气候变化是不是会逼着人类迁徙到地球北缘？我们的德行如何起源于大脑的结构？关于文化对我们的思维方式的影响，语言习得性的最新研究成果会告诉我们些什么？关于时间的本质，当前神经科学的研究是怎么认识的？

  马克思·布鲁克曼编写的这本《下一步是什么——未来科学的报告》收录了新一代科学家的原创性文章。这些文章给读者在思考面对未来我们该做些什么样的准备方面提供一个指导性的开端。

《下一步是什么——未来科学的报告》，这本题材广泛的原创性论文集提供了对这个时代最具挑战性的科学问题的最新认识。本书的作者——当今世界最杰出的青年科学家——马克思·布鲁克曼不仅介绍了他们各自所在领域的最新进展，而且讨论了其工作对社会、伦理和哲学等方面的影响。《下一步是什么——未来科学的报告》纵横捭阖，所涉领域横跨天体物理学、人类学、气候学和神经科学等，为我们了解这些学科的前沿提供了逻辑清晰、内容丰富的导引。

第一章 我们将撤往北缘地区？

第二章 镜像神经元：我们天生就合乎道德吗？

第三章 如何增强人自身

第四章 我们在非自然宇宙中的位置

第五章 暗能量到底是什么？

第六章 青少年中社会脑的发展

第七章 观察大脑的互动

第八章 是什么使得大观念如此牢固？

第九章 道德心灵的生理学基础

第十章 语言是如何影响我们思考的？

第十一章 记忆增强，记忆擦除：我们过去的未来

第十二章 想象的极端重要性

第十三章 脑时间

第十四章 超越大脑：为什么智人要从树上下来，为什么其他动物不跟着学？

第十五章 我们当中的外来者

第十六章 社群性昆虫是如何变得具有社会性的？

第十七章 人类的灭绝和进化

第十八章 为什么专业化没有导致科学四分五裂？

致谢

对于过去，我们可以列举出各种证据来证明环境形势的严峻性，但对于未来，这些证据还是那么具有说服力吗？争论(如果算的话)非常尖锐，但战线已推向敌方。像“这是真的吗？”和“是不是我们错了？”这类问题现在已经替代为“会发生什么？”“发生在哪里？”“会有多快？”和“我们该做些什么？”等确定性问题。科学将我们带到了这些问题前，但我们的答案将远远超出科学的范畴。说它关系到21世纪人类生存的全球格局绝不是危言耸听。

因此，到底会发生什么？以下是我们目前所知道的：第一，气候变暖才刚刚开始。我们有百分之九十的把握肯定：如果以目前或超过目前的速度继续排放温室气体，那么21世纪气候变化之剧烈将远远超过我们曾经历过的任何一个世纪。考虑到人口增长因素或到下个世纪的温室气体排放，按物理学基本原理可推知，地球的气候必将继续升温，到本世纪末全球将平均升高1.8℃～4.0℃(3.2°F～7.0°F)，除非有些至今没有发现的非线性气候因素在起作用。[2]气温到底会上升多高取决于我们向大气排放多少碳。这里，较低的值是IPCC的乐观估计，即假设全球人口稳定并且采用清洁能源技术。较高的值是基于对化石燃料的依赖有增无减的估计。

这些温度变化听上去似乎并不大，但实际情形并非如此。即使是上述最乐观的估计(温升1.8℃)，也是我们在20世纪经历的3倍。此外，由于温室气体在大气中的长寿命以及世界各大洋对其反应的迟缓，我们已经“锁定”了这种变暖的大部分事实，就是说，无论我们制定的政策有什么样的变化，全球气温上升将持续到2030年已是不争的事实。即使我们能将温室气体排放量限定在2000年的水平，这种气候变暖依然会延续到本世纪中叶。但从长期来看，政策变化将产生巨大的影响：预计到2100年，温度上升将只有目前锁定值的20％。从这一点上看，通过积极的社会行动来延缓气候变暖还是有可能的，尽管我们不能阻止它。

较高的气温将加剧水分蒸发，使土壤变得干燥，并使旱灾频发，尤其是在南北纬度20°到40°之间的两大宽阔带，情形就更是如此。气候变暖将使美国西南部、欧洲南部和东部、非洲南部和南美的东部等地的极端干旱天数大大增加。空气中水汽也将增加，按照克劳修斯一克拉珀龙方程，气温每提高1℃，大气的含水量上升7％。由于天气系统中水蒸气的增加，极端降水事件一即洪水——的频率将随之上升。热浪造成的致命的大面积停电将经常发生，就像2003年在法国，2006年在美国，2007年在日本一再出现的情形，热浪造成死亡率攀升。海平面持续抬高(它的增长现在是每年大约3mm)，唯一不确定的仅仅是它上升得有多快、有多高。低海拔的沿海地区，包括佛罗里达州、荷兰、岛屿国家和贫困的孟加拉国，将面临在今后几十年内被淹没的危险。

如果你看过影片《难以忽视的真相》或在报纸上读到过气候变化的故事，你一定已经了解大多数这类坏消息。关于21世纪气候变化的这些报道，除了有关飓风和森林火灾的属于推测性的之外，大部分都属于科学预言在先。然而，即使这些都还不是我们的气候模型做出的最严厉预警。气候最强有力的变化将席卷整个北部高纬度地区，北纬45°线基本上穿越美国北部、加拿大、俄罗斯和欧洲。在这条线以北，气候变化将是地球上任何其他地区无法相比的：气温将上升全球平均水平的近一倍(主要由暖冬造成)，降水也将大幅增加。

在极北部地区，这些影响已显露端倪：北极海冰融化，北极熊溺亡，因纽特猎人失业。所有这些都是全球变暖的象征。北极地区气候变暖的速度和严重性确实非常值得注意。当然，北极地区相对较小且人口稀少，其原生态的社会和经济结构对我们生存的其他地区的影响永远属于边缘性的。但其南部区域，即“北部边缘”(northern rim，以下简称“北缘”)附近的广大地区及邻近洋域——美国、加拿大、丹麦、冰岛、瑞典、挪威、芬兰和俄罗斯境内区域——问题就要严重得多。如同北极的情形，这些区域的气候变化已经开始出现。在本世纪里，这一地带——占近30％的地球陆地面积，现存的最大森林区域，也是最大的未开发矿产、水资源和能源蕴藏基地，有近1亿人口——将经历最深刻的生态的和社会结构的变迁。

这些北纬地区对南方居民从来就不具有吸引力，这有几个原因。首先是日照时间具有很强的季节性。在极北地区和内陆深处，永久冻土层使建设成本难以承受，土壤常年渍涝，使潮湿的土地成为数以亿计的蚊子的天堂。作物生长季节短，农业产量低，大部分土地属于山地类型。对于适于南方生长的生命形式——植物、动物和人类来说，唯一最大的障碍就是令人脑袋发木的隆冬的严寒。这里的夏天是温暖的，甚至酷热(好在整个北缘附近都能用空调)；但冬天却是严霜冰冻。落叶乔木干裂死亡，蟾蜍在泥床上冻得像土坷垃，在-40°(在这种低温下，摄氏和华氏温标已趋同)的严寒下，压缩机失灵，钢铁断裂，人工建设已不可能。

经历过“零下40℃”的人都对这种恶劣环境感到惧怕和痛恨，它使人类的活动被迫停止。所有来自北缘的人——白马镇的老板、艾伯塔省的克里族渔民、俄罗斯的卡车司机和赫尔辛基的退休老人——均向我描述了这种感觉。他们对近期气候变暖带来的各种问题和机会的态度颇为复杂，但有一点是共同的：那就是都相信零下40℃的天气正变得越来越少。

P3-6

我们大多数人从长期的经验中学到，与下一代进行思想上的接触，深入了解我们当今时代的问题以及未来社会将要面对的问题，这在社会各个领域都是非常重要的。在科学领域，这项工作尤为有价值，因为很多重要的发现都是该领域初出茅庐的年轻人做出的。编辑这本简明文集的初衷就是想一睹当今这些耀眼的青年科学家在做什么、想什么。

这里专载的18位青年科学家所从事的研究各不相同，但所涉问题将会对我们的生活——甚至对我们如何看待自己以及我们如何看待我们在宇宙中的位置——产生长期和深远的影响。他们的思想最终将有助于重新确立我们是谁，我们是什么。

为了形成这份名单，我走访了当今一些领袖级科学家，请他们提供各自学科领域的新星：这些人在各自的研究中正处于解决和提出科学上一些最棘手问题的前沿。这份名单可以说是未来一代科学家名录的精华版。

我要求每一位人选者就其自身的研究领域撰写所面临的问题。他们的文章特别新颖，因为这些作者里多数人很少有时间或机会为广大的非专业读者写东西。这个名单里有：

·戴维·伊戈尔曼，贝勒医学院知觉与行为实验室主任，从事大脑如何感知时间的分析；

·卡捷琳娜·哈尔瓦蒂，马克斯·普朗克进化人类学研究所的古人类学家，研究原始人类在过去遭到灭绝的证据，以及它对我们自己这个物种在未来的意义；

·马修·利伯曼，加州大学洛杉矶分校的心理学副教授，研究是否是我们的大脑的生理结构使得我们更有可能形成并坚持某些思想；

·肖恩·卡罗尔，加州理工学院物理学方面的高级研究助理，讨论为什么我们仍不知道我们这个宇宙的起源以及时间的方向；

·劳伦斯·史密斯，加州大学洛杉矶分校地理系教授兼系副主任，地球与空间科学系教授，他认为气候变化可能导致陆地上迅速形成新的经济上活跃的北部地缘带；

·莱拉·博罗迪茨基，斯坦福大学心理学、神经科学和符号系统系助理教授，研究我们的语言如何影响我们的思维方式；

·萨姆·库克，麻省理工学院神经科学博士后助教，研究我们何时以及如何能够操纵自己的记忆——以及我们是否应该这么做。

这些年轻研究人员的工作热情以及对科学的热爱是显而易见的。他们对新思想的大胆探索，对现有知识边界的突破性尝试令人振奋。我希望《下一步是什么？》这本书会给读者在思考面对未来我们该做些什么样的准备方面提供一个指导性的开端。

马克斯·布罗克曼

纽约

2009年1月

“如果这些作者代表着科学的未来，那么未来的科学将是一匹奔腾的快马！你会比诺贝尔委员会更早地从中发现新一代最杰出大脑的所思所想。”

——丹尼尔·吉尔伯特，《幸福的羁绊》一书的作者

“未来十年的科学新概念的超前鸟瞰。”

——史蒂文·平克，《思想的品质》一书的作者