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074|宇宙社会学:《三体》到底厉害在哪?

今天,我将从两个话题出发,为你提供知识服务。第一个是,来自青年科学家彭天放老师的新一期硬科技报告,这回我们要关注的是室温超导材料。第二个是,电视剧《三体》开始第三轮播出。

先来看今天的第一条。就在前段时间,科学界因为一件事炸锅了,你可能在新闻上也看到过。3月8日,美国物理学年会上,一位来自罗切斯特大学的科学家,叫迪亚斯,宣布他发现了一种室温超导材料。所谓室温超导,就是材料在室温条件下,就能实现电阻为零。据说因为这个技术进展太过惊人,当天来聆听的科学家人满为患,一些听众甚至排到了会场门外。

那么,为什么这个新闻,能引起那么大的关注呢?关于这件事的来龙去脉,网上的信息特别庞杂。但是彭天放老师告诉我,这些信息里,我们需要知道的,核心就是三件事。

第一,为什么室温超导那么重要?因为现代社会几乎是在电力的基础上构建的,假如室温超导能实现,就意味着,你可以把所有跟电有关的东西,全都重新设计一遍。让它们的效率极大提升。注意,这可不是省电而已。放在一个更大的尺度上看,这等于给人类科技的发展,安装上一个加速器。因此,假如这回,这位叫迪亚斯的研究者,他的发现是真的,那么几乎等于提前锁定了诺贝尔奖。

等等,为什么说假如是真的?难不成还可能是假的?还真不太好说。这就要说到这个新闻的第二个重点了。这位叫迪亚斯的研究者,曾经有过被《自然》杂志撤稿的前科。尽管这回,他的新研究已经发表在了《自然》杂志上,但是,很多人心里多少还是有点不踏实。毕竟,一来是研究者有被撤稿的前科;二来,这项技术进展,有点过于超前。

那么,为什么说这回关于室温超导的发现,有点过于超前呢?这就是我们要知道的第三个重点,发现室温超导材料,有多难?

具体的技术细节,咱们就不展开了。咱们只说一个侧面,请你看看过去这些年,科学家们在这件事上付出过多少努力,你就能感受到其中的难度了。

超导现象从发现到今天,已经100多年。人类也研究了100多年。你别说,我们也真研究出不少东西。但离室温超导,都还差得很远。

比如,我们已经研究出了低温超导材料。需要多低的温度呢?零下270℃。这种低温超导线材,只能在零下270℃的液氮中使用。你可以想象一下,这个成本有多高?

后来,我们又研究出了高温超导线材。注意,你可别被高温这两个字给误导了。这里所谓的高温,只是相对之前零下270℃的低温说的,它的实际运行温度,也得低至零下200℃。你可能觉得,这也叫高温?但事实上,就这70摄氏度的温差,已经让材料的使用成本降低了很多。

你看,过去100多年我们才研究出了零下200℃的高温超导,而这回,这位叫迪亚斯的研究者,你知道他研究出的室温超导材料,需要的温度是多少?21℃。没错,零上的。相当于突然间,有人做成了科学家们100多年都没做成的事。

那么,迪亚斯到底是怎么做的呢?他采用的方式是,用压力来换温度。也就是,一些材料在受到巨大的外部压力时,即便在室温下,也能展现出超导特性。前几年就有一些科学家,在大约150万倍大气压下,发现了零下70℃能够实现超导的材料。而这回,迪亚斯把温度提升到了零上21℃。而且他还把需要的压力,从之前研究人员的150万倍,直接降到了1万倍。稍微多说一句,他使用的是一种以氢元素为基础的三元复合材料,具体的专业细节,咱们就不展开说了。但是,你应该大概能感受到,这个进展有多超前了吧?

彭天放老师也专门问了很多科学界的专家。大多数人都表示,这项研究到底能不能立得住,还是需要科学界的同行,做过重复试验后才能够有结论。

当然,不管怎么说,大家都希望,这件事是真的。毕竟,假如室温超导能实现,意味着人类的科技,将发生重大的跃迁式进步。

比如,能源技术将实现一次飞跃。因为一直被称为终极能源的可控核聚变,就非常依赖超导材料形成的高强度磁场,来维持反应炉的运转。今天中国和美国几个在建的核聚变实验装置,都正在采购超导材料。只不过是咱们刚才说的那种,零下200℃运行的高温超导材料。

再比如,输电领域。假如室温超导实现,那么你现在坐火车的时候,经常看到的那种壮观的高压线网络,可能都没有存在的必要了。因为不存在电损耗,输电网络会变得特别简单。一个街区的用电,只需要一根手指粗细的电线就可以全部解决。

从这个角度看,新技术是什么?它不仅是超级工具,也是超级变量。毕竟,现在的科技已经是一张四通八达,彼此紧密勾连的网络。一个技术崛起,也一定会带着周边的技术节点,一起向前迈进。

再来看今天的第二条。前几天我们聊了电视剧《狂飙》。有用户在后台问,为什么不聊聊《三体》?正好,前几天,电视剧《三体》迎来了在电视上的第三轮播出。第一轮播出是在中央八的晚间档,第二轮是中央八的白天档重播。而这回,是在地方卫视陆续播出。

趁这个热乎劲还在,咱们就好好聊聊,《三体》到底厉害在哪?

这个答案其实挺明显,《三体》最厉害的地方,就在于,它虽然是一部科幻小说,但它里面的很多设定,都有扎实的现实理论依托。扎实到什么程度?我们今天,就挑其中的一个著名的设定,宇宙社会学来说说。

所谓宇宙社会学,指的就是整个宇宙的各个文明之间,到底是怎样相处的?《三体》里打了一个比喻,叫黑暗森林。意思是,整个宇宙,就像一片黑暗森林。每个文明,都是一个手持猎枪的猎人。你就想象,假如你正在森林里走着,突然从前面传来一点响动,你第一反应是什么?一定是朝那个方向开一枪。因此,每个文明,都要极其谨慎,不能暴露自己。一旦被比自己高级的文明发现,那就是灭顶之灾。

你可能会说,不对啊。假如我主动向别人表示友好,说我不想伤害你,你也别伤害我,不就行了?不好意思,行不通。这里面又牵扯到第二个设定,叫猜疑链。大概说的是,即使你是善意的,但是,我怎么知道你是善意的?即便我知道你是善意的,我怎么能确定,你知道我知道你是善意的?你看,这么猜来猜去,就会进入一个无限的猜疑循环。最终一定还是会有一方先开枪。

因此,回到最初,一个文明的最佳策略,就是必须隐藏自己。这就是宇宙社会学的核心。

而我们要说的重点并不是这个宇宙社会学本身,而是,你可别以为,这只是一个凭空诞生的脑洞。这背后有很丰富的现实理论基础。

第一个理论基础,是邓巴教授,也就是发现邓巴数150的那位人类学家,他曾经提出过一个「意向性理论」。意思的意,方向的向。所谓意向性,指的就是,你猜测他人意图的能力。而且这个能力还分成不同的级别。

排在最初级的,是一阶意向性,也就是,你能读懂自己的意图。比如,我知道自己喜欢吃苹果。这就叫一阶意向性。

更高一级的,是二阶意向性,也就是,你能读懂他人的意图。比如,我知道你也喜欢吃苹果。

三阶意向性,是你能感受到他人对你的感知。比如,我知道你知道我喜欢吃苹果。

四阶意向性,就更复杂了,比如,我知道你知道我知道你喜欢吃苹果。

好,说到这已经有点绕了,我们就不接着往后打比方了。这个意向性有多重要呢?根据邓巴教授的研究,它是人类社会出现的基础。比如,宗教,要想发展出宗教,就要求人类必须达到五阶意向性。比如,基督教的信仰基础就是,每个成员都得意识到一件事,那就是:「我知道我们都相信上帝希望我们行使正义」。你仔细数数,这里面就牵扯到五阶意向性了。绝大多数人的能力,都在这一层。少数人能掌握六阶意向性。而极少数人,能达到七阶。基本到这一步,你就可以全职去写推理小说了。

你看,这个意向性,跟宇宙社会学里说的猜疑链,是不是很像?它们说的都是,智慧生物,会具备一种猜测对方意图的能力。但是,这个能力总归有一个极限,不能无限地往复猜测。

意向性理论,这是宇宙社会学的第一重理论基础。

但是,到这还没完,宇宙社会学里,还有第二个重要的理论基础,这就是著名的费米悖论。

费米悖论,是1950年的夏天,著名的物理学家恩里科·费米,跟同事吃午餐的时候偶然聊出来的。说的是,既然宇宙这么大,有这么多恒星,不应该只有人类一个文明啊。假如这些文明存在,为什么人类没发现它们?

这就是费米悖论的简略版。但是,假如我们只了解到这一步,可就太可惜了。费米悖论,它精彩的地方根本不在结论,而是它的推导过程。

首先,我们都知道,地球之所以有生命,离不开太阳这颗恒星。那么,银河系有多少像太阳这样的恒星呢?1000亿到4000亿颗。那么宇宙中有多少个像银河系这样的星系呢?答案是,1000 亿。

这就意味着,宇宙中至少有1*10^24颗恒星。也就是,1后面有24个零。这个数字,据说是地球上沙子总数的10000倍。按照这个基数推论,假设恒星周围,有1%的概率出现类地行星,类地行星有1%的概率出现生命,那么整个宇宙,应该有10千万亿个高等文明。银河系,应该有10万个。

你发现一点问题了吗?这个概率,其实不低。那么,这些外星文明,为什么没来找我们呢?你可能会说,可能是因为他们来过,当时人类还没出现吧。

这个可能性,也不大。冯诺依曼就提出过一个假设,叫冯诺依曼探测器。他认为,外星人可以制造一种,能够自我复制的探测器。它降落在别的星球上,就可以原地取材,制造出另一个自己。然后就这么一生二,二生四,不断分裂。即使假设这个探测器,复制一个自己需要500年。在这么慢的速度下,它遍布整个银河系的每个星球需要375万年。而在整个宇宙的时间尺度上,这差不多就是一眨眼的时间。

换句话说,从概率的角度看,整个宇宙中,理应有无数的文明,有无数的机会,把自己的足迹遍布在宇宙的每个角落。但是,人类偏偏什么都没发现。你看,这可不就是个悖论吗?

从这个角度看,其中一个可能是,人家不想让你发现。为什么?你看,到这一步,宇宙社会学派上用场了吧。因为黑暗森林法则啊。你看,宇宙社会学,其实在一定程度上,是把费米悖论当成了基础。

你看,这就是《三体》厉害的地方。它的想象力,特别扎实。过去我们总觉得,想象力,讲求的就是天马行空,它跟脚踏实地好像天然就是矛盾的。但事实上,什么是厉害的想象力?它就像一棵大树,不是看它上面的果实有多么花花绿绿。而是要看,它的根扎得有多深。也就是,顺着它的假设一路深挖,你总能发现扎实的思考基础。

最后,总结一下。我们今天说了两个话题,室温超导材料的新进展,以及《三体》到底厉害在哪。假如你身边有人对这两个话题感兴趣,推荐你把今天的节目分享给他。

好,以上就是今天的内容。《得到头条》,明天见。

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