Ett utdrag ur forskarens sista bok.
Den 30 januari, på StandART designhotell, kommer Bombora Publishing House att presentera den senaste boken av Stephen Hawking, korta svar på stora frågor. Boken blev en världsomspännande bestseller. I den svarade forskaren på de 10 viktigaste, enligt hans åsikt, frågor: om Gud, livet, framtiden och konstgjord intelligens. Snob publicerar ett av kapitlen.
Fysikern Stephen Hawking i tyngdkraft.
I januari 2018 omorganiserade Atomic Scientists Bulletin, grundad av en grupp fysiker som var involverade i Manhattan-projektet för att skapa det första atomvapnet, omordnade handen på Doomsday-klockan och visade oundvikligheten av en katastrof, militär eller miljö, som hotar jorden, två minuter till midnatt.
Den här klockan har en nyfiken historia. De lanserades 1947, precis början av atomåldern. Robert Oppenheimer, vetenskaplig chef för Manhattan-projektet, talade senare om explosionen av den första atombomben i juli 1945:”Vi insåg att världen aldrig skulle bli densamma. Någon skrattade, någon grät. De flesta var tysta. Jag påminde om en rad från den indiska texten till Bhagavad Gita:”Jag är död, världsskadare”.
1947 indikerade handen sju minuter till midnatt. Det är nu närmare dommedagen än någonsin tidigare, bortsett från tidigt 1950-tal, när det kalla kriget släpptes ut. Klockan och handrörelsen är naturligtvis rent symbolisk, men jag vill betona att en sådan alarmerande varning från forskare, som delvis främjades av valet av Donald Trump, bör tas på allvar. Dessa timmar och själva idén att den tid som tilldelas mänskligheten är slut eller till och med slut, att detta är verklighet eller alarmism? Varnar de i tid eller förgäves?
Jag är personligen mycket intresserad av timing. Först kallades min bok, som blev en bästsäljare och den främsta orsaken till min popularitet utanför det vetenskapliga samfundet, en kort historia av tiden. Någon kanske till och med tror att jag var en expert på tiden, även om det naturligtvis inte är det bästa idag att vara expert. För det andra, som någon som fick höra på 21 att han hade fem år att leva, men som hade sjuttiosex år bakom sig under 2018, är jag en tidsekspert i en annan, mycket mer personlig mening. Jag känner mycket skarpt och angeläget att tiden går och det mesta av mitt liv har levt med en känsla av att den tid som gavs, som de säger, var lånad.
Jag kommer inte ihåg den period då världen var politiskt mer instabil än den är nu. Ett enormt antal människor, i ekonomisk och social bemärkelse, känner sig uteslutna. Som ett resultat vänder de sig till populistiska, eller åtminstone populära, politiker med begränsad erfarenhet av regeringen, vars förmåga att fatta informerade beslut i krisetider fortfarande måste testas. Det följer av detta att Domenens klockas hand måste flyttas närmare den kritiska punkten, med tanke på de ansvarslöshet eller skadliga krafter som driver Armageddons framsteg.
Kampanjvideo:
Planeten är nu i fara i så många områden att det är svårt för mig att förbli positiv. Farorna är för stora och för många.
Först av allt blir jorden för liten för oss. Våra fysiska resurser tappas i oroväckande takt. Vi har gett planeten en katastrofal gåva av klimatförändringar. Stigande temperaturer, krympande polära islock, avskogning, överbefolkning, sjukdom, krig, hunger, brist på dricksvatten och en kraftig nedgång i djurarter är alla lösliga men fortfarande olösta problem.
Var och en av oss bidrar till den globala uppvärmningen. Vi vill använda bilar, resa, förbättra levnadsstandarden. Problemet är att när människor förstår vad som händer kan det vara för sent. När vi är på gränsen till andra kärnåldern och vi lever i en period av en aldrig tidigare skådad klimatförändring har forskare ett särskilt ansvar: att informera samhället och politiska ledare igen om farorna som väntar på mänskligheten. Som forskare förstår vi farorna med kärnvapen och deras destruktiva effekter, och vi ser att effekterna av mänsklig aktivitet och teknik på klimatsystemet leder till oåterkalleliga förändringar i livet på jorden. Som medborgare i världen är vi medvetna om vår skyldighet att dela vår kunskap och varna samhället för de onödiga riskerna vi möter dagligen. Vi förutser en enorm fara om regeringar och samhällen inte vidtar omedelbara åtgärder för att eliminera kärnvapen och förhindra ytterligare klimatförändringar.
Samtidigt förnekar många av samma politiker verkligheten av människan skapade klimatförändringar, eller åtminstone människans förmåga att vända dessa förändringar. Men världen är nu på gränsen till en serie miljökriser. Det finns rädsla för att den globala uppvärmningen kan bli spontan, om inte redan. Smältning av arktisk och antarktisk is minskar mängden solenergi som reflekteras i rymden och bidrar därmed till högre temperaturer. Klimatförändringar kan förstöra Amazons och andra regnskogar, vilket eliminerar ett sätt att ta bort koldioxid från atmosfären. Stigande temperaturer i haven kan stimulera ytterligare utsläpp av stora mängder koldioxid. Båda dessa fenomen kommer att öka växthuseffekten, vilket kommer att intensifiera den globala uppvärmningen. Som ett resultat kommer vårt klimat att likna det venusiska: oacceptabla värme med svavelsyra regnar vid en temperatur på 460 grader Celsius. Mänsklighetens existens blir omöjlig. Vi måste gå längre än Kyoto-protokollet, ett internationellt avtal 1997 och börja minska koldioxidutsläppen omedelbart. Vi har tekniken. Endast politisk vilja saknas.
Bokomslag. Utgivare * Bombora *.
Vi kan vara okunniga, vi kan agera tankelösa. Det har varit liknande kriser i historien, men vanligtvis fanns det alltid outvecklade platser som kunde koloniseras. 1492 upptäckte Columbus den nya världen, men vi har ingen andra nya värld. Det finns ingen Utopia till hands. Vi saknar stort utrymme, och det enda sättet för oss är att nya världar.
Universum är en grym plats. Stjärnor graver planeter, supernovaer avger dödlig strålning i rymden, svarta hål kolliderar, asteroider rusar tiotals kilometer per sekund. Naturligtvis gör alla dessa fenomen inte rymden till en särskilt attraktiv plats, men de är orsaken till att vi ska gå ut i rymden och inte sitta still. Det finns inget sätt vi kan skydda oss mot en kollision med en asteroid. Den senaste stora kollisionen inträffade för cirka 66 miljoner år sedan. Det tros vara orsaken till dinosauriernas utrotning. Detta kan hända igen. Detta är inte science fiction; detta garanteras av fysiska lagar och sannolikhetsteorin.
Kärnkrig är fortfarande det största hotet mot mänskligheten i dag. Vi har glömt bort denna fara lite. Ryssland och USA är inte längre så villiga att trycka på knappen, men en olycka eller åtgärder av terrorister som kan fånga en atombomb utesluts inte. Risken ökar när nya länder får tillgång till kärnvapen. Även efter det kalla krigets slut är lager av kärnvapen tillräckliga för att förstöra oss alla flera gånger, och nya kärnkrafter förvärrar instabiliteten. Med tiden kan det nukleära hotet sjunka, men andra kommer att dyka upp, och vi måste förbli akuta.
På ett eller annat sätt tror jag att en nukleär konfrontation eller miljökatastrof under de kommande tusen åren kan göra vår planet oanvändbar. På en geologisk tidsskala kommer detta att ske med ett ögonblick. Men jag hoppas och tror att då vår uppfinningsrika ras har hittat ett sätt att glida ur jordens hårda gränser och därmed överleva katastrofen. Naturligtvis kommer detta att vara omöjligt för miljontals andra arter som lever på planeten, och deras död kommer att förbli på vårt samvete.
Jag tror att vi uppför oss med hänsynslös likgiltighet till vår framtid på planeten Jorden. För tillfället har vi ingenstans att gå, men på lång sikt bör mänskligheten inte hålla alla ägg i en korg eller på en planet. Jag hoppas verkligen att vi inte tappar korgen innan vi räknar ut hur vi kan fly från jorden. Vi är forskare av naturen. Vi drivs av nyfikenhet. Detta är en unik mänsklig kvalitet. Denna oåterkalleliga nyfikenhet drev forskare att bevisa att jorden inte är platt; samma instinkt leder oss till stjärnorna med tankens hastighet och kräver att vi faktiskt flyger dit. Och när vi gör stora framsteg, som att landa på månen, höjer vi mänskligheten, förenar folk och nationer, berättar om nya upptäckter och skapandet av ny teknik. Att lämna jorden kommer att kräva en global samarbetsinsats. Alla måste delta i detta. Det är nödvändigt att komma ihåg glädjen som grep oss på 1960-talet, när de första rymdflygningarna började. Ny teknik är nära till hands. Det är dags att utforska solsystemet. Rymdutforskning är kanske vår enda chans att fly från oss själva. Jag är övertygad om att mänskligheten måste lämna jorden. Om vi stannar riskerar vi att försvinna.
***
Utöver mina förhoppningar för rymdutforskning, hur kan framtiden se ut och hur kan vetenskap hjälpa oss i detta? De mest populära versionerna av framtidens vetenskap finns i science fiction-serier som Star Trek. Producenterna övertalade mig till och med att stjärna i det, även om det inte var svårt för dem.
Mitt utseende var ganska roligt, men jag nämnde det vid ett allvarligt tillfälle. Nästan alla framtidsbilder från H. G. Wells tid till denna dag har i huvudsak varit statiska. De representerar ett samhälle som på många sätt ligger långt framför oss inom vetenskap, teknik och politisk struktur (det senare är kanske inte så svårt). Mellan nu och då måste det ha skett stora förändringar, med motsvarande konflikter och bakslag. Men vid det framtida ögonblicket som vi visas visas vetenskap, teknologi och samhällets organisation på en nivå av nästan fullständig perfektion.
Jag tvivlar på den här bilden och undrar om vi någonsin kan nå ett slutligt stabilt tillstånd inom vetenskap och teknik. På ingen tidpunkt under istidens slut har mänskligheten befunnit sig i ett konstant tillstånd av vetenskap och teknik. Det fanns några retreater, som under de mörka åldrarna efter Romerrikets fall. Men befolkningen på planeten har ökat stadigt, med undantag för vissa störningar under perioder med epidemier som svartdöd, och detta indikerar graden av vår tekniska förmåga att hålla livet och förse oss med mat. Under de senaste 200 åren har tillväxten accelererat ibland exponentiellt - världens befolkning har ökat från 1 miljard till cirka 7,6. Andra tecken på ny teknisk utveckling är en ökning av elförbrukningen eller antalet vetenskapliga publikationer. Även de visar nästan exponentiell tillväxt. Faktum är att våra förväntningar nu är så höga att vissa känner att politiker och forskare lura dem, för vi har ännu inte nått en utopisk framtidssyn. Till exempel visade de i filmen "A Space Odyssey 2001" att vi vid denna tidpunkt redan skulle ha en bas på månen och att vi skulle göra bemannade rymdflyg till Jupiter med kraft och huvud.
Det finns inget som tyder på att vetenskapliga och tekniska framsteg kan minska dramatiskt i framtiden. Åtminstone under de kommande tre hundra och femtio åren som skiljer oss från händelserna i Star Trek. Men den nuvarande tillväxttakten i det nya årtusendet kan inte förbli konstant. År 2600 måste världens befolkning stå axlar mot axlar, och planeten kommer att lysa rött från elförbrukningen. Om du lägger alla de nya publicerade böckerna i rad måste du i den nuvarande utskriftshastigheten flytta med en hastighet av 15 kilometer per timme för att hålla jämna steg med tillväxten i raden. Naturligtvis kommer år 2600 nya fiktion och vetenskapliga verk att visas i elektronisk form snarare än som konkreta böcker och tidskrifter. Men om exponentiell tillväxt fortsätter,inom mitt område med teoretisk fysik kommer det att finnas tio artiklar per sekund, ingen har tid att läsa dem.
Uppenbarligen kan denna exponentiella tillväxt inte fortsätta på obestämd tid. Vad kommer att hända? Det finns en möjlighet att vi helt enkelt förstör oss själva till följd av en katastrof som ett kärnkraftkrig. Även om vi inte förstör oss själva helt, är det möjligt att vi sjunker till ett tillstånd av vildighet och barbarism, som i öppningsscenen för "The Terminator".
Hur kommer vetenskap och teknik att utvecklas under nästa årtusende? Frågan är komplex. Men låt mig vara djärv och erbjuda din vision för framtiden. Jag har vissa chanser att vara visionär de närmaste hundratals åren, men utöver - bara vilda fantasier.
Vår moderna vetenskapliga förståelse bildades runt den tid då de första europeiska bosättningarna dök upp i Nordamerika, och i slutet av 1800-talet verkar det som om vi hade uppnått en fullständig förståelse av universums struktur inom ramen för de så kallade klassiska lagarna. Men som ni vet, observationer gjorda under det tjugonde århundradet visade att energi distribueras i diskreta delar, som kallas kvanta. Max Planck och andra började skapa en teori som kallas kvantmekanik. Den presenterar en helt annan bild av verkligheten, där föremål inte har en enda unik historia, utan många berättelser, var och en med sin egen grad av sannolikhet. När man tittar på enskilda partiklar bör deras troliga historier innehålla banor som kan röra sig med hastigheter snabbare än ljus, och banor som går tillbaka till det förflutna. Dessutom är banorna som går tillbaka till det förflutna inte några djävlar som passar på nålspetsen. De har en verklig, mätbar effekt. Till och med det vi anser som tomt utrymme är fullt av partiklar som rör sig i stängda öglor av rum och tid. Det vill säga att på ena sidan av öglan går de framåt i tiden och på den andra i motsatt riktning.
Svårigheten är att det finns ett oändligt antal punkter i rum och tid, och därför ett oändligt antal möjliga stängda partikelöglor. Och ett oändligt antal slutna partiklar måste ha en oändlig mängd energi och vik utrymme och tid till en punkt. Till och med science fiction kan inte föreställa sig en sådan bisarra situation. Studien av sådan oändlig energi kräver ett verkligt kreativt tillvägagångssätt, och de flesta arbeten inom teoretisk fysik under de senaste tjugo åren har ägnats åt sökandet efter en teori där ett oändligt antal slutna slingor i rymden och tiden helt avbryts. Först då kan vi kombinera kvantteori med Einsteins allmänna relativitetsteori och erhålla en fullständig teori om universums grundläggande lagar.
Vad är sannolikheten för att vi skapar en sådan allmän teori under nästa årtusende? Jag skulle säga att det är ganska högt, men jag är en oklanderlig optimist. 1980 sa jag att det finns en femtiofemjans chans att vi under de kommande tjugo åren ska skapa en enhetlig teori om allt. Under åren har vi gjort betydande framsteg, men det verkar som om allt fortfarande är långt ifrån en enda teori. Kommer fysikens heliga gral att förbli svårfångad? Jag tror nej.
I början av det tjugonde århundradet hade vi en uppfattning om de processer som förekommer i naturen, på nivå med den klassiska fysikens skala, vars minimivärden är hundratals millimeter. Arbetet med atomfysik under de första trettio åren av det tjugonde århundradet förde oss närmare förståelseprocesser i en skala på upp till en miljondels millimeter. Då förde forskning inom området kärnfysik och högenergifysik oss närmare de avstånd som redan uppmättes i miljarder. Det verkade som om vi kunde gå längre och längre för att upptäcka strukturer av mindre och mindre storlekar. Men denna process har en gräns, som en rysk häckande docka. Gradvis kommer du till den minsta dockan som inte längre kan demonteras. I fysiken kallas en så liten valp Planck-längd och är ungefär 1,6 × 10–35 m, eller en millimeter,dividerat med 100 000 miljarder miljarder miljarder. Vi är inte redo att bygga en partikelaccelerator som kan mäta så små avstånd. I storlek bör den vara större än solsystemet, och det är osannolikt att dess skapande är realistisk med tanke på den nuvarande ekonomiska situationen. Men konsekvenserna av våra teorier kan verifieras med mer blygsamma instrument.
Inget laboratorium kan empiriskt mäta Planck-längden, även om vi kan studera Big Bang för att få experimentell data om energinivåer och avstånd på våg som inte finns på jorden. Men när vi skapar en fullständig teori om allt, bör vi främst lita på matematikens skönhet och konsistens.
Bilden av framtiden som avbildas i Star Trek, där vi befinner oss på en avancerad men stationär nivå, kan visa sig vara rättvis ur vår kunskap om de grundläggande lagarna som styr universum. Men jag tror inte att vi någonsin kommer att sluta med att förstå dessa lagar. Den allmänna teorin kommer inte att sätta gränser för komplexiteten hos de system som vi kan skapa, och, enligt min mening, kommer de viktigaste framstegen under nästa årtusende att kopplas till denna komplexitet.
***
Det är allmänt accepterat att det mest komplexa systemet vi har är människokroppen. Livet verkar ha sitt ursprung för fyra miljarder år sedan i de primära hav som täcker jorden. Hur detta hände vet vi inte. Kanske slumpmässiga kollisioner av atomer ledde till bildandet av makromolekyler som hade förmågan att reproducera sig och kunde byggas upp till mer komplexa strukturer. Men vi vet att en extremt komplex molekyl, DNA, livsgrunden på jorden, uppstod för 3,5 miljarder år sedan. Strukturen ser ut som en dubbel spiral och påminner något om en spiraltrappa. DNA upptäcktes 1953 av Francis Crick och James Watson från Cavendish Laboratory i Cambridge. Linjerna i denna dubbla helix är kopplade till par av kvävehaltiga baser, som en spiraltrappa. Det finns fyra av dem: cytosin, guanin, adenin och tymin. Ordning,där olika kvävebaser, eller snarare nukleotider, står i linje med denna spiraltrappa, är genetisk information som gör det möjligt för DNA-molekylen att reproducera och bygga en organisme runt sig själv. När en cell gör kopior av DNA kan slumpmässiga fel uppstå i nukleotidernas ordning längs spiralen. I de flesta fall gör kopieringsfel att DNA inte kan replikera sig själv. Sådana genetiska fel, eller, som de också kallas, mutationer, är dömda till döds. Men i vissa fall ökar fel eller mutationer DNA: s chanser att överleva och reproduktion. Informationen i nukleotidsekvensen ökar gradvis och blir mer komplex. Naturligt urval av mutationer talades först av en annan Cambridge-forskare, Charles Darwin, 1858, men han visste inte mekanismen bakom det.
Eftersom biologisk evolution i princip är en slumpmässig promenad i rymden av genetiska möjligheter, sker det mycket långsamt. Komplexiteten, eller antalet bitar information som kodas i DNA, bestäms grovt av antalet nukleotider i en molekyl. Varje information kan representeras som ett ja-nej-svar.
Under de första 2 miljarder åren var ökningen av komplexiteten ungefär en bit information för varje hundra år. Men under de senaste miljoner åren har takten stigit till en takt per år. Vi är nu på spetsen för en ny era. Vi har möjlighet att öka komplexiteten hos DNA och övervinna långsamheten i processen för biologisk evolution. Under de senaste 10 000 åren har människokroppen genomgått relativt små förändringar. Men det finns en möjlighet att vi under nästa årtusende har möjlighet att helt omvandla det. Naturligtvis kommer många att säga att genteknik för människor bör förbjudas. Men jag tvivlar på att det kan förhindras. Av ekonomiska skäl kommer genetiska experiment att utföras på växter och djur, och någon kommer definitivt att vilja experimentera med människor. Om vi inte har en totalitär världsordning skapar någon någonstans en förbättrad man.
Naturligtvis kommer skapandet av perfekta människor att ge upphov till allvarliga sociala och politiska problem i förhållande till det ofullkomliga. Jag insisterar inte på att mänsklig genteknik är bra. Jag säger bara att det under nästa årtusende kan bli en verklighet, oavsett om vi gillar det eller inte. Det är därför jag inte tror science fiction som Star Trek, där människor knappt förändras på tre hundra och femtio år. Jag tror att en persons komplexitet och hans DNA kommer att växa ganska snabbt.
På ett sätt måste mänskligheten förbättra sina mentala och fysiska förmågor om den vill hålla jämna steg med den ökande komplexiteten i världen runt den och göra saker som rymdresor. Komplexiteten måste ökas om vi vill att biologiska system ska överträffa elektroniska system. Datorer har en hastighetsfördel just nu, men de visar inga tecken på intelligens. Detta är inte förvånande, eftersom våra nuvarande datorer är enklare än hjärnan av en daggmask, en art som inte har enastående intellektuella förmågor. Men datorer följer i allmänhet Moore's Law, som säger att processorns prestanda fördubblas varannan månad. Detta är ett exempel på exponentiell tillväxt som inte kan fortsätta på obestämd tid. Faktum är att det redan börjar sakta ner. Men den höga förbättringsgraden kommer sannolikt att fortsätta tills datorns komplexitet närmar sig den mänskliga hjärnans komplexitet. De säger att datorer aldrig kommer att bli riktigt intelligenta, oavsett hur komplexa de är. Men det verkar för mig att om det mänskliga sinnet tillhandahålls av aktiviteten hos mycket komplexa kemiska molekyler, så kan inte mindre komplexa elektroniska kretsar bidra till att datorer kommer att bete sig inte mindre intelligent. Och om de blir intelligenta är det möjligt att de skapar nya datorer - med ännu större komplexitet och med höga intellektuella förmågor.datorer kommer aldrig att bli riktigt intelligenta, oavsett hur komplexa de kan vara. Men det verkar för mig att om det mänskliga sinnet tillhandahålls av aktiviteten hos mycket komplexa kemiska molekyler, så kan inte mindre komplexa elektroniska kretsar bidra till att datorer kommer att bete sig inte mindre intelligent. Och om de blir intelligenta är det möjligt att de skapar nya datorer - med ännu större komplexitet och med höga intellektuella förmågor.datorer kommer aldrig bli riktigt intelligenta, oavsett hur komplexa de kan vara. Men det verkar för mig att om det mänskliga sinnet tillhandahålls av aktiviteten hos mycket komplexa kemiska molekyler, kan inte mindre komplexa elektroniska kretsar bidra till att datorer kommer att bete sig inte mindre intelligent. Och om de blir intelligenta är det möjligt att de skapar nya datorer - med ännu större komplexitet och med höga intellektuella förmågor.att nya datorer kommer att skapas - med ännu större komplexitet och med höga intellektuella förmågor.att nya datorer kommer att skapas - med ännu större komplexitet och med höga intellektuella förmågor.
Det är därför jag inte tror på en sci-fi-bild av en utvecklad men stationär framtid. Jag förväntar mig en snabbare ökning av komplexiteten - både på det biologiska och elektroniska området. Det är osannolikt att något märkbart kommer att hända under de närmaste hundra åren, som vi har en mer eller mindre tydlig idé om. Men i slutet av årtusendet, om vi överlever, bör förändringarna vara grundläggande.
Lincoln Steffens sa en gång, "Jag har sett framtiden och det fungerar." Han talade faktiskt om Sovjetunionen, som, som ni vet, inte fungerade särskilt bra. Ändå tror jag att den nuvarande världsordningen har en framtid, men den kommer att se helt annorlunda ut.