(موسيقى) في يوم مدرسيّ عادي، نقضي عددا لا يحصى من الساعات لتعلّم أجوبة عن بعض الأسئلة، لكننا الآن سنقوم بالعكس. سوف نركّز على الأسئلة التي لا يمكننا تعلّم إجاباتها لأنّها مجهولة. كانت الكثير من الأمور تثير حيرتي في طفولتي، مثلا: كيف سيكون الأمر لو كنت كلبا؟ هل يحسّ السمك بالألم؟ ماذا عن الحشرات؟ هل كان الانفجار الكبير مجرّد حادث؟ هل هناك إلاه؟ و لو كان موجودا، لماذا نحن متأكّدون أنّ ذكر و ليس أنثى؟ لماذا يعاني الكثير من الأشخاص و الحيوانات البريئة؟ هل هناك فعلا مخطّط لحياتي؟ هل لا يزال بإمكاني كتابة مستقبلي أم أنّه مقدّر مسبقا و لا يمكننا التفطن لذلك؟ و هل لديّ إرادة حرّة؟ لكن، من أنا على أيّ حال؟ هل أنا مجرد آلة بيولوجية؟ إذا فلماذا أنا واع؟ ماهو الوعي؟ هل سيصبح الآليون واعين في يوم ما؟ لقد كنت أفترض أنّني في يوم ما سأجد الإجابات لكلّ هذه التساؤلات. لا بد و أنّ شخصا ما يعرفها، صح؟ لكن، ما من أحد يعرف. معظم تلك الأسئلة تحيّرني الآن أكثر من قبل. لكن الغوص في أعماقها ممتع لأنّه يأخذك إلى حافة المعرفة، حيث لا يمكنك أن تعرف ما سيكون بانتظارك هناك. إذن، سؤالين ما من أحد على الأرض يعرف الإجابة عنهما. (موسيقى) أحيانا عندما أكون في رحلة طويلة بالطائرة، أتأمل كلّ تلك الجبال و الصحاري و أحاول تخيّل مدى كبر الأرض. ثمّ أتذّكر وجود شيء نراه يوميّا بإمكانه حرفيّا احتواء مليون أرضا داخله: الشمس. إنّها تبدو هائلة الحجم. لكن مقارنة بأخرى، فهي مجرّد إبرة، فهي واحدة من عدد يقارب 400 مليار نجم في مجرة درب التبانة، و التي يمكنك رؤيتها في ليلة صافية في شكل ضباب أبيض يمتدّ عبر السّماء. و يزداد الأمر سوءا إذ أنّ هناك 100 مليار مجرة يمكن لتلسكوباتنا رصدها. لو كان كلّ نجم في حجم حبة رمل، فإنّ درب التبانة وحدها عندها عدد كافي من النّجوم لملأ شاطئ أبعاده 30 قدما و ذو عمق 3 أقدام بالرّمل. و الأرض ليس لها ما يكفي من الشواطئ لتمثيل النّجوم الموجودة في الكون كلّه. شاطئ مماثل قد يمتدّ لمئات الملايين من الأميال. باسم ستيفن هوكنغ، هذا عدد كبير من النّجوم. لكن هذا الأخير و غيره من الفيزيائيين يعتقدون أنّ الواقع لا يزال أكبر من ذلك بكثير. أوّلا، ال100 مليار مجرة التي يمكننا رصدها بالتلسكوبات ليست على الأرجح سوى جزء صغير من الكلّ. الفضاء نفسه في امتداد بنسق متسارع. الغالبية العظمى من المجرات تتباعد عنّا بسرعة كبيرة لدرجة أنّ الضوء الصّادر منها قد لن يصلنا أبدا. واقعنا الفيزيائي هنا على الأرض مرتبط بصفة وثيقة لتلك المجرات البعيدة الغير مرئية. يمكننا التفكير فيها كجزء من كوننا. إنّها تكوّن مبنى واحدا كبيرا خاضعا لنفس قوانين الفيزياء و مصنوع كلّه من نفس الأنواع من الذرات، الالكترونات، البروتونات، الكواركات، و النوترينات -- التي نتكّون منها أنا و أنت. إلا أنّ نظريات الفيزياء الحديثة، منها نظرية الأوتار، تخبرنا الأن أنّه من الممكن وجود عدد لا متناه من الأكوان متكوّنة من أنواع مختلفة من الجسيمات، ذات خاصيات مختلفة و تتبع قوانينا مختلفة. معظم هذه الأكوان غير قادر على إحتواء أشكال حياة، و قد يظهر للوجود و يختفي تماما في نانوثانية. لكنّها معا تقوم بتشكيل متعدد الأكوان ذو عديد الأكوان على قرابة 11 بعدا و عجائب لا يمكننا تخيّلها. أشهر نسخة من نظرية الأوتار تتوقّع متعدد أكوان متكوّن من 10 إلى 500 كون. إنّه رقم 1 متبوع ب500 صفر، وهو عدد هائل جدا لدرجة أنّ كل ذرة من كوننا المرئيّ لديها كونها الخاص، وكلّ الذرات بتلك الأكوان لها أكوان خاصة بها أيضا، و نعيد الأمر نفسه مرّتين أخرتين، و سوف لا تزال وجدت سوى جزء صغيرا من المجموع، ما يقارب واحد على بليون بليون بليون بليون بليون بليون بليون بليون بليون بليون بليون بليون بليون بليون بليون. وحتّى ذلك الرقم هو صغير جدا مقارنة بآخر: اللانهاية. يرى بعض الفيزيائيين أنّ الزمكان هو غير متناه و أنّه يحتوي على عدد لا متناه من الأكوان الجيبية مع خصائص مختلفة. كيف حال دماغك؟ تضيف النظرية الكمومية لغزا جديدا كلياً. لقد تمّ إثبات صحة النّظرية بعيدا عن كلّ شك، ولكن تفسيرها محيّر، و يعتقد بعض الفيزيائين أنّ بإمكانك فهمها فقط إذا كنت تتصور أنّ أعدادا ضخمة من الأكوان المتوازية هي بصدد الولادة في كل لحظة، والعديد من هذه الأكوان سيكون واقعيا جداً مثل العالم الذي نعيش فيه، وستشمل نسخا متعددة منك أنت. في إحدى هذه الأكوان، تتخرج مع مرتبة الشرف وتتزوج من الشخص الذي تحلم، وفي كون آخر، لا يحدث الكثير. لا يزال هناك بعض العلماء الذين سوف يقولون أنّه هراء. الجواب المجدي الوحيد لمسألة عدد العديد من الأكوان هو واحد. الكون واحد فقط. وعدد قليل من الفلاسفة والصوفيين قد يجادل بأن كوننا ليس سوى مجرد وهم. لذا، وكما ترون، والآن لا يوجد أي اتفاق بشأن هذه المسألة. كل ما نعرفه هو أن الجواب في مكان ما بين الصفر واللانهاية. حسنا، أعتقد أننا نعرف شيئا آخر. وهذا وقت رائع لدراسة الفيزياء. قد نكون النقلة الأكبر التي حدثت في المعرفة في البشرية جمعاء. (موسيقى) في مكان ما هناك في هذا الكون الشاسع يجب أن يكون هناك بالتأكيد عدد لا يحصى من الكواكب الأخرى تعج بالحياة. ولكن لماذا لا نرى أي دليل على ذلك؟ حسنا، هذا هو السؤال الشهير الذي طرحه إنريكو فيرمي سنة 1950: أين يكون الجميع؟ المؤمنون بنظريات المؤامرة يدّعون أن المكوكات الفضائية الغريبة تزورنا طيلة الوقت وأنّه يتم التستّر على التقارير، ولكن بصراحة، إنّهم ليسوا مقنعين تماما. و ذلك يترك لغزا حقيقيا. في السنة الماضية، المرصد الفضائي كيبلر كان قد وجد مئات كواكب حول النجوم القريبة فقط. وإذا كان بإمكانك استقراء تلك البيانات، يبدو أنه يمكن أن يكون هناك نصف تريليون كوكب في مجرتنا فقط. إذا كان لدى أي واحد من 10,000 له الظروف التي يمكن أن تدعم شكلاً من أشكال الحياة، فلا يزال هناك قرابة 50 مليون كوكبا يمكن له أن يأوي الحياة هنا في مجرّتنا درب التبانة. إليكم هذا اللغز: أرضنا لم تتشكّل حتى حوالي 9 مليار سنة بعد الانفجار الكبير. عدد لا يحصى من الكواكب الأخرى في مجرتنا يفترض أنّها تشكلت في وقت سابق، معطية الحياة فرصة للتتشكّل منذ المليارات، أو الملايين، من السنوات السابقة لما حدث على الأرض. إن كان شكل من الحياة الذكية قد ظهر على إحدى هذه الكواكب وبدأ بإنشاء التكنولوجيات، فقد كان أمام تلك التكنولوجيات الملايين من السنين لتتطوّر في مدى تعقيدها و قوّتها. على الأرض، لقد رأينا التطّور السريع الهائل للتكنولوجيا في 100 سنة فقط. في ملايين السنين، حضارة ذكية غريبة تتمكّن بسهولة من الانتشار عبر المجرة، و ربّما بنت آلات جامعة للطاقة أو أساطيلا من سفن الفضاء الاستعماراتية أو أعمال فنية المجيدة التي تملأ سماء الليل. على الأقل، كنت أعتقد أنها ستكشف عن وجودها، عن عمد أو غير عمد، من خلال إشارات كهرومغناطيسية من نوع ما. و لكننا لم نر أي دليل مقنع لأي من ذلك. لماذا؟ حسنا، هناك العديد من الإجابات المحتملة، البعض منهما مظلمة تماما. ربما هناك حضارة واحدة خارقة الذكاء كانت قد سيطرت فعلا على المجرة وفرضت الصمت الصارم في موجات الراديو خوفا من أيّ من المنافسين المحتملين. هو مجرد الجلوس هناك استعدادا لطمس أي شيء يمكن أن يصبح تهديدا. أو ربما أنهم ليسوا بذلك الذكاء، أو ربما التطور نوع ذكيّ قادر على خلق تكنولوجيا متطورة هو أندر بكثير مما لقد افترضنا. على أي حال، فقد حدث ذلك فقط مرة واحدة على الأرض في 4 مليارات سنة. و ربّما ذلك كان مجرّد ضربة حظ. ربما نحن أول حضارة من هذا النّوع في مجرتنا. أو، ربما كلّ حضارة تحمل معها بذور فنائها من خلال عدم القدرة على التحكم في التكنولوجيات التي تصنعها. ولكن هناك العديد من الإجابات الأكثر تفاؤلا. فنحن لسنا نبحث في الأمر بطريقة جدية جدا، ونحن نصرف مبالغ مالية ضئيلة عليه. فقط نسبة ضئيلة من النجوم في مجرتنا قد تمّت دراستها في عن كثب بحثاً عن علامات مثيرة للاهتمام. وربما نحن لا نبحث بالطريقة الصحيحة. ربما مع تطوّر الحضارات، فقد اكتشفت بسرعة تكنولوجيات اتصال أكثر تطورا وفائدة من الموجات الكهرومغناطيسية. ربما جميع الأنشطة تتم داخل المادة المظلمة الغامضة الحديثة الاكتشاف أو الطاقة المظلمة، التي تستأثر بمعظم الكتلة في الكون على ما يبدو. أو، ربما نحن نبحث في مقياس خاطئ. وربما فهمت الحضارات الذكية أنّ الحياة في نهاية المطاف مجرد أنماط معقّدة من المعلومات تتفاعل مع بعضها البعض بطريقة جميلة، وأن ذلك يمكن أن يحدث مزيد من الكفاءة على نطاق صغير. مثلما تقلّصت أنظمة الاستريو على الأرض، لأجهزة آيبود صغير و جميلة، ربما الحياة الذكية نفسها، جعلت نفسها مجهرية بهدف تخفيض تأثيرها في البيئة. إذن قد يكون النظام الشمسي يعج بالفضائيين، و نحن لا نلاحظ ذلك. ربما مجرّد الأفكار نفسها في أذهاننا هي شكل من أشكال الحياة الغريبة. حسنا، حسنا، هذا فكر مجنون. الفضائيون جعلوني أقول ذلك. إلا أنه رائع أنّ الأفكار تبدو و كأنّ لها حياة خاصة بها وأنها تعيش كثيرا بعد فناء مخترعيها. ربما الحياة البيولوجية مجرد مرحلة عابرة. في غضون السنوات ال 15 القادمة، يمكن أن نبدأ في رؤية معلومات حقيقية طيفية من الكواكب القريبة و التي سوف تكشف أنّها قد تكون قادرة على احتضان الحياة. وفي الوقت نفسه، سيتي، البحث عن أشكال ذكاء فضائي، يشارك البيانات الخاصة به مع العامة حتى يتمكّن الملايين من العلماء، ربما بما فيهم أنت، من المشاركة في البحث. وهنا على الأرض، تجارب مذهلة يجري القيام بها في محاولة لخلق الحياة من نقطة الصفر، قد تكون مختلفة جداً عن أشكال الحياة ذات الحمض النووي الذي نعرفه. وكل هذا سوف يساعدنا على فهم ما إذا كان الكون يعج بالحياة أو ما إذا كنّا وحيدين فيه. كلا الإجابتين مذهلة بطريقتها الخاصة، لأنّا حتى لو كنّا وحدنا، فإنّ مجرد التفكير والحلم وطرح هذه الأسئلة ربما تصبح واحدة من أهم الحقائق حول الكون. ولدى المزيد من الأخبار الجيدة لكم. السعي من أجل المعرفة والفهم لم يكن أبدا مملا. لا، بل هو عكس ذلك تماما. معرفة المزيد تجعل العالم يبدو مذهلا أكثر. و تلك الاحتمالات المجنونة و الأسئلة التي لا أجوبة لها هي التي تدفعنا إلى الأمام. لذا، ابقوا فضوليين.
On a typical day at school, endless hours are spent learning the answers to questions, but right now, we'll do the opposite. We're going to focus on questions where you can't learn the answers because they're unknown. I used to puzzle about a lot of things as a boy, for example: What would it feel like to be a dog? Do fish feel pain? How about insects? Was the Big Bang just an accident? And is there a God? And if so, how are we so sure that it's a He and not a She? Why do so many innocent people and animals suffer terrible things? Is there really a plan for my life? Is the future yet to be written, or is it already written and we just can't see it? But then, do I have free will? I mean, who am I anyway? Am I just a biological machine? But then, why am I conscious? What is consciousness? Will robots become conscious one day? I mean, I kind of assumed that some day I would be told the answers to all these questions. Someone must know, right? Guess what? No one knows. Most of those questions puzzle me more now than ever. But diving into them is exciting because it takes you to the edge of knowledge, and you never know what you'll find there. So, two questions that no one on Earth knows the answer to. (Music) [How many universes are there?] Sometimes when I'm on a long plane flight, I gaze out at all those mountains and deserts and try to get my head around how vast our Earth is. And then I remember that there's an object we see every day that would literally fit one million Earths inside it: the Sun. It seems impossibly big. But in the great scheme of things, it's a pinprick, one of about 400 billion stars in the Milky Way galaxy, which you can see on a clear night as a pale white mist stretched across the sky. And it gets worse. There are maybe 100 billion galaxies detectable by our telescopes. So if each star was the size of a single grain of sand, just the Milky Way has enough stars to fill a 30-foot by 30-foot stretch of beach three feet deep with sand. And the entire Earth doesn't have enough beaches to represent the stars in the overall universe. Such a beach would continue for literally hundreds of millions of miles. Holy Stephen Hawking, that is a lot of stars. But he and other physicists now believe in a reality that is unimaginably bigger still. I mean, first of all, the 100 billion galaxies within range of our telescopes are probably a minuscule fraction of the total. Space itself is expanding at an accelerating pace. The vast majority of the galaxies are separating from us so fast that light from them may never reach us. Still, our physical reality here on Earth is intimately connected to those distant, invisible galaxies. We can think of them as part of our universe. They make up a single, giant edifice obeying the same physical laws and all made from the same types of atoms, electrons, protons, quarks, neutrinos, that make up you and me. However, recent theories in physics, including one called string theory, are now telling us there could be countless other universes built on different types of particles, with different properties, obeying different laws. Most of these universes could never support life, and might flash in and out of existence in a nanosecond. But nonetheless, combined, they make up a vast multiverse of possible universes in up to 11 dimensions, featuring wonders beyond our wildest imagination. The leading version of string theory predicts a multiverse made up of 10 to the 500 universes. That's a one followed by 500 zeros, a number so vast that if every atom in our observable universe had its own universe, and all of the atoms in all those universes each had their own universe, and you repeated that for two more cycles, you'd still be at a tiny fraction of the total, namely, one trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillion trillionth. (Laughter) But even that number is minuscule compared to another number: infinity. Some physicists think the space-time continuum is literally infinite and that it contains an infinite number of so-called pocket universes with varying properties. How's your brain doing? Quantum theory adds a whole new wrinkle. I mean, the theory's been proven true beyond all doubt, but interpreting it is baffling, and some physicists think you can only un-baffle it if you imagine that huge numbers of parallel universes are being spawned every moment, and many of these universes would actually be very like the world we're in, would include multiple copies of you. In one such universe, you'd graduate with honors and marry the person of your dreams, and in another, not so much. Well, there are still some scientists who would say, hogwash. The only meaningful answer to the question of how many universes there are is one. Only one universe. And a few philosophers and mystics might argue that even our own universe is an illusion. So, as you can see, right now there is no agreement on this question, not even close. All we know is the answer is somewhere between zero and infinity. Well, I guess we know one other thing. This is a pretty cool time to be studying physics. We just might be undergoing the biggest paradigm shift in knowledge that humanity has ever seen. (Music) [Why can't we see evidence of alien life?] Somewhere out there in that vast universe there must surely be countless other planets teeming with life. But why don't we see any evidence of it? Well, this is the famous question asked by Enrico Fermi in 1950: Where is everybody? Conspiracy theorists claim that UFOs are visiting all the time and the reports are just being covered up, but honestly, they aren't very convincing. But that leaves a real riddle. In the past year, the Kepler space observatory has found hundreds of planets just around nearby stars. And if you extrapolate that data, it looks like there could be half a trillion planets just in our own galaxy. If any one in 10,000 has conditions that might support a form of life, that's still 50 million possible life-harboring planets right here in the Milky Way. So here's the riddle: our Earth didn't form until about nine billion years after the Big Bang. Countless other planets in our galaxy should have formed earlier, and given life a chance to get underway billions, or certainly many millions of years earlier than happened on Earth. If just a few of them had spawned intelligent life and started creating technologies, those technologies would have had millions of years to grow in complexity and power. On Earth, we've seen how dramatically technology can accelerate in just 100 years. In millions of years, an intelligent alien civilization could easily have spread out across the galaxy, perhaps creating giant energy-harvesting artifacts or fleets of colonizing spaceships or glorious works of art that fill the night sky. At the very least, you'd think they'd be revealing their presence, deliberately or otherwise, through electromagnetic signals of one kind or another. And yet we see no convincing evidence of any of it. Why? Well, there are numerous possible answers, some of them quite dark. Maybe a single, superintelligent civilization has indeed taken over the galaxy and has imposed strict radio silence because it's paranoid of any potential competitors. It's just sitting there ready to obliterate anything that becomes a threat. Or maybe they're not that intelligent, or perhaps the evolution of an intelligence capable of creating sophisticated technology is far rarer than we've assumed. After all, it's only happened once on Earth in four billion years. Maybe even that was incredibly lucky. Maybe we are the first such civilization in our galaxy. Or, perhaps civilization carries with it the seeds of its own destruction through the inability to control the technologies it creates. But there are numerous more hopeful answers. For a start, we're not looking that hard, and we're spending a pitiful amount of money on it. Only a tiny fraction of the stars in our galaxy have really been looked at closely for signs of interesting signals. And perhaps we're not looking the right way. Maybe as civilizations develop, they quickly discover communication technologies far more sophisticated and useful than electromagnetic waves. Maybe all the action takes place inside the mysterious recently discovered dark matter, or dark energy, that appear to account for most of the universe's mass. Or, maybe we're looking at the wrong scale. Perhaps intelligent civilizations come to realize that life is ultimately just complex patterns of information interacting with each other in a beautiful way, and that that can happen more efficiently at a small scale. So, just as on Earth, clunky stereo systems have shrunk to beautiful, tiny iPods, maybe intelligent life itself, in order to reduce its footprint on the environment, has turned itself microscopic. So the Solar System might be teeming with aliens, and we're just not noticing them. Maybe the very ideas in our heads are a form of alien life. Well, okay, that's a crazy thought. The aliens made me say it. But it is cool that ideas do seem to have a life all of their own and that they outlive their creators. Maybe biological life is just a passing phase. Well, within the next 15 years, we could start seeing real spectroscopic information from promising nearby planets that will reveal just how life-friendly they might be. And meanwhile, SETI, the Search for Extraterrestrial Intelligence, is now releasing its data to the public so that millions of citizen scientists, maybe including you, can bring the power of the crowd to join the search. And here on Earth, amazing experiments are being done to try to create life from scratch, life that might be very different from the DNA forms we know. All of this will help us understand whether the universe is teeming with life or whether, indeed, it's just us. Either answer, in its own way, is awe-inspiring, because even if we are alone, the fact that we think and dream and ask these questions might yet turn out to be one of the most important facts about the universe. And I have one more piece of good news for you. The quest for knowledge and understanding never gets dull. It doesn't. It's actually the opposite. The more you know, the more amazing the world seems. And it's the crazy possibilities, the unanswered questions, that pull us forward. So stay curious.