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      清華大學副校長施一公:我的認知再度崩塌了,世界可能根本就不存在

      圖丨施一公


      本文是清華大學副校長、清華大學生命科學學院院長,中國科學院院士施一公教授曾發表的,名為《生命科學認知的極限》的演講。


      在科學家眼里:

      生命科學對生命的認知到底到了什么程度?

      科學的極限又走到了哪兒?

      未來,關于生命的科學研究又何去何從?


      通過本文,讓我們聽這位清華大學的科學家一一道來……


      01


      今天,我想跟大家探討一下生命的本質和生命的極限。


      我們先看看人從哪而來?人的整個出生過程是這樣的:


      一個精子在卵子表面不停地游逛,尋找一個入口,找到合適位點以后,會分泌一些酶,然后鉆進去。卵子很聰明,一般不會讓第二個精子再有機會,所以一有精子進來,馬上把入口封死。


      你們可能知道也可能不知道,短短四個禮拜,胎兒開始有心跳。慢慢地,神經管形成了,脊椎形成了,四肢開始發育,通過細胞凋亡,開始形成手指頭。到四五個月的時候,胎兒開始在母親肚子里踢騰。


      出生之前,胎兒的大腦發育非常快,各種神經突觸迅速形成。然而不要忘了,這樣一個鮮活的生命來自于一個受精卵。


      生命開始之后,生命的歷程很漫長,這里面有很多苦惱。我記得我看過一首打油詩是這樣說的:


      0歲閃亮登場,10歲茁壯成長,20歲為情彷徨,30歲拼命打闖,40歲基本定向,50歲回頭望望,60歲告老還鄉,70歲搓搓麻將,80歲曬曬太陽,90歲躺在床上,100歲掛在墻上。


      02

      科學如何應對生命挑戰


      我們生命的歷程飽受挑戰,有很多來自于疾病,其中三類疾病和人類有很大關系。


      其中心血管疾病是最重要的殺手,僅在中國每年就有303萬人死于心血管疾病,占32%。


      第二種疾病也很可怕,就是癌癥,我們身邊的人常常被癌癥奪去生命,中國每年有265萬人死于癌癥,占28%。


      第三類疾病死亡率不高,但是對人的困擾很大,嚴重影響生活質量,就是神經退行性疾病,有多位世界名人都曾受這類疾病的折磨。


      此外還有34%的人死于其他原因,其中大部分是傳染病,一小部分是交通事故和意外傷害。


      我今天想告訴大家的是,我們如何運用科學去接受生命的挑戰。


      在古代,我們在黑暗中摸索,比如說當代的屠呦呦為找到治療瘧疾的方法,就是看了古典藥學得到靈感,導致了青蒿素的發現。


      后來弗萊明發現青霉素,已經是用科學的方法論來探索。


      1985年以后,由于戈爾茨坦和布朗發現了低密度脂肪顆粒的受體,開啟了真正的征服心血管疾病的歷程。


      人類始終用科學在應對挑戰,從簡單的摸索和經驗積累,到最后通過基礎研究驅使藥物的發現。我有三個例子在此分享。


      第一個例子就是心血管疾病。


      研究發現,導致心血管形成斑塊的低密度脂蛋白和受體結合以后會被細胞內吞,內吞以后低密度脂肪的顆粒會被降解,而受體會回到細胞表面,可以重生,再去把新的低密度脂蛋白拉到細胞內去,從而減少對人體有害的低密度脂蛋白。


      1985年,戈爾茨坦和布朗兩位科學家,就是因為發現了低密度脂蛋白的受體而獲得諾貝爾生理或醫學獎。


      在戈爾茨坦、布朗和日本科學家Endo Akira等一大批人的努力下,很多降膽固醇的他汀類藥物問世了,包括1987年問世的第一個心血管疾病的藥物。


      我們一直在用基礎研究去探索最前沿的和疾病做斗爭的方式,我們雖然有很多他汀類藥物,但是很多高血脂的人僅僅靠吃他汀類藥物,并不能阻止心血管軟斑塊和硬斑塊的形成。



      第二個例子我們講講治療癌癥的新的曙光,也就是大家聽過很多次的「免疫療法」。


      這個免疫療法最有名的一個例子,是2015年8月20日,美國前總統卡特向所有世界上關心他的人宣布,自己得了晚期黑色素瘤,而且當時已經有4個2毫米大的腫瘤在腦子里,已經擴散了,他認為自己的時間不多了。


      然而短短3個月以后,2015年12月6日,他再次出現在大家面前,告訴人們,通過分子療法,他腦子里的4個腫瘤已經完全找不到了。


      第三個例子是神經退行性疾病。


      現在世界上有4700萬人飽受這種疾病的困擾,預計2050年時,每3秒鐘就有一個新的病人出現,我們會有超過一億三千萬人受它的困擾。


      神經退行性疾病中最有名的就是老年癡呆癥癥,也叫阿爾茨海默綜合癥。得這個病的病人很痛苦,因為生活不能自理。老年癡呆晚期的患者大腦里面有一個個很可怕的洞,大腦被吞噬掉了。


      雖然不知道到底是什么原因導致了老年癡呆癥,但是大家公認,如果從分子水平上認識老年癡呆癥,也許會為治療帶來曙光。


      03

      認知生命有極限


      我舉了心血管疾病、癌癥、老年癡呆癥的例子,最后過渡到大腦。不要說我們對老年癡呆癥的病因不清楚,對大腦這樣一個神秘的器官我們也知之甚少,我們基本上可以說什么都不知道。


      我們在用我們的五官,就是視覺、嗅覺、聽覺、味覺、觸覺理解這個世界。這個過程是不是客觀的呢,肯定不是客觀的。


      我們的五官感受世界以后,把信息全部集中到大腦,但是我們不知道大腦是如何工作的,所以在這方面也不能叫客觀。


      我們人究竟是什么呢?仔細想一想,人是怎么樣處理信息的呢?我們先來對信息也就是物質做一個定義。


      我們有三個層面的物質:


      第一個物質是宏觀的,就是我們可以感知到的,直覺可以看到的東西,比如人是一個物質,房子也是一個物質,天安門、故宮都是物質。


      第二個層面是微觀的,包括眼睛看不到的東西也叫微觀,我們可以借助儀器感知到、測量到,從直覺上認為它存在,比如說原子、分子、蛋白,比如說很遠的一百億光年以外的星球。


      第三個層面就是超微觀的物質。對這一類,我們只能理論推測,用實驗驗證,但是從來不知道它是什么,包括量子,包括光子。盡管知道粒子可以有自旋和能級、能量,但是我們真的很難通過直覺理解,這就是超微觀世界。


      但盡管如此,我們還是要想一想,這個世界是超微觀世界決定微觀世界,微觀世界決定宏觀世界。


      我們人是什么?人就是宏觀世界里的一個個體,所以我們的本質一定是由微觀世界決定,再由超微觀世界決定。


      我們每個人不僅是一堆原子,而是一堆粒子構成的。原子通過共價鍵形成分子,分子聚在一起形成分子聚集體,然后形成小的細胞器、細胞、組織、器官,最后形成一個整體。


      04

      量子糾纏是可以進化的現象嗎?


      所以,我想班門弄斧講一講量子糾纏。


      量子糾纏的意思是說,兩個糾纏的量子不管相距多遠,它們都不是獨立事件。當你對一個量子進行測量的時候,另外一個相距很遠的量子居然也可以被人知道它的狀態,可以被關聯地測量,很不可思議。


      但這樣一個簡單的現象既然存在于客觀世界,我相信它會無處不在,包括存在于我們的人體里。是不是這樣呢?當然是這樣。量子糾纏怎么樣影響我們的生命,其實我們不知道,為什么?因為這不是我們可以用直覺去感受的。



      我要問你們四個問題。


      第一個問題,你們相信有第六感官嗎?很多人會說不相信。


      第二個問題,有沒有可能,兩個人會以未知的方式進行交流?你會說也許,不會像第一個問題那樣肯定地說不信。


      第三個問題,量子糾纏是否存在于人類的認知世界里面?存在于大腦里?


      第四個問題,量子糾纏是不是適用于地球上的物質呢?你一定會說一定適用,因為我們已經證明了。


      但其實簡單講,這四個問題是完全一樣的問題,倒推回去就說明一定有第六感官,只是我們無法感受,所以叫「第六感官」。


      那么我們人究竟是什么?我們只不過是由一個細胞走過來的,就是受精卵,所有受精卵在35億年以前,都來自于同一個細胞,同一團物質,一個處于復雜的量子糾纏的體系,就這么簡單。


      科學發展到今天,我們看世界完全像盲人摸象一樣,我們看到的世界是有形的,我們自己認為它是客觀的世界。其實我們已知的物質的質量在宇宙中只占4%,其余96%的物質的存在形式是我們根本不知道的,我們叫它暗物質和暗能量。


      我認為人類的認知極限就在于,我們是一堆原子,我們處在宏觀世界,但我們希望隔著兩個世界去看超微觀世界。那是一個最美好的、極其美妙的世界。




      05

      世界還有多少我們不知道的東西?


      隨著量子衛星上天,有關量子的事科普一下: 當代科技最前沿發現了什么?竟然顛覆人類世界觀!


      我們的世界,因為幾個最新的科學,全亂了!



      一、攪亂了世界的3項科學成果


      (一)暗物質


      1、怎么發現有暗物質?我們原來認識的宇宙的形態,是星球與星球之間通過萬有引力相互吸引,你繞我轉,我繞他轉,星球們忙亂而有序。


      但后來,科學家通過計算星球與星球之間的引力發現,星球自身的這點引力,遠遠不夠維持一個個完整的星系。如果星系、星球間僅僅只有現有質量的萬有引力支持的話,宇宙應是一盤散沙。宇宙之所以能維持現有秩序,只能是因為還有其他物質。而這種物質,目前為止,我們都沒有看到并找到,所以,稱之暗物質。


      2、暗物質有多少?科學家通過計算,要保持現在宇宙的運行秩序,暗物質的質量,必須5倍于我們現在看到的物質。


      3、有沒有觀測到暗物質?現在沒有真正的測到暗物質。只是能發現光線在經過某處時發生偏轉,而該區域沒有我們能看到的物質,也沒有黑洞。


      4、黑洞是不是暗物質?不是。黑洞只是光出不來,它發出其他射線,它仍然是常規物質。


      (二)暗能量


      1、怎么發現有暗能量?科學家觀測發現,我們現在的宇宙,不僅在不斷膨脹,而且在加速膨脹。如果勻速膨脹,還可以理解。但加速膨脹,就需要有新的能量的加入。這能量是啥?科學家也搞不清,取名叫暗能量。


      2、暗能量有多少?科學家通過計算,通過質能轉換方程E=MC2計算,要維持當前宇宙的這種膨脹速度,暗能量應該是現有物質和暗物質總和的一倍還要多。


      3、有沒有找到暗能量?目前為止,還沒有。




      (三)量子糾纏


      現代科學發現,對物質的研究,在進入分子、原子、量子等微觀級別后,意外非常大。出現了超導體、納米級、石墨烯等革命性的材料,出現從分子水平治愈癌癥的奇跡。而最神奇的是——量子糾纏。


      1、什么是量子糾纏?科學實驗發現,二個沒有任何關系的量子,會在不同位置出現完全相關的相同表現。如相隔很遠(不是量子級的遠,是公里、光年甚至更遠)的二個量子,之間并沒有任何常規聯系,一個出現狀態變化,另一個幾乎在相同的時間出現相同的狀態變化,而且不是巧合。


      2、有沒有觀測到量子糾纏?量子糾纏是經理論提出,實驗驗證了的。科學家已經實現了6-8個離子的糾纏態。我國科學家實現了13公里級的量子糾纏態的拆分、發送。


      06

      攪亂了的世界


      (一)攪亂了的哲學世界


      我們原來認為世界是物質的,沒有神,沒有特異功能,意識是和物質相對立的另一種存在。現在我們發現,我們認知的物質,僅僅是這個宇宙的5%。沒有任何聯系的二個量子,可以如神一般的發生糾纏。把意識放到分子,量子態去分析,意識其實也是一種物質。


      既然宇宙中還有95%的我們不知道的物質,那靈魂、鬼都可以存在。既然量子能糾纏,那第六感、特異功能也可以存在。同時,誰能保證在這些未知的物質中,有一些物質或生靈,它能通過量子糾纏,完全徹底地影響我們的各個狀態?于是,神也可以存在。


      (二)坍塌了的物理世界


      我們現在所有的物理學理論,都以光速不可超越為基礎。而據測定,量子糾纏的傳導速度,至少4倍于光速。


      (三)崩潰的內心世界


      科技發展到今天,我們看到的世界,僅僅是整個世界的5%。這和1000年前人類不知道有空氣,不知道有電場、磁場,不認識元素,以為天圓地方相比,我們的未知世界還要多得多,多到難以想像。


      世界如此未知,人類如此愚昧,我們還有什么物事必須難以釋懷?



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