為未來的科學打個賭

克隆人、火星殖民地、電磁驅動引擎……這些可能的科學進展，哪些會成為現實？要不，我們試著給它們標個賠率，來賭上一把。

註：本文中，所有的賠率考慮的都是該科學進展在未來10年之內是否能實現，具體的賠率值是由愛爾蘭博彩公司Paddy Power計算的。如果賠率是5/1（1賠5）的話，你押進100元並且押中，那麼你將會贏得500元。

非達爾文式進化

長頸鹿的祖先原本是短頸的，但是為了要吃到高樹上的葉子，它們經常伸長脖子。不斷重複這個動作，時間一長，脖子就變長了，最終它們進化為了現在的長頸鹿。

上面這種進化方式，就是法國生物學家讓·巴蒂斯特·拉馬克在1801年前後提出的「獲得性遺傳」，也叫做「拉馬克式進化」，認為生物後天出現的性狀改變，能遺傳給後代。但今天的主流進化理論，是基於後來達爾文提出的自然選擇理論。與拉馬克所說的不一樣，達爾文認為，生物後代出現的變化是由基因的隨機突變產生的，跟生物後天的性狀改變無關，伸長脖子對後代的脖子沒有影響。

但最近，生物學家發現，外界環境和生物的行為有時的確會對遺傳產生影響。污染、吸煙、壓力和飲食都可能導致我們體內一些基因被表達，或導致其他的一些基因被休眠。其他的生物也有類似的現象。在某些情況下，這種基因表達的改變還能代代相傳。比如，當小鼠聞到某種氣味時就會連續遭受電擊，它會對這種氣味非常恐懼，這種恐懼甚至會遺傳到它的孫輩。這就是因為環境改變了小鼠的基因表達，並遺傳給了後代。這個現象就是表觀遺傳。

表觀遺傳似乎就是一種拉馬克式進化。那麼，與基因遺傳相比，表觀遺傳在生物遺傳中究竟起到多大的作用？或者，它是否只是一種短暫的現象，對總體的生物進化沒什麼作用？表觀遺傳最終能讓拉馬克式的理論「鹹魚翻身」嗎？這些問題已經是當今生物學領域中重要的待解決問題之一。

針灸的有效性

用針灸來止痛，已在全世界變得流行起來。但是，把針扎進你的皮膚里，真能治療疼痛？或者，它不過是一貼安慰劑？英國南安普頓大學的健康心理學家費利西蒂·畢曉普很自信：「我願意打賭，針灸比安慰劑更能止痛。」她還打賭說，在經過精心設計的雙盲實驗中，針灸的療法效果比用「假針」治療的效果要好得多。「假針」指的是一種特別設計的針，能讓測試者以為針刺穿了皮膚，但事實上並沒有刺穿皮膚。

但目前，人們還沒能設計出一個令所有人都挑不出毛病的雙盲實驗。但不管怎樣，針灸似乎離不開安慰劑效應。畢竟，針灸師需要與病人密切交流，這可能就會對病人產生積極的心理安慰作用。針灸師還往往建議病人改變生活方式，以減輕疼痛。畢曉普也承認，你不能忽視這些很明顯的安慰劑效應。也許，針灸真的是有效的，但要找到說服所有人的證據，可能很難。

克隆人

我們從一個動物身上提取出細胞核，並把它植入一個已經剔除細胞核的卵子中，這樣就能複製出跟原來一模一樣的動物，這就是體細胞克隆技術。藉助這種克隆辦法，在過去的幾十年里，我們已經克隆了奶牛、老鼠、雞以及羊。那麼，接下來會是人類嗎？

一些人認為，克隆可以「復活」一個走失的孩子，克隆人還能為患有絕症的人提供所需的移植器官。但從道德角度講，克隆人類顯然是一個雷區。除此之外，克隆本身也有很多技術問題。比如，克隆的失敗率極高，而且克隆體的健康難以保證。著名的克隆羊多莉，是在277次嘗試中唯一獲得成功的克隆羊。多莉雖然在剛出生時很正常，但它隨後患上了骨關節炎，並於6歲時因肺部疾病而死亡。

不過，多莉的運氣可能太差了些，因為之後克隆的幾隻羊都健康地活到了成年。不管怎樣，要涉及到人類的話，克隆會面臨更多的技術問題。例如，在靈長類動物中，靠近細胞核的紡錘體蛋白質，對細胞分裂起著至關重要的作用。當卵子的細胞核被去除時，這些蛋白質常常會遭到破壞，從而影響它的分裂。

目前，許多國家已經禁止了以生殖為目的克隆人實驗，但以治療為目的克隆人實驗，仍有著很多爭議。那麼，未來10年內會出現克隆人嗎？艾莉森·默多克是英國為數不多的有權研究克隆人類胚胎的科學家，她認為：「作為一名科學家，我不能說完全沒有，但我估計可能性接近於零。」

致幻劑獲得藥品上市許可

越來越多的證據表明，致幻劑有助於治療應激障礙症、抑鬱症等精神類疾病。那麼，向需要得到治療的人提供致幻劑的同時，該如何防止它被人群濫用呢？

這種進退兩難的處境，使得科學家在研究諸如MDMA（搖頭丸）、裸蓋菇素（裸蓋菇所含的致幻成分）等致幻物質面臨著很大的困難。獲取和儲存這些藥物，需要繁瑣的手續、昂貴的授權費、嚴格的安保措施等等。

不過，事情正在朝著更好的一面發展。2016年，英國倫敦帝國學院的研究人員就進行了第一次對裸蓋菇素的臨床試驗，以治療抑鬱症。儘管希望非常渺茫，但在未來的10年內，致幻劑獲得藥品上市許可，也是有一定可能的。

商用核聚變反應堆

儘管世界各國的可控核聚變研究取得了不少進展，但研究人員在幾十年里卻一直重複類似這樣的話：我們離商用核聚變反應堆仍需要三四十年時間。

在法國南部建造的國際熱核聚變實驗反應堆（ITER），代表了人類馴服太陽力量的最大希望。這個各國資助的反應堆是一種磁約束聚變反應堆，其原理如下，甜甜圈形狀容器內，利用磁場把由氘、氚等原子核及自由電子組成的高溫等離子體約束在有限體積內，來促使它們發生核聚變反應。不過，ITER的研究進度已經比原定計劃晚了11年，現預計將於2027年正式啟動。儘管它的耗資達130億歐元，但它只是一個示範模型，無法產生足夠的電力，也就無法連接到電網上。在10年內，要讓核聚變發出的電走進千家萬戶，似乎是一個很難實現的目標。

除非，ITER的競爭對手能取得更好的結果。位於德國的北部的文德爾施泰因7-X，是一種設計有別於ITER的核聚變反應堆，它的容器形狀不像甜甜圈，而像麻花。它耗資達10億歐元，計劃是在2021年實現30分鐘的持續運行，但它也只是一個示範模型。

而無數個規模較小的核聚變研究項目的前景，也同樣令人懷疑。許多研究人員表示，缺乏資金是導致研究進展緩慢的一個重要原因之一。看來，全球需要大力資助這個項目才行。

火星殖民地

最近，英國著名物理學家斯蒂芬·霍金針再次發出警告，認為人類在地球上生活的年限僅為100年，人類現在應該儘快開始對其他星球進行殖民。而在不久之前，美國太空探索技術公司（SpaceX）的CEO埃隆·馬斯克還宣布了一個在2020年建立火星殖民地的計劃，但這個計劃可能有點好高騖遠。火星是一個殘酷無情的環境：寒冷、乾燥、荒蕪、無氧氣、高輻射……登陸火星是一回事，在火星上建立一個永久的人類殖民地是另一回事。一些科學家認為，人類在未來的50年之內將能擁有一個火星殖民地，但即便如此，這也可能是盲目的樂觀。所以，不要用你的房產押注到這個進展上。

量子理論並不怪異

量子理論有點類似於賭博的理論：它永遠不會告訴你微觀世界將要發生什麼，只會為你提供事情發生的概率。但作為一個物理基礎理論，量子理論似乎有點不太完善。

為了解釋量子理論，物理學家們提出了有各種違反直覺的詮釋。例如，佔主導地位的「哥本哈根詮釋」認為，粒子如同具有分身術一樣，可以同時處在多個狀態，直到我們對其進行觀測，它們才會具有一個確定的狀態。相比之下，「多世界詮釋」認為，粒子始終具有分身術，對粒子測量後，每一個可能的觀測結果都會出現。那麼，為何我們只會看到一種結果呢？多世界詮釋認為，宇宙在觀測後會「分裂」出多個平行世界，而每個觀測結果都分別位於它自己的世界中。

不過，還存在一種詮釋，認為微觀世界本來是確定的，但某些因素被我們忽略了，導致了量子理論只能用概率來預測事情的發展。這就像我們無法掌握所有影響氣候的因素，所以只能大概預測未來地球氣候的變化。物理學家把這些因素稱為「隱藏變數」。自從量子理論提出以來，就有一小部分物理學家，包括愛因斯坦，就一直支持這一觀點，儘管該觀點缺乏證據支持。

那麼，究竟有沒有隱藏變數呢？物理學家最近做了很多檢測實驗，但結果都暗示隱藏變數不存在。那麼在未來，事情會出現轉機嗎？

不存在暗物質

暗物質是一種看不見的物質，在宇宙中的含量是普通物質的5倍多。我們之所以認為暗物質是存在的，是因為它可以解釋許多引力理論解釋不了的現象。例如，如果只存在普通物質的話，那麼我們的引力理論就無法解釋為什麼星系和星系團旋轉的速度要比預期的快得多。

然而，經過了幾十年的搜尋，我們還是沒有搞清楚暗物質是什麼。於是，一些科學家就猜測，暗物質也許不存在，而問題其實出在引力理論上。美國天文學家斯泰西·麥高格就是一位暗物質質疑者。在1999年，他就打賭說，如果更加仔細地分析宇宙微波背景輻射的特徵屬性，那麼將會找到很多不符合當前暗物質模型的數據。事實的確如此，但其他的天文學家修改了理論的一些參數設置，使得改進後的暗物質模型又能管用了。

即使是這樣，一些天文學家仍大膽地對引力理論進行了修改，這樣就能用不包含暗物質的模型去解釋宇宙了。例如，一種叫做修正牛頓動力學的理論認為，引力場在相對較弱的情況下，其強度不與距離的平方成反比，而是隨著距離的增加衰減得更加平緩。這樣，在離星系中心更遠的地方，引力強度會比原來所認為的更強，那裡的恆星圍繞星系中心的旋轉的速度就更快。但這些理論很不完善，而且缺乏有說服力的證據支持。目前，大多數天文學家仍相信暗物質是存在的。

聯絡到外星人

在好萊塢電影里，外星人無處不在：要麼來征服地球，要麼來拯救我們，要麼只是路過而已。但在現實世界裡，我們卻找不到任何外星人的蹤影，也從來沒有收到過外星人發給我們的信號。雖然，我們曾在1977年收到一個可疑的信號。那是位於美國俄亥俄州立大學的大耳射電望遠鏡接收到的一個無線電信號。當時的研究人員還激動地在記錄紙上寫了個「Wow!」。但在2016年，一些科學家經過分析後認為，這個信號極有可能是一顆彗星而不是外星人產生的（見拓展閱讀）。

但參與搜尋地外文明計劃（SETI）的美國資深天文學家塞思·肖斯塔克，並沒有泄氣。現在，SETI的觀測實力日益增強。10年之後，科學家們將會完成對100多萬個恆星系統的檢測。肖斯塔克認為，到那時我們就可能會檢測到來自外星人的信號，但是他只願意拿他的咖啡杯當賭注。

塞爾維亞的SETI研究員米蘭·瑟克維克認為，到2030年檢測到外星人信號的可能性會小於5%，但只要我們的文明沒被核武器、超級疾病或機器人等摧毀，到本世紀末，檢測到外星人信號的可能性應該不少於50%。

電磁驅動引擎

2001年，英國工程師羅傑·肖耶發明了一種全新的引擎——射頻共振空腔推進器，通常叫做電磁驅動引擎（EmDrive），其原理大致如下：用電力在一個密閉的錐形腔體內產生微波，微波在腔體內來回反射，對腔體內壁產生壓力，腔體寬的一端受到的壓力大於窄的一端受到的壓力，壓力差可產生一個微小的推力，使得腔體能朝著一個方向前進。注意的是，電磁驅動引擎只需要電力來產生微波，並不需要推進劑。

肖耶並不迴避對他的發明的預測。他自信地說：「如果你問的是2025年電磁驅動引擎商業化的概率是多少，我可以十分肯定地告訴你，這將是100%。」但是，許多科學家卻認為，電磁驅動引擎是不可行的，因為它違背了牛頓力學定律。我們知道，火箭是藉助它的發動機噴射火焰時產生的反作用力，向前行駛的。在這個過程中，作用力等於反作用力，動量守恆。但電磁驅動引擎什麼也不噴，自己就會動，這就違背了牛頓第三運動定律以及動量守恆定律。

即使如此，美國宇航局還是決定在實驗室里檢測一下。美國宇航局在2016年公布的報告顯示，電磁驅動引擎消耗每千瓦功率，就能夠產生大約1.2毫牛頓的推力。報告中提出的一個建議是，電磁驅動引擎的推力，可能與量子力學中的隱藏變數有關（見第九頁「量子理論並不怪異」）。

但這個報告，其實是用一個未經證實的事情去解釋另一個未經證實的事情。美國數學物理學家約翰·貝茲就此很不相信，認為報告中解釋電磁驅動引擎工作原理的內容，就是「一本正經地胡說八道」。許多科學家還相信，電磁驅動引擎並不能產生推力，實驗測得的可能不過是誤差而已。

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