圆桌对话一：生命与宇宙

    主持人：刘远立，北京协和医学院公共卫生学院院长 

    圆桌嘉宾：David Gross，2004年诺贝尔物理学奖获得者

    Edvard Moser，2014年诺贝尔生理学或医学奖获得者

    May-Britt Moser，2014年诺贝尔生理学或医学奖获得者

    朱进，北京天文馆馆长

    唐乾元，东京大学综合文化研究科特任研究员

 

    刘远立：我想首先请我们两位中国的专家，第一位是北京天文馆官长朱进，第二位是东京大学一位生物物理学方面的专家唐老师，给我们简要地分享一下作为一个中国人，我们刚才听了这三位大师的精彩演讲以后的体会，以及你们给我们在座的各位，有很多不一定是这个专业的所谓的外行的解读。

 

    朱进：因为刚才听了三位专家的发言，我觉得还是非常有启发，我们这次讨论是生命和宇宙，我自己本身是偏天文背景的，所以更多的想的还是关于宇宙的事。当然因为天文学本身更多的时候关心的还是非常遥远的事情，基本上是不关心我们地球上的事，但是确实生命是一个非常有意思的问题，刚才三位都已经提到了，特别是David Gross说的很多包括"费米悖论"，包括Drake公式，从我个人的想法，虽然现在地球上，地球是唯一我们知道存在生命的这么一个地方，但实际上我个人的观点，因为宇宙中像地球这样的行星实在太多了，比刚才前面说的大脑里的神经元的数目还要多，宇宙里面星系的数目类似像大脑里神经元的数目，而且每一个星系里，恒星的数目也是类似的量级，都是一千亿左右的事。

    我的观点，宇宙里面一定在其他的地方是存在生命，甚至高等的智慧生物的，而且我自己的观点，我觉得生命在宇宙中，有可能是一个比我们想像的要更加普遍的这么一个事，毕竟现在真正仔细看过的只有地球，月亮上我们知道没什么东西，但即使像火星和太阳系的行星和太阳系的行星里面的卫星里还是非常有可能发现生命的，天文系的研究还有行星际的探测，可能会在未来很短的时间内，一二十年的时间里。

 

    刘远立：我插问一句，你作为天文台的台长，你可能也是仰望天空最多的一个人，从你们最先进的设备你有什么发现宇宙有什么其他的生命迹象的证据吗？

 

    朱进：直接的证据现在还没有，感觉是这样。首先第一，我觉得在一二十年的时间里，我们很可能会听到天文学家告诉我们在太阳系的其它行星或者其它行星的卫星上发现地外生命。

    第二，对于高等智慧生命，就是所谓的外星人来讲，我的观点也是，他一定是有的，银河系里一定也有。从天文观测的角度，从射电天文的观测以及光学的观测，有朝一日可能天文学家会告诉我们外星人在哪儿，但这个事不好说，也可能是很近也可能很远的时间，不像太阳系的探测那么明显的时间。

    但真正的比如外星人跟我们接触基本不可能，从人类地球现在这种科技水平的发展，我们没有能力去到太阳系以外任何一个恒星周围的行星上，这是不可能的事，这只是从观测的角度上是反过来的，我们观测上知道外星人在哪儿，但跟他们联系是一个怎么也几千年、几万年以后的事，基本上是这样。

    但现在跟费米悖论有关的，现在的地球科技的发展，特别在人工智能领域，以及脑科学、生命科学领域的发展，其实会有一种可能性，有可能大家未来对于宇宙的好奇，可能慢慢也许会减小，更多的时候我们会把好奇心或者关切更多的集中在地球上。从这个角度来讲，可能对其它地区的外星人看我们的话，可能他们未来就更南发现我们，所以我觉得我们现在也许回答费米悖论的话，面对这种情况，有可能外星人发展到更高阶段的时候，在他们那他们已经能通过基因改造他们的生命形态了。

    还有一个，生命的形式应该是非常多样的，而且可能远远超出我们的想像，随着我们未来的发现，会发现我们对地外生命的形态可能基本上是我们现在完全想像不到的，这是另外一个事。

    如果他们照地球人这种路子发展下去的话，有朝一日由于脑科学的发展、生命科学的发展、人工智能的发展，变的更加不容易被其它地区的外星人观测到，就说这些。

 

    刘远立：我们天文学家胸怀很大，提出两个大胆的假设。第一个是他确信我们地球人之外一定还有其他的宇宙人存在或者生命存在。第二个他认为今后对于外空的探索兴趣可能会降低，不太关心了，这样我们可能更不容易被外星人所发现。我认为这都是两个非常大胆的假设，我本人不一定苟同，等会儿还可以交流。

    我想今天这个宇宙和生命的对话，也是一个思想的碰撞，请唐先生发表你的高见。 

 

    唐乾元：我的背景是生物物理学，这里我把生物和物理学结合在一起。当大家听了三位演讲分别是神经科学和宇宙学，我们会发现其实有一个共同点，有一个话题是共同的。我们听了三个发言，他们探讨了空间问题，但是空间在他们演讲中有不同的含义，我这只是一个玩笑。但他们的演讲是有联系的，我吃惊的是在神经科学领域，我们看到了网格细胞，网格细胞是具备高对称性的，对称性也是物理学一个重要的概念。所以我们看到除了物理学之外，生理学也具备这样的对称性，生物物理学一直想在生物现象和物理原理之间建立联系。

    听了三位的发言以及朱教授的发言，朱教授发挥了想象力，介绍到外面外星人存在可能，听到这么多的发言，我感觉很多人其实对于外星人是感兴趣的，大家对于外星人存在的形式也非常感兴趣。我个人认为这也是一个很值得讨论的问题。

    说到外星生命，大家可能会想像外星生命是高维生命体，要比我们更高维，如果他们从我们身边走过，他会看我们就像是我们看蚂蚁一样，可能一不小心就把我们给灭掉了。但是我们应该换个思路，随着人类文明的提升，人的文明程度的提升。举个例子，我们开始保护熊猫，我们开始保护其它的物种，如果以后我们找到了外星生命，我们应该不会是去想跟他们对抗，甚至可能考虑保护他们。即便这些外星生命比我们更高级，我们会不会有控制他们的方式呢？不排斥这种可能。

    举个例子，比如你家里有只猫，你知道猫身上有寄生虫，比如有弓形虫。那么弓形虫是一种蠕虫，它的形状像弓的形状，这些寄生虫非常小，如果我们非常强的话就可以把它们灭掉，就像你可以随便踩死蚂蚁是一样的。但这些弓形虫他们可以控制人的行为，据我所知你们很多人坐在这里，你们都有自己的初创企业，有自己的VC，你们就像是在冒险一样，可能这些冒险行为都受到了弓形虫的控制，因为这些小小的寄生虫，他们可以控制大鼠、小鼠，那么大鼠、小鼠就变得更勇敢。那么这些大鼠、小鼠就不害怕猫，不怕被猫吃掉，就可以存活下来，可以有自己的后代存活下来。所以我们说寄生虫渐渐控制了大型动物，比如以后人类遇到了一些高维度的外星生命体，也许我们会成为他们的这种弓形虫，我们虽然生命形式更简单，但我们不一定会不存活下去。

    这是我的想法。

 

    刘远立：刚才听了两位中国专家的分享，我感觉在听一个科幻，搞的挺吓人的，一个是外星人，一个是弓形人来控制我们的行为，我是一个比较讲应用的一个健康科学领域的一个实用型的专家，我想代表我们在座的更多的凡人给三位大师提两个很关切的问题。第一个问题给两位脑科学家提一下，怎么成功解决人失去记忆的问题，失智的问题。第二个给David Gross教授提一个量子计算机的问题。

我是老龄学会会长，新当选的，老龄化在中国是一个非常严重的问题，老年痴呆，阿尔茨海默症困扰着中国，我想问一下May-Britt Moser和Edvard Moser如下的问题，您建议人类此时此刻如何让记忆退化性的疾病得到缓解。那么记忆退化性的疾病什么时候会得到真正意义的突破。

第二个问题是问David Gross，我们知道弦理论的应用就是量子计算，能不能请David Gross教授解释一下弦理论在量子计算方面的具体应用，能不能告诉我们到底需要多久，才能使量子计算成为一种可能。请May-Britt Moser先发言。

 

    May-Britt Moser：说到时间，真的很难去预测，尽管我们非常想看到阿尔茨海默症得到及时的治疗，我们要搞清楚这些细胞为什么死亡，我们要先搞清楚细胞为什么死亡，然后才能想办法阻止细胞死亡。那些对于记忆的退化的机制研究比较多的研究人员目前在讲的是免疫系统，有一些人讲免疫系统也参与进来，有一些人讲其他的这退行的进程，他们认为这种退行进程能得到极早的阻止，比如说利用病毒来阻止这种退行，比如说利用这些病毒早期干预阻止退行内嗅皮层的一些细胞的退行，人类会更健康。

    另外，人们通过参与更多的体育运动，更多的思考、思维也会使得这样的疾病的发生延缓。但首先我们要研究这些细胞的死亡机制，我也知道这方面学者非常努力在研究，您要补充一下吗？

    Edvard Moser：我能预测一下，也许针灸有所帮助吧。脑科学家怎么看针灸的作用。

    May-Britt Moser：爱德华·莫泽和我做博士生，在奥斯陆有一个中国朋友是一个医生，他当年对我们说，他认为针灸在某些领域里有用，但不是所有的领域针灸都有用，我对针灸的效果所知不多。我认为针灸有一个问题，至少根据我自己的理解，针灸它主要是更广范围的影响，而只是只针对内嗅皮层的针对性的治疗。所以这里我们要专门针对退行的记忆细胞的干预。

    Edvard Moser：我想说两点，第一个有关阿尔茨海默症，全世界只有一个解决之道通过研究，通过研究搞清楚机制，但是会花时间，它跟癌症不一样，可能癌症50年治疗了，今天好多癌症有基本的有效方式了，我想未来阿尔茨海默症也会得到治疗，但是重要的是要有耐心，该领域比较花费时间。尤其是阿尔茨海默症很多人现在认为关于阿尔茨海默症是如何产生的，它有一些主流的想法，但是我觉得现在应该就是我们彻底搞清楚正常大脑的各个区域的具体的功能。然后我们才能知道导致阿尔茨海默症的原因到底何在。

    还有一点我想提的是，说到阿尔茨海默症归根结底，即使80岁以后仍旧有80%的人不得阿尔茨海默症，所以正常的老去，有一些老年人记忆力非常好，80%的人记忆力很好，直到死亡那一刻记忆力都很好。可能记忆的速度有作下降，但是人随着阅历的增加其他功能会很好，所以人老了，不一定一定会失去失智。谢谢。

    刘远立：刚才谈到研究疾病，应该是研究一下我们为什么会保持健康，我们这个健康的机理研究清楚了，可能疾病会认识更清楚一些。现在来谈量子计算吧。

 

    David Gross：讲到量子计算，量子计算对于物理学是一个研究的大的主题。我的同事邓肯会跟大家讲量子计算，但这个和弦论没有太多的联系，当然弦论的一些理论对于一些非正常或者异常的物质，确实会给我们带来一些其它的理解。这对于我们量子计算机的建造也是有一定帮助的，但是消化多久呢？20年前有人组织了一个小团队，来开发这个量子计算机，认为可能需要50年的时间才能开发出来，但现在我们觉得可能还要很多年。就像核聚变一样，总是觉得需要花更长的时间才能真正研发出来，但在量子计算方面，各国政府以及私营部门的投资是越来越多了，有可能有人认为这个量子计算可能只要花30年时间就可以实现了，就像他们过去的预测一样，但30年的时间也是很长的。

 

    David Gross：讲到量子计算机，它并不是能解决我们所有面对的难题，当然量子计算有些速度会比传统的计算机快很多，但并不适应所有的难题。有些物理学家所感兴趣的计算可以用量子计算机来做是比较适合的。另外，想要那些解码的人，他们特别希望能快开发出这个量子计算出，比如银行和安全对于一些量子计算是非常感兴趣的。我总觉得要想预测未来技术的发展和演进，未来技术的发展是很难的。基础的科学研究的是基本的问题，我们可以打开来推断科学未来发展的一个方向，找不着具体的答案，但可以判断一个大的方向。但就技术而言，没有人在过去可以预测量子力学的原理，居然可以给量子计算带来基础和启示，所以谁知道呢。

    就目前为止我认为量子计算机，可能会被开发出来，未来10年到20年会被开发出来，具备一定的功能。但是是否量子计算机真正的能带来巨大影响？真正能开发出来？能像现有的计算机和英特网一样给人类带来翻天覆地的影响，这个是我没有办法预测的。

 

    刘远立：我让这三位搞基础科学的大家预测我们应用的一些前景，大家能发现我们科学家最谦虚的人，说未来我们很难预测。我们搞量子力学，谁也没想到我们的手机会发展到今天这个样子。我们也知道科学家是最具有好奇心的人，所以接下来我想让他们跨界问一问问题，然后就开放给大家提问题。

    我们知道科学家往往是最有好奇心的人，David你有没有什么样的问题特别想问一问脑科学家？同样两位脑科学家有没有什么问题想要问一问理论物理学家问题呢？关于宇宙等等的问题，你们可以相互提问。

 

    David Gross：刚刚你给我们展示的图是2D的，对角线的二维地图，我想问一下第三个维度发生了什么？第三个维度有没有什么样的规律？因为你刚刚展示的都是2D的图？

 

    May-Britt Moser：这个问题问的非常好，Edvard和我还没有这么深入的研究另外这样一个维度，但以色列有一个研究组，他们研究的就是蝙蝠脑里面的这种细胞，让蝙蝠在实验室里面飞来飞去，对蝙蝠的细胞进行一个测算，看一下蝙蝠的脑细胞里面的方位细胞在哪里。

    因为蝙蝠会飞上飞下所以形成一个三维的图，以及这个蝙蝠的海马体中这个方位细胞是怎样的，他们也得出一个3D的信息，再把这个3D信息在大脑中进行一个特殊的处理。3D比2D复杂得多，Edvard刚刚去拜访一个以色列的研究机构，如果是3D的晶体开始怎样呢，就需要用物理学的计算来进行一个预测，但你在做试验的时候，你需要让动物能把整个环境都覆盖到，如果是二维的2D就是一个简单的盒子，小鼠在里面跑来跑去就完了。但如果想把3D所有的空间全部都覆盖到的话，你仅仅是做试验，这个挑战都是巨大的，我们请Edvard谈一谈他们研究的结果，因为你刚刚去了以色列拜访了这样的研究机构。

 

    Edvard Moser：简单来讲在3D的空间里，这些行动之间的被激发的距离，往往也是比较平均，比较一致的，像我前面所说的要进行3D的测算有好几个办法，但这里面也会产生大量的噪音，也就是说这个数据的统计会比较困难。

 

    Edvard Moser：我觉得有这样一个可能性，比如说物种发展过程中，个体发展过程中，我们可能会有不同的经历，很难做一个精准的测算，但是我认为人的大脑和面蝙蝠类似，但是3D方面不如蝙蝠那么精确。当然小鼠和田鼠和松树也是不一样的，不同的物种存在差别。那在这些动物和人的方位判断中可能精度是不同的，但是也有可能人和小鼠它们在大脑中的解码的机理也不一样。

    我想问一下我们的物理专家，这个话题其实刚刚我们也谈到了空间和时间，大家还记得，我们对于时空都是通过我们的大脑来进行理解的。大脑把时空印射在我们的意识中，所以我想问一下我们的物理学家，把人的大脑从中去除的话还剩一些什么？

    David Gross：我觉得时空不是由我们来创造的，我们是生活在时空之中，我们也没有意识到时空是会有曲线的，因为里面也是有曲线，也是有曲力的，只是非常小，我们并没有感受到。在我作演讲的时候，我谈到时空是最古老的概念，是科学中和物理学中最古老的概念，我们现在也在理解时空的这个量子力学的性质，这是非常、非常困难的。而且，在这方面的研究也挑战了我们原有的这些概念。

    我们讲到时空，这些都是物理学的基本概念，这是我们对于世界的基本的理解。但是，我们却感受不到空间和时间，这个就像我们精神感受一样。最有意思的一个问题，就是你如果理解这个小鼠或者说人的行为的话，我们觉得这里面其实有很多内容可以研究，非常有意思，这里面有很多物理学和数学的概念。我们说小孩子他能够做的一些事情，你不给他任何的训练，他都会自己爬过去抓玩具，他会逐渐理解他所在的这个世界。

    他们是如何做到的？那你的研究表明可能有一部分就是在进化过程中自然而然形成的，所以说进化解决了一部分的问题，进化就使得我们人对于世界自从出生以来对于时空的概念有一个基础的理解。但是，对婴儿而言，你不给他任何的指导，他看到世界是杂乱无章的视觉信息、听觉信息，但是他可以渐渐适应，渐渐理解。

 

    刘远立：我们开始互相挑战了，我对担任同传的同事表示深切的同情，很不容易。

    May-Britt Moser：讲到这个发展，就像你所说的一样，我们确实做的一些研究，研究动物的导航系统是如何发展，如何培训的。对于小鼠而言，14、15天的小鼠，它的眼睛就开始睁开了，也就是说，第一次这个小鼠这个动物就开始看到世界了。当然了，14、15天之后，之前的小鼠能动一动，但是14、15天之后才睁开眼睛。这个时候边界的细胞，头方向细胞，方位细胞都生成了，但是网格细胞需要一段时间才能够稳定下来，才能够形成一个规律。而且一开始形成的这种规律还不是特别精确的，大概到25天这种网格细胞才能正式建立起来。同时，我们也知道有一些细胞比如说一些神经原需要逐渐发展起来，才能够把这些网格细胞和方向细胞，头方位细胞联系在一起。

    在我的实验室里面有一个中国的博士生沈亦苗（音），他负责中间神经原的受控，把中间神经元消除之后，发现小鼠脑内的网格细胞也不复存在了。这也是发展训练过程中逐渐形成的。

     还有一个研究我们没有说，如果把动物从小让它生活在圆形、球形的世界中没有一个直线，这样动物放在普通世界中，这个动物就没有正确的网格细胞了。但是经过一段时间之后，它的网格细胞会建立起来形成正确的网格细胞。

    对于时空而言，还有一点是时空这个概念其实也是比较主观的、个人的一种概念。比如说头方向细胞很简单，如果你进入一个房间测你的头方向细胞，北边的头方向细胞被激发，但是进入另外一个方向是向东的头方向细胞会被激活，所以并不是由地球的南极、北极的磁性来决定的，只是动物对空间感知来决定究竟是哪个头方向细胞被激活。

    对时间也是一样，时间是一个相对的概念。这个我刚刚和耶鲁的心理学家交流过，他就提到了这样一个实验，比如说让受试者在实验室里面一个小时什么都不做，就会很无聊。这是一组受试组，另外一组做很多事，很多任务，一个小时问这两组人，你们在实验室过了多久，花了多长时间，什么都没做的受试者特别无聊，他们觉得在实验室太久、太久了，如果问另外一组一直忙的这一组，他们觉得没花多长时间，但是14天之后结果反过来了，这两组人描述自己的体验的话，你会发现他们的答案却反过来，所以说时间和空间就像你所说的，就像我们大脑中建立起的概念一样，所以我觉得爱德华刚刚的问题非常重要，时空没有大脑的话是否存在。如果没有大脑来解释我们看到的听到的时空是否存在，这个和记忆的研究是有关的，往往会记住实践高潮和结尾。

    刘远立： 大家知道基础科学家，当他们进行交流，他们经常围绕我们人类的一些所谓的终极问题，刚才这段对话如果我们翻译，能理解传递的话，它涉及到主观、客观，涉及到时间、空间，内在、外在，实际上他们讨论接近科学和哲学的范畴了，有的时候这个界限似乎都变得有些模糊了。

   那么这个给我们有很大的启发，也促使我们更加深入地去思考一些终极的问题，由于这是终极的问题，可能我们永远也没有一个所谓大家都能接受的答案。