什么。
据我们所知,没有什么戏剧性的事情发生。嗯,我们离确信我们知道这里发生了什么还差得很远。所以关于时间是否基本、时间是否涌现、时间是否与量子纠缠有关、时间是否真的存在,都有一些很好的未解之谜。不同的理论,不同的支持者支持不同的观点。嗯,但全息原理本身并不会让我们改变……
我们对时间的看法,无论它们是什么。但全息原理很有趣,因为空间的问题……
他真的像时间一样,所以所有……
关于时间的问题几乎就像关于它是否涌现的单独问题一样。
所有这些,是的,我的意思是,这可能反映了我们现在的无知。但是,是的。
如果我们弄清楚了很多,你知道,数百万年后黑洞会发生什么,如果它们回到过去,告诉你关于黑洞的所有你想知道的事情,你会有多惊讶?有多少……
你认为……
还有多少有待了解,这将是多么令人震惊……
这取决于他们会说什么。你知道,我认为我的同事中有些人认为他们非常接近于弄清楚信息是如何从黑洞中出来的,如何对引力进行量子化,诸如此类的事情。我更怀疑我们离得很近。
我认为还有很多惊喜的空间。所以在这种意义上,我怀疑我会感到惊讶。对我来说,最令人惊讶、最有趣的事情是,如果量子力学本身被某种更好的东西取代了。
据我所知,没有基于经验的证据表明量子力学不是百分之百正确的。但它可能并不总是可能的。所以,再说一次,我的一些受人尊敬的朋友们对此进行了推测,所以那是我不想知道的第一个问题,也像……
黑洞将是最清晰的例证。是的,那里有一些你会去购物的东西吗?
我的意思是,也许关键在于黑洞由于各种原因而神秘莫测。所以,是的,如果我们对宇宙的最佳理论是错误的,这或许可以解释为什么。
但它有可能,我们会发现一些有趣的东西。比如黑洞有时会创造新的宇宙,或者黑洞是穿越时空到另一个地方的某种门户,诸如此类的事情,就像我们对构成……时空的织物的整体概念完全改变了,因为黑洞表达了某种类型的奇点。
是的,你知道,嗯,这对我来说不会太令人惊讶,我已经写过关于这方面的论文,我们没有充分的理由认为黑洞内部是另一个宇宙。但这是可能的,而且对于某些黑洞来说,这也很有可能,而对于其他黑洞则不然……这些是我们不知道的东西,这些是我们只能回答的问题。问题是,那些容易问但我们不知道答案的问题……很难回答。
因为这些物体很难测试,很难探索。
状态只是非常遥远,无论是字面上的空间距离,还是能量、质量或时间等等。
呃,你发表过一篇关于全息原理的论文,或者一篇涉及全息原理的论文,你能解释一下这个调子吗?
是的,你知道,自从我发表第一篇论文以来,我一直对采用这些大胆的推测性想法并尝试根据数据对其进行检验感兴趣。问题是,当你处理大胆的推测性想法时,它们通常不够明确,无法做出预测,对吧,就像是的,我知道在某些情况下会发生这种情况。我知道在其他情况下也会发生这种情况。
所以我们做了以下事情,正如我已经提到的,嗯,全息原理,它旨在反映黑洞中包含的信息,似乎告诉我们,信息……比你天真地预期要少。所以这是对天真预期的升级,使用量子场论进行预测。量子场论是我们现在最好的基本物理理论。
与这种全息黑洞的东西不同,量子场论完全是局部的。在空间的每个点上,都会发生一些事情,然后你最终得到空间中所有不同点的总和。好吧,全息原理根本不是这样。关于即使在空空间中发生的事情的预期之间存在不匹配。在连接理论中首先是全息原理会预测什么。
你如何调和这两件事?所以有一种方法,呃,以前有人提出过,那就是说,在量子场论中,谈论它的方式意味着存在更多状态,系统可以存在更多方式。它们确实存在,并且只是做了一点数学,因为听众中可能有些人喜欢数学。
如果我在二维几何上画两条轴,比如桌子的表面,对吧?你知道它之所以是二维的,是因为我可以画出两个相互垂直的向量。我不能画出三个都相互垂直的向量,对吧?它们需要稍微重叠一点。对于任何数量的维度都是如此。
但我可以问,如果我试图在一个向量空间中放入比向量空间的维数更多的向量,我需要让它们重叠多少才能使它们几乎相互垂直?数学答案是,随着维数变得非常非常大,你可以看到大量的额外向量几乎相互垂直。所以在这种情况下,我们建议的是,在一个区域中可能发生的事情的数量被全息原理正确地描述了。
它被量子场论略微高估了,但这是因为量子场论状态并不完全相互垂直。我应该提到,量子场论状态由某个高维向量空间中的向量给出,非常非常非常大的维数向量空间。所以也许量子场论状态并不完全相互垂直。
如果这是真的,这已经是一种推测了。但如果这是真的,你如何知道实验偏差是什么?如果我们仔细研究并做出一些猜测,发现没有实验差异,那将是完全可以接受的。
因为,再说一次,这些东西处于非常非常遥远的区域。我们伸出了我们的触角。我们对这种奇怪的叠加态如何在像中微子的粒子的运动方程中出现做了一些非常非常具体的猜测。
然后我们根据这些大胆的猜测,对中微子的行为做出了预测。然后我们将它们与数据进行了比较。我们发现我们非常接近,但尚未达到我们预测的效应的可检测性。
换句话说,基本上,我们预测的一种说法是,如果现在出现一颗新的树(并且有一些原因解释为什么现在出现一颗新的树,如果你们想了解的话,但它并不那么有趣),中微子从宇宙的另一端,从某个非常非常遥远的星系来到我们这里。在它传播的过程中,它会溶解成其他中微子的概率是存在的,因为它们不像维克托那样彼此特别相关,就像它们那样,或者几乎是量子理论。
这意味着,如果你观察来自足够远距离、能量足够高的中微子,它们应该会消失。就像如果你看到,如果你,如果你看到一堆附近的中微子,但更远的地方,你应该看到更少的中微子。有一个叫做冰立方体的实验,这是对人类工程的惊人证明,他们去南极洲钻孔,在这些孔中一英里深的地方放置光电探测器,他们基本上利用冰立方体中的所有冰。我不知道它是不是一英里,但它就像一个立方体或类似的东西。某个很大的区域,大量的冰是他们的探测器,他们正在寻找当宇宙射线或中微子(无论什么)撞击冰分子、冰中的水分子时产生的闪光。
在冰中产生闪光。
他们在寻找闪光。
但是,疯狂的是,我的意思是,那个探测器是什么样的?
是一堆线,很多很多线,带有三百六十度光电探测器。是的。而且你,这真的很酷。它非常酷,而且他们做了令人惊叹的工作,并且他们……
发现了中微子。
是的。所以重点是,大多数宇宙射线都是质子。为什么?因为质子存在,而且它们的质量足够大,可以将它们加速到非常高的能量。
所以高能宇宙射线往往是质子。它们也倾向于撞击地球大气层并在衰变为其他粒子。另一方面,中微子至少通常会直接穿过,很大程度上。
所以不仅仅是南极洲,而是整个地球偶尔也会。而且中微子会与地球上的粒子相互作用。来自太阳、来自宇宙的无数中微子一直在穿过你的身体。
所以,如果你足够耐心,并且拥有足够大的南极冰盖区域来观察,冰的优点在于它是透明的。所以你建造了自己的……大自然为你建造了一个中微子探测器。
那么为什么是冰?所以仅仅是因为低噪声,你可以观察这个东西,而且它……
比空气致密得多,但它是透明的。
所以它比空气致密得多,概率也比它的透明度高得多,在中间,任何地方。所以你可以……
所以你需要,不是那样,对吧?是的。所以它比其他任何地方都更清晰,对吧?所以无论如何,你可以去获取来自IceCube实验的数据。
有多少中微子被探测到具有非常高的能量。在我们奇怪的小全息猜测游戏中,我们预测应该有一个截止点。随着你达到越来越高的能量,你应该会看到中微子,然后它们应该会消失。
如果你查看数据,数据恰好显示了截止点在哪里。这并不意味着我们的截止点是正确的。这意味着他们失去了在精确预测截止点的地方进行实验的能力。
哦,天哪,好吧。嗯,为什么会有一个限制?哦,仅仅是因为……
高能中微子越来越少。所以有一个频谱,它下降了。我们在这里绘制的是中微子数量与能量的关系图,它逐渐消失,而且它们变得非常……
非常少。你需要高能中微子来进行你的……
粒子物理学实验需要更高的能量。
这种效应与这个几乎更荒谬的事情有关。
让我只提一下我们所有自由意志的领导者奥利弗·皮尔斯的名字,他是领导这项工作的博士后。他应该为此获得荣誉。我是一个作者和合作者。我做了一些工作。
但他真的应该得到赞扬。谢谢你,奥利弗。感谢你推动这个疯狂的想法前进。只是谈谈这个……这个过程。你如何处理提出这些大问题并尝试制定一个可以做出预测的实验,所有这些……你的过程是什么?有一个非常……
有趣的事情发生在理论物理学家身上。一旦你成为研究生,你阅读一些论文等等。突然之间,你成为一个非常非常小的知识领域的全球专家,对吧?而且你对其他领域知之甚少。
有一种压倒性的诱惑,就是深入钻研,对吧?继续做你开始做的事情。但也许你开始做的事情并不是对世界或对你或其他任何人来说最有趣的事情。
所以你需要另外培养一种能力,那就是退后一步,然后说,好吧,既然我可以在这个领域发表论文,我已经在这个一般程序中接受了足够的训练。我的兴趣、我的能力以及什么才是真正有趣的事情之间,最佳匹配是什么?老实说,在我的职业生涯中,我在这方面做得并不好。
嗯,你知道,我的过程传统上是,我一直在粒子物理学领域、广义相对论和宇宙学这个一般领域工作,我会尝试从其他人谈论的事情中吸取教训,并问自己它是否真的适合在一起,就像我的两个……所以我想我写过的三篇论文在获得兴奋和类似的事情方面做得非常好。一篇是我第一篇论文,我为此贡献很少。
那是我的导师和他的合作者。他们建立了它。另外两篇基本上是我的想法。一篇是在我们发现宇宙正在加速之后,所以1998年的观测表明,宇宙不仅在膨胀,而且膨胀速度越来越快。
所以这归因于爱因斯坦的宇宙常数,或者某种更复杂的暗能量形式,某种充满宇宙的神秘物质。人们一直在围绕这种暗能量物质提出想法,它可能是什么等等。大多数提出这些想法的人都是宇宙学家。
他们研究宇宙学。他们一次考虑整个宇宙。因为我喜欢与不同领域的人交谈,所以我比一般人更熟悉一位受人尊敬的粒子物理学家会如何看待这些事情。我立刻想到的是,你们知道,你们正在提出这些理论,这些理论非常不自然。它们经过超级精细的调整,任何粒子物理学家都会因为谈论这些而感到尴尬。
但与其仅仅嘲笑他们,我坐下来问自己,好吧,有没有一个可信的版本?有没有一种方法可以让粒子物理学家满意,同时也让宇宙学家满意?我意识到有一组非常具体的模型,即……即相对自然。
你猜怎么着,你可以根据这些模型做出新的实验预测。所以我做了。人们对此非常高兴。
是什么让物理学家满意,能够解释人们所说的这种脆弱的东西——暗能量?
所以暗能量遍布整个宇宙,而且变化缓慢,这应该立即引发警报,因为粒子物理学是长度尺度和时间尺度的故事,这些尺度通常是……你猜对了,很小,对吧?粒子很小,它们振动很快,而你却说,现在我有一个新的场,它的典型变化率是每十亿年一次,对吧?这根本不自然。
事实上,你可以将其形式化并说,你看,即使你提出一个仅在数十亿年内演化的粒子,如果你让它与其他粒子相互作用,这将使其进入并移动得更快,因为动力学将更快,质量将更高。等等。所以这就是整个故事。
事情需要……而且它们会相互作用,重要的场论。那么你如何阻止这种情况发生呢?答案是对称性。
你可以施加一个对称性来保护你的新场与任何其他场不发生相互作用。好的。这有两个原因。第一,它可以保持动力学缓慢。所以如果你只是……你可以告诉我为什么它很慢,你只是编造了它,但至少你可以防止它加速,因为它没有与任何其他粒子相互作用。
另一个是,这使得它更难以探测……没有大量的实验在寻找第五种力或自然基本常数的时间变化,例如电子的电荷。这些实验应该能够探测到这些暗能量场。我能够提出一种方法来阻止这种情况发生。
探测,探测结果是什么?因为对称性可以阻止它与所有其他场相互作用,因此使它难以探测。而且很幸运,我意识到,因为它实际上是基于我的第一篇论文,有一个漏洞。
如果你施加这些对称性,从而保护暗能量场与任何其他场不发生相互作用,那么仍然存在一种你无法排除的相互作用。它是在你的暗能量场和光子之间的一种非常具体的相互作用,光子非常常见。它具有以下效应。
当光子穿过暗能量时,光子具有向上、向下、向左、向右的偏振,无论它是什么。当它穿过暗能量时,光子的偏振会旋转。这被称为双折射。
你可以计算一下,说,你知道,你可以做出非常精确的预测,因为你编造了这个模型。但如果你想大致拟合数据,你可以预测应该有多少偏振旋转。应该有几度,好吧,不是那么多。
所以这很难探测。人们现在一直在尝试这样做。从字面上看,我们正处于能够探测到它或使用宇宙微波背景辐射将其排除在外。
而且,你知道,广告宣传属实。市场上有一种说法是已经探测到了它。嗯,它的统计意义并不大。
如果我太糟糕了,我认为它可能会消失。这是一件非常难以观察的事情。但也许随着你获得更好、更干净的数据和更干净的分析,它会持续存在,我们将直接探测到暗能量。
所以我们只是关注暗能量,人们有时会提到暗能量和暗物质,作为物理学家已经失去理智的一个例子,这是一种说法,即存在这个场。它渗透……它与任何其他场都不一样,而且是不可见的。
它帮助我们解决一些数学问题。你如何回应?让我们……
建议?好吧,有两种方法。一种方法是,当我们发现海王星时,这些人也必须这么说,因为它完全是一个类比,我们有一个非常好的理论,在这种情况下是牛顿万有引力。
在太阳系中,我们做出了预测。对于其他行星的运动,预测略有偏差。
你发现你可以通过假设一些非常简单的东西来解释这种运动。一颗位于非常非常特定位置的行星。然后你说,看,它就在那里。这是成功发现暗物质的第一个例子。
最终,我们能够加入的物质是黑暗的。
是的,暗物质和暗能量之间存在差异,对吧?就我们假设而言,暗物质……是一种粒子。
它只是一种与我们相互作用非常微弱的粒子。所以我们知道有多少暗物质。我们或多或少知道它在哪里。
我们知道它的一些特性。我们不知道它具体是什么,但它……它没有什么根本的神秘之处。它是一种粒子。
暗能量则是一个不同的故事。所以暗能量确实均匀地分布在整个空间中,并且具有这种非常奇怪的特性,即它似乎不会演化。据我们所知,在每一立方米空间中,每时每刻的能量都是相同的。
这就是为什么到目前为止,暗能量的主要候选者是爱因斯坦的宇宙常数。宇宙常数是严格恒定的,百分之百恒定。数据表明它最好是百分之九十八恒定或更好。
所以百分之百恒定有效,对吧?而且它也很稳健。它只是在那里什么也不做。
它不与任何其他粒子相互作用,这非常合理。暗能量可能是宇宙常数。暗物质非常重要。
在这里要强调的是,你知道,它最初是在七八十年代被假设出来的,主要用于解释星系的旋转。今天,暗物质的证据比八十年代要好得多,而且来自不同的来源。它主要来自对宇宙微波背景辐射或大尺度结构的观测,所以我们有多条独立的证据线,还有引力透镜等等。许多证据表明暗物质存在……而且也表明暗物质的影响与我们修改引力的情况不同,所以我对这个问题的第一个答案是,我们有很多暗物质的证据,但另一个答案当然是,如果它不是暗物质,我们会很高兴。我们的既得利益与它是比暗物质更酷、更有趣的东西完全一致,因为暗物质是一种粒子,这是世界上最无聊的事情……
而且它不均匀地分布在空间中,暗能量是均匀的。
啊,所以你甚至可以看到我们根据引力透镜构建的IT地图。
这是一组可验证的暗物质柱,它解释了星系中的某些现象。
大于星系,很遗憾,我们认为星系中的暗物质是不均匀的,但它只是它的影响较弱。但在大型结构、星系团等尺度上,是的,我们可以告诉你暗物质在哪里。
暗物质的超级酷炫解释。这将很有趣,假设只是另一种粒子存在于那里。
超级酷炫的解释是修改引力而不是发明一种新的粒子。遗憾的是,这并不奏效。我们尝试过,我也尝试过。
H,那是我的第三篇非常成功的论文。我试图将暗物质和暗能量统一起来。那是我的想法。
那是我的愿望,甚至不是想法。我试图去做,失败了。甚至在我们写论文之前,我就意识到我的想法并没有帮助。
它有帮助。我可能可以解释暗能量,但这并不能解释暗物质。所以我认为它实际上并没有那么有趣。
然后,两个不同的合作团队都想到了这个想法,他们完全独立地想到了完全相同的想法?我说,如果三个不同的人找到了相同的想法,也许它很有趣。所以我们写了论文。是的,它吸引了很多有趣的人。
非常有趣。你能描述一下吗?有点像他只是着迷于有多少东西存在。有能量、暗物质,我们不太了解这些。那么,你对探索如何统一它们的深入研究是什么?
所以,这就是我们所知道的关于暗物质和暗能量的信息。它们在引力非常非常非常弱的区域变得很重要。这与你如果真的在修改引力时所期望的恰恰相反。
就像在量子化场论中有一个普遍规律。新的效应出现在效应很强的时候,对吧?我们理解弱场。
我们不理解强场。但是,好吧,也许这不同,对吧?那么,当引力很弱时,我的意思是暗能量在宇宙历史的后期出现。
在宇宙早期,暗能量是无关紧要的。但请记住,暗能量的密度保持不变。物质和辐射的密度下降。
所以在早期,暗能量完全无关紧要。与后期的物质和辐射相比,它变得很重要。这也是宇宙稀释且引力相对较弱的时候。
与星系无关,好吗?星系的中心密度更大,外部密度更小。并且存在一个关于星系的现象,即在星系的内部,你不需要暗物质。
这并不奇怪,因为那里恒星和气体的密度非常高,而暗物质只是次要的,但通常存在一个半径,在这个半径以内,你不需要暗物质来拟合数据,在这个半径以外,你需要暗物质来拟合数据。所以这又是引力较弱的时候,对吧?所以我问自己,当然,我们知道在场的理论中,新的效应出现在场很强而不是很弱的时候。
但是让我们把这个抛诸脑后。我可以写出一个引力在变弱时会改变的理论吗?我们已经说过引力是什么了。引力是什么?引力是时空的曲率。
所以有一些数学量可以测量时空的曲率,通常你会说,就像我理解爱因斯坦方程一样,我在书中向读者解释过,它将时空的曲率与物质和能量联系起来。物质和能量越多,曲率越大。所以我说,如果你在那里添加一个新的项,它说物质和能量越少,曲率越大,会怎样?除了拟合数据之外,没有理由这样做,对吧?所以我试图统一暗物质的需求……
物质和超级……
对,成为最好的。那将是伟大的。
但如果它有效,那将是非常有趣的。引力有些古怪。它几乎不存在,就像在它的边缘一样。
没有确切的希望。
但是关于……
物理学的好处是存在方程,对吧?我的意思是,你可以想出一些词语,你可以挥舞你的双手,但随后你必须写下方程。我做了,我发现我可以帮助解决暗能量的庆祝活动。宇宙根本不帮助解决暗物质问题。
是的,这只是成功。在星系尺度和太阳系尺度上,物理学有点无聊。
是的,他做到了。我再次同意,这就是为什么它有点……当我听到非物理学家指责物理学家(就像你说的那样)失去方向,因为他们需要暗物质和暗能量时,我会抓狂。
我不要暗物质和暗能量。我想要比那更酷的东西。我试过了,但你必须倾听方程。输入数据。
你提到了三篇论文,你的第一篇论文,你第一篇很棒的论文。当然,你还有很多论文,所以你对其他论文非常苛刻……
但顺便说一句,这不是很棒的程度。这是影响力,对吧?很棒和影响力之间没有相关性,对吧?我的一些最好的论文石沉大海……第一篇论文叫做《洛伦兹不变性和对称性破坏的电磁修正》。所以我们找到了一种方法来做到这一点,而不会违反其他任何东西,并且是可以进行实验测试的。所以人们喜欢它。第二篇论文叫做《昆塔本质及其与宇宙其余部分的相互作用》。所以昆塔是一种动态能量场?宇宙的其余部分是因为我当时在谈论昆塔如何与其他粒子场相互作用,以及如何避免你不需要的相互作用。第三篇论文叫做,“宇宙加速是由于引力物理学吗?”诸如此类。所以你可以看到我采取的共同主题,你知道我们知道标准模型粒子物理学和广义相对论,以某种方式调整它们,然后尝试拟合数据……
并试图使其……所以它是关于实验的,是的。
没错。那是目标。
你写了一本书,《隐藏在宇宙中的秘密:经济学》,以及一本即将出版的新书,是我们提到的《宇宙中最大的思想》系列的一部分,叫做《量子与场》。所以这侧重于量子力学。一个大问题,《宇宙中最大的思想》,你认为关于量子力学最美丽或最神秘的是什么?这是一个更难的问题。
你知道,我写了一本关于广义相对论的教科书,我通过说广义相对论是有史以来最美丽的物理理论来整理它,我会坚持这一点。它不如量子力学基本。但量子力学更神秘一些。
所以它现在有点混乱,对吧?你知道,如果你想想我们如何向学生教授量子力学,哥本哈根诠释,它一团糟,没有人认为它很漂亮。我更喜欢多世界诠释量子力学,它非常漂亮,因为它成分更少,只有一个方程,它可以涵盖世界上的所有事物。
这取决于我对美的定义。但我认为对你的问题的回答是,量子力学可以从极其微小的成分开始,原则上可以产生世界,对吧?这让我难以置信,它比广义相对论更全面,广义相对论是关于引力的,这很好,它是关于一切的,似乎能够胜任这项任务。所以我不知道这是否美丽,但它当然……
令人印象深刻的理论,其预测能力,以及该理论描述微小事物创造我们周围看到的一切的事实。
在经典力学中,这是一个玻恩理论,这里有一个粒子,那里有一个粒子。我分别描述它们。我可以告诉你这个粒子在做什么,那个粒子在做什么。我们可以,我们有纠缠,正如爱因斯坦在1935年向我们指出的那样。
这意味着这两个粒子只有一个状态。这个粒子没有一个状态,另一个粒子也没有一个状态。事实上,整个宇宙只有一个状态,称为宇宙波函数,如果你愿意这样称呼它的话。它遵循一个方程。然后我们的工作就是把它分解,把它切开,弄清楚如何从它中得到桌子、椅子和类似的东西……
那样?你提到了多世界诠释,它实际上很漂亮,但它是你坚持的更具争议的事情之一。是的,你可能为此……
得到很多批评。
那么,你能先解释一下吗?然后我们可以谈谈批评。
你可能知道,解释量子力学给人们的经典实验叫做斯特恩-格拉赫实验。你正在测量粒子的自旋,好的,在量子力学中。自旋是,你知道,某种东西围绕自身旋转的速度,以一种非常简化的意义。
不同之处在于,对于像单个电子或单个中子这样的东西,它要么顺时针旋转,要么逆时针旋转,只有这两个可能。这样,你唯一能得到的两个测量结果是,它不会旋转得更快或更慢,它只会朝一个方向或另一个方向旋转。只有两种选择。
根据量子力学的规则,我可以设置一个电子,比如说,处于既不是完全顺时针旋转也不是完全逆时针旋转的状态,而是两者叠加的状态。这不仅仅是因为我们不知道答案,而是因为它在测量之前确实是两者兼而有之。然后当我们测量时,我们看到一个或另一个。
所以这是量子力学的基本奥秘。我们不看它时对系统的描述与我们看它时看到的不同。所以我们教学生哥本哈根诠释,即测量电子的自旋会导致物理状态发生根本变化,它会自发地从顺时针和逆时针旋转的叠加状态坍缩到其中一个状态。
你可以告诉我发生这种情况的概率,但这就是你能告诉我的全部。我无法解释它何时发生。是什么导致了这种情况?为什么它会发生?这些都没有。
这被称为量子力学的测量问题。所以多世界诠释说,看,我刚才告诉你整个宇宙只有一个波函数,这意味着你不能只认真地描述电子。你必须包含宇宙中的其他一切,特别是……
你必须与电子相互作用才能测量它。所以任何与电子相互作用的东西都应该包含在你正在描述的波函数中。好吧,也许只是你,也许你的眼睛能够感知它,但好吧,我要把你包含在波函数中。
如果你这样做,因为你的听众非常有见识,我会比平均水平更小心一些。测量电子的自旋意味着什么?我们不需要深入细节,但我们希望以下内容为真。如果电子处于完全顺时针旋转的状态,那么我们希望测量结果告诉我们它正在顺时针旋转。
我们希望你的大脑会想,是的,电子正在顺时针旋转,对吧?同样,如果它是完全逆时针旋转的,我们希望测量结果表明它正在逆时针旋转。量子力学的规则,薛定谔方程,非常清楚地表明,如果你想在它顺时针旋转时测量它为顺时针旋转,并在它逆时针旋转时测量它为逆时针旋转,那么当它一开始处于叠加状态时,会发生什么?你会和电子纠缠在一起。
我的意思是,宇宙的状态会演变成一部分,说电子正在顺时针旋转。我看到了顺时针旋转。一部分状态是它与说电子正在逆时针旋转的部分处于叠加状态。
我看到了逆时针旋转。每个人都完全同意这个完全没有争议的直接结果,薛定谔方程,然后尼尔斯·玻尔会说……然后波函数的一部分消失了。
我们处于另一部分,你可以预测哪一部分,只是概率。无论是谁,谁是20世纪50年代的毕业生,谁在思考这个问题,说,我有一个更好的主意。波函数的一部分不会神奇地消失。
它仍然存在。这个想法,即整个波函数总是存在,并且只遵循薛定谔方程,没有在几年之前被想到的原因是,它并不直观。你看着它,你会说,好吧,这预测我将处于叠加状态,但我将处于看到电子顺时针旋转和看到电子逆时针旋转的叠加状态。
没有实验者曾经感觉自己处于叠加状态。你总是看到一个结果,好的,总是。休·埃弗雷特的妙处在于,他说,问题不在于薛定谔方程。
问题是你已经把自己识别到薛定谔方程中了。你说,哦,看,这里有一个人看到了逆时针旋转。这里有一个人看到了顺时针旋转。
我应该处于两者的叠加状态,埃弗雷特说,不,不,你不是,因为波函数的那一部分,其中自旋是顺时针旋转的,一旦存在,它就完全不受波函数的那一部分的影响,这部分说自旋是逆时针旋转的。它们彼此分离。它们是相互独立的。
他们没有任何影响。一部分发生的事情对另一部分没有任何影响。所以努力说简单的解决方法是把自己认定为看到顺时针旋转的人,或者看到逆时针旋转的人,现在有两个人了。一旦你做了那个实验,薛定谔方程就不必被修改了。你只需要在多世界波函数中正确地定位自己。
词语的数量非常非常非常非常大。这些世界在哪里?它们去哪里了?
简短的回答是,这些世界并不存在于空间中。空间在每个世界中都是独立存在的。我的意思是,你的问题有一个技术上的答案,那就是,空间,所有可能的物理状态的空间。
但在物理上,我们想把这些世界放在某个地方。这只是我们的一种错误的直觉。世界没有所谓的物理空间位置,因为空间在世界内部。
这种解释的特性之一是,你无法从一个世界旅行到另一个世界。没错。这让你感觉它们是独立存在的?
它们是独立存在的。
并且同时存在。
同时。
在空间中没有位置,却在空间中没有位置。如何才能想象它们在没有空间位置的情况下存在?
真正的答案,诚实的答案是方程预测的。
是的,如果你能想象的话。
对你来说更糟糕的是,方程对它们预测的内容非常清楚。
有没有办法更接近于理解和可视化这种解释的含义?
你知道,我不认为这很难。对我来说并不难。你知道,我不介意这样的想法:当我进行量子力学测量时,宇宙中后来会有我现在的多个后代,他们对该测量得到了不同的答案,我可以与他们互动。
嗯,希尔伯特空间,量子波函数总是足够大到包含所有这些。我将只担心我可以观察到的宇宙部分。所以让我们这样说。
多世界理论是认真对待薛定谔方程的结果。薛定谔方程是为了拟合数据而发明的,是为了拟合不同原子在不同发射和吸收实验中的光谱。完全可以这么说,好吧,你正在使用薛定谔方程。
你推断,你相信它,相信它超出了我们所能观察到的范围。我不想那样做,对吧?这完全合理,好吧,那么你相信什么?想出一个更好的理论?你说你不相信薛定谔方程。告诉我,你相信的方程结果是,人们已经做过,结果是,以一种合乎逻辑的方式做到这一点非常困难,这种方式符合数据。
而多世界理论非常简洁。
绝对是最简洁、最干净、没有额外包袱的量子力学理论。
所以如果它实际上是正确的。它不是我们所知道的任何东西中最奇怪的事情吗?
是的。事实上,让我这样说。在我看来,对多世界理论持怀疑态度的最好的理由不是因为它没有意义,或者它不符合数据,或者我不知道世界在哪里,或者其他什么。
这是因为,要进行这种推断,要认真对待我们知道在其他体系中是正确的方程,需要新的哲学,需要一种新的思考身份、概率、预测等等的方式。做这种哲学工作是很重要的。我一直在做,其他人也在做。
我认为这非常非常困难。但这并不简单。它不是我们已经知道的简单推断,而是一个非常遥远的巨大推断。
如果你只想在方法上保持保守,并说这步走得太远了,我不想接受它。我很同情这一点。我认为你只是在回避。我认为你应该更有勇气。但我理解。
冲动,并且在底层世界中有一个时间区域,如果你倒带回去,将会存在一个初始状态。
没错。所有量子,所有不同的版本,都需要某种时间箭头。你可能在每种情况下都不同,但量子测量过程是不可逆的。你可以测量一些坍缩的东西。如果你知道结果,你可以倒着推。
如果我说我测量了一个电子,它是顺时针旋转的,他们说,在我测量它之前它是什么?你知道它的一部分是顺时针旋转的,但你不知道有多少,对吧?多世界理论也没有什么不同。但好消息是,你在多世界理论中需要的时间箭头正是你无论如何都需要用于熵和热力学的时间箭头。到目前为止,你需要一个简单的低熵初始状态。
这两种情况下都需要。所以,如果你真的在多世界理论下观察整个宇宙历史,它会让我感到困惑。但它看起来非常决定论。是的,在每一刻,那一刻是否包含了整个宇宙历史的记忆?那一刻是否包含了一切的记忆?
据我们所知,它之前的一切?因此,根据多世界理论,宇宙的波函数,宇宙的所有分支,所有世界,都包含所有信息。称之为记忆有点危险。
这与我们大脑中的记忆不同,因为我们的记忆依赖于时间箭头,而薛定谔方程或牛顿定律的重点是它们没有内建的时间箭头,它们是可逆的。宇宙的状态不仅记得它来自哪里,而且还决定了它将去哪里。我们的记忆做不到这一点。
但是我们的记忆,我们可以重放。你能重放这个周末吗?
但是形成记忆的行为会增加宇宙的熵。这也是一个普遍的过程,对吧?你可以走在沙滩上,留下你的脚印。这是你经过的记录。嗯,它最终会被宇宙不断增加的熵所抹去。
但是,但是你可以不完美地重放它。是的,我们可以回到过去吗?并且完美地。
哦,这取决于精确度。你试图问这个问题。你知道,宇宙包含了关于宇宙过去的信息,但你和我没有。现在什么也没有。
尝试咨询宇宙在计算上非常昂贵。
好吧,这取决于我们到底在问什么。例如,有一些简单的问题,例如大爆炸后三十秒宇宙的温度是多少?我们可以回答这个问题,对吧?这真是太神奇了,我们可以以相当高的精度回答这个问题。但是如果你想知道每个原子的位置,那就不能了。
你认为大爆炸是什么?为什么?为什么?为什么?为什么?
发生这种情况,我们毫无头绪。我认为这是一个非常重要的问题,我可以想象我们会取得进展。但现在,我对答案是什么几乎完全不确定。
我认为这将有助于……
不会有太大帮助……量子引力会有所帮助,也许黑洞会帮助我们弄清楚量子引力。所以间接地,是的,但我们面临的情况是,广义相对论,爱因斯坦的理论明确地预测过去存在奇点。宇宙有一个时刻,那时宇宙具有无限密度、无限能量、无限膨胀率等等。
这是一种花哨的说法,表明该理论已经失效。经典广义相对论无法胜任这项任务,无法说明那一刻到底发生了什么。所以完全有可能。
在某种意义上,存在一个时刻,在此之前没有其他时刻。那就是大爆炸。即使它不是经典广义相对论的那种东西,即使涉及量子修正。
也许这就是发生的事情。也完全有可能。在那之前有时间,有空间和时间,它们通过我们不太了解的过程演变成了我们的大爆炸。
如果时间和空间是涌现的,那么“之前”甚至开始变得……
变得很奇怪,好吧,我认为如果存在第一个时刻,那将是非常好的证据,或者这将与时间是涌现的观点非常吻合,如果时间是基本的并且打算永远持续下去,那么它是基本的。
好吧,我的意思是,这些问题的普遍说法是什么在我们的宇宙之外?在时间和空间上,我知道一部分问题是……我理解……
我一生都在问,但是,但是,但是其中一些问题的答案是,这不是思考的正确方式。
好吧,但是完全不可能思考我们的宇宙之外是什么,这绝对是……
问问题。但你必须能够接受这种可能性:我们的宇宙之外根本不存在这样的东西。这绝对是可能的。事实上,这是我们所知道的、最简单、最有可能正确的答案。
但是宇宙中唯一没有外部的东西是……是的,如果宇宙……
是一切的总和,那么它就不会有外部。
所以很难想象没有外部。我们想要有。我们想要有一个创造力,导致了这一切。并且在外面,就像这是我们的城镇。然后有一个更大的世界,总会有一个更大的世界。
因为那是我们的经验,是我们成长的世界,对吧?宇宙不需要遵守这些规则。
我说的是奇怪的事情……
当我还是个孩子的时候,这常常让我晚上睡不着觉。就像,如果宇宙不存在怎么办?
对吧?如果你觉得压力很大,那就是,如果这是唯一的宇宙,而我们在这里,是少数几个智慧文明之一,也许是唯一一个,那就是我们是一切中心的旧系列,你只会感到怀疑。这就是为什么多世界理论对我来说有点令人兴奋,因为我认为它以所有正确的方式令人谦卑。感觉就像无限是整个事情运行的方式。
有一个陷阱,我只是提一下,因为在宇宙学的这些理论边缘,有一种做法我认为有点错误,那就是说,我将根据想象自己是典型的观察者来思考宇宙。这被称为典型性原理、平庸原理,甚至是哥白尼原理。我没有什么特别之处,我只是宇宙中的典型观察者。
但是你从中得出了一些结论。你最终意识到你犯了一个可笑的错误,因为你说我是宇宙中的典型观察者,你说宇宙中的典型观察者像我一样,这完全没有得到任何东西的证明。所以我没有告诉你正确的做法是什么。但是这些问题并没有完全基于实验验证或证伪,或者一旦你……你必须非常小心。
对我来说,这是最有趣的问题之一。它是一种不同的方法。但是,就像,这之外是什么?
宇宙是如何开始的?我们是如何从无到有的?当你提出所有这些问题时,你总是会偷偷摸摸地问这个问题……这一切从何而来?是的,我认为这可能是一个可以回答的问题。
对吧?它不必如此。
所以你认为可能有一只乌龟拒绝透露它的身份?
是的。我认为……具体来说,为什么存在而不是不存在这个问题并没有我们通常归因于“为什么”问题的答案。因为通常,“为什么”问题是嵌入在宇宙中的,当我们回答它们时,我们利用我们所知道和喜爱的宇宙的特征。但是宇宙本身,据我们所知,与任何东西都没有关系。它们更强大,因此它可以只是存在。
你认为这个地方是模拟的吗?当然。这是一个非常有趣、扭曲的电子游戏。所有存在……
在我的播客《心灵景观》中,听众们取笑我,因为他们从我的AMA剧集中知道,如果你用“你认为有可能……”开头提问,答案很可能是“是的”?这可能不是你关心的答案,但这是可能的,当然,只要你不是,你知道,把两个偶数加在一起得到奇数。
当你说是可能的时,有一个数学上的“是”。然后有一个……
更像是一种直觉的、合理的“是”。我认为对模拟假设没有任何哲学上的反驳。我还认为,绝对没有理由认真对待它。
你认为人类会尝试创造一个吗?我想这就是我一直思考的方式,你知道,我花了过去两年相当多的时间,最近更多的时间在虚拟世界中,并且总是被创造高分辨率世界的可能性所吸引。
正如我们将讨论人工智能的进步一样,你可以在前面自动生成这些世界。并且在这些自动生成的世界中存在这种可能性。非常令人兴奋,只要这是控制这些世界生成的物理学、量子力学和广义相对论的一致性。嗯,所以看起来人类肯定会尝试创造这个。是的。
我认为他们会创造更好的模拟。我认为哲学家大卫·查默斯所做的工作,我认为他很好地论证了我们应该将虚拟现实和模拟现实中发生的事情视为与我们所经历的现实一样真实。我还认为,实际上,人们意识到模拟逼真的世界比我们想象的要困难得多。所以这不是我这一生中……
担心……实际上,从一套令人印象深刻的原型开始,你认为这控制了一切?关于这方面的一个类似问题是关于AGI的。是的,你说我们还差得很远……
远离AGI。我想消除AGI这个词组。
所以基本上,当你分析大型语言模型并观察它们与任何AGI的距离时,我们可以讨论不同的智力概念,而我们并没有像公众中一些人所说的那样接近。那么,你对此的直觉是什么?
我的直觉基本上是,人工智能不同于人类智能。因此,那些关注AGI的人所犯的错误是,像我们现在或在不久的将来能够制造的人工智能体一样,在某些方面可能比人类好得多,而在其他方面则比人类差得多。与其试图探究它与类人智能的接近程度,不如欣赏它的能力。这既更准确,也有助于我们更好地利用它并保护自己免受危险,而不是总是以人类中心主义的视角看待它。
我认为,其根本思想在于,其能力令人印象深刻,这并非一个……
精确的阶段。
我的意思是,我接下来要问的问题是许多争论的焦点:大型语言模型的局限性是什么?它们真的能做到像常识推理那样的事情吗?它们对世界的理解有多少?它们只是花哨的模仿机器吗?你认为大型语言模型的局限性在哪里?
我认为原则上没有多少限制。我不是一个关于意识和感知等问题的物理学家。我认为原则上,建造一台在思维和认知上与人类无法区分的机器是可能的。
但我们并没有试图这样做,对吧?大型语言模型试图做的是预测文本。这就是它所做的。
它利用了这样一个事实:出于非常好的进化生物学原因,我们人类会将意图、智能和能动性归因于那些行为像人类一样的事物。当我开车来参加这个播客时,我使用了谷歌地图。谷歌地图在跟我说话,但我想要停下来喝杯咖啡。
所以我没有按照谷歌地图的指示去做。我绕了一个我不喜欢的街区。所以它会生气,对吧?它会说,“不,你应该……”它并没有确切地说出这句话,但你知道我的意思。它就像,“不,左转,左转”,而你右转。作为一个人,你不可能不感到有点难过。谷歌地图好像在生你的气。它甚至没有试图……它不是大型语言模型,它没有故意……但我们总是这样归因,丹尼尔·丹尼特这位哲学家写了一篇很有影响力的论文,关于意向性立场,即对我们人类来说,将意图归因于实际上并不具备意图的人工事物是最自然的事情,这并不是说它们不能真正存在,但如果你想理性而清晰地思考这个问题,第一步就是认识到我们巨大的偏见,即倾向于将内在的东西归因于能够在表面上表现得像人类一样的系统。
那么,如果这种将意图性归因于数据的巨大偏见存在于人类数据中,存在于大型语言模型和未来的视频模型所训练的海量人类数据中,你是否认为这种意图性会自然而然地成为这些系统行为的根本特征?
好吧,我认为不会发生这种情况。嗯,我认为它可能会再次发生。我不反对这个原则,但同样,大型语言模型的产生方式及其优化的目标与人类的产生方式及其优化的目标大相径庭。所以我认为,通过将大型语言模型与人类进行比较来评判它们,我们错失了更清晰地认识它们的机会,无论是在积极方面还是消极方面。好吧。
我认为,要反驳“它们优化的目标不同”的说法,应该描述它们的训练方式与它们优化的目标。它们的训练方式是一种非常简单的预测文本标记的方法。但是你可以用它们优化的目标来描述实际的任务。
这是为了构建世界模型,也就是对世界的理解。而这正是它开始更接近人类所做的事情的地方。在大型语言模型的情况下,我们知道香肠是如何制作的,而我们不知道人类是如何制作的。
但它们并非为此而优化。它们优化……
听起来像人类。这是微调。但实际的训练是优化理解,创建一个对人类在互联网上创造的所有内容的压缩表示。希望这能让你对世界有更深入的了解。
是的,我认为这是一个关于大型语言模型如何实际表示世界的一系列非常有趣的问题,因为很明显,它们非常擅长模仿人类。在我看来,一个悬而未决的问题是,模仿人类最简单、最有效、最好的方法是做与人类相同的事情,还是有其他方法?我认为这是一个悬而未决的问题。
我刚刚听完梅拉妮·米切尔和她的团队的演讲,他们都是人工智能研究人员,她讲了两个故事,关于两篇不同的论文,一篇是其他人写的,一篇是她团队正在跟进的。他们正在用一个带有白色和黑色方格的小矩形棋盘模拟井字棋游戏。实验是这样的:他们向神经网络输入了最优玩法的走法,比如e5,意思是“好吧,你把棋子放在这里”。
所以它会给出一个长字符串,并且对数百万场游戏都这样做,对吧?真实的、合法的游戏。然后它提出问题:这篇论文提出了问题,“好吧,你已经训练它来区分合法的下一步和不合法的下一步了。”
它的大脑——一个小型的语言模型?大脑,我知道,你懂的,技术上是大型语言模型,但更准确地说是一个深度学习网络——它是否想出了井字棋棋盘的表示?好吧,你怎么知道?所以他们构建了一个小探测网络来插入。
然后你问它,此刻它在做什么,对吧?答案是,这个小探测网络可以问,“这是合法的吗?这个标记是白色、黑色还是其他什么东西?”在实践中,这相当于它发明了井字棋棋盘,它发现……探测网络得到了正确的答案,不是百分之百的时间,但比偶然性要高得多,比偶然性高得多,所以他们说,有一些初步的证据表明,这个神经网络仅仅从原始数据中发现了井字棋棋盘,对吧?但梅拉妮的团队提出了一个问题,“你确定对井字棋棋盘的这种理解不是内置在你探测网络中的吗?”他们发现,大约一半的改进是内置在探测网络中的?不是全部,对吧?看,井字棋棋盘比世界简单得多。
所以这就是为什么我只是……我只是认为这是一个悬而未决的问题,即大型语言模型是否……我的意思是,无论哪种方式都将是了不起的,学习到大型语言模型擅长做我们训练它们做的事情是因为它们构建了与我们头脑中相同的对世界的模型,或者是因为它们即使没有这个模型也能做到这一点。这两种情况都是令人惊奇的事情。我只是认为数据并没有明确说明哪一个是正确的。
我认为我对整个事情有一些智力上的谦逊,因为在过去二十年中机器学习的发展中,我被几个阶段所震撼,我根本无法预测,像它们这样在如此规模的数据上进行训练的算法,它们的训练结果会如此令人印象深刻。
而且,这更多的是智力上的谦逊,它与我的直觉相冲突,我的直觉会说,像梅拉妮一样,你需要在系统中具备某种具体的常识推理、符号推理等能力,才能变得非常聪明。但这里,我如此惊讶于它能够做到的事情。训练它进行下一个标记预测。这就是……我对智力本质的理解完全……不完全是,但我应该说,是谦逊的。看。
我认为这完全公平。我也……我很高兴,我很……实际上,我对最近的进展速度感到惊讶。
显然,某种相变发生了,对吧?而且改进非常显著,绝对令人惊叹,我对此毫无异议。但这并没有告诉我这种改进是如何发生的机制。构建一个与人类非常相似的模型显然是一种可能的机制。但智力上的谦逊部分在于说,也许还有其他的机制。
我和Anthropic的达里奥·阿莫代伊谈过。他是这家公司背后的领导者。但许多人工智能公司都非常专注于扩展计算规模。如果我们假设人工智能不是数据受限的,而是计算受限的,那么你可以通过使用更多的计算来使系统更智能。所以让我问你,几乎是在物理学的层面上,你认为物理学能否帮助扩展计算规模,以及可能扩展制造这种计算机所需的能量规模?
是的,百分之百。我认为这是物理学能够帮助的最重要的事情之一,这是一种显而易见的低垂果实的情况,其中现有高端计算机的热量产生、低效率和浪费远不如我们的大脑,这简直是可笑地糟糕,而且我们并没有努力在这个领域进行优化。
我的意思是,你的笔记本电脑放在你腿上时会发热,对吧?它不需要这样。你大脑不会像那样发热。
因此,在物理学领域,显然存在以更少的废热产生来进行这些计算的能力。我期待人们做到这一点。是的。
你对核聚变的可能性感到兴奋吗?
我谨慎乐观,兴奋这个词太强烈了。我的意思是,这将是伟大的,对吧?但如果我们真的努力发展太阳能,那也将是伟大的。
我之前读到过一篇论文,它认为人类在地球上的未来将是地球的整个表面都被太阳能电池板和数据中心覆盖。
为什么要用太阳能电池板浪费地球表面?把它们放在太空中?
当然,你可以放在太空中。是的。
太空比地球大。
是的,到处都是太阳能电池板。是的,就像我们已经拥有的那样。
聚变被称为太阳。
是的,没错。而且可能还有更有效的方法来捕捉……
净能量,把它送下来是……
困难的部分。因此,如果人工智能像承诺的那样有效,那么数据中心、计算机中心就可以随着时间的推移而扩展。竞争不断加剧,效率和规模之间的权衡……存在……
现在的限制。在对环境造成损害之前,我们所能使用的能量、我们所能造成的损害是有限的,超过这个限度就不值得了。所以是的,我认为这是一个新的问题。事实上,这有点令人沮丧,因为我们越来越擅长高效地做事,但我们发明的事情比我们擅长高效地做事的速度还要快。所以我们继续以各种方式使事情变得更糟。
我的意思是,这是人类的舞蹈。创造更好、更好、更好的技术的成本,这些技术可能会造成更大的危害。这包括武器,包括用作武器的人工智能,当然也包括核武器,让我惊讶的是,我们还没有摧毁人类文明。考虑到有多少核弹头存在?
看,我更担心核武器和生物武器之间的区别。我们还没有造成巨大的破坏,这有点令人惊讶。当然,我们确实在日本投下了原子弹,但与可能发生的事情或明天可能发生的事情相比,情况可能会更糟。
是的,这不像……有一种潜在的……说到量子场,就像一种……一种……一种存在于人心中的善良的场,以某种博弈论的方式,我们创造了非常强大的东西,这些东西可以摧毁彼此,以及贪婪、自我和所有这些权力渴望的独裁者,他们都在地缘政治格局中扮演着角色,但我们不知何故总是……不会走得太远。
是的,但这就是你在走得太远之前会说的话。
这就是为什么我们看不到外星人……所以,正如我提到的,复杂性科学研究所……我只是想沿着那里探索的想法的风景漫步。所以他们以各种方式研究复杂性。你对简单事物简单相互作用产生的复杂性有什么看法?
我认为这是一个巨大的课题。我认为这就是我最近在思考这些事情而不是我之前向你描述的那些论文的原因。嗯,我之前描述的所有那些论文都是猜测,比如,如果物理定律以以下方式不同,那么你可以计算出结果。
在我生命中的某个时刻,我说,“成功的几率是多少?”你知道爱因斯坦的猜测吗?甚至只有百分之一的几率,对吧?但人们很少能猜对。
对于从简单性中产生的复杂性来说,我认为我们还没有理解基础知识。我认为我们仍然处于准备阶段。
已经有一些惊人的发现。嗯,像杰弗里·韦斯特和其他人已经真正让我们对重要系统有了真正的洞察。但仍然有很多基础知识我认为还没有被理解。
因此,寻找一般性原理是我喜欢做的事情。我认为这绝对有可能比这更微妙一些。我认为这是一个老生常谈。
我认为关键在于信息,我认为我们通过对宇宙历史的观察可以发现,从简单到复杂,实际上是宇宙的子系统,它们弄清楚如何利用信息来做任何事情,无论是生存、繁荣还是繁殖。我的意思是,这是我们拥有的燃料、杠杆和资源,至少在热寂到来之前是这样。但这就是复杂性真正驱动的来源。
是的,但它的机制是什么呢?杰弗里提到的,包括在这个领域取得的进展以及哪些系统让你对信息感兴趣,都是很有意思的。对我来说,作为一个复杂性爱好者,即使只是观察简单的细胞自动机,也是一个观察复杂性涌现的迷人方式。
对于那些不知道的听众和观众来说,细胞自动机起源于图像处理,一个非常简单的配置,例如沿着一条线的0和1。然后你制定一个规则,说,好吧,我要让它随着时间演变。通常,最简单的规则是从三个0和1的块开始,它们有一个规则来决定下一个状态是0还是1。
实际上,你可以对所有不同的可能性进行分类,只有少量可能的这种形式的细胞自动机。各种人,包括史蒂夫·沃尔夫勒姆,发现其中一些细胞自动机具有这样的特性:你从几乎什么都没有开始,比如000010000,然后让它运行,它就会变得极其复杂。
所以这非常具有启发性,非常有趣。但这与物理学的运作方式完全不同,因为正如我们所说,物理学守恒信息。你可以向前或向后走。
细胞自动机并非如此。它们在任何意义上都不是可逆的。你已经内置了一个时间箭头。你有一个起点,然后它演变。
所以我感兴趣的是观察在现实世界中,在真实的物理定律和潜在的可逆性(但在宏观尺度上由于熵和时间箭头而不可逆)下,这如何导致复杂性?我认为这是一个值得回答的问题。我不认为我们目前对时间的研究真的能帮助我们解决这个问题。
那么,宇宙中熵的图景是什么样的呢?
熵很难定位。它是系统的属性,而不是系统各个部分的属性,对吧?话虽如此,我们可以对这个问题给出近似的答案,答案是黑洞具有巨大的熵,大部分熵都是以这种方式产生的。我们所在的整个可观测宇宙在恒星、行星和黑洞开始形成之前具有一定的熵,大约是10^88。我可以告诉你确切的数字。好吧,我们银河系中心的单个黑洞的熵是10^90。我们银河系中心的单个黑洞的熵比不久之前的整个宇宙的熵还要大。所以今天宇宙中大部分的熵都在黑洞中。
好的,这是事实陈述。第二个问题是,如果我们把黑洞拿走,那么空间中熵的不同有趣的分布是什么?我们地球上的生命如何融入其中?
对我来说,有趣的是,如果你从一个与宇宙其余部分隔离的系统开始,并且你从低熵状态开始,几乎有一个定理说,如果你的熵非常非常低,那么系统看起来相当简单,因为低熵意味着只有少量的方式可以排列各个部分来呈现这种状态。
所以如果排列方式不多,结果看起来就会很简单。但还有一个定理说,当熵达到最大值时,系统看起来也会很简单,因为它都弥散开了。如果存在有趣的结构,那么它们就会很复杂,对吧?所以在这个孤立系统中,熵只会增加。
这是热力学第二定律。但复杂性先低,然后上升,然后再次下降。有时人们错误地认为复杂性、生命或其他任何东西都在对抗热力学第二定律,对抗熵的增加。
这正是错误的思考方式。我们是冲浪者,正乘着熵增加的波浪前进。我们依靠熵的增加来生存。
这就是使我们与众不同的地方。这张桌子在机械上保持稳定,我的意思是,那里的分子彼此施加力,它就支撑住了。你和我并不像那样。我们通过摄取食物、燃料来维持我们的稳定性,对吧?食物、水和空气等等,燃烧它们,增加它们的熵。我们是远离平衡的准稳态系统。我们正在利用宇宙以低熵形式给予我们的燃料来维持我们的稳定性。
我只是想知道冲浪的机制是什么样的。我的意思是,首先,我想问一个问题,你认为是否有可能对复杂性进行某种标志性的、精确的或明确定义的测量方法?
我认为这是可能的,而且我认为我们还没有做到,部分原因是复杂性不是一个单一的东西,有很多不同的概念都属于复杂性的范畴。一个版本是科尔莫哥洛夫复杂性。
如果你有一个配置或一串数字或其他什么,你能压缩它,以便你有一个小的程序可以输出它吗?这就是科尔莫哥洛夫复杂性,但这只是一串数字的复杂性。它不像问题的复杂性。
计算复杂性,旅行商问题或处理大数,是一个完全不同的问题。这也是关于复杂性的。所以我们没有对它有一个统一的观点。
对物理系统的复杂性进行测量,就像我们对熵进行测量一样,这是可能的。你认为这是一篇论文的主题吗?我们在做什么……
我们正在研究各种事情。我现在和一个学生一起努力研究的是复杂性的起源。如果宇宙所做的只是从低熵到高熵,那么复杂性是如何产生的?这是一个性感的名字,我喜欢这个名字。是的,论文……
有时名字……玫瑰的名字……在什么情况下……你最擅长研究复杂性的起源?
我认为这是分阶段进行的,对吧?所以,我认为如果你从……我是一个物理学家,所以生物学家谈论进化时会谈论复杂性是如何随着时间的推移而增加的,基因组的复杂性,我们生理的复杂性。但他们认为生命已经存在,熵在增加等等。
我想回到一开始,说早期宇宙很简单,熵很低,熵随着时间的推移而增加,宇宙分化并变得更复杂。但是这个说法,无可争议地是正确的,却有不同的含义,因为复杂性有不同的含义。所以最基本、最原始的复杂性版本是你可能认为的配置复杂性。
这就是科尔莫哥洛夫复杂性所衡量的:你需要多少信息来指定系统的配置?然后是另一个阶段,宇宙的子系统开始燃烧燃料,对吧?所以在很多方面,行星和恒星在配置复杂性上并没有太大区别。
它们都具有高密度核心,中间密度较低,向外逐渐减少。但有一些根本的不同,因为恒星只有在有燃料的情况下才能生存,对吧?我的意思是,然后它变成白矮星、中子星或其他什么。
但作为一颗恒星,作为一颗主序星,它是一个远离平衡的系统。但它更静态,对吧?就像我把咖啡杯打翻了,它在坠落过程中远离平衡。
但它也在不断变化。一种特殊的系统是,它在微观上看起来是静止的,就像一颗恒星。但在幕后,它正在燃烧燃料来维持这种稳定性。
所以当恒星形成时,这是一种不同的复杂性。然后是另一种复杂性的出现,大致来说,是在生命起源的时候,因为那时信息真正被宇宙的子系统收集和利用。然后可以说还有许多阶段。对我来说,最明显的一个是我们谈论模拟理论,但你和我都在脑子里进行模拟,虽然不太好,但我们想象不同的假设未来,对吧?
细菌不会这样做。所以这种信息处理是一种复杂性的形式。所以我想了解所有这些阶段以及它们是如何相互关联的。
想象力。
是的,精神时间旅行。
是的,我脑子里发生的事情,但我正在想象道德。这些世界有超压缩的表示,但我能抓住它们的本质。也许非人类计算设备比我们更擅长进行这种模拟,以更压缩的方式。
有人可能会说,真正将人类与地球上的其他物种区分开来的是我们想象反事实情景的能力。是的,我的意思是,这是一个重要的特征。
我不知道每个人都有自己最喜欢的特征。
但这就是我所说的论点。我与阿达米做了一期播客节目,慢慢地发展这个论点。
我做了一期不同的播客……我开始不断提到播客节目……我与马尔科姆·库珀做了一期,他是西北大学的一名工程师,他有一个关于……进化的一个主要阶段是鱼类第一次登上陆地,当然,这是一个主要的进化阶段,但特别地,这是一个认知转变,因为当你是一条在水下游泳的鱼时,光在水中的衰减长度并不长。你可以看到几公里远,你可以看到几米远,你以每秒几米的速度移动。所以所有的进化优化都是为了让你在不到一秒的时间尺度上做出所有决定。
当你看到新的东西时,你必须立即决定如何处理它。一旦你爬上陆地,你基本上就能看到无穷远,对吧?你可以看到星星和天空。
所以现在出现了一种全新的推理模式,你看到远处的东西。与其说,“看,人们,我看到了这个,我做出反应”,你可以说,“好吧,我看到了那个东西。
如果我这样做会怎样?如果我那样做会怎样?如果我做一些不同的事情会怎样?这就是想象力的诞生。
你对泛心论持批评态度。
是的,你注意到了,对吧?
你能为泛心论辩护吗?泛心论认为意识无处不在,对我来说,它就是物质,也许是宇宙的基本力或物理定律,是宇宙结构的方式。
泛心论认为意识无处不在。
意识无处不在,对吧?到某种程度,这个想法很有趣,值得一看。你的播客中有一些关于泛心论的精彩节目,你对它进行了探讨。
我采访了大卫·查尔默斯,他是世界上伟大的哲学家之一,他是一个泛心论者。好奇……是的,他不承诺任何东西,但他肯定愿意考虑它。菲利普·戈夫,我采访过他,他是一个很棒的人,但他是一个坚定的泛心论者。事实上,他几乎是独自一人促成了……
对泛心论的兴趣在公众想象中激增。支持泛心论的论点是,意识的某些东西是物理上原子和分子的行为无法捕捉到的。所以泛心论者会说,看,也许有一天,通过神经科学的进步等等,你可以告诉我你的大脑里到底发生了什么,以及这如何转化为思想、言语和行动。
但你无法告诉我成为我的感觉是什么。你无法告诉我当我看到红色的东西时,或者当我尝到甜的东西时,我的感受是什么。你可以告诉我哪些神经元在放电,但你无法告诉我我的感受是什么。
第一人称的主观体验根本无法被物理学捕捉。因此,这是一个古老的论点,当然,因此,据说,我需要一些不包含在物理学中的东西来解释这一点。我称之为心灵。
我们还不知道它是什么。我们称之为心灵。它必须与物理学分开。然后有两个方向可以走。如果你接受这一点,你可以说,好吧,我们是二元论者。
我相信存在物质和心灵,它们彼此分离,并且以某种方式相互作用,或者这对于物理学来说有点复杂和含糊。所以我相信心灵。我优先考虑心灵。
我相信心灵是第一位的,意识是现实的基本方面。其他一切,包括物质和物理学,都源于它。这至少和物理学是第一位的同样简单。现在,像我这样的物理主义者会说,我没有问题解释成为你的感觉是什么,或者当你看到红色时你的感受是什么。这是一种关于构成你的原子和神经元的特定方式的谈话,就像这张桌子的坚硬或棕色一样。这些是我们附加在普通物理物质的某些底层配置上的词语,同样,悲伤和红色,或者任何我们用来描述你正在做的事情的词语。当谈到意识时,我很快就会说,除了我没有理由改变物理定律来解释它之外,我对意识是如何运作的没有任何特别的见解。
如果你不必改变很多物理学,你认为从他的意识和幻觉中会产生什么?这几乎就像我们人类用来描述某种感觉的简写。我们有一个与世界互动的人。在某个阶段是否会发生什么巨大的飞跃?我几乎从不……
使用“妄想”这个词。“幻觉”的意思是你认为你正在感知的东西实际上并不存在。就像沙漠中的绿洲是一种幻觉。
它没有因果效力。如果你醒来后发现你认为他存在的方式是错误的,那就是另一回事了。这与某种东西正在涌现不同。我们是非根本性的,但也是真实的,就像这张桌子是真实的,即使我知道它是由原子构成的,但这并没有消除桌子的真实性。我认为意识、自由意志和类似的东西在桌子和椅子上同样真实……
总是在沙漠里,确实有因果效力。而你的第三个L是错误的……
关于世界的结论。
当然。但想象某件事有时会使它成为现实,正如我们所看到的,这具有某种因果效力。当然。
但是你对世界的理解,以至于你对它拥有权力和影响力,会被相信那个不存在的绿洲所减少,而不是增加,关于意识。对于这张桌子来说。
你不认为你可以通过想象某件事的存在来增加它存在的机会……
除非你建造它或制造它。不。
这就是我的意思,就像想象人类可以飞行,如果你……
莱特兄弟,人类正在飞行,对吧?就未来的反事实而言,绝对的想象力至关重要,但这并不是幻觉。
那只是……好的?所以可能性,未来的现实与现实是什么。我的意思是,未来是一个概念,所以你可以,好吧,时间。时间只是你可以玩弄的概念,但是是的,现实……所以,例如,爱因斯坦经常问这个问题,他说整个谈话一直在谈论时空是一种幻觉,仍然可以为此辩护,他可以为此辩护,反对现实,我认为,嗯,他写道,我们所知的物理定律是基于时间的,时间是一种界面。更深层次的东西我们根本不理解,他们通过构建这个世界来愚弄自己。
好吧,我认为这就像这个想法的一部分是完全可以接受的,而它的一部分是完全荒谬的。我甚至不会试图去偷走人们荒谬的部分。对我来说,真正重要的是所谓的结构实在论。
所以我们不知道世界在深层次的根本水平上是什么,对吧?让我们把自己放在两百年前生活的人的思想中,就像他们知道量子力学一样。他们不知道相对论。
这并不意味着他们对他们所理解的宇宙是错误的。他们有牛顿定律,对吧?他们可以很好地预测太阳何时升起,在科学的进步中。
用来给出你预测太阳升起的最根本描述的词语发生了变化,因为,你知道,你有弯曲的时空等等,对吧?两百年前你没有任何这些词。但预测是一样的。
为什么?因为这种预测,独立于我们认为的基本本体论是什么,这种预测指向了我们对现实理解的某些真实之处。称之为幻觉是错误的。我认为我们可能不知道陈述它的最佳、最全面的方法是什么,但它仍然是真实的。
它像相信上帝一样真实吗?因为在人类历史上大部分时间里,人们都相信一个或多个上帝,这对他们来说似乎是一个很好的解释世界的方式。关于生命本身的一些更深层次的问题,关于人类的处境以及为什么某些事情会发生。这是一个很好的解释。嗯,所以你……那不是……
幻觉。不。
我认为我……
完全是幻觉。我认为这是一个非常、非常合理的幻觉。存在幻觉。存在关于世界的实质性说法,超出了我们可以做出和验证的预测……后来发现是错误的,上帝的存在就是其中之一……如果当时那些人放弃了对上帝的信仰,并用机械宇宙取而代之,他们也会做得同样好,对事情的理解是正确的……再次,因为有很多事情他们不理解。对他们来说,拥有这种信念是非常合理的,这并不是说他们是傻瓜或类似的东西。但是,随着我们对宇宙的理解越来越好,有些事情会保留下来,有些事情会被取代。
所以就像你说的,你是一个机械宇宙的信徒……啊,一位自然主义者,正如你所描述的那样,一位诗意的自然主义者。没错。诗意是什么意思?什么是自然主义,以及……
什么是诗意的自然主义?自然主义仅仅是认为所有存在的东西都是自然世界,没有超自然世界。你可以争论,但这意味着什么,但我认为争论应该围绕“超自然”这个词的含义,而不是“自然”这个词。
自然世界是我们通过做科学而了解的世界。“诗意”的部分意味着你不应该对自然世界是什么过于,我想说,原教旨主义。当我们从牛顿时空转向爱因斯坦时空时,某些东西被保留了下来。
我们可以用不同的方式讲述关于世界的故事。在这个新的本体论体系中,如果你想发射火箭到月球,你不会使用广义相对论,你会使用牛顿力学。那个故事运作得非常好。故事的诗意方面是,有很多方法可以谈论自然世界。只要这些方法指向某些真实的东西,并且对世界的运作具有因果效力,那么我们就将某种现实……
归于它们。所以诗意实际上是关注,让我们说,科学边缘的开放性问题。
有点双重作用。这就是为什么它令人困惑的原因,最明显的双重作用是桌子是真实的。即使你知道它实际上是一个量子场论波函数,对吧,桌子仍然是真实的。
有不同的方式来谈论潜在的更深层次的现实习惯。它所做的另一个作用是,我们超越了讨论宇宙的纯粹描述性词汇,转向规范性、规定性和判断性的方式来谈论宇宙。这幅画很漂亮。
那幅画很丑。这个行为在道德上是正确的。那个行为在道德上是错误的。
这些也是谈论宇宙的方式。它们不是由现象决定的。它们不是由我们的观察决定的。
它们不能被关键实验排除在外,但它们仍然有效。它们可能不是普遍的,它们可能是主观的,但它们不是武断的。它们确实在描述……
世界是如何运作的。所以你不认为有可能构建实验来探索道德甚至意义的领域。所以这些只是……这些是主观的。
是的,它们是人类的。它们是个人的。
但是你认为仅仅因为我们没有……科学的工具还没有扩展到足以包含人类经验吗?
不,我不认为那是怎么回事。我认为我们所说的美学或道德是我们正在将类别、属性附加到物理世界中发生的事情上。我们的依附方式和我们如何做到这一点总是会有一些主观性。这没关系。我们越快认识到这一点并处理这一点,我们就越好。
但是如果我们深入而充分地理解人类思维的功能,我们将无法将其纳入其中。
不,这绝对有助于解释为什么某些人有某些道德信仰。它不会证明这些信仰是对还是错。
你认为有可能有一个广义相对论?但这包括观察者效应,其中人类思维是观察者,就像我们如何……在坚持引力、更多时空方面。人类思维如何塑造现实,并对这种变形是如何发生的有一个非常彻底的理论?
这是一个非常含糊不清的问题。
就像什么可能?
答案是肯定的。我认为没有……我认为我们是物理世界和自然世界的一部分。物理主义可能是一个和自然主义一样好的词,甚至可能是一个更准确的词,但有点令人反感。所以,我确实想用比物理主义更吸引人的标签来形容你。
科学有局限性吗?
简而言之?我们刚刚谈论了一个,对吧。科学可以告诉你什么是对的,什么是错的。你需要科学来实施你关于对与错的想法。如果你基于对世界运作方式的错误观点而运作,你很可能会认为自己做得对,但实际上是错的。但是,世界上所有的科学都无法告诉你哪个行为是对的,哪个行为是错的。
你知道,独裁者、当权者有时会利用科学作为一种权威来让人相信什么是对的,什么是错的。研究……不是说科学很迷人。
但这里有一个工具性的观点。你必须首先决定你的目标是什么,然后科学可以帮助你实现这些目标。如果你的目标很可怕,科学很乐意帮助你实现它们。科学很乐意帮忙。
让我问一下你生活中几个方面背后的方法,所以你提到你对写作、研究和撰写通俗书籍的方法。你如何找到一天中的时间,比如肖恩·卡罗尔的一天……
的生活?
所以你没有一个在早上你像……你试图在某个地方努力两个小时的事情。
我没有……我真的很糟糕,我找到时间的方法就是忽略干扰和电子邮件。但每天的时间都不一样。有些日子根本不会发生。
有些星期根本不会发生,因为你非常多产。所以,你能够有几天不写,对吧?哦,仍然可以在第二天写。
哦,哇。这是一件罕见的事情,对吧?许多多产的作家都会抽出两个小时,否则它就会消失……
现在我明白了。是的,我……我做到了。是的,我只是……每个人都有他们的……等等。所以我无法做到这一点。因此,我必须当场解决这个问题……这是……
实际过程看起来像你的写作吗?嗯,通俗的东西。你坐在电脑前。
是的,坐在电脑前,我的方法是这样的。我的妻子詹妮弗是一位科学作家,但这很有趣,因为我们的技巧完全不同。你知道,他会思考一些事情,然后他会自由写作。
所以只是考虑电脑和写作,就像我想这样,我想那样,然后这将被大量压缩、编辑和改写等等,变成最终的东西。我会像那样,默默地思考很长时间。然后我会写出几乎是最终的草稿。所以很多事情发生在我写大纲或类似东西之前,但很多事情发生在我的大脑里,然后才出现在纸上。
所以情况就是这样。第一本《量子》书和《时空与运动》书中最大的想法。
是的,《量子与场》,实际上主要讲的是量子场论和粒子物理学……这将在五月出版,而且……我让大家了解其他书没有让他们了解的事情。所以我希望它值得……这是一个挑战,因为你热爱方程式。
我的意思是,你做了同样的事情,这是你……他做了一些非常有趣的事情,就像你把方程式作为一本书的核心部分。
对吧?这本书有很多方程式……比第一本书更进一步。所以它有更多很酷的东西。
它也更令人费解。它更具挑战性。我目前正在写的第三本书,嗯,叫做《复杂性与涌现》。哦,哇,那将是……
三部曲的最后一部分。哦,这太迷人了。所以那里有很多可能的想法,那里……我的意思是。
这是一个真正的前沿。但是你知道,我并没有试图成为前沿。换句话说,我并没有试图在这本书中进行推测。
显然,在我的其他书中,我对推测非常自由,但这本书的重点是说一些现在500年后仍然正确的事情。所以我们知道一些关于复杂性、涌现的事情,我想关注这些。我会提到,我很乐意说这是需要推测的事情。但是我不会假装告诉你什么是……
我想要的。你不知何故找到了数学严谨性和易于理解之间的平衡。有趣。
我尝试了,我的意思是,看,这三本书,最大的想法的书,绝对是实验。它们对读者的吸引力将小于其他书籍……但那些读者应该会喜欢,就像我16岁时的自己一样。
我告诉你,回顾过去,这些书……真的……
以这种方式特别。为《指环王》工作,所以我认为,为什么不呢……我的意思是你说?
是的,不同的风格,不同的主题。
相同的终极现实。
就像我们提到的《心灵景观》播客,我喜欢它。你采访了来自各个领域的众多专家。所以我想问几个问题。你如何准备……你如何准备进行良好的对话?你如何以满足你自己的好奇心并让你感到快乐的方式来准备?
所有这些东西?是的。现在这些都是很棒的问题。多年来,我已经努力并改变了我的技巧,五年多了,但我现在可能快六年了。
嗯,我刚开始准备过度了,就像我有一段旅程要走一样。我交谈的许多人都是学者,或者你知道,那些写书的人,所以他们有故事要讲。我可以直接说,好吧,给我你的演讲。然后一个小时后,停止。
对吧?所以错误在于预料演讲的内容,并提出引导性问题来引导他们说出答案。我现在做的是更多地关注这里,这里的要点,就像我感兴趣的大问题一样,我这里有一个大致的草图,一个概要作为开始,然后尝试让它更像一次真正的对话。嗯,我之所以能做到这一点,是因为它不是我的白日梦,所以我严格限制自己平均每集播客只占用我一天的生活,有些日子会花更多时间,这不仅包括做研究,还包括邀请嘉宾、录制、编辑和发布它。所以我必须非常…
非常有效率。你为自己强加了限制,在这种限制下,创造力才能涌现,这是对的。
是的,你看,有时候如果我采访的是理论物理学家,我可以直接进去,而如果我采访的是经济学家或历史学家,我需要做很多…
工作来避免自己迷失在无用的兔子洞里,除了满足你自己的好奇心之外,它没有任何目的,然后可能会扩展你所知道的知识范围,这可以帮助你实际的工作、研究、写作……
是的,嗯,在这两方面,你知道,我所做的是,有些人有太多事情要说,你不知道从哪里开始或结束,对吧?其他人则有自己的信息。而这些年来我发现的一件事是与年龄的关联。
就像有一些才华横溢的人,而我非常努力地在播客中尝试获得各种各样的人,对吧,不同年龄段的人等等,嗯,祝福他们的心,最聪明的年轻人并不擅长思考他们字面上的研究之外的东西,对吧,他们对整个领域的掌握程度要低得多,更不用说如何谈论它了,而某些年纪大的人,只是有他们现成的答案,这有点无聊,对吧?所以你想要,你想要介于两者之间。你知道,理想的人是拥有广阔视野的人,他们可以漫游在他们撰写的特定论文之外,他们写过十篇论文,但他们并没有过度练习。所以,给予…
你,他们可以回答,我觉得这与隐喻有关…
企业家复杂性,正如你…
所说,你做的编辑也令人难以置信,人们应该注册你的页面,因为你可以提出问题,所以小口井,几个小时你都能以令人着迷的方式回答一些非常有趣的问题。你能不能说说找到这些问题的答案的过程是怎样的?
这是一个很好的问题,它随着时间的推移而发展?嗯,是的,所以他问我任何问题。嗯,我开始做“随便问”节目的时候,只有四个赞助商订阅者。
既收听也提问。但后来我实际上问我的赞助商订阅者,你们想让我公开发布它们吗?他们压倒性地投票赞成。
所以我这么做了。所以赞助商的支持者提出了问题。每个人都可以收听。而且在某些时候,我确实曾经试图回答每一个问题,但现在太多了。所以我必须挑选,而这充满了危险。
而我挑选要回答的问题的个人标准是,我认为我能给出哪些有趣答案的问题,对吧?所以这意味着,如果它是一个关于狭义相对论的同样类型的重复问题,我之前已经回答过一百次了,我不会再回答它了,因为你可以很容易地在谷歌上搜索到答案,嗯,有些,你知道,非常明显的尝试是提出一个有趣的问题,嗯,老实说,我只是没有答案,比如我读了这部科幻小说,你怎么看?比如我没有读过,所以我帮不了你。
嗯,你最喜欢的颜色是什么,你知道,我可以告诉你它是什么,但这并不有趣,嗯,所以,我试图让它成为一种混合,嗯,我试图让它不是所有这些问题,不是所有物理方面的问题。我也会谈论食物、电影、政治或宗教。人们知道我一直建议人们向我寻求恋爱建议。
但他们从不这样做。是的,我听说他们有第一个…
我愿意这样做,但有点犹豫,因为我实际上不喜欢给出建议,嗯,但我确实,但我乐意谈论这些话题,我想,你知道,我想提供几个小时的… …谈话,我想尝试说一些以前没有说过的话,让它保持有趣,让它保持流畅。你不喜欢这个问题,下一个。
更难的问题。你有十个。还记得什么?什么类型的问题对你来说很难?
很少,但偶尔有人会问我一个非常有见地的哲学问题。比如,我以前没有以这种方式想过这些事情,我试图做到不,我试图认识到,嗯,很多时候恰恰相反,就像,好吧,你显然很困惑,我将尝试解释为什么,你应该问的问题…
关于我,但那些难题我也不知道,比如我实际上…
嗯,我不会回答很多私人问题,比如我最常遇到的私人问题是,你怎么看待死亡,对吧,我可以谈论我的猫怎么样,它们快乐吗?你会详细地谈论猫。但你知道,非常私人的问题…
我不会深入讨论,但你甚至会触及政治…
之类的东西,是的,不,只是政治的表面。你知道,我试图明确什么是专业知识?什么只是我在胡说八道?我在不同事情上的创造力水平是多少,你可以在哪里表达不同意见,如果你不同意,你就是错的,嗯,人们也可以不同意这一点。但我认为,你知道,我很乐意冒险尝试一下。我很乐意说,听着,我不知道,但这是我的猜测,对吧,我做了一个完整的独奏播客,就是这样,你知道,这很有趣,有些人觉得这很棒,而有些人则说,你为什么谈论你并非世界顶级专家的东西?所以,你知道。
我喜欢谦逊和拥有强烈意见之间的实际舞蹈,这是一个很棒的… …一个令人着迷的舞蹈。我想做到这一点的方法就是涉足各种话题,玩弄想法,然后改变你的想法,所有这些事情,是的。
这很有趣,因为当人们通过说你在这件事上傲慢来反对你时,他们百分之九十九点九九九的时间里,他们只是想说我不同意,而这正是他们真正想说的,对吧?你就像在一个非常基本的层面上,人们会指责人工智能是美国的。而我想,你认为上帝存在并且爱你,你会告诉我那是美国吗?我想说所有这一切只是建议。
当你不同意某人的时候,试着具体说明分歧点,尽量不要对他们进行心理分析,对吧,尽量不要说,哦,你这么说是因为这个。也许是真的,也许你是对的。但如果你对他们所说的话有实际的回应,那将会更有趣…
是的,我想我想知道为什么人们很难说或暗示我尊重你,我喜欢你,但我不同意这一点,这就是我不同意的原因。我想知道为什么他们会走到这个地步,就像你的名字或你的AA一个特斯科,或者你的一个困惑,或者你的名字,或者你是所有这些词,而不是像… 我尊重一个同胞人类,正在探索我们周围的神秘世界。而我不同意。
我会让这个问题更复杂,因为有些人我不尊重或不喜欢。我曾经写过一篇博客文章,我认为它被称为“争论的网格”,我有一个二乘二的网格。
它是,你是和我意见一致还是不一致的人?你是尊重我的人还是不尊重我的人?对吧?所有四个象限都有人。而这意味着,有些人我喜欢,嗯,而我不同意他们的观点,也有些人同意我的观点,而我根本不尊重他们。令人尴尬的盟友是象限,那是每个人的最爱。
所以,而我只是…
认为诚实,对吧,比如试图弄清楚在哪里,但如果你真的想推进谈话,忘记你是否喜欢某人,解释一下分歧,解释一下一致之处。但你绝对是对的。我完全同意。就像作为一个社会,我们不太擅长表达不同意见。
我们立刻就会开始侮辱,是的,我的意思是,即使在更深的层面上,我认为在某种程度上,我尊重并热爱这个人的仁慈,是的,你说广义相对论是迄今为止最美丽的理论。我们发现它美丽的地方是什么?
这么说吧,当我教课的时候,没有比广义相对论更令人满意的科目了。原因是它从非常清晰、精确表达的假设开始。
而且它走得很远,对吧?你知道,当我做演讲的时候,你可以在网上找到,我可能不会再做这个演讲了。这本书。
我最大的想法之一的演讲,对吧,是从你不知道任何物质、物理学开始的,一个小时后,你知道,爱因斯坦的广义相对论方程。而结论是,这个方程比爱因斯坦本人更聪明。因为每个人都不知道大爆炸,他不知道引力波,他不知道黑洞,但他的方程知道。而这就是,我的意思是,这是科学更普遍的一个显著方面。但广义相对论以最绝对明显的方式体现出来。
一个人的问题,你怎么看待爱因斯坦没有因为广义…
相对论而获得诺贝尔奖的事实?他应该获得也许四个诺贝尔奖。老实说,他当然应该。我得到了照片。
光电效应百分之百值得诺贝尔奖,因为,人们不太明白这一点。谁在乎光电效应?这就像一个微不足道的效应。关键是,他对光电效应的解释发明了所谓的量子,这值得诺贝尔奖。
1900年,马克斯·普朗克因解释黑体辐射而获得认可,他认为当一个小电子在一个物体中以某种温度振动时,会以离散的块状而不是连续地发出辐射。他并没有完全这么说,因为辐射是离散的块状,对吧?就像有一个咖啡机,一次只能冲一杯咖啡。
这并不意味着液体是一杯一杯地来的。量子,对吧?只是像那样分配它。
是1905年的爱因斯坦说光是由量子组成的,这是一件激进的事情。所以很明显,那不是一个错误,而且是特殊的。相对论显然值得诺贝尔奖。而广义相对论,他显然也值得诺贝尔奖。它们不仅才华横溢,而且得到了实验验证。
就像你想分开的一切,你认为。
是的,绝对的。哦,人类。
无论解释是什么,我都去了。
从未因发现宇宙正在膨胀而获得诺贝尔奖,是的,而且…
甚至我们颁发奖项的事实本身就有点愚蠢,我们限制了获得奖项的人数等等。
我认为诺贝尔奖存在巨大的问题,我认为它可能对世界来说是件好事,因为它让人们关注优秀的科学,我认为它可能对科学有害,因为它让人们想要赢得诺贝尔奖。
是的,所有科学的背后都有许多引人入胜的人类故事,它本身就是一件事,但它也是人类的集合,这是一个美丽的集合。这种张力,这种竞争,有嫉妒… …但也有伟大的合作,所有这些事情,嗯,最近去世的科诺莫就是合作的伟大故事之一,嗯,在科学中,所以所有这些,所有这些都是人类所做的,等等。
谢谢你成为那个让我们庆祝科学并爱上所有这些美丽的想法和科学的人,谢谢你写出精彩的书籍,谢谢你仍然推动研究的方面,谢谢你让我和这些参与者提出问题,也谢谢你通过你自己的播客教育所有人。嗯,每个人都应该停下手头的一切,订阅并收听每一集“思想空间”节目,谢谢你。
我一直是你的忠实粉丝。真的。你很乐意在我刚开始做这个播客的时候和我说话。我的意思是,世界,我很感激。
非常感谢你邀请我。现在你已经很成功了,仍然邀请我。
谢谢。感谢收听与肖恩·卡罗尔的这次对话。要支持这个播客,请查看说明中的赞助商。现在我相信你说的这句话来自理查德·费曼:努力学习,你会以最不守纪律、最不敬畏和最原创的方式对它最感兴趣。感谢收听,希望下次再见。