摘要: “觸摸科學大咖 遇見未來科技”未來杯 AI 挑戰賽啟動儀式暨未來科技主題講座在貴陽舉行。會上，劍橋大學理論物理學博士、《極簡宇宙史》作者、史蒂芬·霍金親傳弟子克里斯托弗·加爾法德發表主題演講。

昨日下午，“觸摸科學大咖 遇見未來科技”未來杯 AI 挑戰賽啟動儀式暨未來科技主題講座在貴陽舉行。會上，劍橋大學理論物理學博士、《極簡宇宙史》作者、史蒂芬·霍金親傳弟子克里斯托弗·加爾法德發表主題演講《宇宙、AI與我們未來》。

克里斯托弗從微觀和宏觀兩個層面講述了它對于宇宙的認知。

從微觀層面，克里斯托弗講述了物質到底能有多小，小到粒子的運動。量子場理論給我們帶來了對世界新的認知，我們發現反物質、新的粒子，它解釋了在這些物體之間的力量。從宏觀層面，克里斯托弗講述了宇宙到底有多大，大到我們看不到，只看到黑。

克里斯托弗解釋說，我們需要對宇宙進行新的認知，那就是：從宏觀層面看，地球并不是宇宙的中心，地球有重心、有重力、有失控，有扭曲。從微觀層面看，很長時間以來，我們認為生命是特殊的，生命是由那些并非正常物質組成的。但是我們有一個量子世界，量子世界的行為方式并不是我們認為的那種方式存在的，我們必須知道有機物質、生物物質和正常的物質是相同的。

克里斯托弗稱，我們對宇宙研究的下一步，就是我們能夠去更好的用我們的智力去理解。但是，有時候我們會感覺到我們的智力是不足以在現實里去重新創造生命的，所以我們需要更好的人工智能來幫助我們。人工智能會幫助我們更好地去了解整個世界，讓我們去了解這些生物的生命起源，能夠幫助我們去進行時空的旅行，到另外一個星球去。（小羿）

以下為克里斯托弗·加爾法德演講實錄：

克里斯托弗·加爾法德：大家好！非常感謝邀請我！今天我跟大家分享的話題是關于我們的宇宙。

一百年前，有兩個發現，第一個是很大的層面，即宏觀層面，第二個是非非常小的層面?，F在21世紀另一個革新出現了，將把我們帶到完全不同的世界，這樣的革新就是人工智能。我跟大家今天說的是一個小小的旅程，就是對世界的探索，以及結合現在的革新會帶來什么樣的未來世界。所以，我將會用微觀的和宏觀兩條路來揭曉這個旅程。

首先，我們是住在地球上。在這個星球上，人類是非常小的生物，居住在這樣一個非常小的世界上。作為人，我們有一個非常重要的能力，跟其他的我們有這種交流能力，用我們的五個感官，可以接觸、可以看、可以聽、可以聞、可以嘗等等。通過這樣的五種感官，我們能夠去了解我們周圍的世界，能夠有這樣的直覺關于我們生活的這個世界。

比如，我拿一杯水向你扔過去，你的身上就會濕。那么我相信水一定不會扔出去以后還會回來，我們有這樣的直覺。在我們的社會，在我們這個世界當中是有一些法則是不可以被打破的。我們的物理就是要找到這樣的一種法則。事實就是，牛頓認為他了解一切。當我們扔出一杯水的時候，牛頓已經算出了水會到什么地方。

但是，我們周圍的一切并不是所有的。比如說讓我們來談一談非常小的問題，把小塊木片不斷地切割，最終會出現什么樣的情況呢？木片能夠不斷一半一半地無限分割嗎？還是最后小到不可分割了，有人說小到不可分割的時候被稱為原子。但是有人卻認為，如果不斷切割，這個過程是永遠不會結束，可以無限的切割下去。第一個是到原子不能分割了，第二就是無限的分割下去，你認為哪個正確呢？這個當然是不好去做出回答的。無論哪個答案，都不是正確的。也就是說，它并不是說永遠不可持續下去，也并不是說是不可分割的。最小的東西就是非常奇怪的，因為最小的東西有時候并不會遵守我們這個世界的基本規則。

有一個著名的試驗，也是對非常小的世界的一個典型描述。把一個粒子扔向墻，它就會向前飛撞到墻?，F在我把這個墻切割一下，你把這個粒子不斷地切割，然后達到幾千上萬個，然后這個粒子也會穿過這個墻，但有的是會返回來。那我們用一個網球向前扔的話，可能會出現一條飛行的軌跡。現在，我們用這個球不斷地扔，不斷地進行分割，那么有不斷的這種軌跡，那么用粒子來進行代替我們所說的網球，非常小的粒子。我們扔這個粒子，它向前飛，它會撞到墻然后彈回來。另一個粒子可能會穿過這個墻，然后在另一個方向我們發現一個點，就像一個網球一樣的一個小點，在我們的探測器上顯示出來穿過墻了，我們不斷地扔。最終我們發現所有的點放在一起，我們發現這種波。我們所扔過去的這個粒子并沒有具體的一個落下的地方，我們把它扔掉，我們再閉上眼，這個粒子同時向四面八方擴散，就像一個波一樣，然后它會形成一個在探測器上的小點。

我們可能不太理解這種現象，這是科學家做的試驗，科學家說，這么說的，你把這個粒子扔出去，它經過了這個波，如果有三個粒子的話會出現什么情況？他會說，對不起，這個粒子可能會通過這些物質。五分鐘之后學生會說，有四個粒子會出現什么樣的情況？他說，它會同時穿過這些物質。再有五分鐘學生會問，如果有五個粒子的話會出現什么樣的情況？你這是無限的意思嗎？當我們有如此多的粒子向前發射的話，那會出現什么樣的情況？這個時候教授就無言以對了。后來，人們又開始做另外的實驗，會看一下對這個墻的穿越會出現什么情況。有時候這個粒子所呈現的路徑和軌跡是不同的，這就解釋了在我們的生命中能夠看到過的一切。

這可以說比牛頓的理論更好的講述了這些物質和粒子的關系。也就是說，當這個墻是比較硬的時候，它會出現一種穿越的情況。在我們的世界里把它稱為場或域，就像一個流體一樣。我們會發現在時空里面會有好多這樣的場，實際上它是我們所有物質的原生地，所有的分子或者粒子的話都是這些場的孩子。從這些場里面它們可以吸收能量，能夠存在。大家都是這種粒子場的孩子。

那么我們稱為量子場的這么一個理論，這是人類所發明的，來解釋我們周圍大自然的理論，就是量子場理論。我們有時候做出一些預測，會說這些場是否存在呢？我們發現反物質，我們發現新的粒子，它解釋了在這些物體之間的力量。比如說我們把一個磁鐵放在冰箱旁邊，我們看到這種磁力或者重力的作用，場里面會有很多的分子和粒子，有一些虛擬的光的粒子會產生。為了證明這點，我們需要去建立一些最大的實驗工具，比如說粒子加速器。在這里我們會看到上面的，歐洲在日內瓦的粒子加速器可以說是最強大的。在這里，我們可以使得粒子能很快移動，互相碰撞，然后達到，碰撞的時候就會產生能量。這個時候我們會使得周圍的場能夠激活，從這些量子場里面會產生新的粒子。這就是我們理論所講的東西，也是我們的實踐所發現的理論。所以發現這種理論被證明是正確的。這些碰撞里面產生巨大的數據，可以說是相當大的數據量。比如說我們看一個碰撞，這些小點會向四周擴散，會出現不斷的新的粒子，又不斷消失。我們人類花了很多時間來分析這些數據，但是很幸運的是，最近，特別是我們科技的發展，現在有人工智能。我們發現人工智能能夠尋找它的一些規律，發現不同的東西做出預測，會做出新的發現。

幾年前，大家可能記得我們最終理解了質量的概念，對此我們有一些愿景，我們做了些實驗。我們也做出一些發現。幾個月前，我們在自然雜志上有一個關于人工智能的文章，特別是量子計算所產生的人工智能的計算結果，產生了巨大的數據，會讓我們了解更多的趨勢。我們可以通過這些實驗來進行人工智能的分析。我想這會使得我們未來的發現能夠更加加速的出現。

以上是關于微觀世界的東西。下面我們看宏觀世界的認知。

我們都知道宇宙它類似于一個盒子，這個盒子好像是固定不動的。我們的宇宙里面是可以不斷變化，不斷產生新的物質，舊的物質不斷消亡，宇宙本身也在不斷變化。

這是一個美麗的世界，地球上有很多美麗的圖片，在上面看到的是，大約有三萬七千多張的圖片，三千億個像太陽一樣大的恒星，它是個巨大的物質。大家都想太陽在哪里呢？

我們的祖先可能認為我們的星球就是整個宇宙，我們知道并不是。為什么呢？因為我們現在有了望遠鏡，用望遠鏡我們可以看到更遠的地方有更多的星球，比如說這個。

銀河系在44個星系當中是屬于第二個，而有一些星系比銀河系要大很多，大概有一萬億個星球在這樣的星系里面。終究有一天，銀河系會和這樣的星系碰撞。我給大家展現這個是因為在這個圖片上所有的這些點，你可以看到到處可見的這些點都是其他的星系。都是在圍繞著我們的銀河系。我們在這個地方可以看到，其他的這些星系包括數百億個星球。銀河系在這里，中間都會有這樣一些星系，大家可以想一想整個宇宙的大小。我給大家放一個短片，這個短片是美國的阿拉約翰所拍攝的。這個短片記錄了40萬個在宇宙當中的星系，如果你能夠在時空當中旅行的話，你就會看到這個短片里的樣子。

在這個短片上的每個點都是星系，這是一個地圖，這是我們的鄰居，我們生活的宇宙當中的鄰居的圖。在太空當中，我們所能看見的這一個點就代表著一個星系。

在這個小短片當中。有星球距我們大概十億光年。我們能不能看到更遠的地方呢？更遠的地方會發生什么，我們試一下，我們用天文望遠鏡去看，在針對這些點去放大的時候，我們看到這就是其中的一個最遠的星系，我們能夠在夜空中所看到的情景，大概是305億光年以外的地方。實際上，在地球出生之前的90億光年之前這個星系就存在了，問題我們還能看到更遠嗎？我們在宇宙上到底能看到多遠？我們再用這個天文望遠鏡放大一下，這就是我們下一步能看到的。有兩個可能性，或者是這個圖片忘記了把鏡頭摘掉，所以我們看不到，只看到黑。有些星系沒有光的時候，我們什么也看不到。是的，當我們更遠去看的時候，就再也什么都看不見，只能看到黑。怎么可能是這樣呢？大概一百年前，科學家看到遠的星星，離我們很遠的星系，他們意識到所有的這些星系都一直朝我們更遠的地方走去。非常明顯的答案就是，我們就是處在宇宙的中心。

想象一下，你在這個房間里面，你看到所有的人都都離你越來越遠的話，你會覺得你是在這間屋子的中心嗎？同樣的，我們最終是那個特別的嗎？或者是有沒有什么不對的地方，是的，有一些不對的地方，即便科學家看到這個星系離我們越來越遠，但是他并沒有得出這樣的結論，它們是朝我們遠離，結論就是，并沒有離開。距離拉伸了，并不是說星系離我們而去。如果說在你的房間，所有的距離之間拉伸了之后，所有的人都會看到其他的人都離你越來越遠，所以每個人都有同樣的感受，每個人都做同樣的實驗，同樣的答案，這就是宇宙在膨脹，你看到宇宙實際上到了一定程度，你看到所有的星系、所有的能量，都在一個很小的體積里面的話，這將會使整個宇宙變得不能透明，讓人們看不到，這就是看起來的樣子，這就是那個時刻，在過去很早很早以前的時間點，宇宙是看不見的。這就是我們所看到的。

當然，你知道這中間還有一些什么不對的地方，如果說能量被包含到一個很小的體積，應該要比太陽還要光亮，為什么它變黑了呢？應該在這之后，宇宙慢慢地膨脹，你可以計算那個時候的溫度，大概是3000度。當然這個計算告訴我們，正是因為宇宙膨脹，膨脹到了零下200度，隨著地球的膨脹，我們用眼睛看不到，但是用望遠鏡可以看到它，我們可以看到它是不是真相，這是他們發現的答案。

這個圖片就是在宇宙鏡頭的這面墻的圖片。我們開始有個宇宙的連續圖片，這是最后能夠看到的宇宙的邊緣的情況。在這之外，宇宙太年輕了，看不見，而光是透不過的。我們所有的一切有的時候在未來，就是這樣一個圖片，宇宙在38億年前的一個圖片。我們做出計算，我們預測在超越那之外到底在發生什么，在那個更遠的地方，宇宙還能繼續到什么樣的地方。我們做了一些相關的實驗。愛因斯坦說過，能量變得越來越大。我跟大家說這些的原因，是跟霍金的理論是相關的。在1960年，霍金先生證明了在一定的情況下，物質的法則，宇宙的奇性定理，就是如此多的物質和能量存在一個很小的體積里面，那么時間和空間就會消失，這就是我們說的“熱爆炸”。在這之后，如果說能量物質可以追尋的話，我們從圖片上可以看到，這個物質的確是遵循了相關的一些條件。多遠呢？我們可以去計算。

這是在38萬年以前，量子交互，在這個墻外面的就是我們時空的起源。

在1980年，霍金先生和其他的一些領袖提出了有很多的線索，有關于宇宙在很小很年輕時候的狀況。他看到了一些方式，在這樣的一個圖像里面去追溯我們的宇宙，可以跟最早期的宇宙進行互動。在這個圖片上面，我們可以看到所有的種子都被種下，所有的恒星、行星還有星系，這就是時空的起源。

這個圖片是巨大的。我們現在在說的是一個開放的，這個直徑就是138億萬光年，這是一個表面。在真正的時空的表面。人們的大腦是不可能去理解這其中所有一切的，但是有了新的望遠鏡，我們會有更多更準確的畫面。人工智能再一次可以幫助到我們。我們知道這個力量，人工智能的力量能夠看到我們肉眼看不到的東西，也有可能去使用快速計算的工具，能夠幫助我們去發現過去我們從來沒有想象過的事情。其中有一個原因，我們時空的一些性質，為什么要去發現時空的性質？水星是不遵循這些相關規則的，正是因為這不匹配，就是有一些東西在里面，當我們發現了這個不匹配的原因，愛因斯坦發現了這個原因，從這個不匹配他發現我們今天所看到的宇宙是有開端和開始的。

有了機器的幫助，我們可以做出更多的發現。也有可能，機器可能會成為人工智能測試的下一步，能夠讓我們去發現更多理論、更多規則。我們暫時還發現不了這些。

另外，我們也發現在理解這些圖畫的時候會出現差錯，有一些誤解，如果我們能更好地去理解這些圖片，我們可能會重寫整個宇宙的歷史或者我們更好地去理解這些圖片是什么樣的情況?？赡軙霈F在數百億、數千億年之后的情況，這些點都代表了宇宙以后虛擬的情況。我們看到這些暗物質，有時候我們并不知道這些暗物質的本質，但是它們已經存在在我們的世界里面?？赡軐τ谶@些暗物質和暗能量，我們目前都無法進行解釋和理解。剛才我給大家展示了很多圖片，在未來可能會幫助我們更好地理解，這一個小點僅僅代表了我們的銀河系，它僅僅是一個小點。在這上面是我們的太陽，這是一個行星，就是地球。

現在有幾點，使得我們對宇宙的了解能夠得以革命化的更新。第一，我們并不是宇宙中心。有重心、有重力、有失控，有扭曲，我們有一個量子世界。量子世界的行為方式并不是我們認為的那種方式存在的，也有生命，有地球。在很長時間以來，我們都認為地球是世界的中心，但并不是這樣。很長時間以來，我們認為生命是特殊的，生命是由那些并非正常物質組成的，可能五十年、一百年以來，我們都知道有機物質、生物物質和正常的物質是相同的。有些物理學家或者化學家，他們制造了一種要素的物質，這種物質我們都知道，現在我們可以進行生產。我們都知道這些化學元素是如何構成我們生命的。

下一步，就是我們能夠去更好的用我們的智力去理解，有時候我們會感覺到我們的智力是不足以在現實里去重新創造生命的，所以我們需要更好的人工智能來幫助我們。人工智能會幫助我們更好地去了解整個世界，讓我們去了解這些生物的生命起源，能夠幫助我們去進行時空的旅行，到另外一個星球去。這是BBC做的紀錄片，我們希望去征服宇宙里的其他地方，我們希望用人工智能能夠讓我們更好地了解這個宇宙。我們需要有一個開放性的心態，去更好地理解人工智能。

我們還有一些偉大的科學家，我們要非常小心地進行研究。我們要去不斷的進行新的發現?；艚鸾淌谝恢痹谶M行這方面的研究，我也有幸跟他研究了好幾年。我想跟大家分享的東西，我跟霍金先生學到了很多關于宇宙的東西，我從來都沒有放棄這種探索。