# 吉姆·盖茨：超对称、弦理论与证明爱因斯坦正确 > 理论物理学家谈超对称与弦理论的进展，以及引力波等实验如何验证爱因斯坦的预言。 - 原标题：Jim Gates: Supersymmetry, String Theory and Proving Einstein Right - 期数：特别节目 - 发布日期：2019-12-25 - 嘉宾 / 主题：吉姆·盖茨 - 网页版：https://lexfridman-cn.pages.dev/ep/jim-gates/ - 官方页面：https://lexfridman.com/jim-gates/ - 精读字数：约 12714 字（阅读约 28 分钟） > 本文为 lex.qiaomu.ai 基于原始访谈的 AI 改写中文精读，非官方翻译；引用请注明出处并链接网页版。 1960 年代，NASA 消耗了美国经济产出的 5% 左右，十年时间，25 万英里，把人送上了月球。 Jim Gates 做过一笔账。火星比月球远一百倍，而今天 NASA 拿到的钱，只有当年的十分之一。在他眼里，把人送上火星这件事，比阿波罗计划至少难一千倍。 这就是他说「2030 年我们不可能把人类送上火星」的底气。这个年份在公开讨论里天天出现，Gates 的判断很直接：钱不够，身体也扛不住，两个问题都没解决。 Gates 是布朗大学的理论物理学家，研究超对称、超引力和超弦理论，在奥巴马的科学与技术顾问委员会干了七年。他和小说家 Kathy Pelletier 合写了一本书，叫《证明爱因斯坦是对的》（Proving Einstein Right），讲 1919 年那批冒着战争和坏天气去测星光弯折的人。 这期访谈从星际旅行聊到弦理论，从费曼聊到奥巴马，最后落在一个他自己都用「疯狂」形容的发现上：物理方程里藏着错误纠正码。 ## 钱和身体，是两堵墙 Gates 讲这件事的方式很朴素，先讲钱。 1960 年代美国怎么登月？靠一个技术能力极强的政府机构，加上占全国经济产出 5% 的投入。10 年，25 万英里。火星的距离是这个数的一百倍，投入却只有当年的十分之一。把这两个数字摆在一起，「2030 年上火星」听起来就不像计划，更像口号。 但他认为钱还不是最麻烦的。 > 真正的麻烦是我们的身体。哪怕只是去火星，这件事就已经很要命了，因为我们住在这个 wonderful home 上，外面有一层磁层保护着我们。（吉姆·盖茨） 地球磁场挡住了宇宙射线。一旦离开这层保护，以现有技术往返火星大概要两年，两年里人就一直泡在辐射里。辐射意味着癌症。 所以他有一句话让我停下来听：技术问题全解决了，剩下的生物工程问题反而更难。要么改造飞船，要么改造身体，或者两样都改，才能使一个「还能被认作人」的东西活着穿过行星际空间。 他给的乐观时间点是 2090 到 2120 年之间。比起 2030，这个数字难听，但至少是个数字。 ## 他对马斯克和贝索斯的路线不满意 这一段是访谈里最不留情面的部分。 Gates 说，火箭能飞上去再自己落回来，这件事在他小时候只存在于科幻电影里，现在真的发生了，很棒。但技术本身，跟当年登月用的没有本质区别。 > 我们现在做的技术，跟当年去月球用的技术其实没多大差别。（吉姆·盖茨） 他提到了另一种东西：气动塞式喷管发动机（aerospike engine）。传统火箭发动机像个钟，火焰从底下喷出来。塞式喷管长得像改装车后面的长排气管，它能在上升过程中连续调整推力，因为外界气压在变，钟形喷管做不到这一点。好处是省燃料，也就是省钱。 已有的初步测试证明它能工作。Gates 的失望就在这里：如果目标是压成本曲线，一个企业家本该去赌这种突破。现实里他看到的，是渐进式改良。 成本曲线是整个讨论的锚点。他反复回到这里：技术炫不炫不重要，重要的在能不能让单位质量进轨道的价钱掉下来。渐进式改良掉不下来。 ## 一千多颗行星，和收敛进化 Lex 问他，宇宙里我们孤独吗。 Gates 引了卡尔·萨根那句名言：如果宇宙里只有我们这一种有意识的生命，那这片空间浪费得太厉害了。然后补了一句：萨根说这话的时候，我们还不知道系外行星有多少。最近十几年，人类发现了一千多颗，其中相当一部分落在所谓的宜居带里。 在他看来，宇宙里只有我们这一种意识生命，「实际上不可想象」。 他马上加了一道闸：这不等于他们来过。这句话很关键，因为「宇宙里有生命」和「有生命来过地球」是两个强度完全不同的命题，很多人把它们混在一起。 至于外星生命长什么样，他讲了一个生物学概念：收敛（convergence）。两个完全隔绝的生物系统，如果面对相似的环境，自然会收敛到相似的解。所以如果那个地方长得像这个地方，长出来的东西可能也像。 他不接受碳基是唯一模板。碳之所以成为骨架，是因为它的电子结构决定了它的化学行为。往下看元素周期表，硅就在那儿，科幻小说里早就写烂了。他说，认为我们是所有生命必须照抄的模板，是一种傲慢。 ## 物理这件事本身，就是最大的意外 Lex 问，物理学里最美、最出人意料的念头是什么。 Gates 的答案跟具体的理论没关系： > 宇宙完全没必要被构造成这个样子，让智力有限的我们，能用心灵之眼一路挖到它的结构里去。我们能搞物理，这在我看来近乎奇迹。（吉姆·盖茨） 这里面有个关键：少数几条定律，就能把整个宇宙的运作压缩下来。 他用了信息技术的类比。传大数据包的时候，计算机科学家会做压缩，把大包压小，传过去，另一头解压。在他看来，宇宙像是帮了我们一个忙：它把人类的脑子造成这样，使人类拥有数学这个东西，而数学恰好教人类怎么做压缩。 这里他纠正了一个常见的说法。很多人问「数学是不是宇宙的语言」。Gates 的回答是：数学是人类有能力使用的、描述宇宙的语言。它可能跟宇宙本身关系不大，但在人类能力范围内，它是那台显微镜，是那架望远镜，是那层镜片，人类靠它看得比用任何其他语言都精确。 ## 如果意识是数据流，那就没有专利 Lex 顺着压缩往下问：人的心智能不能被压缩，然后以光速发射出去。 Gates 把这个大问题拆成几块。他的第一个判断很硬： > 我不相信像我们这样的湿件生物学，对智识意识拥有独家专利。我怀疑宇宙里其他结构完全有能力产生同样的数据流。（吉姆·盖茨） 他说的「我们是什么」，答案很直接：自我驱动、自我学习的数据流。这是他活到现在，对人类意识这件事能给出的最准确描述。 按这个逻辑推下去，如果把这段数据流导出到一块金属的、电子的硬件上，那这种意识去火星会很快，它没有我们那些问题。真正的难点在「以光速发射」这一步。光有数据流不够，还要保住数据流里的信息。 他提了一句大多数人不知道的事：互联网本身是个奇迹，它建立在一种叫「消息分包」的技术上。如果能把消息分包以某种指数级的方式放大，用来保住数据流里的信息，这个梦才可能成立。 然后是那段关于 Eric Schmidt 的对话。Schmidt 在会上跟他说，大概十年左右，我们会有计算机做你现在做的事。Gates 的回答是：除非它会做梦。 > 除非你能造出一台会做梦的人工智能，否则我强烈怀疑，你造不出一个按我的定义算得上完全有意识的东西。（吉姆·盖茨） 他的理由来自对自己创造过程的观察：人类的创造力，多少跟脑子里那些不理性的部分连着，而做梦属于那一部分。 ## 他承认自己不知道的部分 Lex 提到了泛心论（panpsychism），那种认为意识是宇宙基本属性的看法。Gates 的回答很坦率：他不知道答案，而且大概活不到知道的那天。他遇到过这类想法，包括把地球整体看作有生命力的盖亚假说，但他说不清该怎么处理。 然后他说了一段不太像物理学家会说的话。他快 69 岁了，整个成年期都在想数学怎么跟自然、跟我们相互作用。把所有经验摞在一起，他能说的只有一句：这个宇宙有一个极其神秘的地方。这种感觉像是宇宙是我们的父母。 > 说科学家讲这种话可能很奇怪，但真的有太多奇怪的巧合，你会觉得背后有点什么。（吉姆·盖茨） 爱因斯坦晚年也说过类似的话。这跟神秘主义无关。一个人在数据里泡了四十年，能挤出来的诚实大概就是这个形状：数据里还有一些没抓住的东西。 ## 弦理论现在还不配叫「理论」 谈到弦理论，Gates 先泼了一盆冷水，而且是对着公众泼的。 他说弦理论做了一件他从没在物理学里见过的事：还没完成，就先冲进了大众意识。大家知道它，是因为《生活大爆炸》里那帮人在搞它。 > 弦理论实际上并不存在。因为当我们用「理论」这个词，意味着你有一个统摄性的范式，能解释你在干什么。弦理论没有这样的范式。它现在是一大堆互相印证、找不到矛盾的数学事实。（吉姆·盖茨） 这个区分很重要。数学上自洽，不等于描述自然。所以物理学界那场激烈的争论，本质上是：弦理论到底是集体癔症，还是真的说了什么关于宇宙的事。他说，我们还不知道答案。 但弦理论阵营会强调另一面：它的副产品已经出来了。 一个是强弱对偶（weak strong duality），物理学家靠它更精确地计算电子之间的作用力，把量子力学效应算进去。另一个是全息（holography）：只看一个空间边界上的方程，就能知道空间内部的信息，不用在内部做计算。这些工具都直接来自弦理论，然后被拿去处理已知的数学，结果发现自己变强了。Gates 认为这个信号说明弦理论本身有点东西。 然后是科普环节。什么是粒子？牛顿给的定义是：一个球，把它的尺寸缩到零，但质量保留。这就是牛顿发明的「质点」，整套物理学的底层构造。 什么是弦？同样的动作，这次拿一根意大利面，把它的粗细缩到零。这在文字上没法理解，但数学上真的成立，你能得到一个数学对象，它会扭、会抖，也能像整根面条一样整体运动。研究这类对象的数学，就是弦理论。 ## 多出来的维度，是个被讲歪了的故事 Lex 问那些多出来的维度是不是弦理论里最疯狂的部分。Gates 说对他不是，一部分原因是他自己的研究。 他提到前面讲过的那些奇怪符号（后面会详细讲）。这些符号基本不在乎有几维，它们内部有一种数学自洽性，可以在很多不同的维度里显形。超对称是弦理论的一部分，这个性质会被继承下去。 但接着他说了一个公众几乎没听过的事实： > 有一条很少人知道的事，不在公众讨论里：其实存在只有四维的弦。这是 80 年代末被三组物理学家独立发现的。（吉姆·盖茨） 当时他和朋友 Warren Siegel 在马里兰大学，证明了有一类数学看起来完全是四维的，但它就是弦。德国一组用了稍不同的数学，得到同样结果。康奈尔一组用了第三种数学，也是同样结果。 所以「弦理论必须有多余维度」这个印象，很大程度上是公众叙事塑造出来的。它只是被讲得最多的那条路，还有别的路可走。 ## 1914 年那场没做成的观测 这本书有两个动机。第一个是让年轻人知道，那些看起来像外星巨人一样的前辈，其实和他们一样是人。他们会结婚，会离婚，会做糟糕的事，也会做了不起的事。 第二个是想让人感受到科学在当事人身上是什么滋味。Gates 自己是搞数学的，能造出新数学，但他不假装自己是好作家。所以他找了小说家 Kathy Pelletier 合作。他说他们俩是一个「连体大脑」，她则说他们是「希金斯教授和伊莱莎·杜利特尔」。 书里真正的主角是爱因斯坦的脆弱。 1911 年，他对星光弯折做出了一个预测，那个预测是错的。这个错误的预测把天文学家们发动起来了。1914 年有一次日食，好几支队伍出发去观测。结果战争、坏天气、设备运输事故，各种意外叠在一起，谁都没测成。 > 如果当时测成了，结果会跟 1911 年的预测不符，因为自然只有一个答案。（吉姆·盖茨） 1915 年他修正了自己，给出了另一个数字。1919 年，爱丁顿的观测证明这个新数字是对的。 Gates 的意思是：如果 1914 年那次日食是晴天，爱因斯坦在世人眼里就会是一个「做出了预测但没预测对的教授」。人类历史就是这么脆。我们对一个人的评价，取决于一战打到了哪里、那天云有多厚、设备有没有在船上摔坏。 书里还写了一件美国读者可能不知道的事：观测日食是这个国家还很年轻时就参与的科学活动，甚至建国之前，就有人跑出去追日食。科学的进度，确实会被运气推动或拖住。 ## 为什么爱因斯坦没拿相对论的诺奖 Lex 问了这个很多人都好奇的问题。爱因斯坦拿诺奖靠的是光电效应，跟相对论没关系。 Gates 的解释是关于诺奖规则的常识纠正：物理学奖从来不颁给单纯提出一个想法，只颁给提出想法并且已经有观测支持的工作。按诺贝尔的遗嘱，相对论当时不符合条件。 那后来验证了为什么还不给？因为验证要到 1920 年代才真正到来，而相对论到 1950 年代都还有激烈的反对者。爱因斯坦 1955 年去世。委员会就算想给，也得面对一群嗓门很大的批评者。 这段历史正好能照见弦理论的处境。 ## 弦理论会重走这条路，但走得更久 Gates 的预测是：弦理论会重演 1915 到 1922 年那段路，但更长、更折磨人。 为什么？相对论等的是一个观测，弦理论要等的是一堆观测汇到一起。 > 在我看来，当弦理论被接受时，那会是一批观测汇合的结果，不会是单独一个观测。（吉姆·盖茨） 他前一天刚在 MIT 做了一场报告，讲他的一个想法：弦理论会在宇宙微波背景里留下签名。如果这类观测站得住，再加上超对称相关的证据，那就是第一批有分量的观测基础，开始做 1919 年爱丁顿那件事做过的工作。 但这可能要几十年。 Lex 问会不会有诺奖。Gates 说不会，因为这件事的时间跨度会超过正常人的寿命。不过还有别的奖，比如尤里·米尔纳设的突破奖，奖金是诺奖的三倍，每年颁一次。真要给，那个奖会先到。 ## 费曼和酒吧凳子 Gates 在加州理工的时候跟费曼有过接触。Lex 想听故事，他说自己有不少，但不打算讲，因为「不是所有都政治正确」。 他能说的是：读《别闹了，费曼先生》那几本书时，他惊讶于书里写的和真人有多像。不敬，好玩，极聪明，也极有人味。 影响他最深的是那句被归到费曼名下的话：如果你是个物理学家，坐在酒吧里，没法跟旁边凳子上的人解释你在干什么，那你就是没搞懂自己在干什么。 > 当你真正理解了像弦理论这么复杂的东西，当它发展到最终形态时，它应该是你能讲给旁边凳子上那个人听的。（吉姆·盖茨） 他说这句话直接塑造了他做科学的方式，也塑造了他对公众讲话的方式。爱因斯坦说过类似的话：答案简单的时候，那是上帝在说话；他还说自己的工作不过是把常识蒸馏了一遍，尽量简单，但不能更简单。 ## 七年，看着奥巴马当场消化复杂问题 2009 年，Gates 接到 Harold Varmus 的电话。Varmus 是诺奖得主，生物学家。这个电话来得很曲折：先是几封邮件说想谈谈，然后几周没动静，反复几轮。最后 Gates 刚下飞机要去佛罗里达大学做报告，手机响了。 他问 Varmus，你老说要谈又不打来是为什么。寒暄之后，Varmus 问：如果有一个机会让你进入美国总统科技顾问委员会，你会怎么回答？ Gates 说，他当时觉得这个问法挺有意思，明显是为了某个目的设计的。但对方没在开玩笑。 > 那是我人生里少有的几次膝盖发软，得扶着墙才没倒下去。（吉姆·盖茨） 为什么答应？他把这件事追到了他父亲身上。父亲在美军服役 27 年，1942 年出发去打法西斯，在补给部队里给巴顿的坦克供补给，一路推到西欧，跟从斯大林格勒推过来的苏军会师。Gates 成年后认真读过二战史，知道苏联那边的人不太知道美军的故事，反过来也一样，他有很多俄罗斯朋友，这事他们聊过很多次。 服务这个概念，就是从父亲那里来的。所以他说，作为这个国家的受益者，这种机会摆到面前，他说不出「不」。他也承认当时吓坏了，但要是拒绝，晚上睡不着。 七年里他做成了一些事。他喜欢用一个比喻：如果你看过那部叫《Schoolhouse Rock》的动画，里面有一集讲一个法案怎么变成法律。他说他某种程度上活过那个故事，他参与的一些东西已经写进了美国法律。不是每个人都有这种机会。 谈到奥巴马本人，Gates 的评价高得有点不像话，而且他自己也知道： > 他是我遇到过的最不寻常的总统。尽管他上的是哈佛。想到奥巴马，他对我来说是个很深的谜，就像宇宙是个谜一样。我不太理解那样一组人格特质怎么能长在一个人身上。（吉姆·盖茨） 他强调这些都是七年里看到的真实数据。最清楚的一点是：奥巴马不怕坐在一屋子极聪明的人中间，他非常自在地问世界上最顶尖的专家「这个问题我该怎么办」。他不会把问题直接丢出去，也不会照单全收，但他会听。 更让 Gates 惊讶的是学习速度。复杂问题当场被消化，然后回来问出真正好的问题。整个委员会都被震住了。Gates 说自己更熟悉的领域是人工智能，他也见过奥巴马把 AI 的信息整合完之后，抛出那种很像费曼式的洞见。 用他的话说，研究生要花四年才建立起来的东西，奥巴马几分钟就走完了。 ## 量子计算已经在工程阶段 Lex 问近几十年能看到解决的问题是什么。Gates 说是量子计算，而且它已经从理论掉进了工程。 他以美国物理学会副会长的身份去过微软在圣塔芭芭拉的量子研究站，听他们讲正在做什么，听了各种讲座。他的判断是：听起来他们确实知道自己在干什么，而且离重大突破不远。 ## 关于死亡，他很早就知道结局 Lex 提到「shuffle off this mortal coil」这个说法，出自《哈姆雷特》的独白，Gates 说他到现在也没完全搞懂那段独白到底在讲什么，但这句话本身很美。 他母亲在他 11 岁时去世。所以他说，他很早就知道了所有人这个故事的结局，也因此从没花太多时间想死亡这件事。它会在该来的时候来。在他看来，每个人的任务是把被给予的时间用足用好，让自己对这世界有点用处，别只想着自己。 至于人生有什么「为什么」，他说不知道，也从没操心过。他能给的只是一个局部答案：他表面上的「为什么」，是因为他该去做物理。 这里有个细节很动人。他 4 岁那年同时生出两个梦想：当宇航员，和做理论物理。他说如果两个都走得通，那会是他人生里最难的选择。结果是宇宙帮他做了决定，就像 1914 年那场坏天气帮了爱因斯坦一样。他说宇宙不止帮了他这一次，还在挑父亲这件事上帮了他。 ## 积分、头疼，和一场梦 Lex 问创造力从哪来。Gates 说他观察到自己有几种模式。 第一种很常规，他叫「中国水刑式」：一滴，一滴，一滴，信息不断累积，忽然凝固，图像变得清晰。大部分技术工作者解决问题都是这样。 第二种更有力，他自己经历过。 MIT 大一，他住在校园另一头的 Baker House，在上编号 1801 的微积分课。微积分分两半，微分和积分。微分是牛顿为描述运动发明的，积分大概早了一千七百年由阿基米德搞出来，不过他当时不知道这些。 微分那部分，靠一滴一滴能磨出来。积分那部分，公式他能背下来，问题不在公式。 > 问题在我脑子里，这些公式为什么成立。（吉姆·盖茨） 他说自己受教育是带着情绪的，情感是投入的。所以当课程进到需要多次换元才能解积分的时候，他卡住了，卡出了情绪危机。他要的是「为什么这么算能对」，背下事实不算。 某天晚上在宿舍做题，做不下去，头疼得厉害，就睡了。做了一个很奇怪的梦。醒来之后，三四次换元对他变得相对容易。 > 这对我来说是极其震撼的经历，因为我此前从不知道，一个人的潜意识居然可以被调动起来做数学。（吉姆·盖茨） 他说这不是唯一一次。所以碰到真正刁钻的问题，他认为需要的是第二种创造力，那种从梦里来的东西。 Lex 是俄罗斯人，他说自己文化里浪漫化痛苦，于是问：痛苦是不是这个等式的一部分？ Gates 说他是这么相信的。痛苦是个坩埚，触发了这件事。心智在挣扎着要冲出去，那是唯一能真正解决问题的路，哪怕你并没有在意识层面解题，也有东西在动。他听别人讲过类似的经历。 然后他打了个比方，我当场笑出来：这有点像热核武器的工作方式。热核武器其实是两颗弹，一颗原子弹先做压缩，然后聚变弹才点着。那种情绪压力，就是第一级。 ## 战争的账算不过来了 顺着父亲从军的经历，Lex 问他怎么看战争，人类会不会永远打下去。 Gates 的回答是从后果算的，道德不在他的算式里。他说我们可能负担不起永远打仗，他掂量的东西跟钱无关。今天的生物恐怖主义，一个非国家行为体就能拿到过去只有国家才对整片人口施加的破坏力。 他觉得战争的成本机制会变得像冷战。人类带着那些足以终结我们这种生命形式的武器活过了五六十年，为什么没打？靠的是相互确保毁灭。成本高到一定程度，人早晚会明白这东西根本不能用。 > 我记得可能是薛定谔说过，这些东西其实不是武器，是政治工具。（吉姆·盖茨） 把这个经验摊开来看，他想象未来在材料科学等一大片技术领域，都会出现同类的「太可怕所以不能用」的技术。那反而可能治好我们。 Lex 问他对存在性威胁怎么看，作为科学家他觉不觉得人类能躲过自我毁灭。 Gates 说他不知道。他作为科学家一辈子在收集和归拢关于这个物种的数据，从数据里看不出我们一定能避免一场自己造成的灾难性结局。 但作为一个人，他的答案是：我不会赌我们输。 ## 四分之一个饼是空的 访谈后半段进入他真正的工作。 先是他对粒子的划分。宇宙里的小东西分两桶。一桶叫物质，电子、夸克都在里面，夸克有 18 种（6 味乘 3 色），还有 6 种像电子的东西叫轻子。另一桶叫力的载体，最熟的是光子，还有强力的 8 个胶子，弱力的三个载体 W 加、W 减和 Z 玻色子。引力那边理论上有个引力子，人类还没验证过。 这四大力，人类用实验测过它们的精确度，至少到十亿分之一的量级，理论是对的。 然后他给了超对称最漂亮的一个比喻。画一个圆，切成四块。一块放物质，一块放力的载体，剩下两块空着。 > 你看着这个圆，会问：这看起来对称吗？ > 不对称。人对对称有一种深深刻进本能的直觉，这本身就是宇宙之谜的一部分。那怎么让它对称？最简单的答案是：把那两个空着的象限也填上东西。 > 这就是超对称。 > 填进去的东西是什么？Gates 讲了一个推导过程，很能说明物理学家是怎么「造」粒子的。 > 先看光子。在满是灰尘的房间里，两支手电筒的光束对着打，会直接穿过对方，谁也不理谁。这是玻色子的行为。现在，把这套数学拿在手里，像作曲家给主题做变奏一样，改掉其中一个数学项。假设有一种力的载体，碰上同类会像电子一样弹开呢？ > 那它就既属于「力的载体」这桶，又带着「弹开」这个物质才有的性质，两头都不合适。于是你被迫把它放进空着的象限。 > 这些补位的东西，命名规则是给原名加个 s。光子（photon）旁边有个光微子（photino）。电子（electron）旁边有个超电子（selectron）。夸克（quark）旁边有个超夸克（squark）。 > 1975 年，Gates 在 MIT 读研时看到这套东西，觉得太漂亮了。他惊讶于当时 MIT 没别人觉得这个想法有意思。于是他成了 MIT 第一个真正研究超对称的人，1977 年写出物理系第一篇关于这个题目的博士论文。 > 他说自己是被那种平衡吸引过去的。被对称性吸引。 > ## 对称性最动人的地方，是它被打破的时候 > Lex 问他，数学和物理互动中，最美的东西是什么。 > Gates 的答案是「对称」这个观念本身。我们天生的对称感，居然和极其漂亮的数学对上了，这在他看来是最美的事。 > 然后他补了一句很关键的话： > 很奇怪但很真实：如果对称是完美的，我们就不会存在。所以尽管我们有这些关于宇宙平衡的强大观念，只有在平衡被打破的时候，才会长出人类、行星和恒星这样的东西。（吉姆·盖茨） 对称是现实的脚手架，但不能是现实的全部。这句话值得多想一会儿。完美对称的宇宙意味着一片均匀的汤，没有结构，没有涨落，没有「这里」和「那里」的区别，当然也没有人。 结构存在于破缺里。物理学家讨论对称，真正在讨论的是对称被打破之后剩下的那点残迹，那些残迹决定了粒子的质量、力的强度、物质能不能聚成团。完美状态反而是空的。 ## 超对称比弦理论离验证更近 Gates 给了一个排序：超对称比弦理论离得近一些，但也没被验证。 他借爱因斯坦讲验证是怎么发生的。1915 年那套方程，对引力的描述跟牛顿不一样，于是它做出了三个不同于牛顿的预测。 第一个严格说不算预测，算「后测」：水星近日点的进动。牛顿的框架解释不了观测到的水星轨道，爱因斯坦的方程一算就对上了。这是已知现象被新理论解释，新理论在这里没有预言任何未知的东西。 第二个才是真正的预测。Gates 在访谈里给了一个很好的画面：你面前有一杯水，杯子装满了，我把杯子在你我两张脸之间慢慢来回移动。你会觉得我的脸在动，其实我没动。原因是光穿过水和玻璃时被折射了。 爱因斯坦算出引力对光有同样的效果。牛顿也知道光会弯，但爱因斯坦的预测是：弯折量是牛顿的两倍。 这里有个细节值得停一下。Lex 注意到 Gates 反复用「他发现」这个词，没说过「他算出来」。Gates 承认，严格讲那是一次计算，再加上物理学家那种带点魔性的直觉，算出了一个可以被实验检验的数。 现代基础物理就是这么运作的。希格斯玻色子为什么被找？因为六十年代末七十年代初有人写了方程，方程预言了它，然后人类出去找，找到了。 ## 方程里冒出黑白小球 接下来是他和 Michael Fox 在 2005 年搞出来的东西，他给它们起名叫 Adinkra（阿丁克拉符号）。这个名字取自加纳的一种传统符号系统，那些符号本身就带着格言和概念。 他们当时在啃一类解不动的方程。Gates 说解不出来的问题，拿头撞墙不是好办法，你得换参照系，换视角。 然后他们发现，某类方程里的全部数据，可以被画成图。 图长什么样？就是小球，黑球和白球。白球对应玻色子那一桶，黑球对应费米子那一桶。球之间用线连起来。 > 这些线本身是很深的数学对象，我没法给你一个物理模型说清线是什么。如果你是数学家，我给个技术说法：这是表示的轨道，是对称生成元作用的结果。（吉姆·盖茨） 他补了一句：数学家会懂，其他脑子正常的人不会，所以咱们别往那儿去。 最简单的 Adinkra 图是两个球，一黑一白，一根线连着。它描述的正是前面那个「配平四分之一饼」的要求：没有黑球白球成对出现，就配不平。 Gates 说，对搞数学的人来说，这些概念是「对象」。这个词在英文里同时意味着客体和客观，但他说这里面没有任何客观的东西。这些东西你既看不见也摸不着，可它们在你的内在生活里占据的位置太实在了，实在到像能摸到一样。 ## 物理方程里藏着错误纠正码 Gates 自己也用「疯狂」形容这一段。 先讲错误纠正码是什么。数字信息是 0 和 1 的串，叫比特。设想我要把这些比特发给你，但可能是个雨天，或者你家窗户起雾了，我给你看个 0，你看成了 1；给你看个 1，你看成了 0。数据传过去的时候坏掉了。 1940 年代，一位叫 Richard Hamming 的计算机科学家解决了这个问题。他的办法很巧妙：在你真正想发的那串 0 和 1 之外，按一种特定模式再塞一些 0 和 1 进去。接收方如果知道这个模式该是什么样，就能反推出哪一位被改了。 这就是错误纠正码。 回到 Adinkra。Gates 和那群数学家越挖越深，发现这些奇怪的小图里，埋着 0 和 1。而且不是随便埋的： > 这些 0 和 1 不是随机分布的。它们是以错误纠正码的模式排布的。（吉姆·盖茨） 他们第一次得到这个结果想发表，花了三年才说服其他物理学家他们没疯。最后文章发出去了，作者是他、一群数学家，还有另外几位物理学家。 Gates 说，这是他个人研究里遇到过的最疯狂的事：在一个带额外超对称的体系里写方程，想让信息可靠地传递，除非方程里存在错误纠正码，否则这件事就不成立。 > 就好像宇宙在说：除非你带上错误纠正码，否则不许你重传信息。（吉姆·盖茨） 然后他自己往前走了一步，这一步让整期访谈的重量都压了上来。 在自然界，我们唯一知道存在错误纠正码的地方是遗传学。而在遗传学里，我们认为错误纠正码之所以在基因组里，是进化造成的。 > 那么，这是否意味着，有一种进化，作用在宇宙物理定律的数学结构上？（吉姆·盖茨） 他也承认这个想法非常古怪。但注意他的位置：他没有说这是答案，他说的是这个问题被数据逼出来了。 这就是前面他讲的那个「宇宙像父母」的感觉的具体来源。跟情绪无关。方程里出现了一个你没法解释为什么会在那儿的结构，而且这个结构恰好是人类在自己最成功的一项技术里用过的同一套方案。 Adinkra 这条研究线在他心里的定位很清楚：它离现实有两步远。他想搞清楚方程的属性，是为了有朝一日能谈论电子。他自己把这件事讲成一个绕了两道弯、想回到现实的过程。 ## 能不能把人发射出去，卡在保真这一步 前面那段关于意识是数据流的讨论，Gates 还补了一个技术层面。 他说如果意识真是一段特殊的数据流，那么把它导出到金属或电子硬件上，这种意识去火星会很快，它没有我们那些麻烦。但「以光速发射」是另一回事。 那已经超出「有一段数据流」的范围，进入了「保住数据流里信息」的范围。除非你能造出一个超级加强版的互联网，否则免谈。他特意提醒：大多数人不知道互联网本身就是个奇迹，它建立在消息分包这个技术上。他给出的条件是，把消息分包以某种指数方式放大，让信息在传输里不失真。 他还讲了一件跟他个人经历有关的事。他父亲在美军 27 年，他在军事基地长大，所以他潜意识里游荡的很多东西跟那段经历连着。这大概也解释了他为什么老拿武器系统打比方，讲创造力的时候用热核武器，讲战争的时候用相互确保毁灭。 ## 物理学家嘴里「美」这个字的意思 整期访谈里 Gates 反复用「美」形容数学结构。超对称那四分之一个饼，美。Adinkra 的黑白小球，美。对称这个观念本身，最美。 但他给的这些例子，美的来源都不是视觉上的。超对称美在它把两个空象限填满，让一张歪掉的图变正。Adinkra 美在方程里一堆没法处理的项，忽然能被画成图。对称美在我们天生那点对称感，跟最硬的数学对上了。 换句话说，他说的美，是「原本卡住的地方忽然通了」那种感觉。物理学家用这个词的时候，指的接近一种压缩成功后的省力感。数据从一大坨变成一行，脑子会给你一个奖励信号，那个信号的名字就叫美。 他自己也承认这一点。前面讲宇宙帮我们做压缩，讲的就是这件事。数学是人类能用的压缩工具，而压缩成功时的感受，被我们叫作美。 ## 为什么这期访谈值得听完 Gates 在节目最后引了爱因斯坦的一句话，送给所有不听话的人：对权威不加思考的尊敬，是真理最大的敌人。 整期访谈他都在示范这句话的用法。 他对马斯克和贝索斯的火箭路线公开表示失望，理由是技术上没有本质变化，成本曲线压不下来。他对着公众说弦理论现在还不配叫「理论」，因为没有一个统摄性的范式。他讲爱因斯坦 1911 年预测错了，讲得比讲他 1915 年对了更起劲，因为那更能说明人是怎么工作的。 同时他对自己不知道的东西划界划得很清楚。泛心论，不知道。意识的本质是不是基本的，不知道，而且大概活不到知道的那天。人类能不能躲过自我毁灭，作为科学家他给不出乐观答案。 一个 69 岁的理论物理学家，手里握着一堆能算到十亿分之一精度的方程，最后告诉你：让他震惊的地方在于宇宙居然被构造成了能被理解的样子，解出什么反而次要。 这句话听上去像谦虚，其实不是。它说的是：宇宙本没有义务被理解，但它可以，而我们恰好有那个器官。 至于那个错误纠正码，它现在还挂在那儿，谁也说不清为什么。一个数学家在 2005 年画出的黑白小球里，埋着人类 1940 年代为了对抗通信噪声发明的编码方案。往深处想一步就会碰到那个问题：是谁在什么时候给宇宙的定律做过降噪设计。Gates 没有答案，他只是把问题摆出来了。 能把一个问题摆到这个位置，本身就是四十年功夫。 - **看到任何「某年上火星」的说法，先算预算占比。**阿波罗计划花了美国经济产出的 5%，十年送了 25 万英里。火星远一百倍，投入只有十分之一。这个比值算不出来，时间表就是宣传文案。 - **把「内部自洽」和「描述自然」分开看。**弦理论在数学上互相印证、找不到矛盾，这件事本身构不成它正确的证据。听到一个理论强调自己没有内部矛盾，接着问下一句：它跟哪个观测对上了。 - **拿费曼那条酒吧凳子的标准检验自己。**如果你没法把手上这件事讲给旁边坐着的人听，你对它的理解大概有洞。这个标准既能用来自查，也能用来筛掉那些只会堆术语的表达。 - **撞到头疼就带着问题去睡。**Gates 大一时卡在多重换元积分上，一场梦之后突然会做了。他的判断是痛苦是坩埚，但真正的重组发生在意识之外。具体做法：在一个问题上磨到头疼，别硬磕，停手，让问题过夜，第二天先试手感有没有变。 - **警惕「这个领域只能这样」的断言。**碳基不是生命的唯一模板，多维也不是弦理论的唯一出路。四维的弦在八十年代末被三组人用三套不同数学独立证出来过，但公众叙事里几乎不提。听到唯一路径的说法，先去查第三条路是不是已经被证明存在，只是没人愿意讲。 - **在破缺里找信息。**完美对称的宇宙里没有结构，也没有人。某个系统出现「破缺」「例外」「对不齐」的时候，先别急着修平它，那通常是信息密度最高的地方。物理学家花了整个二十世纪，就是靠研究对称怎么被打破，才把粒子物理算准到十亿分之一。