這是未來60年的兇兆？自20世紀60年代末以來一直在研究能夠大一統(tǒng)理論的倫敦帝國學(xué)院學(xué)者邁克·達夫（Mike Duff），則對于還需要多久才能得到滿意的結(jié)果表現(xiàn)得出人意料的樂觀，“我對于做預(yù)測一直抱有懷疑的態(tài)度，”他說，“但如果你一定要我給個數(shù)字，我會說這將需要10年以上，但不到100年。
 
　　環(huán)圈量子重力學(xué)的領(lǐng)軍人物，法國艾克斯馬賽大學(xué)(Aix-Marseille University）的卡洛羅維利（Carlo Rovelli），也同樣對此表示樂觀。 “在我看來，在未來六十年里，我們將擁有一個解釋量子力學(xué)的終極理論”，他說道。
 
　　如果真如他們所言，那這將僅僅是一個開始，而不是結(jié)局。一種理論只能逐漸地積累信譽。廣義相對論的一些預(yù)測，如黑洞和引力波，直到20世紀60年代才得到充分的認識和探索。今年早些時候，引力波的存在終于得以實驗證實。
 
　　讓統(tǒng)一理論變得更加復(fù)雜的問題在于，它會引入難以置信的高能量，能量之高使得我們的智慧甚至無法重現(xiàn)。即使能夠獲取實驗證明，也很有可能是微弱而間接的。舉個例子來說，這些特定的信號可能存在于宇宙微波背景中， 而宇宙微波背景是大爆炸之后殘留的輻射形式。
 
　　基于相同因素，將理論立即轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實利益也幾乎是不可能的，盡管我們永遠也不要說絕不可能。羅維利說，“我現(xiàn)在還看不到這一理論的技術(shù)應(yīng)用。但是在20世紀70年代，當我開始學(xué)習(xí)廣義相對論時，沒有人想象過GPS?！?BR> 
　　所以不要指望任何靈機一動的時刻，這是一場更為悠久、更為緩慢的進化。但同樣的，我們?nèi)砸诖恍┮庀氩坏降氖掠锌赡軙l(fā)生。當保羅·迪拉克為了提供一個電子的完整描述，而在20世紀20年代將量子理論與愛因斯坦的狹義相對論統(tǒng)一在一起之時，他忽略了他的方程能夠預(yù)測另一類、幾乎相同的粒子。幾年后，正電子的發(fā)現(xiàn)向我們揭示了一個我們尚未能完全探索的新世界——反物質(zhì)。
 
　　例如，涵蓋了所有事物的弦理論，可能能夠證明存在著另一個宇宙的“多元宇宙”，這將大大擴展我們希望能夠了解的事物范疇 。達夫說，這是追逐真理中的樂趣所在， “大多數(shù)科學(xué)家的目標都是成為游戲大師，而理論物理學(xué)家則仍在試圖理解游戲。”
 
　　2076年的世界：數(shù)千人已經(jīng)定居在火星上
 
　　今年是2066年。太陽在一個鐵銹色的天空中昏暗地升起，照亮了水培田。在火星上的第一個永久棲息地，勇敢的探險家們剛剛醒來，開始另一個24.5小時的一天。
 
　　埃隆·馬斯克認為，這樣的場景是非常有可能的。 9月，這位SpaceX的創(chuàng)始人公布了他（仍然有點模糊的）的計劃，在未來十年左右的時間里將人類送往火星，并指出到21世紀60年代，我們可能有一百萬人在這顆紅色星球上全職工作。更為保守的NASA則預(yù)計，第一個登上火星的人應(yīng)該是在2030年左右。
 
　　我們必須開始行動。在定居者真正地開始建立生活之前，我們必須提前準備好維持火星人們生存所需要的一切。這意味著我們將要向火星發(fā)射大量的生命支持設(shè)備、棲息地、能量生產(chǎn)系統(tǒng)、食品、以及開發(fā)出能夠從空氣中分離可供呼吸的氧氣和飲用的水的技術(shù)。
 
　　這是一個巨大的挑戰(zhàn)。地球和火星之間的最短旅行時間大約是五個月，但是這種情形只有當行星彼此對齊才會發(fā)生，而且每兩年才有一次機會。在最樂觀的情況下，為了在2060年人類定居奠定基礎(chǔ)，我們大約擁有22次理想的發(fā)射機會。
 
　　最近的ExoMars著陸器的失敗案例告訴我們，在火星上著陸相當棘手：它有足夠的重力使得飛船加速下降，但是如此稀薄的大氣，使得降落傘還不足以將飛船降到足夠低的速度。曾經(jīng)在火星上降落的最重的東西，是重達1噸的好奇號漫游車，它組合使用了降落傘、反推火箭以及被稱為天空起重機的懸掛裝置。
 
　　考慮到我們目前尚不清楚，該如何將一個比好奇號更重的東西降落在火星表面，規(guī)劃者們的工作被迫中止了。SpaceX計劃使用一種稱為超音速反向推進的技術(shù)，本質(zhì)上來說，即通過發(fā)射加速火箭來減緩下降速度，并希望在2018年對該系統(tǒng)進行測試。NASA已同意對該項目施以援手，以換取一些從中學(xué)到的經(jīng)驗教訓(xùn)。
 
　　之前所說的這一切還沒有包含旅程之中和登陸后的危險。這其中包括高水平的輻射、太陽耀斑的威脅、低至-125℃的極端寒冷環(huán)境，以及可能覆蓋太陽能電池板的塵?！@些塵埃也有可能像玻璃碎片一樣攪碎航天員的肺部。而且，我們還不知道該如何在那里種植食物。
 
　　但是，讓我們先假設(shè)我們克服了所有這些挑戰(zhàn)。那么接下來呢？太空探索的粉絲們喜歡指出，人類在歷史上已經(jīng)多次離開家園，去遙遠甚至可能危險的地方尋找新的生活。登上探索新世界的大船，經(jīng)常意味著你可能永遠都不再會看到你的家園或家庭。
 
　　火星的不同之處在于，在那里除了盡量活下來以外，沒有別的什么可以做。當歐洲探險家們走向美洲時，他們懷揣著能夠找到能夠賣回自己家鄉(xiāng)的資源的希望，或者至少是一個建立農(nóng)場的地方?；鹦巧系馁Y源少得可憐。在很長的一段時間里，第一批定居者們都將得不依賴他們的家園世界。而到2060年實現(xiàn)自給自足，看起來似乎是一個非常有野心的目標。
 
　　不過，定居者們還是可以做一件有用的事：科學(xué)。人類在一個小時內(nèi)可以完成的研究需要耗費火星車好幾個月的時間。當然，關(guān)于食物種植的研究會更加緊迫。
 
　　我們確實擁有這樣一個遙遠卻而又無價的研究前哨的例子：南極洲。沒有人永久地居住在那里，但人們短居在那里的一兩年時間里，做了其他地方都不可能做到的科學(xué)研究。而火星可能正與此類似。
 
　　另一個與過去向遙遠區(qū)域擴張不同之處在于，火星定居者們將與地球保持著持續(xù)的溝通，雖然受光速的限制，這種溝通將存在著幾分鐘的延遲。我們這些還在地球上的人們幾乎肯定會看看他們的生活是如何開始的。我們能夠看到所有進展順利的一面，以及所有搞砸了的一面。
 
　　而接下來，我們是否進一步向太陽系推進，或者撤回地球則可能取決于這兩件事的權(quán)衡。如果我們能夠想出如何在紅色星球上獲得食物和空氣，以及相應(yīng)的生活方式，我們似乎可以將這些想法應(yīng)用于其他行星之上，或者更有可能就是身邊的月球。我們能否成為一個多星球物種？火星將是我們的第一次大考驗。

　　2076年的世界：再見電流，你好超導(dǎo)
 
　　對于一條大新聞來說，三十年的等待已經(jīng)算得上是很長的時間了。但是，在《新科學(xué)家》雜志的半生歲月里，已經(jīng)有一小群研究人員非常確定，一個能夠改變世界的發(fā)現(xiàn)即將到來。中國吉林大學(xué)的馬彥明說，這一發(fā)現(xiàn)將給“我們的日常生活帶來革命性變化”。
 
　　我們到底說的是什么突破？能夠在室溫和標準大氣壓下工作的超導(dǎo)體。我明白，這樣的表達聽起來很繞口，但是我會詳細解釋。
 
　　所謂超導(dǎo)體，是沒有電阻的導(dǎo)電材料。這種現(xiàn)象最初是由荷蘭物理學(xué)家?？丝ā?BR>莫林昂內(nèi)斯（Heike Kamerlingh Onnes）發(fā)現(xiàn)的。他在1911年，發(fā)現(xiàn)汞在絕對零度以上4.2攝氏度時，其電阻下降到零。隨后科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)其他材料可以在稍高的溫度下實現(xiàn)超導(dǎo)，但由于離不開極端制冷的環(huán)境，該現(xiàn)象的應(yīng)用受到了很大的局限。
 
　　這一難題直到1986年才得以攻克。那一年我們發(fā)現(xiàn)了高溫超導(dǎo)體，其在大約100開爾文（這是-170°C：術(shù)語“高溫”是相對的）的溫度下實現(xiàn)了超導(dǎo)。猛然間，創(chuàng)造室溫超導(dǎo)體似乎沒有看起來得那么遙遠。
 
　　但是，到目前為止，第二次巨大的飛躍還沒有到來。英國愛丁堡大學(xué)的保羅·艾菲特說，與30年前相比，我們并沒有取得什么太大的進展?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)部分材料會在稍高的溫度下超導(dǎo)，但前提是得施加非常高的壓力。
 
　　目前而言，對于那些殺手級應(yīng)用而言，超導(dǎo)仍然不是一個完全可行選項，盡管實現(xiàn)室溫超導(dǎo)，將允許我們改變世界：包括運輸和電力傳輸。
 
　　超導(dǎo)體是磁場的強勢壘，意味著磁體將在它們上方懸浮。這使得他們非常適合用于打造高效和非?？焖俚拇艖腋×熊嚕灰蚴艿侥Σ猎斐赡芰繐p失。
 
　　能量損失——或者不存在能量損失——對于電力供應(yīng)而言至關(guān)重要。當我們從發(fā)電站向消費者供電時，電流需要通過電纜傳輸，而電纜的電阻卻阻礙這樣的流動。其結(jié)果是，我們生產(chǎn)出的功率遠遠超過我們真正所需。
 
　　使用超導(dǎo)電纜，我們就都不會損失了。這也意味著使用超導(dǎo)材料的電池可以永久地充電。這兩種技術(shù)將幫助我們解決世界上許多能源問題，而不必依賴于另一個偉大的未來能源革命——核聚變。
 
　　德國美因茨馬克斯普朗克化學(xué)研究所的米凱海爾恩里梅茨（Mikhail Eremets）說：“人類將生活在一個超導(dǎo)的世界?！?BR> 
　　恩里梅茨說，室溫超導(dǎo)不存在基礎(chǔ)的理論障礙。8月，由位于紐約恩普頓的布魯克海文國家實驗室的伊萬波茲維奇（Ivan Božović）領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組在《自然》雜志上發(fā)表了一篇開創(chuàng)性的論文，可能指出了新的方向。 波茲維奇說道，“這表明，我們的追求中出現(xiàn)了一個戰(zhàn)略性的變革，我對此感到很樂觀?！?/P>

　　2076年的世界：人口崩潰
 
　　人口爆炸是否會以最意想不到的方式被觸發(fā)？與馬爾薩斯人口爆炸論相反，我們是否有可能正站在人口崩潰的懸崖邊？
 
　　為了理解這是如何發(fā)生，以及為什么會發(fā)生，我們可以去日本看一看。最近的一項調(diào)查發(fā)現(xiàn)，那里的人們正在逐步放棄了性生活。盡管人們的預(yù)期壽命為85歲而且這個數(shù)字仍然在不斷增加，日本的人數(shù)正在下降，這主要應(yīng)歸因為了每個婦女只有1.4個孩子的生育率，以及據(jù)報道日益增長的童貞數(shù)量。人們似乎太忙了（也太害羞），而顧不上生育。
 
　　這個結(jié)果引人注意。歐洲和遠東的國家也正在徘徊在人口懸崖上，生育率低于1.5。根據(jù)最近的趨勢，在未來60年內(nèi)，德國和意大利的人口數(shù)量將減半。
 
　　世界已經(jīng)達到其兒童數(shù)量的峰值，在瑞典斯德哥爾摩卡洛琳卡學(xué)院（Karolinska Institute）的漢斯·羅斯林（Hans Rosling）說。人口的高峰也即將到來。
 
　　當下而言，世界人口繼續(xù)攀升。由于非洲的高生育率，我們的人口可能會從今天的74億人，增長到90億左右。聯(lián)合國預(yù)測人口將持續(xù)上升，并在2100年，人口數(shù)量達到約112億。但這似乎不太可能發(fā)生。在人口低迷之后，沒有一個國家的生育力能夠得以恢復(fù)。許多人口學(xué)家預(yù)計，到2076年全球?qū)罎ⅰ?BR> 
　　政府可能在試圖阻止這樣的下降趨勢——雖然在新加坡，人們已經(jīng)嘗試了整整一代人，但是新加坡僅為0.8的生育率仍然為世界上最低。一旦能夠生育的婦女人數(shù)開始下降，扭轉(zhuǎn)這一趨勢將非常困難。人口增長將變成衰落。
 
　　這對人類的未來而言，意味著什么？ 到2076年，孩子們將成為稀罕物。在歷史上第一次，絕大多數(shù)人口都是老年人。而20世紀那樣瘋狂的、激素驅(qū)動的文化似乎注定要衰敗了，創(chuàng)新也因此而可能會枯竭。
 
　　它也可能會破壞我們的經(jīng)濟。一些經(jīng)濟學(xué)家說，自從1990年代以來，日本一再的經(jīng)濟衰退是因為越來越多的老人平添了負擔。也許歐洲也是這樣。中國可能會是下一個，因為其人口將在2030年達到頂峰。人口決定論者擔憂我們的物種處于一個緩慢的下降螺旋。人類滅絕的原因可能不是因為人口爆炸，而是失禁后的嗚咽。
 
　　當然，也許可能現(xiàn)實并不會這樣糟糕。銀發(fā)社會肯定會有所不同。但也許，像那些上了年紀的搖滾明星那樣，我們會發(fā)現(xiàn)，老了也并不是那么壞，老人也可以重新變得年輕。而且老年社會不容易拿起武器。一個擁有更少人類的社會也會給地球的生態(tài)系統(tǒng)一個喘息的機會。
 
　　或許，馬爾薩斯的觀點將不會再被提及。相反，生態(tài)學(xué)家愛德華·威爾遜呼吁，長達一個世紀的生態(tài)恢復(fù)可能會到來。至少，大自然也許會享受好的這一面。
 
　　2076年的世界：文明比我們想象的更脆弱
 
　　現(xiàn)在這個星球上有74億人——這幾乎是60年前的三倍。 聯(lián)合國估計，在接下來的一個60年時間里，我們的人口將接近110億。但也有人指出，受資源限制，地球人口數(shù)量將達到峰值，然后逐漸下降。
 
　　其實還有另一種可能性：面臨資源的限制，會使我們脆弱到令人驚訝的文明崩潰，并引發(fā)全球性的滅絕。
 
　　文明可能看起來很強大，但它實際上更像是一個雜耍行為。我們使用密切聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)，將制造、貿(mào)易、金錢、就業(yè)、食品、水、運輸、能源、技術(shù)、醫(yī)療保健、地緣政治和法律和秩序等聯(lián)系在一起，就像是把所有的球都扔在空中。每個網(wǎng)絡(luò)借由許多反饋回路，與所有其他網(wǎng)絡(luò)彼此依賴。
 
　　換句話說，文明是一個適應(yīng)性的、復(fù)雜的系統(tǒng)——這種系統(tǒng)容易遭受災(zāi)難性的失效。在馬薩諸塞州劍橋的新英格蘭綜合系統(tǒng)研究所的亞尼爾巴亞姆（Yaneer Bar-Yam）說，任何重要的子系統(tǒng)的失效都會導(dǎo)致整個大樓崩潰。即使是小故障也可能造成很大的麻煩。正如我們在2008年看到的那樣，當?shù)胤截攧?wù)失敗通過耦合系統(tǒng)級聯(lián)，導(dǎo)致了全球金融危機，而我們現(xiàn)在仍然能感受到這次危機的余波。
 
　　就文明本身而言，我們不清楚哪個子系統(tǒng)失效，或者多嚴重的失效，將使我們陷入嚴重的麻煩。但我們可能知道一些會引發(fā)崩潰的因素。
 
　　舉個例子來說，如果全球變暖，導(dǎo)致甲烷從凍結(jié)的沉積物釋放，我們將面臨正反饋：進一步升溫，導(dǎo)致進一步的氣體釋放，最終導(dǎo)致溫度升高完全失控。面對天氣，病蟲害以及疾病等的快速變化，農(nóng)業(yè)系統(tǒng)將會崩潰。數(shù)百萬人會餓死。而其他的主要風(fēng)險還有核戰(zhàn)爭和全球流行病。
 
　　除了奪走數(shù)以百萬計的生命之外，這些情形還可能觸發(fā)社會的總崩潰。經(jīng)濟體系對于失去那些起到“樞紐”作用的關(guān)鍵工人非常敏感，如卡車司機和煉油廠操作員。
 
　　舉例而言，與1918年那場流感具有相近死亡率的流行疾病將使得許多對食物供應(yīng)、民事秩序、運輸、電力和許多其他支持系統(tǒng)至關(guān)重要的關(guān)鍵人物退出工作崗位。隨著事態(tài)的進一步失控，越來越多的人死于越來越多的原因，導(dǎo)致越來越多的子系統(tǒng)失效，并最終進一步地加速了崩潰的發(fā)生。
 
　　難道我們不能只是暫時偃旗息鼓，當風(fēng)暴結(jié)束時像往常一樣回去工作？ 問題是，一旦復(fù)雜的系統(tǒng)崩潰，它將保持著崩潰的狀態(tài)。歷史的進程告訴我們，我們之前的一個不那么復(fù)雜而可替代的穩(wěn)定狀態(tài)將重新出現(xiàn)。它可能是小型的、專制的城市國家，或甚至重新回到狩獵和群居時代。
 
　　這個故事的意義究竟何在？我們需要為大型流行病、溫室氣體排放、核擴散等做好準備。最重要的是，我們要認識到，一個緊密耦合的全球社會其實很脆弱。

　　2076年的世界：反科學(xué)的反彈已經(jīng)開始
 
　　在1957年約翰·馮·諾伊曼逝世后，他的朋友和合作者斯坦尼斯瓦夫·烏蘭姆（Stanislaw Ulam）寫過一篇悼文，向在戰(zhàn)后在世界上推動科學(xué)和技術(shù)進步做出了最大貢獻的這個人致敬。
 
　　烏拉姆回憶說，馮諾依曼擔心科學(xué)失去公眾支持：“人類的利益可能改變，而大眾對科學(xué)的好奇心可能停止，并且未來人類的思想可能被完全不同的事情所占據(jù)?！?BR> 
　　馮·諾依曼太過于悲觀了：過去60年來，科學(xué)技術(shù)的進步令人震驚。但時代在變化，公眾的態(tài)度也充滿變數(shù)。他的預(yù)測會在將來成真嗎？
 
　　研究科技政策影響與觀點的倫敦大學(xué)學(xué)院的杰克·斯蒂爾格（Jack Stilgoe）說，“我確實擔心公眾輿論有可能會轉(zhuǎn)向。 “如果人們認為創(chuàng)新會逐漸遠離其本質(zhì)，讓富人更加富有，而其他社會需求卻被忽視，那么他們很可能就會失去興趣。
 
　　當機器人接手我們的工作，或者當保險公司因為人類已經(jīng)成了最危險的馬路殺手，而索求巨額保費時，我們?nèi)匀粫矚g技術(shù)嗎？ 人們會砸爛自助駕駛的出租車嗎？就像盧德成員攻擊自動織布機那樣？
 
　　在一些小的、充滿憤怒的角落，這樣的反彈思潮已經(jīng)羽翼漸豐。前數(shù)學(xué)家泰德卡茲尼斯基（Ted Kaczynski，又名炸彈客）剛剛出版了一本名為《反科技革命》的書。
 
　　英國華威大學(xué)的社會學(xué)家史蒂夫·富勒說：“他似乎認為，唯一的辦法就是大幅度縮減我們的科學(xué)和技術(shù)野心，即使這可能導(dǎo)致人類生活方式的急劇倒退。這本書寫得合情合理。這本書寫得就像他在指示一個充滿革命斗志的細胞如何阻止科學(xué)和技術(shù)破壞地球?！?BR> 
　　斯蒂爾格則對此持懷疑態(tài)度。他認為， 富國的社會已經(jīng)變得非常依賴科學(xué)和技術(shù)，所以真的不太可能發(fā)生。 但如果確實發(fā)生，后果將是可怕的。哈佛大學(xué)歷史學(xué)家馬修·赫施（Matthew Hersch）表示，公眾情緒的改變會阻礙一切形式的科學(xué)研究，這將導(dǎo)致技術(shù)和經(jīng)濟的停滯，而我們將面臨技術(shù)和金融的破壞。