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叩响天堂之门：宇宙探索的历程 [:1700950066]
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叩响天堂之门：宇宙探索的历程
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538博客创始人内特·希尔（Nate Silver）——这位预言了2008年总统大选结果的最成功的预测家，2009年秋天为了写一本关于预测学的书来采访我。而此时，我们面临着一场经济危机、一场明显无法取胜的阿富汗战争、医疗保健费用的攀升、潜在的不可逆转的气候变化，以及其他种种迫在眉睫的威胁。带着一点互惠互利的想法——因为我也有意了解内特对概率与预测于何时、因何有效的看法，我同意了与他的会面。
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尽管如此，内特为何选择采访我却令我困惑。因为我的专长是预测粒子对撞的结果，而我怀疑身处赌城拉斯维加斯的人（更不用说政府的人）可能会为此赌上一局。我猜想也许内特会问我有关大型强子对撞机的黑洞问题。但是，尽管当时被撤销的诉讼暗示着可能的威胁，鉴于前文所列举的几个更加真实的威胁，我猜想内特也会问那件事情。
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事实上，内特并不关心这个话题。他问了一些更技术的问题，关于粒子物理学家如何在大型强子对撞机与其他实验中进行猜想与预测。他感兴趣的是预测学，而科学家的事情正是进行预测。他希望可以更多地了解：科学家如何选择问题，其用来猜想可能发生事情的方法（我后文会介绍），等等。
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无论如何，在考虑大型强子对撞机实验与猜想可能的发现之前，本章继续讨论风险问题。有关现今的风险问题的奇怪态度，以及何时、如何应该期待它们的困惑，需要我们进行一番讨论。新闻曾报道了无数没有预期到的，以及未得到缓解的问题的不良结果。也许粒子物理与尺度分离的考虑可以为这些复杂问题带来一些启示。大型强子对撞机黑洞的官司当然非常有误导性，但是它与现今紧迫的事情无时无刻不在提醒我们关于风险这个专题的重要性。
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进行粒子物理学预测与其他风险评估不同，而我们只能用一个章节来浅显地阐述同风险评估与缓解相关的内容。更进一步，黑洞的例子不宜推广，因为它的风险本质上说并不存在。然而，在考虑如何评估与说明风险时，它可以帮助引导我们确定某些相关的事宜。我们将看到，虽然大型强子对撞机的黑洞从来不是一个威胁，但由于预测造成的误导应用却是一个威胁。
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世界上的风险
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当物理学家考虑大型强子对撞机的黑洞时，我们从已经存在的科学理论中推断尚无法探索的能标上的物理学。我们有严格的理论考虑以及明确的实验证据得出结论：虽然我们还不知道将会发生什么，但未来不会发生任何灾难 。在仔细考察之后，所有科学家一致认同，来自黑洞的危险风险可以被忽略，即使在宇宙的一生之中，它们也不可能构成任何问题。
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这完全不同于其他潜在危险的解决方法。我仍然有些困惑：为什么几年前经济学家与金融学家未能预见即将到来的金融危机，或者甚至没有预见到一次危机被避免之后可能是为一次新的危机埋下伏笔。经济学家与金融学家在预测平稳的经济运行时并没有达成一个共识，以至于没有人进行干预，致使最后经济濒临崩溃。
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2008年年末，我参与了一个跨学科会议的小组讨论。我被询问到关于黑洞威胁的问题，这并非第一次或者最后一次。坐在我右手边的高盛国际公司的副总裁同我开玩笑说：“每一个人所面临的真实黑洞危险其实是经济。”这个类比非常恰当。
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黑洞通过强烈的吸引力捕获所有近邻的物质并将之转化。因为完全可以根据黑洞的质量、电荷与所谓的角动量来对它们进行分类，黑洞不记录进入的物质以及它们如何进入，所以进入黑洞的信息看似丢失了。通过走漏的辐射的微妙关联，黑洞非常缓慢地释放着信息。更进一步地，大黑洞的衰减缓慢，而小黑洞则立即衰减消失。这意味着小黑洞的寿命不会太长，而大黑洞本质上太大而不会消失。这是否使我们头脑灵光一现？信息以及债与衍生品被银行吸入而转化成不可解读的、复杂的资产。之后，信息以及其他进入的东西只能缓慢地被释放出来。
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今天讲述了太多全局的现象，我们是在一个宏观的尺度上进行一个无法操控的实验。有一次在《海岸到海岸》（Coast to Coast ）的广播秀中，我被问及，如果某个实验有可能威胁到整个世界，那么不管它有多么诱人，我是否会展开此实验。令绝大多数保守的广播听众懊恼的是，我的回答是：我们事实上已经在做这样的实验——碳排放。为什么人们不去担心它呢？
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随着科学的进步，鲜有突然的变化在没有任何提前的暗示中发生。我们不知道气候将发生灾难性的变化，但是我们已经看到了来自融化的冰川与气候改变的暗示。经济也许在2008年迎来了突然的崩溃，但是许多金融学家也已知道得足够多，从而在崩塌前离开市场。新金融工具与高碳排放量是有可能酿成急剧变化的。在这些真实的世界条件下，问题不在于是否存在风险。在这些案例中，我们需要决定：
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如果我们合理地考虑了可能的危险，那么应该如何决定一个可以接受的警觉程度。
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计算风险是第一步
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从理论上讲，第一步是计算风险。有时人们就是把概率算错了。当约翰·奥利弗（John Oliver）在《每日秀》（The Daily Show ）中就黑洞的问题采访大型强子对撞机的一个诉讼当事人沃尔特·瓦格纳时，瓦格纳已经对大型强子对撞机的毫无信任，他说大型强子对撞机有50%的概率摧毁地球，因为这件事要么发生、要么不发生。奥利弗怀疑地回应说他“不确定概率原来是这样推算出来的”。值得庆幸的是，奥利弗是正确的，我们的确可以给出更好的（即不是那么平均的）概率估计。
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情况并不总是那么简单。可以考虑不利环境变化的概率，或者中东恶性局面的概率或者经济的运行情况，这些是更加复杂的情况。不仅表述这些危机的方程难于被解决，实际上我们甚至连方程是什么都不知道。对于气候变化，我们可以进行模拟以及研究历史的记录；对于另外两个问题，我们可以试图探究历史上相似的情形，或者简化模型。但是在这三种情形中，许多不确定因素使得任何预测都显得苍白无力。
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准确与可信的预测非常难以获得。甚至当人们竭尽全力把所有相关因素都考虑到模型中时，进入任何一个特定模型中的输入与假设也可能强烈地影响其结果。而如果伴随着这些底层假设的不确定性变得更多，那么一种低风险的预测就失去了意义。要使预测具有价值，不确定性的彻底性与直接性就至关重要。
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在考虑其他例子之前，让我先通过回顾一个小逸事来阐述这个问题。
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在我早期的物理学研究生涯中，我注意到，标准模型允许我们感兴趣的某个特定物理量拥有更广阔的数值范围。由于量子力学的贡献，该范围依赖于（当时）近期测到的、非常巨大的顶夸克的质量。当将结果在一个会议上汇报时，我被问及可否将我的新预测用顶夸克质量的函数曲线来刻画。我回答不行，因为我知道有几个不同的因素，而剩下的不确定性允许的可能性范围太宽，以至于不能给出这样一条简单曲线。然而，一个“专家”同行低估了这里面的不确定性，他给出了这样一条曲线（与现今关于现实世界所做的许多预测没什么不同），并且在一段时间内他的预测被广泛引用。最终，当测量到的物理量并没有落在他所预测的区域中时，这种不一致要追根溯源到他对不确定性过度乐观的估计上。显然，最好一开始就避免这种尴尬，无论在科学领域还是现实世界的任何情形中。我们期望预测有意义，并且如果我们对待输入的不确定性足够仔细的话，那么预测还是唯一的。
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现实世界情形表述的是更为棘手的问题，要求我们更加仔细地对待不确定性与未知因素。我们必须谨慎地使用定量预测，而不能不考虑这些问题。
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一个绊脚石是，如何合理地考虑系统风险，它们几乎总是很难量化。在任何大型的交互系统中，多个失效模型中的大型元件往往来自最不受注意的较小部件的互联。信息可以在转换中丢失或从一开始就没有参与进来，而且这种系统性问题可以将其他潜在风险的后果放大。
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当我到一个委员会处理NASA安全问题时，第一次看到这种结构性问题。为了适应这种安抚不同选区的需要，NASA的站点遍及整个美国。即使任何独立站点会看顾各自的装置，在连接上它们却没有机构投资。接着，大型组织也援引这种做法。信息在不同次级系统的交互中很容易丢失。NASA与航空工业风险分析师乔·弗拉格拉（Joe Fragola）做了研究，他给我的一封邮件中写道：“我的经验表明，离开了项目专家之间的联合活动，系统集成团队与风险分析小组进行的风险分析注定是不全面的。特别地，所谓‘一站式’风险分析就变成了精算练习，并且只有学术界才感兴趣。”在广度与细节之间往往有一个权衡，但是两者从长远来看都非常关键。
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