联系我们：微信/QQ 40000959 本节目文字全稿可以在“科学有故事”微信公号中得到。 说明：《宇宙自然生命简史》是我重译、改编的《万物简史》。1， 修正了原书中不准确的知识点。2，更新了最近这 10 年来的科学进展。3，补充新增大量相关知识点。4，语言全部直接来自英文原著，没有使用原译。

我忘了具体是哪位听众的名字，他在微信群里面问，经常在科普或者科学论文中看到用概率来解释事件与事件之间的因果关系，最常见到的就是气象预报中的降水概率和医学研究中的致死率、治愈率、存活率等，他感到很疑惑，科学研究的是自然规律，什么是规律，规律就应该是确定的因果关系嘛，像这样说不准的东西到底科学不科学呢？ 我想在回答这个问题之前，先说明一点，我经常会被问到结尾是“科学不科学？”的问题，虽然我能明白你们想问的是什么，但说实话，这样的问法真的不太好。科学并不是一个表示“正确”或者“错误”的形容词，它是一个名词，就好像是说“方法”、“模式”一样，你想，如果你问：这个东西到底方法不方法？模式不模式？别人肯定听不懂对吧。因此，我建议大家以后再有类似的问题，可以尝试着这样问：用概率来解释这个现象到底是否符合科学研究的范式呢？现在流行的高脂肪低碳水的饮食结构是否有科学依据呢？如果你能慢慢地转变成这样的提问方式，那么你对很多东西的概念都会变得越来越清晰，表达也会越来越准确、简洁、有条理。 先来谈一下什么是因果关系。 我认为，能否把因果关系的概念搞得十分清晰，是判断一个人科学素养高低的方法之一。理解因果关系我觉得可以分成几个层次。 第一个层次，就是知道，两个事件如果是因果关系，那么它们是先后发生的，因在前，果在后。这对大多数人来说，似乎是一个不需要学习的基本常识。但是，有时候在生活中，我们往往又会忘记这个最最基本的道理。比如，我们发现富人往往身材健硕，连罗胖的体重也随着公司的壮大越来越轻了。于是，有些人可能得出一个结论，就是，要想富，先瘦身。这就是忘了因果关系总得满足一个基本的先后关系吧，大多数情况下，很多人其实是因为富起来了，才开始有了时间和金钱去健身，才会有了更强的健康意识。但时时不忘因果关系首先要符合先后关系还只是停留在第一个层次，能够理解到下一个层次的人就会少了许多。 第二个层次，就是还必须认识到，虽然因果关系一定是因在前、果在后，可是，前后关系却不一定是因果关系哦。犯这个错误的人，那就太多了，例子也特别多。最常被提到的例子就是鸡叫和天亮是先后关系，但不是因果关系，这个道理是如此的浅显，所有人听了都会乐。但为什么，稍微换一个形式，很多人不但听了不乐，还深信不疑呢？比如，到庙里烧了一炷香，一个月后怀孕了，就认定烧香和怀孕是因果关系。这样的例子在医疗健康领域更是比比皆是了，曾经有一个朋友的朋友得了癌症，但是后来癌细胞又都消失了。于是，关于他癌细胞消失的原因传到我耳朵里时，就有了无数版本。比如，某家大医院的主任医生治好的，看个老中医给治好的，某个寺庙的主持给治好的，练习瑜伽术给治好的，换了个山清水秀的地方住了几个月就好了，最夸张的是说晚上做了一个什么奇怪的梦就好了。后来我发现，所有这些版本发生的事件全都是真实的，也都是在癌细胞消失前发生的事情，但就因为他们符合了前后关系，就都被当作是因果关系传诵了。其中不同传诵分支会不断地强化其中的一个原因，以至于到了最后就只剩下这一个原因了，如果你不信，传的人还跟你急，以人格保证确实是去某个寺庙和老和尚谈了一晚上，第二天 癌细胞就消失了。但如果我们知道了事情的全貌，我们发现，其实任何一个事件都不能当作是癌细胞消失的真正原因，很可能真正的原因是自愈的，癌症也有可能自愈这已经是医学界的共识了。当然，不经过科学方法的研究，是没有办法确定真正原因的。自愈也只是可能性之一。我相信，经常听我节目的人，大多数都是毫无阻碍地能对因果关系认识到这个层次。但这还是不够的，我们还得再往下一个层次。 第三个层次，要理解一果有可能多因，片面地强调其中的一个原因，也会导致无法还原事件的真相。一个最著名的例子就是有关纽约在上世纪八九十年代，犯罪率持续下降这个结果的解释。比如说，有些书上会拿这个例子来强调细节的重要性，说纽约新任市长上任的第一件事情就是治理纽约地铁的卫生，结果地铁干净了，大街也就干净了，最后使得犯罪率大幅度下降，有理有据，合情合理。但同样说寻找犯罪率下降的原因，不同领域的专家却又给出了不同的原因，有的说是堕胎合法化才是真正的原因，有的说是控抢导致的，有的说是经济发展导致的，有的说打击贩毒导致的，有的说真正的原因其实是监控技术的提升、警察破案率的提升。所有的说法都能讲出道理，拿出证据和数据。但最有可能接近真相的，可能是多因一果，每一个原因都对犯罪率的下降贡献了一分力。再比如说，我最近听一个讲产品思维的课程，在第 24 讲中有这么一段：19世纪末期新生婴儿的死亡率高得惊人。斯蒂芬做了统计，使用了他做的婴儿恒温箱之后，体重过轻的新生儿死亡率从66% 降低为38%。每一个数字，都是一个人的生命。第二次世界大战之后，婴儿恒温箱已经成为美国的每家医院的标配，让 1950 年到 1998 年，近 50 年间新生儿死亡率降低了75%。研究认为，婴儿恒温箱的发明对公共健康有巨大的保护作用，超过20世纪其他任何一项发明。因为它是在生命之初提供帮助，让一个新生儿拥有了人生。 我听到这一段，第一反应就是，又是一个片面强调其中一个原因的例子。老师甚至说：研究认为，婴儿恒温箱的发明对公共健康有巨大的保护作用，超过20世纪其他任何一项发明。我不禁产生疑问，他说的“研究认为”到底是谁的研究认为呢？是老师自己的研究呢还是某个学术机构的研究呢？20 世纪医疗领域伟大的发明那么多，比如青霉素、心电图、胰岛素、X射线等等，难道都比不过婴儿恒温箱吗？婴儿死亡率的降低这肯定是多因一果的事件，我们不能否定婴儿恒温箱的作用，但是也不能忘记其他原因。 在生活中，时刻不忘正确理解因果关系的第三个层次，也就是多因一果，其实很不容易做到，如果你留心的话，经常可以看到或者听到这类的逻辑问题。因果关系还有第四个层次，到了这个层次就是该回答那位听众的疑惑了，概率算不算因果关系呢？ 这第四个层次，就是理解概率统计也是确定的因果关系，它是更高的一个抽象层次，因为现代科学已经深刻认识到，概率是更深刻的自然规律，它是更加精确的因果关系。我们先拿天气预报来说，如果我们统计过去十年预报降水概率是 60% 的日子，我们就会发现，真的有大约 60% 的日子降水了。所以，降水概率 60% 其实是一个很准确的预报，他反应了自然的真相。在量子力学发展起来之前，当时的科学家还相信随着技术的发展，天气预报一定会越来越准，而不是停留在一个粗略的概率上。但是，现在我们知道，天气系统是一个典型的混沌系统，最准确的预报就是概率，只是随着技术的发展，这个概率值可以越来越远离50%。后来，当科学家们对微观世界有了深层次的认识后，才发现，概率才是主宰微观世界的本质，对微观世界概率的认识，反而能够让我们更加精确地发明、制造产品。我们无法预测某一个光子遇到镀银的半透镜是通过还是不通过，但是当大量的光子遇到半透镜时，它们就表现出无与伦比的精确性了，一定有一半通过，一半不通过。现代信息科技的一切产品，从你的手机到电视机，从生死攸关的医疗设备到高精尖的武器装备，都是这种从微观的概率到宏观的确定性的认知结果。测定化石年代的精密仪器，利用的就是原子的半衰期，单个原子什么时候衰变无法预测，但是一个样品中的万万亿个原子却服从精确的半衰时间，这就是从概率到确定性之间的本质关系。 所以，用概率描述因果关系是符合科学研究范式的，也是最终能逼近真相的。 现代医学领域往往都是用概率来描述研究成果的。注意，下面是个人的浅见，不是科学共同体的观点。我对此的理解是：1. 说明人体是一个非常复杂的系统，任何健康方面的结果都是多因一果。2. 说明人体也是一个混沌系统，有时候微小的原因改变也会引起结果的巨变。3. 现代医学还处在比较初级的发展阶段，我们对因果关系的把握也还处在初级阶段。4. 随着医学的不断发展，概率的数值也会越来越接近真相，但最后的真相很可能真的就是一个概率性的结果，就像原子的半衰期。但这并不代表现代医学无用，恰恰证明了现代医学的科学性。 对于我们绝大多数普通人，能把因果关系理解到上面四个层次，生活中已经足够用了。但如果我们还有更多对无用知识的好奇心，那么，其实还有第五个层次的因果关系。 这就是量子力学中以玻尔为首的哥本哈根学派提出的互补原理，测量结果是测量主体与被测量对象相互作用的结果，它们之间没有明确的因果关系，原因和结果往往是不能割裂开来单独谈论的。后来，惠勒的量子延迟选择 实验，更加模糊了原因和结果之间的界线。关于这个延迟实验，我理解的还不够深刻，先挖一个坑在这里，等我觉得学习的足够时，再来详细谈。但我有一个观点是明确的，延迟选择实验绝不可以像某些人那样解读为现实世界的因果律可以被肆意嘲弄。这就好像有人知道了单个量子的行为遵循概率以后，就以为飞机能不能起飞是不一定的一样。 最后，给大家一句可以打包带走的话：概率是对因果关系更加精确的描述。 欢迎大家继续提问，我们下期再见！

我即将在喜马拉雅开播一个新的专辑，叫做《诘问世界未解之谜》。我做了两个版本，一个版本是沿袭我一贯的风格，单人播讲。另外一个版本是把我的女儿带上，做成我们父女问答的形式。节目在内部测试的时候，各方意见不一，有觉得单人版好的，也有觉得双人版好的。弄的我有一点茫然。我想干脆在我免费节目中播出这两个版本的节选，征求更广泛的意见。希望你能留下您的宝贵意见，告诉我你觉得哪个版本更适合青少年。不过，最好还能告诉我一下您是成人还是少年，这样会有助于我做判断。当然，有其他意见也可以提。谢谢大家。

联系我们：微信/QQ 40000959 本节目文字全稿可以在“科学有故事”微信公号中得到。 说明：《宇宙自然生命简史》是我重译、改编的《万物简史》。1， 修正了原书中不准确的知识点。2，更新了最近这 10 年来的科学进展。3，补充新增大量相关知识点。4，语言全部直接来自英文原著，没有使用原译。

听众不知凡几问了一个问题，光速到底是一个近似值还是一个精确值呢？ 我觉得通过回答这个问题可以引出很多有深度的知识和观念，非常值得深入回答。大多数普通人的第一感觉可能会觉得这个问题很简单嘛，光速应该是一个近似值嘛，我们日常生活中说某一个东西多少长，某个车跑的多少快，那肯定是一个近似值嘛，哪怕能够测量到小数点后面第 10 位，那也不代表就没有小数点后面第 11 位的值了嘛，速度这东西怎么可能是一个百分百精确的值呢？ 这么想是很正常的，我们在日常生活中，在任何场合下见到的对某一运动速度的数值，可以说无一例外都是近似值，这是由测量必然产生误差的本质决定的。但是，光速却是一个例外，如果你在某个地方看到光速写的是：299792.458 千米 / 秒，那么这个数值就是一个百分之百的精确值。可能你会感到惊讶，科学家们凭什么说这个数值是百分之百的精确值呢？不是说任何测量都不可避免产生误差吗？ 要理解这个事情啊，我不得不简单说一下人类对光速测量和认识的历史。 第一个在实验室测量出光速的人是法国人菲索，他用的就是非常著名的齿轮测量法，我在《时间的形状》中有详细的描述，他当时测量出来的数值大约是 31.5 万千米 / 秒。速度的概念依赖于另外两个度量单位，就是米和秒。在菲索测光速的那个时代，科学家们对于 1 米是多长的共识是这样的：1 米就是经过巴黎的四分之一经线，也就是北极点至赤道总长度的 1000 万分之一，根据这个定义，法国人用铂金做成了一个米原器，当然，这个米原器的长度不可能刚好就是定义的长度，这就是说，从定义到米原器产生了第一次系统误差。各个生产尺子的单位就会以这个米原器为基准来生产尺子，那当然也不可能长度完全一致，这里就会产生第二次系统误差。然后，菲索再用尺子去测量眼睛到反射镜的距离，当然又会产生第三次测量误差。 我们再来看菲索那个时代对秒是怎么定义的，一秒就是一个平均太阳日的 86400 分之一，所有生产计时器的厂家都根据这个定义去生产自己的计时器，那当然也会产生大小不一的第一次系统误差。再用这个已经有误差的计时器做各种测量，自然又会产生第二次测量误差。 所以，在菲索那个时代，所谓的光速值，当然是一个近似值，因为无论怎么设计精密的实验，系统误差和测量误差理论上都是不可能完全消除的。 不过，时代在发展，人类的认识水平也在不断地发展。随着我们对光速的不断深入研究，科学界终于在二十世纪初达成了共识，光速是不变的，也就是说，光速是一个固定值，我们且不论这个值到底是多少，反正是一个永恒不变的固定值，而且还不依赖于参考系，永恒不变就真的是绝对意义上的永恒不变。 一旦建立了光速不变的科学共识后，科学家们就想，过去我们说光速，都是依赖于米和秒的定义，那既然光速是一个固定值，能不能反过来，让米的定义依赖于光速呢。这样，各个厂家在生产尺子的时候，就不用依赖于那个国际米原器了，米原器的缺点实在是太多了，连热胀冷缩都无法避免。 所以，到了 1983 年，国际计量大会就讨论决定，把 1 米的定义修改为光在 1 / 299792458 秒内走过的距离，那么这样一来，光速也就是成了一个定义出来的值，也就是 299792458米 / 秒。而在此前的 1967 年，国际计量大会已经把秒的定义改为了：铯 133 原子基态的两个超精细能阶间跃迁对应辐射的9,192,631,770个周期的持续时间。这个定义提到的铯原子必须在绝对零度时是静止的，而且在地面上的环境是零磁场。 这样一来，全世界的任何厂家在生产尺子的时候或者要生产标准长度的零件时，就可以借助这种自然现象中稳定的天然标准来生产了，不再需要像以前一样依赖某个人为制作的原器了。 讲到这里，不知道你是否理解了为什么光速是精确值，不过我今天的回答还没有结束。关于科学活动中用到的各种计量单位，我们深入了解一些其中的冷知识，会对于我们理解科学到底是什么有很大的帮助。 在生活中，我们会遇到各种单位，比如米、秒、千克，还比如用来描述食物有多少热量的千焦尔、大卡，描述灯泡功率的瓦等等，实际上，虽然都是常见单位，但是在科学中，他们的地位是有差别的。有一些单位比另一些单位更加基本。比如说，焦耳就是物理学中表示能量、功或者热量的单位，在经典力学中，1 焦耳的定义就等于施加 1 牛顿作用力经过 1 米距离所需的能量，所以，在经典力学中，多少焦耳也可以看成是多少牛顿·米，就是牛顿和米之间有一个表示乘号的小圆点。那 1 牛顿又是怎么定义的呢，它等于要使质量 1 千克的物体的加速度为 1 米 / 秒2时，所需要的力。所以啊，牛顿的单位又可以写成是千克·米 / 秒2，那么，我们把牛顿的定义代入到刚才焦耳的单位中，就可以得到，焦耳也可以看成是千克·米2/ 秒2，好，到了这一步，用到的单位就全部都是最最基本的单位了，不可能再往下拆分了。我上面所说的这些，在物理学中有一个很高大上的名称，叫做量纲分析。所谓的量纲，指的就是一个物理量是由哪些其他更基本的物理量组成的情况，通俗的讲就是像我刚才说的那样，有一些单位可以转化成其他单位的组合。1954 年是六个，1971 年增加了一个摩尔。所以，从 1971 年到现在，最最基本的物理量一共只有 7 个，这 7 个基本物理量统称为国际单位。有哪些呢，表示长度的米，表示质量的千克，表示时间的秒，表示电流强度的安培，表示温度的开尔文，表示发光强度的坎德拉和表示物质量的摩尔。就是这么七个基本单位，其他我们在日常生活中见到的所有单位都可以转换成这 7 个最基本单位的算术组合。如果不能转换，就只能说明那个单位还不是科学体系中的一员。那将来有没有可能增加新的国际单位呢？这个可能性是有的，但几乎可以肯定地说，国际单位的增加意味着重大的科学进展，绝对不是小事。 另外想补充说明的是，这 7 个国际单位，除了千克依然在用 100 多年前的国际千克原器外，其他 6 个单位都已经用不依赖于任何人造物的基本自然现象来定义了。而千克也将在 2018 年11 月的国际计量大会上宣布最新定义，届时会把千克的定义基于普朗克常数来定义。明年，国际间频率咨询委员会将讨论对秒的重新定义问题。 量纲分析在科学研究中是非常有用的，能够帮助科学家判断一个理论是否自洽。我记得以前看过一个视频，在一个学术报告中，现场问答的时候，有一位听众就站起来大讲特讲自己的理论，然后台上的人就问了一句，请问您刚才说的那个概念的量纲是什么？然后台下的人当场愣住了，因为他根本不知道什么叫量纲分析。像这样的观众，基本可以判定为没有受过最基础的科学训练，所以，也就不太可能做出什么有价值的科学发现。 任何一个理论，如果想让大家承认是一个科学理论，那么在这个理论中提出的所有概念，都必须是可测量的，不但是可测量的，还必须可以用最基本的 7 个国际单位或者它们的组合来表示。这是一个区分科学理论和非科学理论的标准，比去讨论可证伪性要更加具备操作性，概念也很清晰。难怪，著名的开尔文勋爵说过一段很武断的话：如果你不能用测量数据说话，就请闭上你的嘴，因为你没有资格称自己是科学。 因此，大家可以用这个标准来看待一下生活中经常会遇到的一些理论，我就不再举例了，以免又引起某些崇古人士的不悦，一切无法测量的理论都是非科学。 但是话讲到这里，今天的问答还没有结束，由测量问题还可以引出一个更深层次的观念问题。哲学家经常会讨论客观实在这个问题，唯心主义学派认为世间万物无非心生，佛说相由心生，就是这个道理。如果把这些哲学理论套上一些现代科学的术语，就可以说我们所能感知到的一切，都是我们大脑和神经系统的反映，所以客观世界不存在。 我把哲学家对世界的思考称为抽象和思辨式的思考，在现代科学发展起来之前，是非常有深度和知识含量的，如果没有学习过现代科学知识和科学思维的人，第一次听到哲学的各种流派和观点，一定会觉得非常高明，非常智慧。是的，我也承认他们是高明和智慧的，但这种高明和智慧是相对而言的，在智慧之上还会有更智慧的。那么，我下面要讲的就是以测量为基础来谈现代科学对客观世界的认识，我个人的浅见是觉得它的智慧在哲学之上。 首先，我先介绍一下在测量科学中的三个概念，第一个叫客观真值，比如说，一个球，它有一个不依赖于测量而存在的实际质量、体积等等，这个叫客观真值。第二个概念叫测量真值，我们用一个天平去测量一个小球的质量，理想状况下，会有一个无限精确的读数，那么这个无限精确的值我们叫做测量真值，你可以理解为微积分中的那个可以被无限趋近的极值。第三个概念就是测量值，它是我们实际测量出来的读数。 那么，这三个概念之间是什么样的关系呢？在量子力学发展起来之前，我们称为经典力学时代，当时的科学家坚信一点。客观真值与测量真值是一致的，或者说是完全有可能一致的。一个小球的质量和体积，它的客观真值摆在那里，随着技术水平的不断提高，测量真值可以无限趋近于客观真值，而测量值又是可以无限趋近于测量真值的。因此，这个世界是客观存在的，人类可以不断逼近客观真相。 因为经典力学研究的都是宏观物体，因此这么理解是对的。但是，随着我们测量的物体越来越小，进入到量子世界后，我们发现，很多观念被打破了。我们发现了测不准原理，有些成对物理量是无法同时测准的，例如位置和速度；而有些物理量在没有测量之前，处在叠加态中，比如量子的自旋态。 在量子力学中有一句很经典的话：讨论量子在被测量之前是什么状态没有意义。这句话经常会被曲解成量子在被测量之前是不存在的。很多哲学家在了解了一些量子力学的概念和名词后，就如获至宝，觉得找到了用科学解释自己理论的依据。实际上有些学说总是借用科学理论中的概念来佐证自己也从侧面反映了他们还是把科学当做是最有说服力的理论。 实际上，如果用测量的概念来理解量子力学的不确定性原理是这样的：我们不能把量子在被测量之前的状态当作是客观真值。在经典力学中，测量真值可以无限趋近于客观真值。但是，在量子的世界中，两者有本质的区别。什么意思呢？ 科学家们现在已经认识到，在量子世界中，已经不存在客观真值的概念了，任何有关量子的物理量，它只有测量真值，没有客观真值。而测量真值是与测量方式相关的，用什么样的测量方式就决定了什么样的测量真值，不同的测量方式有不同的测量真值。我们的测量主体与量子本身构成了一个整体，测量主体决定了测量结果。所以，量子在没有被测量之前依然有测量真值的存在。 在我看来，这种认识比哲学或者佛学更具有智慧，而且每一个概念都是清晰准确的，每一个结论也都有具体的实验基础，并且是可以被证伪的，所以，它是可以被理解的，而不是只能去相信的。 科学对世界的认识是受到测量能力的局限的，在测量的量程范围之外，就是科学所能认知的边界，但是，科学却可以不断扩展这个边界，如果我们坚持科学对量程的扩展是无限的，那么我们就可以坚持，科学对世界的认识能力也是无限扩展的。假如，量程是不能无限扩展的，那么我们也只能承认科学对世界的认识是有一个极值的。到底有还是没有这个极值，用更酷一点的说法就是人类的测量能力到底是一个数学中的无穷发散级数呢还是一个无穷收敛级数呢？对不起，这个问题我也还没有答案。不知道你对此的观点是什么？欢迎留言告诉我。 在讨论人的认识到底是有限还是无限这个问题，我觉得用抽象和思辨的方式去谈论是没有意义的，也不会得出什么有价值的结果。只有回归到科学精神上，才有讨论的意义。 这就是本期的听众问答，在此特别对学者汪涛先生表示一下感谢，本期内容受到了汪涛先生很多帮助，有一些观点来自于他的学术专著《实验、测量与科学》，50 万字的大部头，我看了一个月还没看完呢。好，欢迎您继续提问。我们下期再见。

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霍金先生去世以后，媒体掀起了一阵评论霍金先生的狂潮，顺带着比较霍金先生和杨振宁先生的文章也非常非常多。就有很多听众来问我，霍金先生和杨振宁先生的学术地位到底怎么样？希望能听听我的想法。 关于霍金先生的主要成就和学术地位，在我和平哥的《科普经典解读课》中已经讲的很多了，我不想再重复讲了。今天我重点来讲讲杨振宁先生的学术地位。 我先说一下我这几天看了很多文章后的一个总体感想，我觉得，大量的文章对于杨振宁先生的评价存在两种极端化，一种是极端地贬低他，另一种则是不断地吹捧、神话他，而能够真正从客观真实证据出发，中肯评价的文章实在太少，甚至可以说，我没有看到一篇是令我完全信服的。 那些贬低杨振宁先生的文章我就不提了，往往都是挥舞所谓道德的大棒，这类完全没有科学精神的文章我基本上看了个开头就不愿意再读下去了，因为写这些文章的人往往不具备最基本的科学素养，是没有能力客观评价杨振宁先生的学术地位的。 而极端神化杨振宁的文章也很多，最典型的就是周小平先生的一篇文章，标题是《西方媒体对得起霍金，中国媒体对得起杨振宁吗？》[1]。周小平先生的文章我很早以前看过几篇，我诚实地说，他的文章引用的数据或者史料、事件往往都是道听途说的段子，缺乏基本的文献引用常识，所以，我再也没有看过他的文章。直到最近看到这篇评述杨振宁先生的，因为标题引起了我的好感，所以我完整阅读了。但是，我发现，周小平先生还是周小平先生，习惯用谎言打击谎言，依然得不到我的任何尊敬。例如，为了说明杨振宁先生的学术地位，他在文中说： 2000年时《自然》评选了人类过去千年以来最伟大的物理学家，全人类总共只有20多人上榜（人类物理学终极封神榜单），杨振宁先生在这个评选中名列18位，并且他还是这个榜单里唯一一个活着的物理学家。与他一同登上这个榜单的其他人全部都是已作古的大牛，包括（牛顿，爱因斯坦，麦克斯韦，薛定谔，波尔，海森堡等等……）。 看到这样的煞有介事的报道，我将信将疑，因为这么重要的材料，对于我一个职业科普人来说，居然从来没有印象，觉得自己挺失败的，看的书还是太少。于是我花了大量时间检索，最花时间的检索就是寻找一段不存在的资料，这个坑很大。我想，我只能诚实地告诉大家，穷尽了我能想到的方法，我没有检索到《自然》杂志有过这样一次评选。如果大家找到了，我可以道歉。我想我以后应该不会再对周小平先生的文章感兴趣了。因为除了浪费我的时间，我不知道能有什么可靠的收获。 因为科学家的学术地位不像财富榜，可以有一些硬的财务数据来排名。科学家的学术地位只能通过两个维度去参考，一个维度是某些机构或者同行科学家对他的评论性文字，另一个维度就是同行或者公众的票选。 首先，我们先来看 1995 年 5 月，美国富兰克林学会将上一年度的鲍尔科学终身成就奖颁发给了杨振宁先生，奖额是 25 万美元，是当时美国奖额最高的科学奖。颁奖的正式文告指出，授奖给杨振宁是因为他提出了一个广义的场论，这个理论综合了有关自然界的物理规律，增进了我们对宇宙中基本力的理解。这个理论模型，毫无疑问，如果从对未来物理学影响的角度，它已经可以和牛顿、麦克斯韦和爱因斯坦的理论相较[2]。特别说明一点，我上面这些话是我亲自查找到了颁奖文告的原文后中肯翻译的，而网上流传着这段颁奖文告的很多中文版本大多带有故意夸张的成分。 美国富兰克林学会是非常著名的，这个机构颁奖的份量是很重的。而当时报道该新闻的《科学家》杂志是这么说的：杨振宁因为在杨-米尔斯理论的形成中作出的贡献，而获颁了鲍尔奖。众多科学家都认为，这个理论和爱因斯坦的相对论一样，是一个基础的科学理论，也是对科学发展的巨大贡献。该理论被认为是现代对亚原子粒子相互作用理解的基础，因为它，我们重塑了现代物理学和数学。 关于杨振宁获奖的杨-米尔斯规范场论，我稍后再说。这段机构的颁奖文告，应该是我能找到的属于学术机构对杨振宁先生的最高评价了。而著名科学家对杨振宁先生的评价，我能找到的最高评价是美国物理学家、普林斯顿高等研究院教授弗里曼·戴森的评价，戴森教授说杨振宁先生是继爱因斯坦、狄拉克之后为现代物理学树立风格的一代大师。这个材料出自北大杨建邺教授所著，三联书店出版的《杨振宁传》，应该是可信的。可以说这个评价相当之高，不过我也必须中肯地指出，戴森教授也只能代表他个人的看法，而且他不算是非常非常著名的物理学家。 我们再换一个维度，就是从票选排名来看。 最有名气的一次物理学家排名票选可能是 1999 年的那次千禧年投票，英国的《物理学》期刊让 130 位在世的顶尖物理学家投票，选出史上最伟大物理学家的排名。可惜的是，这份排名只有前 10 名，他们是：爱因斯坦、牛顿、麦克斯韦、玻尔、海森堡、伽利略、费曼、狄拉克、薛定谔、卢瑟福。没有杨振宁先生。然后还可以查到的几次票选分别是2005年、2007年的物理论坛投票，和 2009 年的谷歌点击热点分析，排出的前 10 名物理学家与千禧年的略有微小差异，但也都没有杨振宁先生。[3] 我唯一能检索到的带有杨振宁先生名字的排名是一家名气不是很大的国外网站 Aneki.com ，在一份在世的前 20 名物理学家排名中，杨振宁排名 19。但从这份排名第一的是霍金来看，估计是按照知名度来评选，而不是学术成就。网站没有介绍评选办法。因此没有什么说服力。 好了，关于杨振宁先生的学术地位，我已经不带任何主观感情色彩地给大家做了一番文献综述，或许不够全面，但至少我引用的都是比较可信的资料来源。实际上，在我准备这个问答的过程中，我看到了大量的有关杨振宁先生学术地位的评论文章，我也看到了很多说法和数据，但是最终能够核实，有可信出处的就上面这些，大多数都被我排查掉了。还是那句话，真正让我花时间的是查证那些不存在的数据。但这些时间完全无法体现在字数上。真是越想越胸闷。 下面我再来谈谈杨振宁先生的学术成就。普遍公认的成就是 13 项成就，清华大学在他九十岁寿辰上，为杨先生制作了一个纪念奖杯，刻上了杨先生的 13 项成就。我今天只取杨振宁先生被公认最高的两项成就简述一下。 第一项，也是公认最高的成就是：杨-米尔斯规范场论。什么是杨-米尔斯规范场理论呢？简单来说，麦克斯韦的电磁理论决定了电磁相互作用，爱因斯坦的广义相对论决定了引力相互作用，杨-米尔斯理论又决定了弱相互作用和强相互作用，而无论麦克斯韦的理论还是爱因斯坦的理论，都是规范场理论，这一切都是通过杨振宁和米尔斯的成就才最终了解的。因此，现在的科学家已经公认，杨-米尔斯理论是继麦克斯韦电磁理论、爱因斯坦引力理论之后对于“力”的起源最重要、最基本的理论。这是杨振宁先生在物理学领域里作出的最高成就。丁肇中先生在他写的《杨振宁小传》中有这样一句话“1954年他与米尔斯发表的规范场理论，是一个划时代的创作，不但成为了今天粒子理论的基石，并且在相对论及纯数学上也有重大的意义”。所以，这个理论在物理学界的重要性和地位是毋庸置疑的。而且必须要说明的是，这个理论的最大贡献者就是杨振宁先生。米尔斯在 1984 年 12 月来到中国科学院参加纪念杨-米尔斯理论发表 30 周年的活动，米尔斯当时是这样说的：“30年前，杨振宁已经是一名教师，而我是一名研究生，那时我和他同在一个办公室，我们经常讨论问题。杨振宁先生是一个才华横溢，又是一个慷慨引导别人的学者。我们不仅共用了一个办公室，杨振宁还让我共用了他的思想”。米尔斯也在很多其他场合毫不讳言地说这个理论的主要贡献者是杨振宁先生。[4] 今天科学爱好者都非常熟悉的粒子物理学中的标准模型，实际上就是建立在杨-米尔斯理论之上的，在这个领域诞生了许许多多的诺贝尔奖获得者。但是有些文章把之后的这些诺奖获得者都归功于杨振宁，甚至说丁肇中、希格斯等人都是杨振宁的徒子徒孙，这就过度了。 杨-米尔斯理论没有获得诺奖，但据我跟周围所有的搞物理学的网友交流，没有人否认这是一个诺奖级的成就，至于为什么没有获得诺奖，很大的一个原因可能是杨先生已经在很年轻的时候获得了一次诺奖。而诺奖又极少颁给框架性理论。这就引出了我要讲的杨振宁先生的第二项成就，也就是他获得诺贝尔奖的宇称不守恒定律。 实际上，他和李政道先生共同发现的宇称不守恒定律是在杨-米尔斯理论发表之后的贡献，只不过杨-米尔斯理论太过超前，它的价值一直要到 10 多年后才体现出来。 我在我的收费专辑《环球科学有故事》中有两期节目，叫《上帝是左撇子吗》，我用了两期节目详细介绍了到底什么是宇称不守恒定律，有兴趣详细了解的可以去听我那两期节目，我这里不展开谈。总之，宇称不守恒定律获得诺贝尔奖是当之无愧的，而且创造了诺奖颁奖的最快记录，当年发表论文，第二年就获奖，这也足可以证明这个成就的重要程度，诺奖委员会毫不犹豫地就把奖颁给了杨振宁先生和李政道先生。这是对宇宙本质规律的一次深刻发现，而且打破了一种旧有的思维定式，很有一点毁人三观的味道。 如果用最简单的话来介绍一下宇称不守恒，就是过去的物理学家有一个基本信念，那就是这个宇宙中的任何一个方向都是绝对对称的，自然规律对左和右没有任何的偏好，你永远无法用发电报的方式告诉一个外星人地球人是怎么定义左边和右边的。但是，杨李却发现，在弱相互作用下，左和右是不对称的。自然规律偏爱左边。换句话说，我们可以用一些特定的实验来告诉外星人地球人是怎么定义左右的。因此，我那期节目叫做《上帝是左撇子吗？》。 好了，关于杨振宁先生的其他成就我就不介绍了。 还有一个流传很广的说法，说数学界的最高奖菲尔兹奖有 6 个研究杨振宁的方程而来，其中 3 个和杨-米尔斯方程组相关，3个和杨-巴克斯特方程有关。对于这个说法，我花了一些时间，并没有找到比较权威、可靠的出处，因为专业性太强，我很难判断，暂时存疑，但是我的直觉告诉我这可能是真的。 好了，希望我今天的节目对你客观认识杨振宁先生的物理学地位和学术成就有所帮助，我不敢说他在人类历史上的所有物理学家中排名第几，但是他在所有华裔物理学家中排名第一，这一点是我不怀疑的。 [1] http://mp.weixin.qq.com/s/oKzjOIpCE2ou10DJnm2HQA [2] http://www.ams.org/notices/199508/people.pdf [3] http://www.eoht.info/page/Greatest+physicist+ever [4]杨建邺《杨振宁传》

联系我们：微信/QQ 40000959 本节目文字全稿可以在“科学有故事”微信公号中得到。 说明：《宇宙自然生命简史》是我重译、改编的《万物简史》。1， 修正了原书中不准确的知识点。2，更新了最近这 10 年来的科学进展。3，补充新增大量相关知识点。4，语言全部直接来自英文原著，没有使用原译。

为什么他总歪着脑袋？ 因为他思考的角度总是与众不同。 霍金停止了思考。 他的形象永远定格在了时间简史中。 科学声音的汪诘和吴京平为你讲解霍金的生平、解读经典科普书《时间简史》

惊闻霍金先生去世，深表难过。年少时，正是他的科普名著《时间简史》在我的心中埋下了一颗对宇宙的好奇之心，虽然当时并没有看懂，但好奇心的大门一旦打开，就很难关上了。为了搞懂到底什么是时间、相对论、宇宙大爆炸和黑洞，我看了一本又一本科普书，以至于今天成为了一名职业科普人。追溯到最终的源头，是霍金先生为我推开了好奇心的大门。我女儿在很小的时候就问我，爸爸，霍金为什么总歪着头。我回答说，因为他思考的角度总是与别人不同。换个角度思考，宇宙大不一样。今天霍金终于停止了思考，他的形象永远定格在了时间简史中。霍金研究了一辈子的黑洞，他最大的学术成就就是指出，黑洞会慢慢地蒸发，科学家们依然在尝试用实验或者观测验证霍金的理论，没有人怀疑，终有一天，他的理论能够得到证实。让我们一起期待霍金辐射得到实证的消息吧。

有一位叫孙希的听众希望我谈谈对轮回转世现象的看法。好，那今天就借着这个话题来谈谈超自然现象，我们还是老规矩，我先把我今天谈的轮回转世现象的定义给说清楚，我本期节目谈的轮回转世现象就是指某些人宣称自己记得所谓“前世”的事情，也就是自己实际上没有经历过，但是宣称自己经历过，并且能准确说出这些事情的细节。 在美国，研究该现象的科学家并不多，其中比较有名的就是弗吉尼亚大学知觉研究医学中心的精神学副教授吉姆·塔克和他的师傅伊恩·史蒂文森。上世纪末的时候，塔克在报纸上读到了一篇文章，说史蒂文森的研究室获得了一笔资金，用于研究 NDE，也就是濒死体验。塔克对 NDE 感到好奇，希望可以用科学的方法来解释它。他开始志愿参加史蒂文森实验室的工作，几年后成为了一名正式的研究员。他其中的一项职责就是整理并归类史蒂文森收集来的各种转世的案例。这项工作持续了好多年，史蒂文森手写的案例最早可以追溯到 1961 年，地区则是遍及全球，塔克说归类这些资料使他对转世产生了浓厚的兴趣，并有了更深的见解。2007 年，史蒂文森过世，塔克成为了研究轮回转世领域的首席专家。 2013 年，塔克出版了一本书，书名叫《回归生命return to life》。我下面所说的内容主要来自这本书以及弗吉尼亚大学的本校记者写的一篇采访稿，原文网址我附在本期节目的文稿中了，供大家查阅。[1] 至今，塔克的办公室里还堆着超过 2500 份资料。有些儿童会宣称自己是前世的另一个人，塔克就专门针对他们进行研究。他有一些有趣的发现，大多数宣称自己转世的儿童的年龄在 2-6 岁之间，60% 是男孩，而他们转世而来的那个死去的人的中位数年龄为 28 岁，其中 70% 据孩子们宣称是死于暴力或意外。90% 的儿童说他们和上一世的自己是同一性别。上一世的死亡时间和这一世的出生时间相差的中位数是 16 个月，20% 的儿童宣称有这段时间内的记忆。 塔克进一步的研究表明，这些自称转世的儿童，智商一般高于平均水平，没有展现出超过同年龄儿童群体的精神或情绪障碍，没有儿童是处在痛苦的家庭氛围中寻求脱离的。大多数孩子在 6 岁左右就渐渐不再提及前世的记忆了，塔克对此的解释是，儿童的大脑准备好进入新的发展阶段了。尽管他们的故事挺唯心主义的，但没有孩子宣称自己遭遇过神迹。塔克说，他对孩子们的印象是，尽管有一些会说出富含哲理的话，但大多数就是普通的孩子。 一些孩子提供的信息很容易被证伪，他们的描述只是因为家里有人太思念一位过世的亲朋好友，他耳濡目染学会了对往事的表达。但还有一些情况，却让最理性的科学家们也感到震惊，因为根据孩子及其家人的描述，分析下来，如果孩子和家长没有撒谎，唯一合理的解释就是，这个孩子真的是转世而来。莱恩就是这样的一个孩子。 莱恩·哈蒙斯四岁的时候，开始导演虚构的电影，“Action!”的呼喊经常在他的房间里回响。开始，他的父母并没有把这当回事。但紧接着，莱恩开始在半夜里醒来，抓住自己的胸部，说梦见自己在好莱坞时突发了心脏病。父母开始有点担心了，于是母亲辛迪去询问了家庭医生。医生说这只是噩梦恐惧，等孩子长大了就会好了。然而有一天晚上，当辛迪哄莱恩睡觉时，莱恩突然握住了辛迪的手说，妈妈，我想我曾经是另外一个人。 莱恩告诉辛迪，他记得一间白色的大屋子和一个游泳池，屋子是在好莱坞，与他现在奥克拉荷马的家相隔甚远。更让辛迪惊讶的是，莱恩说他有三个儿子，但记不清他们的名字了。他开始哭，一遍遍问辛迪为什么记不住儿子们的名字了。 辛迪说：“我真的不知道该怎么办，我太震惊了。莱恩对自己的说法非常坚持。那天晚上以后，他不停地谈论着上辈子的事，因为记不清楚名字而心烦意乱。我开始在网上研究轮回。我还从图书馆借了一些关于好莱坞的书，希望能帮助到莱恩。开头几个月，我没有把这件事告诉任何人。” 一天，当莱恩和辛迪翻看从图书馆借来的一本书时，莱恩在一张 1930 年代的电影《夜复一夜》的剧照前停了下来。照片的中间有两个男人互相对峙，他们周围还围着四个男人。辛迪谁也不认识。但莱恩指着中间的一个男人说，嘿，妈妈，那是乔治，我们一起拍片子。然后他又指向了右边一个愁眉不展穿着大衣的男人，说，那就是我呀，我找到自己了！ 莱恩所叙述的有关那些好莱坞的事情后来大多数都被证明确有其事。不过，莱恩在 2500 个案例里并不算特别的。还有比这更离奇的，比如在一个案例里，转世的威廉的前世是他的警察外公约翰，约翰是在一起抢劫案中中枪而死的，而威廉一出生就有缺陷，肺动脉隔膜发育不全，威廉的出生缺陷正好和约翰的致命伤在同一个地方。事实上，研究者一共搜集了 225 个有前世记忆、又有先天缺陷，更常见的是有胎记的案例。如果他们的前世死于暴力，那么这些儿童的胎记或者先天缺陷就恰好与他前世受的伤在同一个地方。 我第一次是在万维钢的《万万没想到》这本书里看到威廉和约翰的故事的。他的资料来自于塔克 2005 年的书作《前世的生活：对儿童前世记忆的科学调查》。 2005 年的这本书并没有在美国掀起太大的波澜。据塔克自己说：“我理解人们的想法，这种完全脱离人们常识的奇闻，人们选择将它们束之高阁。但总得有人试着去弄懂它，当你仔细研究这些案例时，你会发现对前世的记忆是最有意义的。科学界无法证实这些案例，口说无凭，但也无法证伪，所以科学界总体的反应只有两个字，那就是冷淡。”但塔克一直坚持在自己的岗位上，靠并不多的研究经费支撑着，资助他的只有一家基金会。 2013 年，塔克又出了本新书《回归生命》。和上一本书详细介绍各种有点离奇的巧合与调查的研究过程不同，塔克在新书中用他研究过的一些更令人信服的发生在美国的案例，概述了他的论点，转世与量子力学有关。让我们来看看他的说法。 他的论点全称“塔克关于转世可能存在的假说”。一、量子物理学表明，在宇宙最基本的层面上，涉及最小粒子（如电子和质子）的事件，只有在观察到它们时才会发生。二、这表明物质世界可能来源于意识，而不是“意识是客观存在的主观印象”。虽然这一观点颇受争论，但却是包括量子力学之父普朗克在内的一众量子物理学家共有的信念。三、如果意识创造了物质世界，它可能就不需要依赖物质世界而存在。这就意味着意识不依赖于活动着的大脑而存在。四、如果意识不需要依赖于大脑而存在，它就可以在大脑停止运转后继续存在。它也就能依附于一个新的大脑，在另一个生命里继续存在。他认为，意识并不需要借助大脑而存在，所以大脑的终结并不意味着意识会终结。他说，可以想象，在某种程度上，意识可以通过一个新的生命体来表达。 塔克的这个假说漏洞是很多的，从这里可以看出，搞精神研究的教授对于理论物理，还是有很多误解，这不奇怪，科学确实隔行如隔山。中科院的院士化学家朱清时先生和蛋白结构生物学家施一公先生在自己的领域是杰出的科学家，但是跨出了自己的领域，就可能搞错一些最基本的理论物理学常识。在量子力学中的观察指的是两个系统之间的相互作用，并不一定需要人的参与，我在之前的很多期节目中都详细谈过了，今天不再赘述。 但是我们也必须承认，尽管塔克的假说问题很大，但这并不能否认塔克记录的那些案例就是假的，或者证明他有意夸大了事实。万维钢对此的态度是：“他们使用的方法是科学方法，这些简单的前往现场验证事实、统计、发现相关性的办法并无出奇之处，但他们做了现有条件下能做的一切，除非做个转世实验。所以这个研究的一个重大意义就是告诉人们：哪怕你关心的是“灵魂转世”这样的问题，你唯一正确的判断办法仍然是科学方法。” 从我看到的报道中可以发现，塔克很清楚什么是科学方法，比如，儿童有时会说很多关于前世的记忆内容，而家长听的并不一定仔细，家长有可能自己拼拼凑凑补足一些内容。为了排除这个干扰因素，研究者请 30 多个家长详细记录了孩子对前世的陈述，文字留底。然后研究者再询问儿童一些问题，对照答案是否和家长的留底内容对得上，结果得出的正确率是 76.7%。对比没有家长的文字留底，研究者询问后只是和客观事实的在案记录对照，正确率为 78.4%。两个数字非常接近。研究者还会隔开几年让另一个研究人员，在不看原来案例记录的情况下，再次访问这个家庭。事实证明，随着时间的推移，案例里的陈述越发变得像真实的记忆一样。 另外一位我很敬佩的西方理性主义的代言人卡尔·萨根先生，在他的科普名著《魔鬼出没的世界》中，也说，轮回转世这个现象是一个值得做科学研究的现象。我个人认为，一个理性的思考者不要先验性第排斥别人的观点，哪怕他说的事情或者观点很像是伪科学热衷的事情，我们依然用科学思维去对待。例如，我记得我去年与台湾著名的科幻翻译家，也是极具科学精神的叶李华博士见面时，他说他自己给原台大校长李嗣涔做助手，研究“手指识字”现象，他愿意为这个现象的存在作证。手指识字这听上去确实也很像是超自然现象，但在科学的历程中，反直觉反常识的事情发生过很多次，例如钟慢尺缩、宇称不守恒、暗物质等等，因此还发明了一个词叫佯谬。 我对待一切超自然现象的态度是，首先要用科学的方法去证实这种现象确实存在，而且非同寻常的主张就需要非同寻常的证据，越是令人感到神奇的现象就越是需要过硬的证据，一旦证据确凿，就值得投入更大的代价去研究，科学上的突破往往来自于对反常规现象的研究。但我也坚持认为，这个宇宙中没有什么是超自然的，一切确实存在的现象最终都是自然现象，符合确定的自然规律。另外，一个理性的思考者采取的是防火墙的最高安全原则，在没有确定的证据之前，不把各种所谓的神奇现象当做事实来对待，而不是反过来，先当做事实，再等待证据的出现。生活中的大多数人都是后一种思维模式，所以我才经常说，科学精神难能可贵，它几乎不可能天生获得，都是经过学习后才获得。 [1] http://uvamagazine.org/articles/the_science_of_reincarnation