科学星球 - 节目列表

今天，我想讲一对母女的故事，这两个人你肯定很熟悉，上学的时候就读过，但她们的故事你肯定不熟悉，因为种种原因，课本里没有写。 我并不准备聊一个「母爱伟大」的典型案例——至少不是你想象中那种。 我甚至在整理材料的时候，好几次被气的浑身发抖。 这个母亲，放下了最重要的学术生涯，把十七岁的女儿带上了战争的前线。而她们在战场上效忠的，是一个根本不尊重她们、甚至在迫害她们的国家。 她让女儿在炮火声里操作 X 光机，在战地医院里给浑身是血的士兵拍片子，在泥泞的帐篷里冲洗底片。 回忆一下，你在十八岁的时候在做什么呢？差不多就是高考前后。 十八岁的时候，这个女儿已经独立管理一个前线放射站了。 这对母女，就是玛丽·居里和伊蕾娜·居里。 我知道，「居里夫人」这三个字，大家从小学课本就认识了。发现了镭，两次诺贝尔奖，伟大的女科学家。 但坦白讲，课本给我们的，是一个被抽干了血肉的符号。好像这人一旦是「伟大的科学家」，就可以自动忽略她面对的所有时代问题了，尤其是女性面对的时代问题。 今天我想做的事情，是把血肉还给她——也还给她的女儿。 作为一个科学类的栏目，我们今天也会聊到一些跟核辐射相关的科学知识，但今天比较特殊，咱们以讲故事为主。 这个故事打动我的地方，是在一个根本不欢迎女性做科学的时代，一个母亲用自己的整个人生——包括她的成就、她的伤痛、甚至她的丑闻——给女儿示范了一件事：你可以把自己的一生放进一个严肃的问题里，而且不必为此请求任何人的许可。

今天我们来聊一个可怕又陌生的东西：核辐射。 最近，Netflix 上有一部非常火的巴西剧——《放射危机》。这部剧上线之后迅速霸榜，弹幕里全是“后背发凉”“比恐怖片还吓人”这样的评论。 剧集里有这么一个被疯传的画面。 1987 年，巴西中部的一座城市，夜幕降临。一个废品站老板的家里，几个大人围成一圈，盯着一个金属罐子。罐子里装着一种神秘的粉末，在黑暗中散发出幽幽的蓝色光芒。不需要电池，不需要插电，它就这么自己发着光，像是从童话故事里跑出来的魔法物质。 一个 6 岁的小女孩兴奋地把这些粉末涂在自己的手臂上、脸上，在镜子前转圈，炫耀自己像仙女一样闪闪发光的皮肤。晚饭前，她没洗手，用沾满粉末的手指抓起一个煮鸡蛋，一口一口吃了下去。 三周后，这个小女孩死了。全身器官衰竭，骨髓彻底崩溃，死于一种她和她的家人完全不理解的、看不见摸不着的东西——核辐射。 这是 1987 年 9 月，真实发生在巴西戈亚尼亚市的核灾难。一场被称为“南美切尔诺贝利”的事故，一场由一个被遗弃的医疗设备引发的城市级灾难。 今天这期节目，我想和你完整地讲述这个故事。上半部分，我们会沿着时间线，一步步还原这场灾难是如何发生的——从一场产权纠纷，到两个拾荒者的闯入，到蓝色粉末在城市中的疯狂传播，再到最后惊心动魄的全城去污染行动。 下半部分，我们会深入科普的领域：辐射到底是什么？它为什么这么可怕？人类是怎么发现它的？还有那些你在日常生活中听到的“防辐射”说法，到底哪些是真的，哪些是彻头彻尾的骗局？ 这是一个关于无知、好奇、贪婪、恐慌和勇气的故事。这也是一个关于人类如何认识、利用、并最终学会敬畏一种看不见的能量的故事。 让我们回到 1987 年的巴西，回到那个被幽蓝光芒笼罩的九月。

今天我们要讲的这本科幻小说，名字非常长，叫《 This Is How You Lose the Time War》。 直译过来，大概就是——《这就是你输掉时间战争的方式》。 目前这本书没有简体中文版，我是按英文原版讲解。 这本书是是科幻界现象级作品 ，甚至在2019年击败了我最喜欢的科幻作家之一特德姜，拿到了星云奖、雨果奖双满贯的最佳长中篇小说。 书的形态也很有意思，它是一本书信体的书，也就是整本书都是由来往的信件构成的，全书有两位作者， Amal El-Mohtar与Max Gladstone，他们先是共同设定世界观与大纲，然后完全分开写各自角色的信件，收到对方信件后再自然回应，保留了真实的 “惊喜感” 与情感张力，最终形成这部时空穿越 + 敌对阵营 + 书信体的独特作品。 这本书最吸引我的其实还是它的设定和故事本身，它不是那种传统意义上的“时间旅行小说”。 它写的不是某个人坐上时光机，回到过去，改变一个历史节点。 时间本身就是战场。 在这本书里，不同阵营的特工，可以在无数条时间线里来回穿梭。 他们不是在争一座城、一个星球，而是哪一种未来，最后能够存在。 英文原书里也一直在讲这个意象，叫 the braid of time，时间的辫子。 每一条线，都是一种历史的走向；每一个动作，都是在拨动这些线。 于是双方特工的工作，就变成了去修剪、扭转、编织、污染、扶正、推倒一整串因果。 这样的设定本身就能编出很棒的情节，而最吸引我的其实还是整个书的情节和它背后代表的价值观，这个我们会在整本书的最后再来说。 一场任务结束。 一个特工站在尸山血海的战场上。 她明明赢了。 但她突然意识到，很多细节都不对头 这里，好像还有另一个玩家来过。 然后她低头一看。 在一片根本不该出现纸张的地方， 躺着一封信。 纸上只写了一句话： Burn before reading. ——读之前，先烧掉。 故事就从这儿开始了。​

注：本期为补发以前的付费节目，曾经在其他平台购买过的朋友，请勿重复购买。 这一期讨论生命科学中的化学，偏硬核，请试听后再决定是否付费。（我个人建议对这个领域不感兴趣的朋友，不要付费）。 当我们追寻生命的秘密时，不能只停留在大而化之的宏观层面，你大可去随意猜测生命的本质和起源，但这些猜测永远不能证实、也不能证伪。这也是为什么关于生命起源的问题，在前科学时代没有任何进展。 然而，这个问题随着物理学和化学的发展，正在向着被解决的方向高速前进，当我们把生命拆解成化学这个颗粒度的时候，许多新的问题、新的答案，都会浮出水面。 所有的生命体中都包含了成千上万个化学反应，而且生命体的基本组成单位——细胞——就是一个能将这些高度复杂的化学反应整合起来的系统。 如果我们试图进一步理解生命中的化学反应，就首先需要理解化学反应的常识。这些常识包括什么是化学反应，以及这些反应为什么会发生。 所有化学反应都是将某些化学物质转化为另一些化学物质。比如，通过碱性物质来中和酸性物质的反应，将蛋白质分解为其基本组成单位氨基酸的反应，用氢气和氧气合成水的爆炸反应，这些都是常见的化学反应。 氢气和氧气的反应非常容易发生，只需要一点儿火花或者催化剂（比如金属铂），反应就可以发生。但这个反应的逆反应，即水分解为氢气和氧气的反应却不能自发地发生。这是为什么呢？掌控着化学反应发生方向的规则是什么？

为啥有的春节没有腊月三十，而是腊月二十九过除夕？这谁说了算的？ 为啥农历和公历总是对不上？ 阴历生日和阳历生日哪个更准？ 这些话题总是出现在我家的桌上，不知道有没有让你感到过困惑，我也搜过一些短视频来讲这件事，每次都发现，看完还是没彻底搞明白。今儿我想把农历和公历的事，在时间这个尺度上彻底聊明白，看这个进度条你就知道，这事儿还真不是三言两语能说清楚的。 在这一趟把东西方历法搞清楚的旅途上，咱们还会有不少别的收获，比如： 人站在地球上，只能看到太阳东升西沉，看不见地球绕太阳一周，那是怎么算出来一年有365天的？ 再比如，农历听着好像挺落后，你可能不知道其实它是全世界最精密的天文和数学系统。 再比如，你知道除了闰年、闰月，还有闰秒吗？我们已经亲历过27次闰秒了。 这一趟我的收获不少，很想分享给你。 图1：月相变化的原理 2.四季变化的原理 3.北半球的夏天示意图

最近金价一路狂飙，成了全民话题。 但我猜，当你手里捏着一颗沉甸甸的金豆子时，可能从未想过一个极其简单、简单到有点“傻”的问题：黄金，它为什么偏偏是金色的？ 你可能会说：“这算什么问题？金子金子，当然是金色的啊！” 但你仔细回想一下，在化学元素周期表里，那些出身显赫的金属——银、铂、钛、铝、铬……放眼望去，几乎全是白茫茫的一片银白色。 唯独黄金，像是个不合群的叛逆者，固执地披着那层耀眼的、充满神性的黄橙色。 我想告诉你，为了让你一眼就能从一堆破铜烂铁里认出这抹值钱的颜色，宇宙动用了两套最顶级的“物理大招”：一套是量子力学，另一套是相对论。 如果这个宇宙的物理常数稍微偏一点点，或者光速再快那么一点点，黄金就会瞬间“泯然众金”，变成一种和银子没什么区别的银白色金属。到那时，人类几千年的文明史、战争史，甚至你的一切理财故事，可能都要推倒重来。 更神奇的是，在地球上所有天然金属里，只有黄金的金色，同时证明了量子力学和相对论都是正确的，这是从地球诞生那天起，大自然就悄悄留给人类的“一封密信”。 咱们一起揭开这个的秘密，听完你一定会忍不住感叹：原来金子值钱，真的有它的道理！ 【收听指南】 00:19 黄金的颜色之谜：化学元素中的叛逆者 07:12 双剑合璧：量子力学与相对论如何塑造"金色" 15:19 菲涅尔效应：金属区别于普通材质的核心 18:48 材质视觉魔法：菲涅尔效应下的反射率对决 25:19 量子虚态：光子与电子的能量交换游戏 45:21 黄金滤镜效应：相对论在颜色中的具象体现 50:08 相对论奇迹：电子以58%光速运动 01:01:14 颜色的本质：大脑为电磁波贴标签 01:03:19 黄金的科学诗篇：从电子舞动到宇宙法则 商务合作：[email protected] 本期一些有助于你理解的参考图： 图1： 车田正美的漫画《圣斗士星矢》，通过线条和颜色的组合，让我们认为纸上呈现的东西是金色。 图2： 即便是纯黑白色的画面，也可以只凭感受到黄金与青铜的区别 图3： 一张图展示菲涅尔效应，当我们看近处的水面，视线几乎与水面垂直，能清晰地看到水底。但当你远眺湖面时，水面就像一面完美的镜子，倒映着远山。 图4： 菲涅尔效应告诉我们的视觉：这是个大理石球。 图5： 菲涅尔效应告诉我们的视觉，左边是一个光滑的塑料球，右边是一个光滑的金属球。 图6： 菲涅尔效应的本质，就是一个光遇到电子的概率问题。 图7： 一张元素周期表，大部分位于左下方的元素都是金属，少量位于右上方的是非金属。金元素是79号。 图8： 左边是一个表面很光滑的、黄色的塑料球，右面是一个黄金的球，除了菲涅尔效应的不同，同样的白色灯泡倒映出的倒影颜色也不同（黄金的反射颜色是由相对论效应造成的），所以我们的眼睛能分辨光滑塑料和黄金表面。 图9： 我们日常所说的一束光基本都是频率从高到低的光波组成的光，我们的眼睛只对从紫色到红色这一段有反应，所以这一段被叫做可见光，频率比紫光更高的，叫紫外线，频率比红光更低的，叫红外线。

今天我想和你聊聊，科学历史上最著名的一场世纪大辩论，咱们今天总挂在嘴边的量子纠缠，就是从这儿来的。 如果你能回到 1927 年布鲁塞尔那个阴沉的秋日午后，走进大都会酒店的餐厅，你可能会觉得自己穿越进了一个科学版的“诸神黄昏” 。在那间充满雪茄烟雾和低沉讨论声的宴会厅里，29 位当时地球上最聪明的头脑正围坐在一起，里面有我们熟悉的薛定谔、泡利、狄拉克、普朗克、居里夫人、洛伦兹、还有海森堡（可能很多朋友是在绝命毒师里第一次听到这个名字，这当然是老白的致敬）。 这 29 个人里有 17 个已经或者即将拿到诺贝尔奖。 把这些人召唤到一起的，是第五届索尔维会议。会议为期6天，那些著名的物理学家在这次会议上发表了重要的演说，但比起那次著名的「世纪大对决」，这些演说都显得黯淡无光了。 我把那次会议的合影放在下面，第一排坐在中间的，就是留着标志性乱蓬蓬灰发、眼神中带着一丝顽固与悲悯的阿尔伯特·爱因斯坦；第二排最右边，就是身材高大、语调温和，但眼神如剃刀般锋利的尼尔斯·玻尔。 这次会议，为爱因斯坦和波尔的世纪大辩论拉开了帷幕。 这场横跨三十年、被称为物理学史上最伟大的智力对决，本质上是两位伟人对于“到底什么是真实”的理念之争。换句大白话，就是：当我们不看月亮的时候，月亮到底在那儿吗？ 爱因斯坦总共发起了三次进攻，三次都被玻尔加以反驳，每次攻防战，都让人们对鬼魅一般的量子力学有了新的认知。接下来，我就带你复盘这三次改变人类命运的“世纪对决”。

今天我们来讲故事，一个很长的科幻故事。 在我心里科幻小说分两种，一种是那种设定特别炸裂、特别烧脑的，但故事情节比较平，甚至整个故事就是为了这个设定服务的；另外一种就是设定不怎么罕见，但就是故事写得特别棒，悬念和反转不停，让你能一直看下去的。 今天要给你讲的这本《人生复本》，就属于后者，我是一口气看完没停下，我觉得他是关于平行宇宙最好的一个故事。 咱们的科幻故事系列有个特点，就是不做书评，不在中间夹杂一些观点，用我的方式，完完整整的把故事给沉浸式地讲一遍，沉浸式听故事吧。 所以本期内容对这本书可以说是100%的剧透，如果你介意，可以在任何时间点停下来，去读原著。 结尾处，我留了一个秘密的彩蛋： 这个结局对你来说，是不是一个美好的结局呢？ 你或许有你的答案。 但是，我在读故事的后半段的时候，感到一种隐隐的不对劲儿，非常的不对劲儿。 我把这种不对劲儿，做成了一个小小的彩蛋，放到了我的声音表达里，这是原书没有明说的、我个人和你之间的一个文字游戏。 给一个小小的提示： 在我这两个小时的讲述里，只有一小段用“我”代表主人公，那之前和之后，都是用“贾森”来讲故事。 这是什么意思呢？我想表达什么呢？ 如果你也有一种奇怪的感觉在心里升起，那就是我和你之间的一个秘密吧。

当你仔细观察一个人，头顶那片浓密的黑发，为什么到了脖颈处就悄悄变淡，而且过渡还很自然，再往下又成了几乎透明的绒毛？难道我们的身体里，藏着一份标注每根毛发颜色的 “说明书”吗？ 当你深呼吸感受空气涌入肺部时，你有没有好奇过：小小的胸腔里，怎么装得下能铺满一个网球场的肺泡？3 亿个肺泡像迷宫一样排布，它们的位置是一个个被规划好的吗？ 如果你把一片雪花放在显微镜下，能看到更小的雪花形状嵌套其中，这种 “重复又不单调” 的图案，是一种巧合还是有什么内在的机制？ 这些看起来毫无关联的问题，答案其实都指向同一个听起来很 “数学”，却和我们息息相关的概念 —— 分形。 你可能会觉得，“分形” 这两个字听着就像课本里的难题，但实际上，它是大自然偷偷用了几十亿年的 “建造密码”—— 小到你身体里的血管、神经，大到窗外的树木、远处的山脉，甚至天上的云朵，都是用分形的逻辑 “长” 出来的。 只不过，我们人类在数学理论的发展过程中，是很靠后才了解到它的，所以初看起来它就很怪异。甚至曾经一度被人们称为“数学中的怪兽”，但这只怪兽，早就先于我们存在了亿万年，它是宇宙用最简洁的方式，制造最复杂的世界的秘密算法。而一旦我们掌握了它，就能利用它来改造世界。 今天，我们就来好好聊聊分形。 便于你理解，下面有一些图片可供参考。 康托尔集：​ 科赫曲线： 科赫雪花： 海岸线悖论： 介于2D和3D之间的纸团： 科赫曲线的维度： 不同图形的维度表： 谢尔宾斯基三角形： 用混沌游戏算法构建谢尔宾斯基三角形： 天气系统的蝴蝶形吸引子： 肺部的分形示意图： 肺的分形构造：

给你讲一个故事，一个持续了138亿年的、奇怪、宏大又浪漫的故事，故事的终点，是此刻的你和我。 我们在学校里学过，在任何自然过程中，熵总是增加的：“随着时间的推移，一切都倾向于从有序状态向无序状态发展。”这是形成于19世纪的热力学第二定律的流行解释。 在人们的普遍认识中，熵与无序是同义词，世界似乎将势不可挡地走向无序和混乱。 然而宇宙的故事却正好与此相反。宇宙一直在不可阻挡地变得更加有序。它是从一种最无序的物质状态起步的，一个充满炽热气体的球。这些气体并没有明显的结构，在这十万分之一的范围内，各处的温度都一模一样，比你现在周围空气的温度还要均匀。 然而，就从这种简单、平凡、毫无前途的状态中产生了一个复杂而美妙的宇宙。每一颗恒星和行星，以至每一个星系都源于这种无序。每一朵云、每一滴雨、每一首旋律、每一个想法都源于这种无序。从窗台上瀑布一样倾泻而下的花也同样源于这种无序。 因此，如果一切都趋于更加无序，那么我们究竟是怎么发展到现在的状态呢？ 对于这个矛盾，有一个简单的解决方案，不过这可能会让你意外：熵并不等同于无序。

有朋友想让我说说，在物理学上刨根问底，无线电、广播和WIFI是怎么回事？我觉得这是个好问题，它们和电一样，都是我们日常在用的技术，但似乎稍一追问就会发现完全不理解它们到底是怎么回事。 仔细一想，无论是火、风、水，还是电、电磁波，它们都是自然界本来就存在的现象，但像是电和无线电，似乎又是非常“高级”的自然现象，不是简简单单就能拿来用的。 还是我在《刨根问底：电，到底是什么？》节目提出的那个问题，如果人类文明彻底毁灭了，所有机器都消失了，重新再来，你可以很容易地存下一些水、升起一堆火，那么你知道从哪开始，让我们重新拥有WIFI吗？大概率你答不上来，但这个问题肯定有明确的答案，因为人类就是从完全不会用无线电，一步步走到今天的，只不过这个过程对我们来说已经成了一个黑盒子了。 * 人类是从什么自然现象里，发掘出无线通信的能力的？ * 从电报到广播，从打电话到在线看电影，它们是怎样一条逐渐点亮的技能树？中间要回答哪些重要的问题？ * 无线网的传输速度，是可以无限变快，还是有物理学上的限制？ 今天，我们就把这个黑盒子打开给你看。 如果你身边有正准备学习电磁学领域的年轻朋友，也可以把这期播客推荐给他听听，希望能激发起他的好奇心和学习的兴趣。

今天的内容可能会创造专栏单集长度的新纪录，也是我有史以来准备时间最长的一期。我们来讲彼得·沃茨的硬科幻小说《盲视》。这个书是我最喜欢的科幻小说，几乎没有之一，但我非常不推荐你去读，作者是完全不顾大众的接受门槛，大把大把的生物学、心理学、宇宙学概念像机关枪一样往外抛，而且因为故事的主人公还是个少了半个脑子的非正常人，叙事的视角在一二三人称里来回切换，时间线也非常混乱，我差不多是读到第三遍才把故事给彻底看懂。 那为啥我还这么喜欢这本小说呢？因为它通过一场和外星文明的诡异遭遇，问了一个特别大胆的问题：在茫茫的宇宙里，人类的意识到底是什么，意识又到底有什么用？如果一种文明有智能却没有意识，我们又该怎么和他们交流呢？ 当然咱们讲故事，聊科学，就不像原著那么晦涩难懂了，我会用比较好懂的方式，带你走进得·沃茨关于意识之谜的世界。