可能的解释是，诸如彗星的碎裂残骸或者有碟状物质围绕着这颗恒星（但这颗恒星太老了，不应该具有这样的碟状物质）。这个解释并不令人满意。塔比萨·博雅吉安就这一问题曾咨询过天文学家贾森·赖特（Jason Wright）。赖特给出了一个不太可能但又颇具说服力的解释：这种模糊现象来源于多个戴森球（Dyson Sphere）。这是人类假想的高级文明建造的巨型结构，用于从恒星中收集能量。
塔比星的发现为何如此重要，主要有三个原因。
第一，塔比星周围正在发生某种令人感兴趣的现象。即便它周围没有巨型结构，对其进行观测和研究一定会加深我们对恒星的了解，或者对行星的形成的了解，或者两者皆有。
第二，塔比星的这一异常现象不是由天文学家发现的，而是由参与“行星猎人”（Planet Hunters）项目的民间科学家在通过分析开普勒的数据以寻找未知的外太阳系行星时发现的。这是21世纪科学史上的一项重大进步，即科学研究逐渐从学术界、研究机构和企业扩展至公众。这方面的公开数据可以让公众对开普勒太空望远镜等设备收集的海量数据进行分析，分布式计算允许公众使用自己的个人计算机对数据进行分析，“行星猎人”等项目邀请公众运用自己独特的鉴别力来发现有趣的现象。科学领域正在发生革命性的变化，而我们正处于这种变化的早期阶段：全球专家、非专业人士和计算机组成的网络不断增长，共同探索科学知识。
第三，天文学家可以分析某颗行星上是否存在生命这件事情表明，开普勒项目大幅推动了天体生物学的发展：从无畏但边缘化的努力变成了广泛而又迅速成熟的科学。几年前，许多人相信，适合居住的行星几乎没有，而今天，据推测仅在银河系至少就有几十亿颗可能存在生命的行星，而且相关证据越来越多。太阳系外的许多行星上被发现存在有机分子，这表明生命可以在这些行星上繁衍生息。
然而，其他星球上是否存在智慧生命，这仍然是一个巨大的谜团。虽然地球经历了38亿年的演化才有了人类，但根据地球的情况推测宇宙的整体概况，只能靠猜测。
在开普勒项目之后，关于地外文明的理论不再像以前那样在黑暗中蹒跚而行。现在，如同塔比星的发现告诉我们的，严谨科学的范畴已经极为扩大了。天文学家和坚定的非专业人士可以分析海量的数据以寻找令人感兴趣的现象，如果他们有所发现，便可以将现代天文学的所有资源（从无线电搜寻到光谱学，再到计算机建模）都集中于研究某颗可能的行星。
21世纪，我们终于有机会来回答费米悖论了：外星人到底在哪儿？
没有比这更重要的问题了。
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EXTRATERRESTRIALS DON’T LAND ON EARTH!
外星人不会降临地球
大卫·克里斯蒂安（David Christian）
历史学家，澳大利亚麦考瑞大学历史研究所主任、特聘教授；著有《时间地图：大历史简介》（Maps of Time: An Introduction to Big History）。
昨天并没有外星人降临地球，前天也没有！与许多声明相反，人类历史的任何时期都没有出现过外星人，地球的各个历史时期也没有。
从未有外星人来过地球，这听起来有些难以置信。银河系有几千亿颗恒星，宇宙中至少有1 000亿个星系，并且最近20年，天文学家在邻近的恒星周围发现了许多行星。因此行星是普遍存在的。实际上，仅在银河系，就有可能存在几百亿，甚至上千亿颗类地行星。
我们很难不认为，这些类地行星中有一部分（也许是几百万颗）具有与地球相似的过去，也许它们也曾孕育过许多生命。我们已经发现，在地球的许多极端条件下，仍然有生命存在，从深海的裂缝（当前有生命记录的最高温度达到120℃），到岩石内部（生命为了生存，只能非常缓慢地移动）。内生孢子可以暂时停止生长（停止新陈代谢），直到条件有所改善。某些细菌有可能来自火星。由此可见，生命可以生存于各种环境之中。今天，许多天体生物学家认为，火星、金星，甚至木星和土星的某些卫星上可能具有生命，比如冰雪覆盖的木卫一和木卫二。总而言之，我们也许会发现，某类生命广泛存在于宇宙之中，也许宇宙对生命十分友好。
如果西蒙·莫里斯（Simon Morris）和其他人是对的，再加上生命进化的路径是有限的，那么，其他行星上的所有生命的进化路径与地球上的生物不会相差太远，可能与地球类似。也有可能，细胞生物已经进化了很多次，其中很多可以感知光线（有眼睛），或者可以计算或思考（有大脑）。银河系的年龄大概有130亿年，大部分恒星的寿命比太阳长，因此这些恒星的行星系统的年龄应该比地球的要长。这也就意味着，它们有更长的时间来孕育复杂的生命形态。
在地球上，生命的出现与液态水的出现是同步的。生命出现的过程很快，这也表明生命的初期阶段在各个行星上也许是相似的。在出现液态水的40亿年后，地球上出现了大型的智慧生命，并且数量越来越多，其中一种智慧生命（人类）跨越了一个关键性的阶段，获得强大的语言能力。在此之后，这种智慧生命开始共享各自的想法，并逐代累积了越来越多的信息。共同学习的能力使这种智慧生命累积了海量的知识，这些知识使他们不断加强对环境的控制，直到成为地球的主宰。就这样，人类成为一种能改变行星的生命。许多学者将现在我们所处的时期称为“人类世时代”。我们已经将少数人送入了太空，同时还向太阳系发射了探测卫星。
对于进化比地球早几百万年的行星而言，你可能认为那里的生命正在跨越共同学习的关键阶段，最终成为改变行星的物种，甚至它们成功地向星系内邻近区域进行了移民。是否真的存在几千颗具有共同学习能力的生命的行星呢？我们无法知道答案，但这种猜想不是不可能。许多这样的行星也许就围绕着距离地球60光年内的4 500颗恒星运动，它们就是我们的星系邻居。
那么，外星人到底在哪儿？这就是著名的费米悖论。“搜寻地外文明计划”（SETI）从1960年就开始在太空中寻找外星生命的迹象，但目前还一无所获。我们没有听到外星生命的声音，也没有发现外星生命存在的任何证据。德雷克方程的提出者弗兰克·德雷克（Frank Drake）列出了发现与人类相近的物种的判断依据，其中一个关键依据是，这些与人类相近、可以改变行星的物种能够存在多久。
这个问题可能不太好回答。人类这种聪明的智慧生命发明了可以在几小时内毁灭地球上所有生物的武器，其高能耗文明让所依赖的生物圈和气候变得越来越糟。像人类这样改变行星的物种永远不会被淘汰吗？当人类迈入人类世时，是否也会遇到不可逾越的障碍？如果是这样，人类也许会延续几个世纪，或一两百万年，然后就走向灭亡，或者撤退到贫瘠的小环境中，在勉强维持生存后走向灭亡。这也许意味着，即使改变行星的物种，也就是会讲故事和笑话，会画画和跳舞，会建造金字塔和宇宙飞船的物种，也很普通，也会走向自我毁灭。这是对费米悖论的一种回答。
也许，其他可以改变行星的物种会积极地吸取教训，这些教训可能来自自己造成的大灾难；也有可能，他们决定不将目标定得太高，不去统治所居住的行星、恒星系，或者邻近的星系，而是认识到与周围的一切和谐相处，才是唯一的生存之道。我们可能没有发现他们，他们就像伏尔泰的小说《憨第德》（Candide）中的老实人一样，衷心于耕种自己的花园。这是对费米悖论的另一种回答。
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WE ARE NOT UNIQUE, BUT WE ARE VERY MUCH ALONE
人类并不是唯一，但很孤单
安德里安·克雷耶（Andrian Kreye）
德国慕尼黑《南德意志日报》艺术和散文专栏编辑。
最近，搜寻太阳系外行星的浪潮越来越振奋人心，20世纪80年代后期开始的这项大海捞针式的努力终于成为太空探索领域一个蓬勃发展的支流，而美国国家航空航天局成功部署的开普勒太空望远镜是这一领域取得如此进展的重要原因。当我写这篇文章时，宾夕法尼亚州立大学的天文学家贾森·赖特负责维护的太阳系外行星数据浏览器（Exoplanets Data Explorer）列出了1 642颗已确认的行星和3 787颗由开普勒太空望远镜发现的未确认的行星。
所发现的大部分行星都存在几个缺点。比如，在距离地球仅6.3光年之外的太空，有一颗代号为HD 189733 b的蓝色行星围绕其恒星运转，这颗行星白天的表面温度平均为927℃，风速可达11 265千米／小时，大气层的蓝色来源于溶化的玻璃雨。在目前所有发现的行星中，仅有4颗与其恒星的距离适合生命生存。这表明，虽然宇宙中绝不只有地球一颗这样的行星，但人类仍然十分孤单。
从系外行星的发现中得出的大多数结论都不太具有哲学意义。关于宇宙历史和生命的起源，我们已经获得了许多重大发现。太空探索的迷人魅力萦绕在亿万富翁企业家和有权势的人的脑海里，定居于太空的时髦观点又开始获得关注。如果气候变化注定让地球不再适合居住，向其他行星移民听起来颇具吸引力。
《星际穿越》和《火星救援》等影片引人入胜地表达了追寻地外生命的场景。通过几年前天文学家迪米塔尔·萨塞罗（Dimitar Sasselov）关于“发现遥远行星所遇到的种种难题”的巡回演讲，你仍然可以感觉到观众对科幻小说中的场景的渴望。如果真的存在地外生命将会如何？它们是否存在于其他适合的行星上？
科幻小说中的场景侧重于展现太阳系外行星的大量发现。作为一种象征，它们其实是1972年12月“阿波罗17号”宇航员拍摄的蓝色地球的延伸。这张照片向我们展示了巴克敏斯特·富勒（Buckminster Fuller）称为“地球宇宙飞船”的全貌——地球是一艘非常小的飞船，携带的资源十分有限。蓝色地球这张照片曾成为斯图尔特·布兰德创办的《环球概览》杂志的封面，这本杂志是新兴生态运动的指南。
即使最近这股不合时宜的太空探索浪潮掩盖了搜寻太阳系外行星这一真正重大的新闻，但这种现象仍然表明，全球的焦点发生了转移。随着所有原本以为可宜居的行星都逐渐被证明并不适合人类居住（行星HD 189733 b就是太空环境极其险恶的最好证明），我们逐渐认识到，应该好好珍爱地球这个唯一的选择，而不仅是以良性循环的方式利用它。曾在巴黎举行的气候协商表明，各国政要终于愿意摒弃国界、意识形态和国家利益的纷争，开始采取应对措施。
搜寻太阳系外行星的意义不仅在于富勒关于“地球太空飞船”的比喻，它还表明，科学探索永无止境。当天文学家确认第一批银河系外的行星时，这种对未知的探索打开了理解宇宙的新视野。这种视野加上对地球的价值和脆弱性的新认知，有助于我们解决地球上的问题，以及认识到宇宙中可能存在其他适合人类居住的行星，甚至我们可以与外星生命进行交流，这听起来像存在来世和神明一样荒谬。
THE HISTORY OF HUMAN TECHNOLOGICAL CIVILIZATION IS MEASURED IN CENTURIES—AND IT MAY BE ONLY ONE OR TWO MORE CENTURIES BEFORE HUMANS ARE OVERTAKEN OR TRANSCENDED BY INORGANIC INTELLIGENCE, WHICH WILL THEN PERSIST AND CONTINUE TO EVOLVE FOR BILLIONS OF YEARS.
人类科技文明的历史只有几百年，也许，从今往后的一两百年后，人类就会被非生物智能超越。在此之前，非生物智能已经持续进化了数十亿年。
——马丁·里斯，《突破聆听计划》
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BREAKTHROUGH LISTEN
突破聆听计划
Martin Rees
马丁·里斯
著名天体物理学家，英国皇家学会前主席，剑桥大学荣誉退休教授；著有《六个数》(39)。
“搜寻地外文明计划”已经默默地进行了几十年，并逐渐成为主流新闻。2015年，它获得了一次突破，那就是“突破聆听计划”（Breakthrough Listen）的实施，俄罗斯著名投资人尤里·米尔纳承诺投资该项目10年，用于对太空进行前所未有的持续聆听。
这是一个赌注，即便是乐观者也仅认为该计划的成功率只有百分之几。当然，无线电传输仅是外星人可能暴露自己的一种方式，但风险很大。只要能收到明显的人造信号（即使我们无法理解），便能告诉我们在宇宙的某个地方存在着智慧生命这一重要信息。
人们搜索地外生命的动机比几十年前要强烈得多。开普勒太空望远镜（美国国家航空航天局历史上最划算、最鼓舞人心的项目之一）发现银河系的大部分恒星都有行星围绕。可以毫不夸张地说，银河系中有数十亿颗体积和温度与地球差不多的行星。
那么，这些行星是否进化出了生命？或者地球是唯一拥有生命的星球，其他行星都是毫无生气的贫瘠之地？虽然我们掌握了非常多关于生命进化的知识，但生命进化的真正起源（从复杂分子到可以被视为“有生命”的复制和代谢系统的转变）仍然是一个谜，目前还无法得到解答。不过，令人感到欣慰的是，一些顶尖的科学家正在致力于解决这一难题，我们也许很快就可以知道，生命的出现仅仅是一次意外，还是所有与年轻时的地球类似的行星上的某种“化学汤”的必然过程。我们也许很快就可以知道，地球生物的DNA/RNA是独一无二的，还是只是其中的一种。
在搜索其他具有生命的行星的过程中，高分辨率的光谱一定会有所帮助。詹姆斯·韦伯太空望远镜和将在21世纪20年代投入使用的下一代超三十米地表望远镜就拥有这种高分辨率的光谱。
相比于简单的生命，关于高等外星生命的推测明显不太可靠。众所周知，地球历经近40亿年的演化才形成了当前包括人类在内的生物圈，而在这之前还有几十亿年。我认为，我们的遥远后代可能不是有机的或生物的，而且可能不会居住在祖先曾生存过的行星上。以上观点应该有助于“搜寻地外文明计划”。
为什么这么说呢？因为后人类（posthuman）的进化可能由拥有超级智能（超能力）的机器驱动。“湿的”生物大脑在体积和处理能力上存在化学与代谢方面的限制，而电子计算机不会有这样的限制（更不用说量子计算机了）。对于计算机而言，未来的可能发展也许同从单细胞生物演变为人类的进化力度差不多。因此，对于任何形式的“思考”而言，人工智能将会完全超过类似于人类大脑的思维能力。此外，对于非生物的人工智能来说，地球的生物圈不是必需的（实际上，这与它所需的最佳环境相去甚远）。星际空间将成为机器人生产工厂的最佳选择，非生物“大脑”能看到的景象对于我们的想象力而言，就如同弦理论对于老鼠而言。
由此可知，即使生命起源于地球，但它们不会一直是宇宙中微不足道的力量，因为人类意味着高等生命在银河系内扩张这个过程的开端，而非结尾。如果真是这样，现在当然不会有外星人存在了。
然而，我们假设存在其他生物圈，其生命起源和进化过程与地球上的生命类似。即便这样，它们的关键进化阶段也有可能与地球上的生命不同步。显然，一颗明显落后于地球进程的行星不可能有外星人存在。然而，一颗围绕着比太阳更古老的恒星运转的行星，其生命也许领先我们10亿年，可能已经变成了未来新人类的模样。
人类的科技文明史只有几百年，也许在一两百年之后，人类就会被非生物智能超越，它们的智能可以存在很久，并且会不断进化，延续几十亿年。这表明，如果我们真的发现了外星人，它们很有可能是非生物的。因为我们很难在它们处于生物阶段时发现它们。
在搜寻地外生命这件事情上，我们首先应该将搜索范围限定在围绕比较古老的恒星运转的类地行星上，这就是所谓的“先在路灯下寻找”的策略。不过，科幻小说作者提醒我们，还存在很多违反我们常识的候选对象。“外星文明”的说法显得太以人类为中心了，因为外星人更有可能是一种独立的“思维”。
“突破聆听计划”将对地外科技生命展开最深入、最广泛的搜寻，这一计划会使用西弗吉尼亚格林班克（Green Bank）以及新南威尔士帕克斯（Parkes）的射电望远镜（波多黎各的阿雷西沃天文台也可能会参与搜寻计划），还会采用加州大学伯克利分校一个研究团队研发的高级信号处理设备，用于搜索非自然无线电波。此外，社交媒体和公众科学将会允许全球爱好者下载相关数据，一起参与搜寻计划。
让我们期待米尔纳的私人资助有一天能由公众来接替。我认为，看过《星球大战》系列电影的观众会很乐意将该系列电影的部分税收用于“搜寻地外文明计划”。
不过，在搜寻的过程中，我们应当牢记卡尔·萨根经常引用的两条格言：一条是“不寻常的论断有赖于不寻常的依据”，另一条是“缺乏证据不代表不存在”。
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LIFE IN THE MILKY WAY
银河系中的生命
马里奥·利维奥（Mario Livio）
天体物理学家；著有《最后的数学问题》《杰出的失误》（Brilliant Blunders）。
是否存在地外生命，尤其是复杂的生命，大概是当今科学领域最令人感兴趣的话题之一。
虽然我们没有任何把握来回答“太阳系外的行星孕育生命是否需要类似于地球的条件”这一问题，但硬质表面的液态水被认为是孕育生命必不可少的化学环境。这一假设促生出了宜居带（habitable zone，HZ）这一概念，它是指恒星外围既不会太冷也不会太热的且非常稀少的区域。这一区域内的温度和大气压将会决定行星表面是否存在液态水。宜居带的概念反过来又催生了一个问题：在银河系中，有多少颗处于宜居带且与地球大小相当的行星？
令人震惊的是，在过去几年里，通过天文观测（主要由开普勒太空望远镜展开），我们获得了足够多的统计数据来回答这一问题。根据2014年出版的相关书籍，即使保守估计，银河系中围绕类似于太阳的恒星运转且与地球大小相当的行星的数量大约有100亿颗！
这种基于经验的估计标志着对地外生命的搜寻从推测变成了一门真正的科学。太阳系外的行星上可能存在生命这一观点促使许多天文学家痴迷于搜寻地外生命。这一领域的计划采取了双管齐下的办法：
· 一系列即将投入应用的天文望远镜（有用于太空的，也有用于地表的）将用于搜寻处于宜居带行星的大气层中的生物印记（生命过程产生的特征）。
· 2015年7月，俄罗斯亿万富翁尤里·米尔纳宣布资助“突破聆听计划”，这个计划将采用目前最先进的技术来搜索地外生命发送的信号（这个计划是“搜寻地外文明计划”的延伸）。他宣布为这一项目提供1亿美元的资金。
毫无疑问，在未来几十年，确定适合生命居住的行星的数量都将成为新闻，这一领域唯一比这还重要的发现就是，真正发现地外生命。人类历史上第一次有希望消除哥白尼式谦逊的最后一个障碍。众所周知，人类在银河系中不是唯一的，银河系也不是唯一的。达尔文证明了人类是自然选择的产物，而地外生命的发现将会使我们不得不放弃“人类是特殊的”这一观念。
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THERE IS（ALREADY）LIFE ON MARS
火星上存在生命
迈克尔·诺顿（Michael Norton）
科学家，哈佛商学院教授；与伊丽莎白·邓恩（Elizabeth Dunn）合著《花钱带来的幸福感》（Happy Money）。
最近，马什可-皮罗（Mashco-Piro）部落的族人(40)与外界的接触逐渐增多。不过，这并不是一个暖心的故事。因为频繁的接触会导致族人容易感染某些对他们而言不常见的疾病，比如流行性感冒。这类主动“接触”给巴西等国家带来了难题。巴西富有远见地制定了“不接触”政策，允许这些部落选择隐居地。巴西一位负责保护原住民的官员若泽·卡洛斯·梅雷莱斯（José Carlos Meirelles）曾说：“如果他们寻求接触，我们必须以最礼貌的方式欢迎他们，但同时必须照料他们的健康，隔离其领土，给他们足够的时间来适应我们这个疯狂的世界。”
美国国家航空航天局“行星保护官员”凯瑟琳·康利（Catharine Conley）的工作任务不是寻找火星生命，而是保护火星远离地球生命。科学家认为，如果火星上存在生命，那只有一种可能：地球上的微生物通过星际旅行偶然到达了火星。即使美国国家航空航天局竭尽所能地阻止这种情况的发生，包括对宇宙飞船进行消毒，有时甚至进行烘烤，某些生物还是被携带到了火星。美国国家航空航天局制定了相关方案，使火星探测器远离来自地球的细菌可能能够繁衍的“特殊区域”，这类似于隐居人群的“不接触”原则。
然而，如果火星上的生命选择不再等待该怎么办？所有有记录的历史表明，生命想要寻找生命，就如同青苔想要寻找青苔。我们应该从上几个世纪以来原住民种族灭绝（无意和有意的）事件中吸取教训，来保护火星的新生物：“如果他们寻求接触，我们必须以最礼貌的方式欢迎他们，但同时必须照料他们的健康，隔离其领土，给他们足够的时间来适应我们这个疯狂的世界。”
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THE BREATHTAKING FUTURE OF A CONNECTED WORLD
互联世界的惊人未来
克里斯·安德森（Chris Anderson）
TED(41)大会创始人，TED演讲总监；著有《TED演讲：TED官方公开演讲指南》（TED Talks: The Official TED Guide to Public Speaking）。
我们的星球正在生成大脑，而且这个过程正在不断加速，这将会决定人类和许多其他物种的未来。
具有影响力的互联网企业和太空技术企业已经宣布，将会投资数十亿美元，用于在10年内向地球所有的角落提供低成本的高速互联网服务。它们还在以惊人的速度建造全球范围内的铁路和高速公路，并且速度惊人。
通过售价低于50美元（大部分）的智能手机，五十亿人类的想法将会汇聚于互联网。而且，与最先使用智能手机的20亿人不同的是，后来者在第一次接触互联网时遇到的不是无聊的文本，而是高清视频和所有能够快速呈现的充满吸引力的内容。
这一过程将是一项史无前例的社会实验。大部分人在体验互联网之前都有过多年的阅读报纸和书籍、听广播以及看电视的体验。在这些即将接触互联网的人之中，有很多人的受教育程度并不高。什么样的内容会成功吸引他们的注意力，又会带来什么后果呢？是不同语言的社交媒体、维基百科、色情内容、视频游戏、营销诱饵、政府宣传、让人上瘾的内容、免费教育，还是通过同声机器翻译与他国的老师进行对话？
人类历史上第一次我们可以想象这些完全有可能实现的激动人心的前景：每一个人都可以免费获得来自最好的母语老师的教育；人们发现了解决贫困和偏执的办法和观念；不断增加的透明度迫使政府和企业改善行为；世界开始从数十亿新思维中受益，这些新思维能够为我们共同的未来做出贡献；全球互联开始超越种族观念。
然而，在所有这一切发生之前，我们需要准备好迎接“注意力”游戏的序幕。所有跨国企业、政府和意识形态都能在这场游戏中发挥不同的作用，参与这场游戏的方式有很多，有些也许并不光彩。
在实现全球互联这一目标上，真正独特且重要的是，我们要具备计划。当前，我们不再需要在全球布满线路，卫星、无人机和热气球可以帮助我们快速实现这一目标。巨大的改变即将来临，我们最好做好准备。
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EVERYTHING IS COMPUTATION
万物皆计算
约什查·巴赫（Joscha Bach）
麻省理工学院媒体实验室／哈佛大学演化动力学项目（Program for Evolutionary Dynamics）认知科学家。
近期，出现了很多重要的科学新闻，令人很难断定哪一条最重要。气候模型显示，我们刚刚经历了气候变化的关键节点，进入了对人类文明而言更困难的新时期。马克·范·拉姆斯东克扩展了布赖恩·斯温格尔和胡安·马尔达塞纳（Juan Maldacena）的研究成果，提出我们应该放弃时空的理念，接受离散张量网络的理念，进而打开统一物理学理论的大门。遗传学家布鲁斯·康克林、乔治·丘奇和其他科学家一起发明了CRISPR/Cas9技术，这种技术可以实现简单而普遍的基因编辑。“深度学习”让我们开始了解相互连接的特征探测器（feature detector）的层次结构如何自动形成世界模型、学习解决问题，以及识别语音、图像和视频。
不过，认识到我们在哪些方面缺少进步同样重要。社会学无法准确地告诉我们社会是如何运作的；哲学的进展很缓慢；经济学难以改良我们的经济和财政政策；心理学无法解释人类心智的逻辑；神经科学虽然告诉了我们事情在大脑中发生的区域，但无法告诉我们发生了什么。
我认为在20世纪，理解世界最有效的方法不是实证主义科学、计算机技术、宇宙探索、物理学基础理论，而是计算的概念。简单来说，计算的核心十分简单：任何观察都将带来可区分的差别集合，我们称为信息。
如果观测结果对应于可改变状态的系统，那我们就可以描述这些状态的变化。如果这些状态变化的规律能被识别出来，那我们讨论的就是一个计算系统。如果规律可以被完整地描述，我们就称为算法。如果某个系统可以进行有条件的状态转换，以及重新回到之前的状态，那我们几乎不可能阻止它执行任意计算。如果我们允许该系统进行无限次的状态转换，并使用无限的存储设备存储这些状态，那么这种系统就变成了图灵机、lambda演算、波斯特机（Post machine），或者其他捕捉通用计算的相互等价的形式。
“计算”这个术语重新阐述了“因果关系”，哲学家在这个概念上纠结了几百年。在计算系统中，因果关系是指从一个状态转变为另一个状态。“计算”这个术语还取代了机械哲学和自然主义哲学中“原理”（mechanism）的概念。计算主义（computationalism）就是一种新的原理。与之前类似的原理不同的是，计算主义并不受运动部件充满误导性移动部分直觉的影响。
计算不同于数学。实际上，数学是关于正式语言的，通常是不可判定的，也就是“不可计算”（做出决策和证明也是计算的同义词）。不过，我们对数学的所有探索都是计算性的。计算意味着完成所有的步骤，从一个状态转变为另一个状态。
计算改变了我们对知识的理解。知识描述的不是合理的真实信仰，而是捕捉观测物体之间的可见规律的局部最小值。知识从来都不是静态的，而是随着不同世界观的状态空间不断变化。我们将不再教自己的孩子什么是真相，因为他们和我们一样，也不会停止改变自己的想法。我们将会教他们如何有效地改变想法，如何充满好奇心地探索永无止境的世界。
越来越多的物理学家开始意识到，“宇宙不是数学的，而是计算的”，以及“物理学主要是为了寻找可以重现观测结果的算法”。不可计算的数学概念（比如连续的空间）的转变为我们带来了新的进展。气候科学、分子遗传学和人工智能都是计算科学，而社会学、心理学和神经科学不属于此类，后者似乎仍然困惑于原理和研究对象之间的矛盾，并且正在致力于寻找社会、行为、化学和神经上的规律，但这些学科真正应该寻找的是计算规律。
万物皆计算。
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IDENTIFYING THE PRINCIPLES, PERHAPS THE LAWS, OF INTELLIGENCE
为智慧确定原则，甚至规律
帕梅拉·麦克达克（Pamela Mccorduck）
著有《思维机器》（Machines Who Think）、《混乱的边缘》（The Edge of Chaos）、《有限的理性：小说》（Bounded Rationality: A Novel）、《也许重要的事》（This Could Be Important）；与爱德华·费根鲍姆（Edward Feigenbaum）合著《第五代》（The Fifth Generation）。
我认为，最重要的科学新闻是，塞缪尔·格什曼（Samuel J. Gershman）、埃里克·霍维茨（Eric J. Horvitz）和乔舒亚·特南鲍姆（Joshua B. Tenenbaum）三位科学家于2015年在《科学》杂志上发表了一篇文章，名为《计算的合理性：关于大脑、思维和机器的智慧的收敛范式》（Computational rationality: A converging paradigm for intelligence in brains, minds, and machines），他们向世人宣告了正在进行的一项新实验：为智慧确定原则，就像牛顿发现运动定律一样。
以前，公园里的运动、河流中的旋涡、车轮的旋转、炮弹的轨迹，或者行星的运转轨道，它们之间看起来没有任何共同点，直到牛顿发现了其中的潜在规律，从根本上解释了这些（以及其他更多）现象。
现在，有人正在进行类似的努力，试图归纳出所有智慧的共同点或者本质，为其确定原则，甚至规律。牛顿曾说：“真理永远存在于简单之中，而非事物的多样性和混乱当中。”就对智慧本质的理解而言，我们还处于牛顿以前的时期。细胞、海豚、植物、鸟类、机器人和人类这些生物的智慧具有共性，这种观点就算看起来不荒谬，但比较牵强。
然而，从一开始，人工智能、认知心理学和神经科学三者相互融合的结果指向了牛顿所说的存在于简单之中的真相，即将以上不同实体的智慧联系起来的基本原则（或者规律），其专业名称是“计算的合理性”。那么，这究竟是什么意思？如何来证明它呢？
为智慧确定原则的动机源自思维科学领域一个被普遍接受的结论：智慧不是来源于它的具体表现形式（无论是生物的还是电流的），而是系统的不同要素之间的交互方式。智慧始于具有目标的系统，然后开始学习（通过课程、训练或某种经验），进而自动进化，以适应复杂且不断变化的环境。换言之，智慧实体是智慧系统的网络结构（大部分是层次结构），而人类是最复杂的智慧体，人群则更为复杂。
格什曼、霍维茨和特南鲍姆这三位科学家提出了关于智慧的三个核心理论。第一，智慧个体具有目标，会形成信念，并能够规划出实现目标的最佳步骤。第二，对于真实世界的问题，虽然计算出理论上的最佳选择可能比较困难，但如果运用合理的算法，就能得出足够好的选择，计算成本也会被考虑在内，这也就是赫伯特·西蒙（Herbert Simon）所说的“满意策略”。第三，可以根据个体的特殊需求对这些算法进行合理的修改——既可以通过工程或进化设计进行离线修改，也可以通过元推理机制（meta-reasoning mechanism，根据特定环境，选择最佳策略）进行在线修改。
对于计算的合理性的探究虽然还处于起步阶段，但已颇具规模，并且参与者甚多。比如，生物学家正在研究关于认知的问题，具体到细胞和符号层面；神经系统科学家可以识别出人类和动物共同具有的计算策略；树木学家发现树木之间可以进行缓慢的交流，以相互提醒附近存在的天敌。比如，如果附近有木甲虫，树木之间便会相互提醒：“邻居，请激活毒素。”
人文科学也正在蓬勃发展，尽管大部分人花了很多年才明白这一点。当然，人工智能这个关键的指引者、灵感和动机的提供者也是如此。
无论是现在，还是将来，为智慧确定原则都将成为重大新闻，因为这是智慧的一个基础层面。这一领域不断涌现的成果有助于我们以全新的方式理解当前的世界和宇宙。对于那些对超智慧个体感到恐惧的人而言，从基础层面开始了解智慧是最好的防御措施之一。
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NEURO-NEWS
关于神经科学领域的重大新闻
诺加·阿里卡（Noga Arikha）
思想历史学家；著有《拿破仑和反叛者》（Napoleon and the Rebel）。
科学永远不会止步不前，而是一直在发展。从这个角度来看，科学上的发现皆为新闻。然而，从新闻的角度来看，科学新闻往往偏向于当前大众关注的焦点和经济利益，以及他们的担忧和希望。
关于大脑的研究更受媒体的关注。不过，这并不奇怪。大脑及其复杂性在生命进化史上发挥着核心作用，而且，对大脑的研究有助于我们理解人类行为的生物学基础。大脑的这些重要性导致出现了对大脑机制的新发现过度渲染和阐释的现象。现在“neuro”（神经）这个前缀带有伪科学的意味，它能够解释从美学到经济学的所有人类行为，就如同我们所做的一切与大脑有关的事物都在说明我们是什么。在神经科学领域，还有一些有价值的发现，但主流媒体很难客观地报道它们的科学性、方法论以及概念上的复杂性。
不过，真正有价值的新发现还是得到了报道。2015年6月发表于《自然》杂志上的一篇文章提到，中枢神经系统内部的某个淋巴系统具有非常重要的作用。主流媒体意识到了这一发现的重大意义。《科学日报》（Science Daily）关于这一发现的报道标题是《大脑与免疫系统的联系最终被发现，重大疾病的含义》。这篇报道还大肆宣扬了这一发现的重要性：“这一至关重要的发现颠覆了我们在课堂上所学的知识。研究人员证明，大脑通过血管直接与免疫系统连接。我们过去认为，这种直接连接是不存在的。这一发现可能对孤独症、阿尔茨海默病以及多种硬化症等疾病的治疗具有重要意义。”
对于上面这段评价的最后一句，我们需要抛弃其中的主观因素，即理所当然的想法，这不是对真实情况的反映。这种带有感情色彩的新闻就是其能迅速传播的主要原因。实际上，很少有发现能颠覆我们在课堂上所学的知识，不过这个发现真有可能做到，而且教学内容能被颠覆本身就具有重大意义。我们很容易忘记大部分研究都是基于假设，并且在特定的框架内进行，而不是着眼于提出这些假设的需要。
2015年的这一特殊发现表明，我们需要更深入地理解神经系统和免疫系统之间的联系，以促进神经免疫学这一新兴领域的发展。由于研究方式和临床护理的特殊性质，对大脑的研究往往与对身体的研究是分离的，并且以一种笛卡尔的方式进行，就好像两者真的是分离的一样。这一特殊发现提醒我们，我们只能将两者结合起来研究。同时，从科学的角度而言，我们需要认真对待安慰剂（placebo）和非安慰剂（nocebo）的效果等，以及心智在精神和物理疾病演化过程中的普遍作用。反过来，这又表明我们所认为的科学新闻，即关于我们对世界和人类自身理解的新闻，恰好是我们所期待的。
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MICROBIAL ATTRACTIONS
细菌的影响力
帕梅拉·罗森克兰茨（Pamela Rosenkranz）
艺术家。
不育症不再被认为是健康的了。医学治疗方法正在从以抗生素为主向以益生菌为主转变。卫生健康也变得更关注污染的环境，而不再以灭菌为主。不久以前，我们才发现胎盘并不是完全无菌的。之前，我们还认为发育中的胎儿是在一个绝对干净的气泡中成长的。然而，实际情况是，胎儿通过妈妈的生物系统的过滤作用来对抗细菌，而且在细胞分裂的最开始阶段就已经逐步形成以后的免疫系统。
实际上，每个人体内每时每刻都存在无数的病毒、细菌、真菌和寄生菌。我们身体中大约有0.9公斤是由这些“小虫子”组成的，而且其中许多微生物自古代以来就已存在。除了最令人害怕的埃博拉或艾滋等病毒，链球菌（Streptoccocus）等细菌，以及狂犬病等寄生菌这些少数的急性、破坏力极强的病菌外，我们的免疫系统能较好地应对大部分常见的微生物，即使它们具有致病性。近期的研究表明，许多微生物实际上有益于我们的健康，它们似乎在“训练”着我们的免疫系统。
虽然“微生物组”（microbiome）的概念早在20世纪90年代就已被提出，但相关研究仍处于筛选有益和有害微生物的起步阶段。微生物复杂多样，可以毫不夸张地说，我们体内还有一片海洋、一片森林，甚至一个新的自然世界等着我们去探索。目前的主流观点是，微生物的种类越多越好，这里所说的种类不仅包括周围环境中微生物的种类，还包括人类体内微生物的种类。
