万年科学实验大畅想：大恒星如何爆发/图 (4)

　　为了弄清这些异常是宇宙的真实特性还是统计学上的偶然现象，我们需要长期地观测下去。现今我们观测到的CMB辐射分布，是我们在时空所处的特定位置带来的偶然结果。137亿年来，CMB辐射一直不断地从四面八方涌向地球。因此，测绘CMB的分布，意味着要绘出一个环绕地球、半径达137亿光年(光在137亿年中行进的距离)的球面。如果我们有足够长的时间，球面将越来越大，并逐步穿过早期宇宙所在的新区域。这些异常结构尺度极大，CMB球面可能需要十亿年的时间才能穿越它们(到那时球面半径将扩张到147亿光年)。如果给我的时间只有区区1 000 000年，大多数异常现象应该仍然存在，但是可能有微小的变化。到那时，我们也许能够看出，异常现象是将朝着消失的方向发展，还是将持续存在下去。前者意味着异常现象是偶然事件；而后者则意味着可能存在更大的宇宙结构。

时间跨度：1 000 000年

　　问题：质子有金刚不坏之身吗？

　　西恩·M·卡罗尔(Sean M. Carroll)，美国加州理工学院理论物理学家

　　宇宙中的通常物质主要由质子构成，这种粒子自大爆炸以来就一直存在。其他各种亚原子粒子，包括中子在内，都可以自发地衰变，但质子却似乎是格外的稳定。不过，某些“大统一理论”(GUT)试图把整个粒子物理学重新解读为某个单一的力的不同表现形式，并据此预测质子也会衰变，其平均寿命与具体的理论有关，最高可达1043年。如果我们等待足够长的时间，最终是否会看到这种衰变发生呢？

　　为了观察到质子的衰变，我们需要在一个庞大的地下水池中装满水，然后探测水的原子中所含质子发生衰变时发出的微弱闪光。监视的质子越多，探测到一次衰变的机会就越大。利用现有探测装置进行的研究表明，质子的寿命至少也有1034年，这个结果已经把众多大统一理论“扫地出门”了。要得到确定的结论，现有探测器需要持续运行一亿年。但是，如果我们能打造出规模为现在5倍的探测器(像一个足球场那么大，能容纳5 000 000吨水)，那么只需1 000 000年就够了。为了实现粒子物理学的统一，等这么久，值得！

　　{精彩速览}

　　许多自然现象之所以难于观测，是因为它们跨越的时间幅度非常大，远远超出了人类的寿命。

　　作者向各个领域的顶级科学家提出了一个问题：如果他们能活上几千年，最可能会进行哪些实验。

　　当然这些实验只能依靠现有的技术，而且它们所针对的必须是某个无法在更短时间内解决，且极为重要性的问题。

　　它们能变得多聪明？

　　“如果我让黑猩猩或其他非人类灵长目动物，朝着认知能力越来越高的方向进化，那么它们能变得多聪明？”

　　布鲁斯·拉恩(Bruce Lahn)，美国芝加哥大学遗传学家

　　我们能进化得不生大病吗？

　　“由于不适应饮食结构的变化，越来越多人患上了像糖尿病这样的一些新疾病。那么，数万年后，我们的机体是否已经进化得足够适应了？”

　　萨拉·蒂西科夫(Sarah Tishkof)，美国宾夕法尼亚大学人类遗传学家

　　我们最终是否会陷入无休止的局部战争中？

　　“如果几个世纪后，人类耗尽了廉价的化石燃料，又未能找到新的替代能源，那么，我们将从全球型社会倒退回地方化社会。我们是否会走部族纷争的老路，并陷入无休止的小规模战争中呢？”

　　劳伦斯·史密斯(Laurence Smith)，美国加利福尼亚大学洛杉矶分校地理学家

　　人的脑袋是否会变大？

　　“产道狭窄是制约人头部大小的主要瓶颈之一。如果在几十万年里持续推行剖腹产，我们的脑部是否会进化得更大？”

　　卡特琳娜·哈瓦蒂(Katerina Harvati)，德国蒂宾根大学古人类学家

　　晚生晚育会使人的生物学特性出现怎样的变化？

　　“现代人要孩子的年龄都比以前晚，这将使精子的突变率更高，而且抚养孩子的方式也会有所不同。几万年后，这些文化传统上的转变，会影响我们的生物学特性吗？”

　　本文作者

　　马库斯·费尔德曼(Marcus Feldman)，美国斯坦福大学数理生物学家

　　达维德·卡斯泰尔韦奇是《科学美国人》(Scientific American)的特约编辑

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