11月6日,2020年諾貝爾物理學(xué)獎得主、數(shù)學(xué)物理學(xué)家羅杰·彭羅斯(Roger Penrose)出現(xiàn)在2021騰訊WE大會。他以90歲高齡,坐在一張直背木椅上就“黑洞、奇點和循環(huán)宇宙”侃侃而談,一講就是半小時。在借由VR全景直播技術(shù)生成的白色“彭羅斯階梯”(沒錯,就是以他名字命名的)場景下,他身上那件起球的棕紅色毛衣格外顯眼。
羅杰·彭羅斯
一同出現(xiàn)在這次WE大會上的6位科學(xué)家中,軟體機(jī)器人與智能裝備科學(xué)家、浙江大學(xué)教授李鐵風(fēng)是最年輕的。
這位自詡“養(yǎng)魚人”的85后,對于未來有個大膽的設(shè)想:他希望團(tuán)隊研發(fā)的全軟體、全透明人工肌肉驅(qū)動機(jī)器魚除了能在馬里亞納海溝10900米深處游動,還能在人類對“木衛(wèi)二”等的星球或深空探索中發(fā)揮作用。
“人類已經(jīng)變得無比強(qiáng)大,但我們?nèi)匀缓闷?。”用騰訊首席探索官網(wǎng)大為的這句開場白為人類的科學(xué)探索作注腳,再合適不過。
90歲高齡,重新定義宇宙起源
騰訊WE大會這樣介紹羅杰·彭羅斯:諾貝爾獎沒有數(shù)學(xué)獎,但是如果數(shù)學(xué)足夠好的話,可以拿兩次諾貝爾獎:幫別人拿一次,自己再拿一次。
原來,羅杰·彭羅斯曾以“彭羅斯地磚”非周期性鑲嵌方案啟發(fā)以色列化學(xué)家丹尼爾·舍特曼發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)晶體,幫助他拿下2011諾貝爾化學(xué)獎;2020年,他又憑借上世紀(jì)60年代對“黑洞可以在真實宇宙中自然產(chǎn)生”一錘定音的證明,與另外兩位科學(xué)家一起分享了諾貝爾物理學(xué)獎獎金。
彭羅斯這個為自己捧回諾獎的證明,在學(xué)界被譽(yù)為“彭羅斯奇點定理”。也正是基于這一發(fā)現(xiàn),他與著名物理學(xué)家斯蒂芬·霍金一道,證明宇宙發(fā)端的“大爆炸”也來自一個“奇點”。
暮年的羅杰·彭羅斯,并沒有停下對宇宙學(xué)的探索和思考。正如他所言,大概在15年前,他的腦海中產(chǎn)生了這個想法——這是一個相當(dāng)大膽的假說:鑒于宇宙“遙遠(yuǎn)的未來”與大爆炸的開端在數(shù)學(xué)上極為相似,也許宇宙并非只有一次大爆炸,而是在一個個大爆炸到“消亡”的永世(aeon)中不斷輪回。
aeon
他展望無盡遙遠(yuǎn)未來宇宙的模樣——
當(dāng)宇宙中所有黑洞通過“霍金輻射”蒸發(fā)殆盡,當(dāng)宇宙中的全部質(zhì)量衰變?yōu)檩椛?,宇宙看起來和大爆炸之時幾乎一模一樣——而經(jīng)過叫做“共形變換”的數(shù)學(xué)變換,可以把無窮大的宇宙未來和無窮小的大爆炸奇點連接起來。這樣,宇宙就從一個“永世”到下一個“永世”,不斷循環(huán)下去。
他把這一無比宏大的假說命名為“共形循環(huán)宇宙論”。
“在這張圖中,‘大爆炸’是開端,遙遠(yuǎn)未來是終點,它可能是宇宙生命期的無限循環(huán)的其中某個階段,宇宙生命期不斷地循環(huán)下去。”在WE大會上,彭羅斯語速平快、語調(diào)抑揚頓挫,仿佛無人能夠擾動浩渺宇宙在他腦中一次又一次地循環(huán)。
時至今日,彭羅斯的“共形循環(huán)宇宙論”還沒有被學(xué)界廣泛認(rèn)可,甚至很多人覺得他的這個宏大假說“缺乏定量描述”,是“模糊的”。但這并不妨礙他從這個假說去思考宇宙的本源,走進(jìn)宇宙未知的探索迷霧,甚至影響著人們?nèi)ラ_創(chuàng)對這個世界的新知。
85后青年,一條機(jī)器魚的星辰大海
今年3月,李鐵風(fēng)及其團(tuán)隊“萬米深海操控軟體機(jī)器人”的科研成果被刊登在《自然》雜志封面。他們也在歷史上第一次,將來自中國的軟體機(jī)器魚送入馬里亞納海溝10900米深處。
《自然》雜志封面:機(jī)器魚
在WE大會上,李鐵風(fēng)首先提到了兩位著名科學(xué)家,美國凝聚態(tài)物理學(xué)家 P. W. 安德森和法國高分子材料科學(xué)家吉尼,他們分別是1965年和1991年的諾貝爾物理學(xué)獎的獲得者。
“他們在物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域重要的理論建樹,給我們將軟物質(zhì)軟的智能材料做成人工肌肉、用于機(jī)器人提供了非常好的科學(xué)基礎(chǔ)。”李鐵風(fēng)介紹說,P.W.安德森提出的“More is Different”凝聚態(tài)物理概念、吉尼提出的軟物質(zhì)中“小擾動大響應(yīng)”理念,是他們開展軟體機(jī)器魚研究的出發(fā)點。
采用“以柔克剛”的策略,李鐵風(fēng)及其團(tuán)隊模仿在馬里亞納海溝捕獲的深海獅子魚,實現(xiàn)了無需耐壓外殼的仿生軟體機(jī)器魚的研制,將深海獅子魚的自然智慧,轉(zhuǎn)化為“機(jī)器魚之力”,并以此遨游大海。
記錄顯示,2019年12月,這條機(jī)器魚隨深海著陸器下潛到馬里亞納海溝約10900米的深海后,在電池驅(qū)動下,按照預(yù)定指令拍動翅膀(其擁有類似蝠鲼的外形)長達(dá)45分鐘。
為什么在海底軟體機(jī)器魚還能夠游得那么好?
“兩個原因:第一它的‘心腦不壞’,第二‘肌肉不僵’?!崩铊F風(fēng)解釋說,心腦不壞,得益于他們用一種類似獅子魚分散融合的策略將芯片、電池等器件做了很好的保護(hù);肌肉不僵,有賴于他們用來驅(qū)動機(jī)器人的人工肌肉,在高壓低溫下依然可以保持很好的彈性。
李鐵風(fēng)說,為了在馬里亞納海溝游動這幾十分鐘,它已經(jīng)在模擬深海壓力的罐子里游了上萬圈。
關(guān)于這條機(jī)器魚,李鐵風(fēng)有很多暢想:“它可以適應(yīng)各種各樣的場景,跟更多機(jī)器人或平臺配合行動;進(jìn)而,它們可以像搭積木一樣組一支模塊化的潛水器,像魚群一樣探索未知的深海和洋底?!?/p>
李鐵風(fēng)
這還不是故事的全部。
李鐵風(fēng)講到,科學(xué)先驅(qū)伽利略發(fā)現(xiàn)的木星衛(wèi)星“木衛(wèi)二”,被許多人認(rèn)為是太陽系中另一個可能適宜生命生存的星球。而要探索它,存在著巨大挑戰(zhàn):距離遠(yuǎn)不說(約是地球與火星之間距離的6倍),它的外殼覆著一層堅硬的冰殼,且海水很深。
“有意思的是,我們估算,木衛(wèi)二的深海壓力跟馬里亞納海溝接近:其海洋雖深達(dá)80公里,但它的重力加速度可能只有地球的1/8。這也就意味著,這種可以自適應(yīng)壓力的軟體機(jī)器人,有可能能在這種探索中做一些事情?!崩铊F風(fēng)覺得,他們這條機(jī)器魚的未來不僅在深海,還可能在深空。
他們的探索沒有“禁區(qū)”
一起站在2021騰訊WE大會的講臺上的,還有2020年諾貝爾物理學(xué)獎另一位得主、天體物理學(xué)家萊因哈德·根澤爾(Reinhard Genzel),柔性電子材料專家約翰·羅杰斯(John A. Rogers),儲能與燃料電池技術(shù)科學(xué)家王朝陽以及腦機(jī)接口專家克里希納?謝諾伊(Krishna V. Shenoy)。
他們的研究領(lǐng)域或許迥異,但有一點幾乎是共通的,那就是對這個世界超乎尋常的好奇心及其強(qiáng)大的探索能力。而且,他們的好奇心和探索,沒有“禁區(qū)”。
萊因哈德·根澤爾
為了揭示銀河系中心最黑暗(黑洞)的秘密,萊因哈德·根澤爾在1991年發(fā)現(xiàn)了銀河系中心的“銀心星團(tuán)”后,選擇窮盡一生,盯著一顆公轉(zhuǎn)周期“僅”16年的S2星,一盯就是三十年。
許多人不知道的是,根澤爾不僅年少成名,他還出身學(xué)霸世家,其父親Ludwig Genzel是德國馬普固體物理研究所的創(chuàng)始所長。他沒有揮霍命運的垂青,用一輩子盯著一顆星,做了一件事,最終不負(fù)家尊、不負(fù)時代。
約翰·羅杰斯
身兼美國國家工程院、美國國家科學(xué)院和國家醫(yī)學(xué)科學(xué)院三院院士的約翰·羅杰斯,不僅是《自然》《科學(xué)》等雜志的“釘子戶”,還是100多項專利和專利申請的發(fā)明者。
他和他在西北大學(xué)的科研小組,在過去20多年里致力于研發(fā)柔性電子器件。所有的努力只有一個目標(biāo):讓硅基芯片像橡膠一樣柔軟,如此,芯片就能無創(chuàng)地與人體結(jié)合,進(jìn)而在各種醫(yī)療健康場景下“救命”。
王朝陽
王朝陽有一個飛行汽車夢:“無論我住在什么位置,讓飛行汽車在 15 分鐘內(nèi)把我送到辦公室,是我在退休之前的夢想?!边@個夢想背后,是電動(飛行)汽車的電池焦慮:安全、快充、低溫、長續(xù)航。
王朝陽帶領(lǐng)團(tuán)隊從革新電池結(jié)構(gòu)出發(fā),致力于打造“全天候電池”。盡管相關(guān)技術(shù)已經(jīng)被2022年北京冬奧運會“預(yù)訂”,但王朝陽壯心不已:“我們發(fā)明創(chuàng)新剛剛開始?!?/p>
克里希納?謝諾伊
腦機(jī)接口技術(shù)可以說是當(dāng)前最讓人好奇和感興趣的技術(shù)之一。如何借由這項技術(shù)讓那些因肢體或發(fā)聲肌肉受損而無法打字或說話的患者,恢復(fù)與世界的交流和連接?克里希納?謝諾伊和同事選擇挑戰(zhàn)“直接讀取人的語言區(qū)”,通過精準(zhǔn)捕捉大腦信號,實現(xiàn)“意念寫字”。
今年5月,他們的成果被刊載在《自然》封面:參與他們實驗的癱瘓患者“意念寫字”的速度達(dá)到每分鐘90個字母,準(zhǔn)確率超過99%——這是人類前所未有的進(jìn)展。不過,面對人類860億個神經(jīng)元,謝諾伊仍相當(dāng)謙遜:“我們想做出真正能夠?qū)θ祟惍a(chǎn)生幫助的成果?!?/p>
讓科學(xué)成為新時尚,Way to Evolve
騰訊WE大會中的“WE”是Way to Evolve的簡寫,意即“進(jìn)化之路”。2021年11月的這個周末過后,騰訊WE大會也已經(jīng)走過9個年頭。
9年里,WE大會堅持“讓科學(xué)家成為聚光燈下的焦點”,讓科學(xué)探索成為公眾尤其年輕人的追逐點,“讓科學(xué)成為一種新時尚”:9年間,騰訊邀請了78位世界頂尖科學(xué)研究者登臺,包括13位數(shù)學(xué)物理學(xué)家、15位生命科學(xué)家及10位天文和地學(xué)家。不僅如此,騰訊還“挖空心思”讓全國各地的觀眾能夠通過線上、線下的方式參會,迄今已累計8000萬人次收看。
騰訊為何要堅持舉辦WE大會?騰訊集團(tuán)市場與公關(guān)部總經(jīng)理李航分享了一個故事。
“有個WE大會的粉絲,他是貴州人,上高中時看到了WE大會上霍金的演講(注:霍金參與了2017騰訊WE大會),很是激動。后來他考上了北京的大學(xué),上大學(xué)第一年就來現(xiàn)場參加WE大會。他跟我們說,現(xiàn)場的震撼給他印象太深刻了,立志要從事科研。他馬上就要考研了,預(yù)祝他考試順利,繼續(xù)追夢?!?/p>
“‘讓科學(xué)成為一種新時尚’這個目標(biāo),當(dāng)然短期內(nèi)難以實現(xiàn)。但我們堅持持續(xù)舉辦WE,就是要讓更多人抬頭看看天。因為抬頭看過的天,遲早會變成腳下的地?!崩詈秸f,這樣的科學(xué)信仰尤其對青少年來說,至關(guān)重要。
在2021騰訊WE大會在線直播的當(dāng)天,中國科學(xué)院外籍院士、物理學(xué)家丁肇中先生應(yīng)邀為另一場科技盛宴“第三屆世界科技與發(fā)展論壇”致開幕式詞。
他說,當(dāng)前人們享受著科技進(jìn)步帶來的福祉:現(xiàn)代化的通信、交通、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等,這些科技進(jìn)步都來源于基礎(chǔ)科學(xué)研究。要指出的是,無數(shù)科學(xué)家推動基礎(chǔ)研究的源動力并不是什么經(jīng)濟(jì)利益,而是好奇心。
人類未來需要更多的好奇心。而你,又將如何開啟你的探索?
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