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area: "work-career"
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- Google DeepMind
- Stanford
- CERN
- OpenAI
- Western Digital
date: '2024-12-26'
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- 《原子弹秘史》
- 《漫游在银河系搭便车指南》
- 《福尔摩斯探案集》
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- Adam Brown
- Albert Einstein
- Stephen Hawking
- Roger Penrose
- Scott Aaronson
- John Hopfield
- Geoffrey Hinton
- David Reich
- Max Born
- Stanislav Petrov
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source: https://www.youtube.com/watch?v=XhB3qH_TFds
speaker: Dwarkesh Patel
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summary: 本期节目中，**谷歌DeepMind**的**亚当·布朗**教授探讨了宇宙的终极命运，包括暗能量导致的加速膨胀和热寂的可能性。他深入分析了“**泡泡宇宙**”理论、**真空衰变**以及人类文明通过工程手段改变物理常数的潜力。对话还涉及**AI**在物理研究中的应用，如文献搜索和作为导师的角色，以及**黑洞**信息存储、能量开采的物理极限，最后分享了搭便车的奇遇和对未来文明的展望。
tags:
- black-hole
- cosmology
- multiverse
- science
- space
- technology
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title: 亚当·布朗：泡泡宇宙、太空电梯与黑洞信息论
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### 宇宙的终极命运

今天我与**亚当·布朗**聊天，他是**谷歌DeepMind**的**Blueshift**团队创始人兼负责人，该团队致力于解决数学和推理问题，同时他也是**斯坦福大学**的理论物理学家。**亚当**，欢迎你。

**亚当·布朗**：很高兴来到这里。我们开始吧。

好的，我们稍后再谈**AI**，但首先，我们来谈谈物理学。第一个问题：宇宙的最终命运将是什么？我们应该对此抱有多大信心？

宇宙的最终命运发生在极其遥远的未来，所以我们不应该对这个问题的答案过于自信。事实上，我们对宇宙最终命运的看法在过去一百年里发生了很大变化。大约一百年前，我们认为宇宙是静态的，既不膨胀也不收缩，只是静止不动。然而，在20世纪20年代末，**埃德温·哈勃**（Edwin Hubble: 美国天文学家，通过观测发现宇宙正在膨胀）和他的同事们通过巨大的望远镜观测天空，发现遥远的星系正在离我们远去，宇宙正在膨胀。这是第一次重大的望远镜发现。

此后多年，人们就宇宙膨胀的速度展开了激烈的辩论：它是膨胀得足够慢，最终会像**大爆炸**（Big Bang: 宇宙起源的理论，认为宇宙从一个极热、极密的初始状态膨胀而来）的时间反转一样，在大挤压中重新坍缩，这对我们来说将是极其糟糕的结局？还是会永远膨胀下去，只是在引力的作用下速度越来越慢，但仍足够快以保持膨胀？围绕这个问题曾有过一场大辩论，结果表明，这两种答案都不正确。

在人类历史上可能最糟糕的一天，大约在20世纪90年代，我们发现宇宙不仅在膨胀，而且膨胀得越来越快。这就是我们所说的**暗能量**（Dark Energy: 一种假想的能量形式，被认为导致宇宙加速膨胀）或**宇宙学常数**（Cosmological Constant: 广义相对论中的一个常数，代表真空能量密度，影响宇宙的膨胀）。这个词本身就代表着不确定性，它使得宇宙以越来越快的速度膨胀，即宇宙在加速膨胀。

这彻底改变了我们对宇宙命运的理解。如果这是真的，那将是极其糟糕的消息。加速膨胀意味着许多遥远的星系正在被我们拖离。我们非常希望能利用这些星系，计划将它们变成度假胜地、**计算物质**（Computronium: 一种假想的物质，可以被配置成执行任何可计算的任务，达到物理极限的计算效率）或以其他方式从中获取效用。但如果**宇宙学常数**真的是恒定的，如果这个图景是正确的，我们就无法做到。因为足够近的物体，我们显然可以去获取，但如果它们距离我们超过约一百二十亿光年，宇宙的膨胀速度会快到即使我们以接近光速发送探测器，它们也永远无法到达。

它们永远无法到达那里并返回，如果距离足够远，它们甚至永远无法到达。这意味着我们的未来只有有限的**自由能**（Free Energy: 在给定温度下，可以转化为有用功的能量）。这很糟糕，意味着如果这是真的，我们注定会迎来**热寂**（Heat Death: 宇宙最终达到最大熵，所有能量均匀分布，无法再进行任何有用功的状态）。但这真的是真的吗？这是你问题的后半部分。首先，在过去一个世纪左右，我们对这些事情的看法一直在改变。所以从第一性原理来看，你可能会怀疑我们还会再次改变看法。

这都不是已确定的物理学。事实上，**宇宙学常数**可能不是恒定的，你应该全心全意地希望它不是。它可能会自然地消散。实际上，我们的命运可能掌握在我们自己手中，我们的遥远后代将能够消散**宇宙学常数**，迫使其归零。如果他们能做到，他们将有强大的动力去这样做，因为否则我们注定会迎来**热寂**。

### 改变物理定律的可能性

他们将如何消散它？这显然取决于我们尚未完全确定的物理学，但根据已知的物理定律，**宇宙学常数**——我们认为它是一个常数，这种将宇宙推开的**暗能量**——在许多已知的物理定律的自然延伸中，是我们有能力改变的东西。事实上，它可以改变，可以取不同的值。它并非一劳永逸地完全固定。实际上，你有所谓的“不同**真空**”，即参数空间中可以相互转换的不同区域，在这些区域中，**宇宙学常数**可以取不同的值。

如果这是真的，那么你可以选择等待，希望运气好，希望宇宙能自发地从一个**真空**状态转移到另一个**宇宙学常数**较低，并渐近趋近于零的**真空**状态；或者，你可以主动采取行动，想象我们的后代决定不忍受**热寂**，而是尝试触发一个**真空衰变**（Vacuum Decay: 宇宙从一个不稳定的真空状态转变为另一个更稳定的真空状态的理论过程）事件，将我们从当前的**真空**状态转移到**宇宙学常数**较低的另一个**真空**状态。我们的遥远后代将**被迫**这样做，如果他们不想遭受**热寂**的话。

是的，谨慎行事，但**一定要**行事。在这些理论中，存在着大量**真空**状态，其中大多数对我们所知的生命来说是极其不适宜的。事实上，它们似乎完全不适宜任何形式的智能生命。所以你真的，真的不想落入其中。然而，如果我们最好的理论是正确的，那么似乎应该有一些**真空**状态在许多方面与我们自己的状态非常相似，但**宇宙学常数**的值较低。因此，我们想要做的就是设计我们最终能进入其中一个**真空**状态。

抱歉，什么是**真空**？

哦，好问题。**真空**就像一种可能的，我们所认为的，一套我们所见的物理定律。所以它实际上是更高维抽象物理定律空间中的一个**极小值**（Minima: 在数学和物理中，指函数或能量景观中的最低点），你可以在其中找到自己处于一个**极小值**。但这些**极小值**可能只是**局部极小值**（Local Minima: 在某个区域内是最低点，但可能存在更低的全局最低点）。事实上，根据我们的理解，我们今天所处的**极小值**，即赋予我们周围所有物理定律的**极小值**，实际上只是一个**局部极小值**。并且存在一个更低的**极小值**。事实上，外面存在许多更低的**极小值**，我们可以自发地或通过我们自己的蓄意行动过渡到这些**极小值**。

好的，我将把所有的困惑都抛给你，你来决定先处理哪个。是什么样的**损失函数**（Loss Function: 在优化问题中，衡量模型预测与真实值之间差异的函数，目标是最小化此函数）使得一个值成为**极小值**，而另一个值更高？当球滚出或滚入山谷时，它到底是在什么上面滚动？然后你暗示了存在其他地方的可能性。我不确定你是否在暗示物理宇宙中存在其他具有不同**真空**的区域，或者它们可能在假设中存在，或者我们的宇宙在反事实情况下可能就是其中之一？我不知道。

这正是我喜欢扔进**Claude**（Claude: **Anthropic**开发的大型语言模型）提示符中，看看会得到什么结果的那种问题。

很好。我很高兴成为你的**Claude**。**损失函数**是**能量密度**，所以一个很好的类比可能是水。水可以以多种相态存在：它可以是蒸汽、水或冰。即使它在云中，它也宁愿是水而不是水蒸气，但由于中间存在一道屏障，它很难达到水的状态。

所以，它最终可以自发地，通过一种热力学过程，从蒸汽变成水。这就像**损失函数**景观中的两个**极小值**。或者你可以进行**人工降雨**（Cloud Seeding: 通过向云中播撒物质来改变其微物理过程，以增加降水或抑制冰雹），将水蒸气变成水，所以那些将是这里的**极小值**的等价物。不同**极小值**的存在是物理学中一个非常成熟的部分。我们能够以受控方式从一个**极小值**工程化地转移到另一个**极小值**的可能性，是物理学推测中一个更具推测性的分支，但它似乎与我们所知的一切完全一致，即我们的遥远后代会尝试这样做。

### 宇宙工程的挑战

要做到这一点需要什么？可能需要一些类似于**粒子加速器**（Particle Accelerator: 利用电磁场使带电粒子加速到高能量的装置）的东西，但它会受到更严格的控制。你需要一种非常受控的方式来使场坍缩，并制造一个足够大的新**真空**气泡，使其能够继续膨胀，而不是在自身的表面张力下重新坍缩。你必须非常小心地做到这一点，既要确保在集中所有能量时不会意外地制造出**黑洞**，更糟糕的是，最终进入一个你不希望进入的**真空**状态。

那将是一个你不仅以某种方式消除了**宇宙学常数**，而且改变了，**电磁常数**或**