2016：科技復刻科幻

文/趙洋

行星防御辦公室成立

在科幻小說《三體Ⅱ·黑暗森林》中，為抵御外星人的入侵，地球人成立了“行星防御理事會”以整合各國資源。在現(xiàn)實中，美國宇航局（NASA）也在2016年初成立了“行星防御協(xié)調(diào)辦公室”——但不是為了應付外星人，而是為了確保任何近地天體不會進入地球的大氣層之內(nèi)，從而保護地球免遭毀滅性撞擊。該辦公室的負責人林德利·約翰遜有一個很科幻的頭銜：行星防御官。

根據(jù)官方聲明，這個行星防御協(xié)調(diào)辦公室負責調(diào)用所有太空機構的力量來分類、監(jiān)測和跟蹤可能進入地球軌道的小行星、彗星和其他天體，協(xié)調(diào)各機構和政府間的工作，以應對任何存在潛在影響的威脅。這意味著，行星防御協(xié)調(diào)辦公室可以與美國聯(lián)邦緊急事務管理局、國防部和其他美國政府機構合作，提出應急計劃。

一直以來，天文學界和各國航天部門都很重視探測、跟蹤有潛在威脅的小天體。數(shù)據(jù)顯示，已探測到地球和太陽之間有13500個近地天體，平均每年新發(fā)現(xiàn)1500個，其中90%的直徑有3000英尺（約914米）或更大。2013年，俄羅斯車里雅賓斯克的隕石雨和不斷出現(xiàn)的與地球擦身而過的小行星都提醒我們，要時刻保持警惕。

NASA現(xiàn)在希望監(jiān)測那些較小（直徑約450英尺），但同樣存在潛在威脅的對象，這部分小天體中仍有75%未被發(fā)現(xiàn)。

行星防御協(xié)調(diào)辦公室還將制定長期的行星防御目標，其中包括“行星重新定向”任務。行星重新定向并不是試圖移動地球的“地球大炮”，而是將有威脅的小天體推離軌道，使之遠離地球。歐洲空間局也對這一項目感興趣。最近，美國宇航局與美國核安全管理局制定了一項使用核武器偏轉(zhuǎn)小行星的計劃。即使這種干預不可能實現(xiàn)，NASA表示，也將在小天體撞擊時間、地點和預警應急操作等方面為聯(lián)邦緊急事務管理局處理相關事務提供專家協(xié)助。

腦機接口的利與弊

2016年，最受矚目的中國航天任務，非“神舟11號”與“天宮二號”對接任務莫屬。這次長期在軌任務可謂亮點多多，其中世界首次太空腦機交互實驗更是博得科幻迷的關注。

腦機接口、腦機交互、意念控制，都是科幻作品中常見的人機交互技術。在科幻影片《阿凡達》中，人的意識可以轉(zhuǎn)移到“替身”阿凡達中。影片《超驗駭客》里，生命垂危的科學家臨終前，將自己的全部思維通過腦機接口傳送到了互聯(lián)網(wǎng)上。在現(xiàn)實中，由于看好這一技術在消費電子、工業(yè)、交通等領域的發(fā)展前景，2016年，許多國家都進行了大量的相關研究。

比如，美國斯坦福大學開發(fā)的一項技術讓猴子能夠用意念敲出《莎士比亞全集》。猴子的大腦皮層中被植入了一種電極，通過訓練，它們學會把屏幕上的光標移動到指定位置。從猴子的大腦中收集數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)化成電腦可以識別的指令。當猴子觀看屏幕的時候，它的腦電波通過電腦控制光標到達指定位置，然后它們將單點編成綠色的序列，就能讀出莎士比亞經(jīng)典作品《哈姆雷特》里的字句——全程無須接觸鼠標或鍵盤，僅用腦電波就能完成。

2016年，荷蘭一位漸凍癥病人成為首個配備新型大腦植入體的人。這種植入傳感器能讓既不能說話也不能移動肢體的病人完全使用自己的思想與外界交流。該新型植入物是一套腦機接口的一部分，這套接口能夠幫助這位病人拼寫詞語和句子。更重要的是，這套接口幾乎可以隨時隨地使用，讓她即使在戶外也能夠與朋友進行交談，而不需要專家在一旁提供幫助。當病人注視屏幕時，她會看到虛擬鍵盤上有一個可移動的光標，當光標移動到她想選擇的字母上時，她必須想象右手點擊了那個字母。電極會收集這些信號，傳遞到發(fā)射器，然后傳遞到電腦和屏幕上。經(jīng)過半年的訓練，她已經(jīng)可以正常使用這套系統(tǒng)，打字正確率提升至95%。開發(fā)人員的下個目標是，通過增加電極來加快病人與電腦的交流速度，甚至可以通過“想象”來拼寫聾啞人的手語。

雖然腦機接口技術有這么多好處，但負面效應也不容忽視。華盛頓大學的科學家警告稱，未來黑客有可能在應用軟件中植入圖片，通過腦機接口來記錄用戶的大腦反應，從而實現(xiàn)對用戶大腦神經(jīng)信號的監(jiān)測與控制。未來腦機接口軟件不僅能夠獲取有用的腦電波信息，還能夠獲取全部大腦信息，這些信息中包含了大量的個人隱私。并非只有黑客受益于此項技術，政府執(zhí)法部門也可以通過這項技術獲取信息，他們會樂于開發(fā)一種“遠程測謊儀”。而對于廣告商來說，“進入”客戶的大腦將不再是個夢想，他們會精確知道客戶的喜好，有針對性地投放廣告。因此在腦機接口普及之前，需要先開發(fā)“腦機接口匿名登錄”技術，預先對神經(jīng)信號進行處理，刪除一些個人隱私信息，然后才可以存儲和傳輸。

萬磁王=普通人？

在科幻影片《X戰(zhàn)警》中，正派領袖X教授擁有感知并控制他人思維的能力，而大反派萬磁王則可感知并控制磁場。在不久的將來，前者的超能力或可通過腦機接口技術實現(xiàn)。至于后者，2016年的一項研究表明，普通人有可能天生就具備這一能力。

美國加州理工學院的地球物理學家喬·克斯文科聲稱，他已經(jīng)找到了人類第六感存在的證據(jù)——人類在潛意識下可以感知地球磁場。克斯文科使用法拉第籠和腦電波監(jiān)測器，觀察發(fā)現(xiàn)當人們對周圍的磁場做出調(diào)整時，人類的α腦波也會重復變化。幾十年來，科學家們一直在研究這一現(xiàn)象，這種感知地球磁場的能力已經(jīng)在其他動物身上被印證，如鳥類、昆蟲以及一些哺乳動物，它們會依靠這種能力進行遷徙或定位。就在2016年，科學家們還發(fā)現(xiàn)了狗、狐貍和熊的眼睛中也有感知磁場功能的隱花色素分子。所以克斯文科推測，磁場感應可能是動物的一種最原始的感官，是人類進化的一部分。

克斯文科共招募了24位志愿者參與實驗，當志愿者們在法拉第籠中接觸模擬地球磁場時，檢測他們的大腦活動。研究小組發(fā)現(xiàn)，當磁場逆時針旋轉(zhuǎn)時，α腦波出現(xiàn)了下降。這表明實驗者對磁場變化是有反應的。此外他還發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)反應延遲了幾百毫秒，這表示大腦在積極回應。這可能與磁場模仿腦電信號對腦電波造成影響有關。

克斯文科還發(fā)現(xiàn)，當放置法拉第籠的地面上的磁場出現(xiàn)扭曲時，受試者的大腦也會做出類似的反應，但當磁場向上彎曲或者按順時針旋轉(zhuǎn)時，就不會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。這或許反映了人體內(nèi)的“指南針”的極性。既然腦電波監(jiān)測儀能夠探測到腦部活動，并且過程中沒有受到外部磁場的干擾，就說明這種能力最初的來源也許就是磁感應能力。這個實驗結果能夠反復驗證。

就算人類真的具有感知磁場的能力，與魚類、鳥類和昆蟲相比，這種能力還是弱得多。動物可以通過磁場導航，包括確定位置、海拔和方向。對于人類來說，這還是可望而不可即的本領。

目前的智能手機已具有上述功能。如果將相應傳感器植入體內(nèi)，人也就獲得了這種本領。在德尼斯·馬卡洛夫的帶領下，德國和日本的研究人員于2016年合作開發(fā)了一種輕薄柔韌的人體磁場傳感器。這種傳感器厚度不到2微米，每平方米重量僅為3克，不但能經(jīng)受反復折疊，半徑還可被壓縮至3微米內(nèi)。傳感器還能夠被拉長270%，就算重復拉伸1000次以上，也不會破裂。人類手部動作是非常頻繁的，上述特性使它具備了植入手掌的潛力。

如果能將磁場電子設備和其他輕便實用的元件結合起來，如太陽能電池、發(fā)光二極管、晶體管，以及溫度和觸覺傳感器，將會讓相關設備具有多種“感官”，變得更加自主化和智能化。不僅是人類，機器人、安全和醫(yī)療監(jiān)控設備、消費電子產(chǎn)品和電子皮膚設備，都可以擁有這種“磁場感官”。

研究人員希望這個發(fā)明能夠衍生出更多的設備，使人類進一步從對磁場的“第六感”中獲益。屆時，磁場傳感器就像是一層皮膚，使用者幾乎察覺不到它的存在，卻能通過它擁有感受磁場的能力，為人帶來磁場導航以及對電子設備無觸控操作的便利。

少數(shù)派報告

科幻電影《少數(shù)派報告》（改編自菲利普·迪克的小說）講了這樣一個故事：犯罪預防組織利用具有感知未來能力的超能力人——“先知”，預先探查出某些人的犯罪企圖，可在其犯罪之前，就出動警察將其逮捕并判刑。

隨著科技的發(fā)展，今日社會或許正向菲利普·迪克描繪的未來邁進。有犯罪學家暗示，有朝一日，我們或許能夠在人們出生時，就根據(jù)其生活環(huán)境和父母經(jīng)歷預測出他們成年后是否會犯罪。美國一些法官已經(jīng)在使用計算機生成的風險分數(shù)幫助自己做出量刑和假釋決定。這些評分報告把個人紀錄與歷史上的犯罪行為模式和基于人口結構數(shù)據(jù)的大量資料進行對照。理論上，這類評分可以比任何法官都更客觀地預測個人對社會構成的風險。但是，計算機模型的預測質(zhì)量，取決于它們所用數(shù)據(jù)的質(zhì)量。美國一家新聞機構通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，有一個使用歷史數(shù)據(jù)來預測未來犯罪行為的軟件程序，對黑人構成了系統(tǒng)化的歧視。此前德國警方也利用收集的大數(shù)據(jù)來預測犯罪；英國神經(jīng)學家則通過對被釋放的罪犯進行大腦掃描，來預測他們是否有可能再次犯罪。

2016年，在全球知名論文預印本網(wǎng)站Arxiv上，出現(xiàn)了一篇來自上海交大的研究人員發(fā)表的論文，稱可以根據(jù)人臉識別技術來預測犯罪分子。研究人員在計算機中輸入了1856個真人的面部圖像，然后根據(jù)一些明顯的識別結構特征來預測犯罪，比如嘴唇彎曲度、內(nèi)眼角的距離，以及鼻嘴角度等。研究人員研發(fā)了四種不同的面部分類器，不斷對人臉進行自動誘導、推理犯罪行為的有效性，最終發(fā)現(xiàn)犯罪分子的面部變化更多。

該論文在國外網(wǎng)站上掀起一股討論熱潮，贊同者認為這樣的識別有助于增加對犯罪者的預警，而反對者擔心“以貌取人”是否會存在偏見。

人工智能學家凱特·克勞福德非常擔心這種技術被執(zhí)法部門濫用。克勞福德認為：我寧可覺得這篇論文是用來解釋面相，它只是使用了機器學習這樣的現(xiàn)代工具，而不是過去使用的卡尺，可一旦應用到犯罪識別領域，它就有可能變成非常危險的偽科學。如今，很多高科技已經(jīng)用來支持警務工作，但機器學習技術一定要慎重評估，防止被不道德地使用。

宇宙中一定有過外星人

僅在2016年5月的一個月內(nèi)，天文學家就通過開普勒太空望遠鏡在太陽系外發(fā)現(xiàn)了1284顆新行星。但是，發(fā)現(xiàn)新行星只是研究的開始。所有人都想知道，在那些世界上是否有外星人居住。我們新獲得的行星知識是否有助于回答這個問題？

天文學家亞當·弗蘭克和伍德拉夫·蘇利文在《天體生物學》雜志2016年5月號上發(fā)表了一篇論文，認為我們雖然不知道銀河系中目前是否存在先進的外星文明，但我們已經(jīng)掌握了足夠的信息，可以斷言在宇宙歷史的某個時點上肯定存在過外星文明。

科學家通常使用“德雷克公式”來描述掌握無線電技術的外星文明存在的概率。在這個于1961年提出的公式中，包含有先進外星文明的存在所需要的七個因素，通過把這七個因素相乘，可得到外星文明存在的概率。

在《天體生物學》雜志新發(fā)表的這篇論文中，作者轉(zhuǎn)變了德雷克公式的重點。他們的問題不再拘泥于“現(xiàn)在到底存在多少個外星文明”，而是“迄今為止，地球是宇宙中唯一出現(xiàn)過的技術文明，這個可能性有多大”。通過這樣的提問方式，可以把德雷克公式中“文明的平均壽命”這個不易推測的因素回避掉。這樣一來就只有三個不確定因素了，研究者把它們整合為一個關于“生物技術”的可能性問題：生命的誕生、智慧生命的誕生與掌握技術能力，這些究竟有多大的可能性。

計算表明，就算這種可能性相當?shù)停覀円埠苡锌赡懿皇怯钪嬷械牡谝粋€技術文明。具體來說，除非在一顆宜居行星上發(fā)展起一個文明的可能性小于1/1022，否則，地球不可能是宇宙中第一個技術文明。

在之前關于德雷克公式的討論中，每100億顆行星中能夠誕生一個文明被認為是非常悲觀的看法。根據(jù)最新的研究，即便以這個非常悲觀的標準衡量，宇宙史上仍然有可能存在過一萬億個文明。換言之，鑒于我們現(xiàn)在已經(jīng)知道了銀河系中有多少行星以及它們的軌道位置，如果還要質(zhì)疑先進外星文明存在過，那么這種悲觀已經(jīng)接近非理性的地步。至于宇宙目前是否還存在其他文明這個大問題，我們可能要等待相當長的一段時間才能獲得相關數(shù)據(jù)。

2016年具有科幻色彩的科技進展，還有人工智能戰(zhàn)勝人類圍棋冠軍、發(fā)現(xiàn)引力波這樣的大事。2016年在科技史上也許算不上特殊的一年，但這一年的科技進展卻有一種暗示：在科技的助推下，我們所能想到的一切，都將變?yōu)楝F(xiàn)實。想不到的事物，恐怕也一樣。

【責任編輯：楊楓】