本期节目提到了孟德尔和他的豌豆实验。为此,我特地找了个视频。如果你有兴趣,可以在我的微信公众号“科学有故事”中回复“豌豆”,就能收看了。 联系我们:微信/QQ 40000959 本节目图文全稿可以在“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。
我请我的助理小编给大家汉化了一个视频,是洛斯阿拉莫斯国家实验室发布的,详细介绍了千瓦动力在太空中发电的原理。这个视频的发布时期是 2018 年 1 月,新鲜出炉哦,在我的微信公众号科学有故事中,回复“太空发电”,就可以观看了。另外,《科学美国人》这篇文章的全文大家也可以在科学有故事的微信公号中收到,也是我的助理小编辛辛苦苦翻译出来的。 听众“脑子停不下来”说听了吴老师在4.29绍兴演讲会的关于人类航天梦的演讲,感觉很激动,但同时也觉得有点儿沮丧,为什么呢?因为人类1969 年就登月了,可是都快过去半个世纪了,马斯克发了一个性能还不如五十年前的土星5 号的猎鹰9号重型火箭,大家都激动的不行,人类的宇航技术发展的怎么这么慢,与日新月异的信息技术完全不好比,他想问问我为啥人类的宇航技术进展的如此缓慢,最大的难点到底在哪里? 我想告诉这位听众,决定某一个领域技术发展的快慢绝不仅仅是一个科学问题,还包含了复杂的政治和经济问题。上世纪六十年代的“阿波罗计划”是在美苏冷战的大背景下,美国举全国之力的产物。有人打比方说,以当时的技术,登月就好像用帆船横渡太平洋。我们可以用一组数字来说明美国当年为了登月耗费的国力,1965年,在阿波罗计划上的花费占到了美国全部GDP 总量的0.8%,而 2016 年美国给NASA 的总预算只占GDP 总量的0.1%,差了八倍。为了登月,美国动员了全国上百家大学、科研机构和企业,2万多名科学家和 40 多万人在为登月服务。这种盛况在现在这样的和平年代,是不可能重现的。 可能你经常会听到别人说,半个世纪以来,人类的宇航技术并没有得到根本性的提升。但你更想了解的可能是到底什么才算是本质的提升。我可以给你一个答案,那就是人类在宇航中使用能量的方式,这是一个最为重要的标志。这有点像衡量宇宙中所有文明等级的卡尔达舍夫等级,用智慧文明能利用的能量等级来划分文明的等级。 这半个多世纪以来,人类宇航中使用的能量的方式主要有三种,给火箭提供动力的是化学能,这种能量的利用效率是很低的;维持各种仪器工作的能量主要来自太阳能和放射性同位素电池。这三种能量利用的方式都已经是半个世纪之前就有的技术,到今天,依然没有什么变化。 要想在宇航技术中实现质的突破,人类就必须掌握在宇航中利用核能的技术,也就是制造出小型可控核反应堆。这里插一句,放射性同位素电池虽然利用的也是核能,但它利用的实际上只是天然放射性释放出来的能量,与原子弹、核电站这种人工激发裂变还是有很大区别的。核能有两种方式可以利用,一种是裂变反应,就像原子弹那样;一种是聚变反应,就像氢弹那样。而可控的核聚变反应即便是要应用于商业发电目前都还看不到希望,更不要说要小型化到能用于宇航了。现在能看到希望的就是小型化的核裂变反应堆,这个技术一旦突破并成熟,人类的宇航技术又将迈上新的台阶。 2018年的5月15日,在《科学美国人》上刊登了一篇文章,标题是《NASA将利用核装置重回月球吗?》,这篇文章对美国现在的小型核反应堆的技术做了比较详细的报道。 NASA 在这个领域已经努力了半个世纪,希望建造出能在太空使用的核电站。最近,它刚刚成功测试了一个全新的设计,被叫做“千瓦动力(Kilopower)”,它很可能成为小型核反应堆的新里程碑,有可能在未来五到十年内完成首次太空飞行。千瓦动力是由NASA和美国能源部共同开发的,是近四十年来美国唯一的全新的核反应堆。它有可能会给人类的宇航技术带来革命性的变化。 在太空探索中,核能主要有两大用途,分别是供电和助推。目前的千瓦动力装置主要用于供电,足够满足一艘大型飞船所需要的电力。在未来,千瓦动力可能也会被用于助推太空飞船,主要通过给离子发动机供电的方式来实现,但NASA目前关于这项使用还没有确切的计划。 我们来了解一下千瓦动力装置的原理:它是一个微型的核反应堆,用一根硼控制棒插入一堆铀中,进行可控的核裂变反应,释放热量,转换为电能。 NASA目前的这个装置可以产生高达 10 千瓦的电力。如果有四个这样的装置,就足够一个火星或月球上的人类前哨站使用。这些电量差不多就是 3-8 户普通的美国家庭的用电量。 实际上,NASA 研制太空核电站的历史已经很悠久了。千瓦动力是从 2012 年开始研发的,它的前身是 NASA 上世纪六十年代的核辅助能源项目,被简称为SNAP。 1965 年 4 月,NASA 发射过一个名为 SNAP-10A 的核电站。它在太空中工作了 43 天,产生了 500 瓦的电力,然后一个零件坏了,戛然而止。它现在仍然在地球轨道上,不过被看作是太空垃圾了。 在二十世纪六七十年代,NASA 还有一个“用于火箭发动机的核动力引擎”(NERVA)的项目,用来研究将核能用于助推火箭。这个项目使用核反应堆来加热氢气,并通过排气口排出氢气,就像化学火箭燃烧燃料来推动火箭一样。但这个项目在 1973 年就结束了。 根据世界核协会的统计,俄罗斯在太空中运行了 30 多个核反应堆。康涅狄格大学研究核能的工程学教授布鲁诺说,在尼克松总统 1973 年取消了NASA的核动能助推研究后,俄罗斯也不再进行这项研究了。从 1973 年起,所有事情基本上都停滞不前了,到了 2018 年,当时在这个领域工作的人基本都退休或去世了。 2012年美国启动千瓦动力项目,最新一次 NASA 和能源部的测试从2017年11 月开始,持续到2018年的3月。这项测试被称为“使用斯特林技术的千瓦级反应堆(KRUSTY)”。千瓦动力首席工程师马克·吉布森表示,这次测试是在 800 摄氏度的环境下进行的,测试地点是在 NASA 的格伦研究中心,千瓦动力产生了超过 4 千瓦的电。 NASA 和能源部的官员表示,由于运行方式的升级,千瓦动力比之前几代都来的更安全。使用硼控制棒和铍反射器,裂变链式反应能被控制,甚至可以停下。只有在反应堆远离地球以后,原子的分裂才会开始。这个项目的负责人是美国能源部洛斯阿拉莫斯国家实验室的帕特里克·麦克卢尔,他说,这个反应堆很安全,哪怕反应堆或搭载它的火箭在发射台上爆炸了,它们中心位置的铀235并不会置人于死地,一公里范围内的人们接触到的辐射水平并不会比自然环境中的高。 洛斯阿拉莫斯国家实验室的首席反应堆设计师戴维·波斯顿表示,一个类似的反应堆可以为离子推进器提供动力,这样就可以助推火箭了,不过这还只是停留在理论上。NASA 目前正在另外开发一种全新的基于铀的核热引擎概念,它的工作方式将和现有的化学火箭十分类似,都是加速推进器后端的燃料。但 2017 年 8 月开始的“核能热力推进”项目和千瓦动力相比,只是刚刚开了个头。 千瓦动力是向在太空中应用核电站这个目标迈出的重要一步。下一步很可能就是在太空中测试反应堆了。NASA 目前还没有批准这样的测试计划。但NASA 太空科技副行政官路特在2018 年 5 月早些时候的一次新闻发布会上说,研究人员将在未来的一年半中,专心致志地研究出如何实现这样的测试飞行的方法。一个可能的方法是在月球着陆器上搭载一个小型的千瓦动力反应堆。NASA 把研究重点重新聚焦在月球上后,相关的探索任务可能会开发这样的着陆器。 可以说,目前的千瓦动力项目还处在非常初级的阶段,但最激动人心的是它的潜力。它只是在太空中使用核裂变能源的第一步,当人类终于能够在太空中大规模地有效利用核能了,那么宇航的新时代也就到来了。 感谢收听今天的听众问答,最后我请我的助理小编给大家汉化一个视频,是洛斯阿拉莫斯国家实验室发布的,详细介绍了千瓦动力在太空中发电的原理。这个视频的发布时期是 2018 年 1 月,新鲜出炉哦,在我的微信公众号科学有故事中,回复“太空发电”,就可以观看了。另外,《科学美国人》这篇文章的全文大家也可以在科学有故事的微信公号中收到,也是我的助理小编辛辛苦苦翻译出来的。
这是一期介绍达尔文生平的节目,其中提到了和他共同发表进化论的华莱士。但2017 年 11 月发布的一期BBC 教学节目中,把达尔文和华莱士演成了互不相让争锋相对的一对冤家,很多说法也和常见的说法完全不同。如果你有兴趣观看这个视频,可以在我的微信公众号科学有故事中,回复“达尔文BBC”观看。在视频的最后,我加入了一段达尔文航行的贝格尔号的1:1的 3D 模型,你可以看看你心目中的贝格尔号和真实的贝格尔号是否一致,达尔文和船长菲茨罗伊就是在这里共度了五年。 联系我们:微信/QQ 40000959 本节目图文全稿可以在“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。
最近收到一个听众的私信,他说,总是听你鼓吹科学,但是你真的觉得科技让我们生活的更好了吗?从大的方面说,人类面临环境危机、核危机、生化危机、转基因灭种危机等,从我们个体的角度来说,我们就比古人生活的更幸福吗?吃的好点儿、穿的好点儿就更幸福吗?现在这个社会,他后面说了很多现代人金钱至上、利益熏心之类的话,我也不念了,因为我觉得太极端了,念出来怕被人断章取义的利用,说成是我说的话,那就倒霉了。总之他想表达的是现代人未必就比古代人更幸福,至少他自己没觉得科技让他变得更幸福了,反而充满了焦虑。 首先我感谢这位听众花了这么多的笔墨把他的思考告诉我,无论如何,独立思考的精神我是非常欣赏的,但是,我不得不指出,类似的思考实际上一点都不新鲜,反科学的思潮大概诞生已经快 100 年了,在越是科技发达的西方国家,这种思潮反而越是汹涌,中国只不过是最近十几年才开始有一些学者公开站出来表达了他们的这种反科学思潮。例如上海交大江晓原先生在《我们准备好了吗?》一书中写道,他对443部国外优秀的科幻电影进行统计,发现没有一部作品属于讴歌科学的。当然,同样是研究科幻作品的吴岩教授认为这个统计有失偏颇。我今天无意来研究这个问题,我也对此没有兴趣,我只是想借此说明反科学的思潮并不是什么新鲜的观点,由来已久。 如果听多了我的节目的听众,一定知道,我一向很少用思辨的方式做推演和演绎,我只是尽可能地多挖掘事实层面的资料,个人的浅见少谈一些,因为科学精神实际上就是一种重数据,轻思辨的思维模式。 我今天只想从一个具体的事实来谈一下科技是不是让我们的生活变得更美好。在 19 世纪,伦敦和纽约是世界上最发达的两个城市之一,在汽车发明之前,这两个城市的主要交通工具都是马车。可能有人觉得马车多好啊,没有尾气排放,噪音污染小,绿色环保,或许有些人会憎恶汽车,希望回归马车的时代,不知道给我写信的那位听众是不是这么想。然而,我想告诉大家,真实的情况是,马车比汽车带来的环境灾难可怕的多,如果你有过对比的话,你一定不愿意回到 19 世纪的马车时代。为什么这么说,我找了一些资料和数据告诉你: 根据我从 BBC 新闻网和纽约时报网站上查到的数据,伦敦当时有 30 万匹马[1],纽约有 10 – 20 万匹。一般情况下,每匹马一天会产生 10 公斤的粪便和 1 升左右的尿液,注意,马从来都是随地大小便的。这也就是说,伦敦当时每天会在大街上增加 3000 吨马粪。还有一天 30 万升马尿,相当于每隔 8天就把盛满一个奥运会标准游泳池的马尿倒在伦敦的大街上。这些马粪有人清理吗?部分地区有,部分地区没有,有时候有时候没有,总之,可没有像今天这样成熟的城市环保机构。这是因为,3000吨马粪,如果用现在那种最大的集装箱卡车来拉的话,每天需要拉 115 趟左右,可是当时没有卡车啊,还是只能用马车来拉,我不知道一辆马车都装多少马粪,我估摸着几千辆马车都拉不完吧。例如,我查到一篇报道,上面说1818 年,为了控制粪便造成的污染,纽约市议会要求有专门的人收集并托运走马匹的粪便。1880 年的《纽约时报》报道过在东 92 街有一大片马的粪堆,按照条例,每年 5 月 1 日之前需要清理一次,但实际上,没有人前去处理[2]。马粪是很可怕的,如果连续下雨,那么马粪就会变成污水四处流动,你大可以脑补那种景象,我是不愿意。大量的致病菌在马粪中繁殖,它们是苍蝇的乐园,1908 年时,一位记者在《阿普尔顿》杂志上撰文,提出纽约每年有 2 万人死于多数情况下由马粪造成的细菌四处飞散的疾病。下雨很恐怖,但如果是天气晴朗的夏天,会更恐怖,因为太阳暴晒下,马粪就会很快变成灰尘,被碾压过的时候,扬起漫天的粪尘。在伦敦的城市历史上,曾经出现过一个很著名的词,就叫马粪危机,如果大家用这个关键词搜索的话,可以搜到海量的报道,比我刚才的描述要细致可怕的多。 实际上,马的可怕还不仅仅是排泄物,马还会经常在大街上倒毙。根据《纽约时报》的一篇报道,1880 年,纽约人从街道上移走了 15000 匹死马。但是大多数情况下,死马的尸体很难运走,因为马太重了,当时可没有卡车。多数情况下,马的尸体就在大街上任由它腐烂。说实话,我闭上眼睛想象一下那种场景还不至于太恶心,但是我一想到那种气味,我的胃就开始不舒服了。如果大家去公园骑过马的话,你们印象最深的可能就是马是有很重的体味的,只要有这么几匹马在那里散布,老远就能闻到难闻的臭气。伦敦和纽约可是有几十万匹马在大街上溜达,你去看一些伦敦的老照片,那马车多的就跟今天的汽车差不多,那种气味你可以自己想像。 马粪危机不是伦敦独有的,当时全世界所有的发达城市都面临这个问题,以至于在1898年召开了有史以来第一次以马粪为主题的国际会议。当时会议召开前,泰晤士报就预言如果马粪问题得不到解决,到20世纪,伦敦的马粪基本要堆上天。但是,那个国际会议并没有找到解决方案,当时大家的忧虑可比今天对环境的忧虑大得多了。 谁也没有料到,这场可怕的环境危机竟然突然就被科技的进步化解了,因为汽车出现了,马车因此很快就退出了历史舞台。如果大家对这段历史了解的越多,你就越会发现,汽车会这么快地取代马车可不仅仅是快这一个原因,他是人们毫不犹豫地选择,或许也只有今天我们这些从未在那个时代生活过的人还会怀念马车时代。 有人可能会觉得,马车时代已经是工业时代了,那不能算是田园生活,回到更久远点的田园时代就美好的多了。我觉得,如果是这么想的人,我倒是建议您亲自过一年这样的田园生活,因为马车时代我们回不去了,但是田园时代很容易回去。你找一个山沟沟,自己搭一个茅屋并不是做不到的事情。但是,现代人有几个人能在没有自来水,没有电,没有最基本的卫生设施的情况下很开心地生活超过一个礼拜呢? 我记得我小时候,在绍兴的测水牌老家,最不美好的回忆就是四处林立的粪缸,每家每户都要自己搭一个粪坑,小时候还听说有小孩在晚上走夜路,不小心掉进粪缸中淹死的传闻,大人们以此来警告小孩晚上别到处乱跑。那时候的夜晚,照明基本上靠星光和月光。这种粪缸的传统,在中国的农村和城郊地区,大约从上古时代一直持续到 30 年前。 在没有电灯的时代,面对平均每天 12 小时的漫漫长夜,普通人除了造人,大概也没有别的娱乐活动了,即便是唯一的娱乐活动也受到太多的限制,因为没有有效的避孕方法。我怀疑女性更不愿意回到古代生活的,为什么?如果你是一个女性,你就问你自己愿不愿意回到一个卫生巾还没有发明的时代生活吧? 我认为科技让生活更美好是毋庸置疑的,那些一边享受着现代科技成果,一边怀念前科学时代的美好时光的人,或许更多地是怀念过去的精神,而不是物质,这种文化人的浪漫情感我完全可以理解,古诗的意境之美我也完全可以感受。但我们真的要区分事实和想象,科学精神是用证据还原真相。 不过,如果我们没有足够的警惕,科技是否也会给人类带来不可挽回的灾难呢?这也是同样值得深入思考的问题。 但是,现阶段,在中国面向大众的科普是否应当包含反思科学的这部分内容呢?我认为不必。对科学的反思应当局限在科学家、科学哲学家以及与科研活动密切相关的专业人群中,不应当扩大化。 这是因为,今天的中国,科学精神依然只是旷野中的一个小火苗,一阵不大的风就能把它熄灭,我们都知道,这样的事情不是没有发生过。守护这堆小火苗,把科学精神传承下去,并且在中国这片土地上传播开来,对于中华民族的伟大复兴具有不可估量的历史意义,这也是我们每一个科普人的职责和价值所在。 我个人喜欢科幻作家刘慈欣在《从大海见一滴水》这篇文章中写过的一句话,他说:如果不是从负面描写科学,不把她描写得可怖可怕就不能吸引读者,那就让我们把手中的笔停下来吧,没有什么了不起的,还有许多别的有趣的事可做。 我做科普也是这样,就是要赞美和讴歌科学精神,要把实证和逻辑这些中国人最缺少的思维模式传播出去,如果因此被某些人文学者认为是思想浅薄,被那些推崇辩证思维的哲学家鄙视,我不会介意的,我只会以更加高涨的热情,更努力的写作来回应他们。 今天的中国,虽然具备基本科学素养的公民比例还很低,但是,这个阵营却有一个巨大的优势,一旦站过来,就不可能再回去了。一个最好的例子就是,我只见过对待古代医疗理论粉转黑的人,但是从来没见过黑转粉的人,或许有,但我没见过。 最后是给你推荐看一个小视频,是美剧《硅谷》中,Pied Piper 公司的 COO 在接受采访时,用马粪危机做了一个绝妙的比喻,你听完我这期节目,再看硅谷的这个桥段,感受一定深。到科学有故事的微信公号中回复“马粪”两个字即可观看。 [1]http://mini.eastday.com/keji/160126/141057811.html [2]https://cityroom.blogs.nytimes.com/2008/06/09/when-horses-posed-a-public-health-hazard/
在微信公众号 科学有故事 中,回复“癌细胞”三个字收看本期配套视频——癌细胞分裂。 联系我们:微信/QQ 40000959 本节目图文全稿可以在“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。
听众薛定谔的猫在我的微信公号中留言写道:汪老师,请谈谈潘建伟团队的大贝尔试验好吗?新华社说是由潘建伟团队主导的试验,完全不提国际合作的事情,我去看了一下原论文,奈何英文不行,大致看出来还有好多国际团队的合作。这个试验的意义有多重要?之前也有听众问起过,说方舟子一直在孜孜不倦地打假潘建伟,想知道潘建伟在研究的量子通信到底是不是伪科学,国际上对这个项目又是怎么看的? 好,那我今天就借着大贝尔试验的这条新闻,再跟大家聊聊潘建伟教授的成就。先来说一下大贝尔试验是怎么回事。客观地说,新华社的这篇新闻实在有点让我无语,竖立民族自信最好还是要建立在客观真实上。新华社的这篇新闻稿是 2018 年 5 月 11 日发出来的,也就是前两天的事情,我的很多群里都在转发。我先给大家念一下新华社的原文,然后我再说真实的情况,你们就知道是怎么回事了。原文是这样:近期,中国科学技术大学教授潘建伟及其同事彭承志、印娟、张强、陈宇翱等组成的团队,在国际上首次实验实现了基于人类自由意志和超高损耗下的贝尔不等式检验,并在此基础上开展全球合作,利用超过十万人的自由意志产生的随机数进行了量子非定域性检验,相关成果于5月10日发表在《自然》杂志上。 好了,新闻听完了。你再仔细听我说下面三点: 1. 这个大贝尔试验是 2016 年 11 月29 日开始的,持续了大约 1 天的时间,注意时间,是2016 年,这就是新华社新闻中所说的“近期”的准确含义。 2. 《自然》杂志的那篇文章的署名作者的名单很长很长,有几十个人,潘建伟教授他们当然也在其中。 3. 这是一个国际合作项目,初始倡议者是西班牙的光子科学研究所,参与的机构全世界加起来总共有 9 家,中科大只是其中之一,并没有任何特殊性质。 知道了这三条基本情况后,我再来说说这个大贝尔试验是咋回事。贝尔实验是数学家贝尔提出来的一个验证量子力学的物理实验,主要与量子纠缠的性质有关。那关于什么是量子纠缠,什么是贝尔实验,请听我《宇宙自然生命简史》的第 21 和22 期节目,我介绍的非常详细,而且通俗易懂,我不再赘言。在贝尔实验中,有一个重要的工具,就是需要一组很长很长的随机数。有一些特别苛刻的的科学家就提出,之前所有的贝尔实验中产生的随机数都值得怀疑,不是真正的随机数,因为只要是用机器产生的随机数都不见得是真随机,或许就是在宇宙大爆炸的那一刻就由所有的参数决定了的。那既然随机数不是真随机,那么实验的根基就不牢靠。为了应对这样的质疑,有一些科学家就提出了另外一种随机数产生的方法,就是用人肉来产生。这是基于自由意志假说,也就是说人的意志不是在宇宙大爆炸那一刻被决定的,每个人都有自由意志,所以如果你现在闭着眼睛随机的写 0 和 1 的字串,这个字串就是随机的。当然,为了更保险,最好是几万人甚至十几万人写下的字串再归纳。为了不让这件事情干着太枯燥,于是科学家们就设计了一个游戏,邀请全世界的普通人在同一段时期内一起来玩。原本是计划邀请到 3 万人以上,最后实际参与的人数超过了 10 万。这个就差不多是大贝尔试验的基本情况。潘建伟的团队参与了这次实验。结果不出意外,再次证明了量子力学的正确性,和之前的多次实验结果一样,相关成果以 Letter 的形式发表在了 2018 年 5 月 10 的《自然》杂志上。Letter也是研究成果的发表形式,比 Article 的等级略低一点,但也是重要的文献。 说实话,我觉得这个是非常重要的科学成果,感觉更有点像是一场对公众做科普的秀,很好玩,也很有话题性。但科研价值可能有限。因为对于这次实验,在科学界其实并没有人怀疑会有什么惊人的不同结果。加上人类自由意志的噱头更容易引起公众的兴趣罢了。 说回方舟子打假,我承认方舟子确实成功地打过很多科技领域的假,而且如果是在他的本专业范围领域内的,我印象中还没有失手过。不过出了他擅长的生物化学领域,就不好说了。这几年他一直在孜孜不倦地打假潘建伟教授,差不多有 10 年了吧,我记得我写《时间的形状》第一版时,就是因为看到了方舟子的打假文章,下笔的时候还特别小心翼翼地用了我等吃瓜群众目前还在看热闹中的说法,但是到第二版的时候,我就删除了。因为随着时间的推移,潘建伟教授的学术成就越来越可靠。 可最能说明潘建伟学术成就的是去年,他两度在国际最顶尖的科学期刊上发表论文。2015 年,潘建伟的工作被英国物理学会新闻网站《物理世界》评为年度十大科学突破,而且高居榜首。2017 年 6 月,潘建伟领衔的全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”团队实现了“千公里级”的星地双向量子纠缠分发,打破了此前国际上保持多年的“百公里级”纪录,相关成果发表在《科学》杂志上。时隔一个多月,这支团队又在国际上第一次成功实现“千公里级”的星地双向量子通信,相关成果在线发表在《自然》杂志上。年底,他又被《自然》杂志评为年度十大科学人物。 当然,有人也可以用韩春雨事件来说这还是不能说明问题。但关于潘建伟教授的报道并不是突然一阵风,是由来已久了,可以说,经受住了时间的检验。久负盛名的著名科普杂志《科学美国人》 2017 年 6 月也曾经发文科普过潘建伟和他的量子通信。我请我的助理小编把这篇文章全文翻译了一遍,随后我会发布在科学有故事的微信公号中,这里我选取一部分念一下: 去年六月的测试具有里程碑式的意义。潘建伟率领的团队使用实验卫星在前所未有的距离上,测试了量子纠缠。他们将纠缠态的光子对发射到了中国的三个地面站,而地面站之间都相隔超过 1200 公里。这项测试验证了量子理论长期以来显得颇为神秘的原理,并建立起了中国在新兴的“量子太空竞赛”中的领跑者地位。 日内瓦大学的物理学家尼古拉斯·吉辛是这么评价的,中国已经在量子通信领域了取得了领先,这证明全球量子通信是可能的,并且将在不久的未来得以实现。 基于地面的量子通信通常会通过光纤电缆或在露天发送纠缠光子对。但沿途与普通原子的碰撞会干扰光子脆弱的量子态,使传输距离被限制在了几百公里。而去年六月潘建伟的测试距离达到了千公里级。有一种被称为“量子中继器”的精密仪器,配有“量子存储器”的模块,原则上可以以菊花链的形式连接在一起接收、存储和重新传输长距离的量子密钥。但这项任务非常复杂和困难,以至于这些系统很大程度上依然只存在于理论中。 伊利诺伊大学厄巴纳分校的物理学家保尔·威特表示,量子中继器必须从两个不同的地方接收光子,然后将他们存储在量子存储器中,接着直接让它们互相干涉,之后才能沿着网络发送进一步的信号。他还说,为了完成以上的步骤,你必须在没有实际测量它们的情况下,明确地知道已经存储了它们,这有点像没有打开邮件的包裹,但知道里面装的是什么物品。如果是包裹,你还可以晃动下听听里面是什么,但难就难在你收到的只是光子。你希望确认你已经收到了它们,但你不希望吸收它们。毫无疑问,理论上是完全可以实现的,但现实中很难做到。 为了形成环绕全球的安全的量子通信网络,唯一可行的方案就是从太空中发送量子密钥,然后将它们分发到数千公里以外的地面节点。以中国古代哲学家命名的墨子号,重达 600 公斤,2016 年时已经被发送到了近地轨道。这是中国在量子通信领域发力的标志性事件。但这还不算完,墨子号只是排头兵,接着还有一系列的国家层面的研究计划,投入的总额约为 1 亿美元,项目被称为“量子科学试验卫星”(QUESS)。 墨子号携带的核心部件是一系列晶体和激光器,它们能够产生纠缠的光子对,然后将光子对分离,通过单独的光束传输到卫星视线范围内的地球上的地面基站。2017 年 6 月的测试,三座接收站有两座位于青藏,分别是德令哈和乌鲁木齐,还有一座位于西南部的丽江。德令哈和丽江相距 1203 公里,打破了纠缠光子对传输距离的纪录。 潘建伟的这项工作开始于上世纪 90 年代,当时他是奥地利因斯布鲁克大学物理学家安东·泽林格实验室的一名博士研究生。泽林格是潘建伟的博士导师。他们亲密合作,一起测试并进一步发展了量子通信的想法。潘建伟于 2001 年回到中国,建立了自己的实验室。巧的是,泽林格也在位于维也纳的奥地利科学院创办了自己的实验室。接下去的七年,他们在打破纠缠光子对的传输纪录上激烈竞争,竞争的内容包括间隔的距离更大、条件更极端,并要求实验以地面为基础进行。他们两人还在这段时间内说服了自己国家的航天局,给发射卫星、从太空测试这项技术开了绿灯。但泽林格的提案毁在了欧洲航天局的官僚主义上,而潘建伟的提案马上就获得了中国国家航天局的支持。最后,泽林格选择了与他的学生再次合作,而不是展开竞争。现在,奥地利科学院是“量子科学试验卫星”项目(QUESS)的合作方。更让人期待的是,这个项目计划用墨子号来进行一次洲际间的国际量子密钥分配试验,地面基站会建在北京和维也纳。 泽林格说,我很高兴墨子号进展顺利,但我也意识到,欧洲和其他国家错过了量子通信这个巨大的机会。 其实这些年,其他的研究人员和机构都在争相赶上,推动政府给与更多的资金,用来进行地面和太空的进一步实验。这其中,有很多人认为,墨子号的成功是他们一直期盼的催化剂,能推动政府对这项研究给与更多的便利。加拿大滑铁卢大学的物理学家托马斯·坚尼威表示,这次试验确实是一次重要的里程碑事件,因为如果我们将来要建造一个量子互联网,我们就需要在这样的长距离间发送纠缠态的量子。他说,这项研究对所有科学界的人来说都是具有开创性意义的,每个人都可以指着它说,看到没,这行得通! 坚尼威和他的合作者正在从头开始寻找一种以太空为基础的研究方法。目前,他们正在和加拿大航天局合作,计划最快 2021 年能发射一枚比墨子号更小且相对简单的卫星,作为通用的接收器重新分配从地面站发出的纠缠态的光子。而在新加坡国立大学,由物理学家亚历山大·林领导的一个国际合作项目已经发射了鞋盒大小的立方体卫星,用于制造、研究、甚至传输“相关的”光子对,他们研究的这种状态接近量子纠缠,但还不是完整意义上的量子纠缠。美国伊利诺伊大学的奎特正在用来自 NASA 的拨款开发一种能够测试量子通讯的装置,这种量子通讯可能会在未来的某一天用到国际空间站的超广角,也就是多个光子对的同时纠缠。 所有研究中最引人注目的是来自德国马克思·普朗克光学研究所的一个科研团队。他们正在开发量子通信协议,用于已经可以商用的太空中的激光系统,这些系统已经在欧洲哥白尼卫星和太空数据高速路卫星上使用。这个团队使用了其中的一个系统,成功编码,并通过地球静止轨道卫星发射的光子,把量子的简单状态发送给了地面基站,这颗卫星距离地球上空约 38000 公里。团队领导者马奎德特表示,这项技术并不依赖量子纠缠,和中国的“量子科学试验卫星”项目(QUESS)完全不同,但只需要小小的升级,它就可以在五年内被用于安全通讯中量子密钥的分配。他们的研究成果发布在了《光学设计》(Optical)期刊上。 马奎德特和其他研究人员猜测,这个领域比公开发表的论文来得复杂也先进得多,美国和其他一些国家可能对其中重要的发展做了官方层面的保密工作。我们或许已经来到了量子通信的时代。马奎德特表示他有一个同事开了个玩笑说,美国的沉默恰似一声惊雷。美国人可是自由空间卫星和量子密钥分配的行家,他们在洛斯阿拉莫斯国家实验室和其他地方都有研究团队,但突然间,就不再公布进展了。我们认为他们不再发声只有两个可能,要么干砸了,要么干成了! 以上就是《科学美国人》那篇文章的节选,全文会发布在科学有故事的微信公号中。我想,这篇文章可以很好地破除网上流传的很多谣言,例如量子通讯是科学骗局,其他国家都不搞量子通讯,就中国人花大钱在搞之类的。你可以在微信公号中回复关键词“墨子号”三个字观看墨子号 2016 年 8 月的升空。 最后我想补充一下,存在一个广泛的误解,那就是量子通讯就是量子纠缠原理的应用。实际上,量子保密通讯可以用到量子纠缠,也可以不用到量子纠缠。墨子号的量子通讯试验和量子纠缠试验其实是两个不同的实验,它的量子通讯只需要用到单光子密钥分发,并不需要用到量子纠缠。它做的量子纠缠的实验只是为了验证理论的一项纯试验性质的工作,为后续的工作铺路的。
这期,我还找了一个视频,是用 DIC(微分干涉对比)显微镜观察人的血液,这种显微镜可以使图像呈现浮雕状的立体感。 想看视频的话,可以在我的微信公众号“科学有故事”中,回复“红细胞”。 联系我们:微信/QQ 40000959 本节目图文全稿可以在“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。
我的第一个视频节目《给少年讲相对论》昨天晚上上线了最后一集《令人惊叹的宇宙》,这一集与前九集完全不一样,这一集是原创片,这一集的成本是前面 9 集成本总和的 5 倍,我特别申明没有任何夸张的成分,我说的是实话,这还是没有计算我自己投入的时间和精力折算的成本,只是纯的制作成本。有很多听众已经在前不久结束的 4.29 演讲会上看过了,虽然是小成本的国产片,客观地说,与欧美的大片还有很大的差距,但大家也诚恳地告诉我,至少不算是烂片了,基本可以拿得出手。 今天我把这一集的录音在此全部播放一边,大家可以脑补一下画面。 如果你们不满足于脑补画面的话,可以先找到科学有故事的微信公号,然后在菜单中找到收费节目,点开菜单再点《少年相对论》,就可以找到购买链接了。10 集的团购价是 29.9 元,一顿 KFC 的价格。 这是本人的第一个视频节目,最后一集也是我的科学影视处女作,我也毫不讳言地说,能不能收回成本决定了我是否能在科学视频这条路上继续走下去,希望大家能支持我们这一代科普人最终也能做出像BBC、discovery、美国国家地理那样的科普大片,科普就是培育土壤的工作,科技之花就生长在这片土壤中,你的关注和支持就是和我共同耕耘这片土壤。谢谢你们。
在我的节目中,理性这个词是一个高频词,我经常跟大家说我们要理性,我也总觉得我的听友应该都是一群理性的人。没想到,前天晚上在某个微信群里面拍卖我的书,定价 68 元的《星空的琴弦》精装版,我 1 元起拍的,结果最终成交价居然达到了 80 元,这就显得不理性了。更夸张的是,中标的人付了钱居然失联了,也不主动来找我要书,我也找不到他了。我感觉他好像就是纯粹为了过一把哄抬物价的瘾,一不小心砸手里了,呵呵,貌似不太理性。实际上,经常会有人来问我,到底什么是理性,怎样才能成为一个理性的人呢? 我曾经听到有人说,我们不能盲目崇拜科学,要坚持理性。我听到这样的句子,我的第一反应就是,说话的人应该没有正确理解理性的含义,否则他不会说出这样的句式,把理性放在了比科学更好的那一面。实际上,理性是科学精神中的一部分,坚持理性的人就等于认同科学精神中很重要的一个方面了。那到底什么是理性呢? 在我看来,如果比较严格地界定这个词的含义,那么理性其实指的是哲学中的理性主义,理性主义者最著名的代表就是笛卡尔、康德等。但是,现在经常被挂在老百姓嘴上的理性,我感觉大家并没有对它的一种公认的定义,他的含义非常的丰富,我觉得更倾向于“理工科思维”的意思。在口语中,我们经常说一个人很理性,一般是指他显得很理智,做事很冷静,不会冲动决定,遇事想三分。 那么,在哲学上的理性主义到底是什么意思呢?一般认为,它是在笛卡尔手里成为了一套较为完整的思想体系,笛卡尔就是最重要的理性主义的代表人物之一。可能很多人都听说过笛卡尔那句名言:我思故我在。并且可能你也听说过,笛卡尔是试图证明上帝存在的人,换句话说,他信上帝。那就奇怪了,一个信上帝的人怎么反而成了理性主义的代表呢?在我们普通人的印象中,一个理性的人似乎是不应该信上帝的。如果你也是这样认为的,那就说明你对理性主义有误解,其实,真正的关键问题不在于你相信什么?而在于你为什么相信。理性主义者认为,任何可靠的结论必须经由公理演绎的方法才能得到,不管什么样的结论,我们必须要从一些最最基本的原则开始,通过数学和逻辑一步一步往前推演得出,否则,结论就是不可靠的。一个典型的理性主义者对于归纳法得出的结论都是抱有深深的怀疑的,哪怕千百次的实验结果都指向同一个结论,只要不能得到公里演绎的支持,就依然抱有怀疑。换句话说,在地球和太阳的数学模型没有建立之前,理性主义者不认为明天的太阳必定升起,但数学模型一旦确立了,就信了。这也是为什么我们会在果壳网上看到那些号称是死理性派写的文章,不管什么问题都会套上一个数学模型 ,然后就是一番复杂的计算推理。 笛卡尔信上帝和别的信徒有一个最大的区别,笛卡尔不是盲信,而是用了自己信奉的公理演绎的方法推导出了上帝存在,当然,他的这种推导是正确还是错误其实是另外一回事。如果你对笛卡尔到底是怎么推导上帝存在的感兴趣,我在公号中放了一个很烧脑的小视频,一个老教授用极快的语速给你嘚啵嘚啵讲哲学,把我的助理翻译的快吐血了。请关注科学有故事的微信公号,然后回复关键词“笛卡尔”就可以观看。一个理性主义者当然也有可能做出错误的结论,就好像一个迷恋数学的人也有可能会做错数学题一样。我们判断一个人是不是理性主义者,关键不是看他信什么,而是看他为什么信。如果一个人没有理由、未经思考地就相信某些东西,哪怕这些东西最终被证明是正确的,那也不是一个理性主义者。 与理性主义经常放在一起说的还有另外一个哲学名词,那就是经验主义。但很多人对经验主义这个词的误解比理性主义还多。在我的节目留言中,经常会看到有人把支持传统医学的人称为经验主义者,实际上这是对经验主义这个哲学名词的误解。在哲学书籍上,经验主义指的是相信现代科学方法,相信采用科学实验得到的证据,着重认为理论应该建立在对事物的观察上,而不是直觉或者盲从。所以,经验主义者其实是最看重实证的人。理性主义者认为公理演绎比实证更重要,而经验主义者认为实证比公理演绎更重要。 理性主义的另一位代表人物,也是著名的哲学家康德,最早的时候也是一个死理性派,坚持认为只有公理演绎才能得到确定的知识,后来他认真研读了大卫·休谟的哲学著作《人类理智研究》后,晚年成了理性主义和经验主义的综合体。 所以,如果我们遵从经典的概念定义,支持传统医学的人士不能说是经验主义者,或许称为经秘主义者更恰当,经表示经典著作,秘表示神秘、未知,一个典型的传统医学支持者,认为经典医学著作是宝库,人们应当敬畏未知,对于尚未搞明白的事情要保持谦逊。这在很多人看来,是非常正确的三观,我也充分尊重这样的世界观。不过,如果大家是我的老听众,应该知道我的立场,我秉承的基本观点就是自然是可以被理解的,我讨厌一切神秘主义的论调,我对未知只有好奇,没有敬畏,如果这里敬畏指的是尊敬和畏惧的含义的话。 比较有趣的是,如果大家看过一些哲学史方面的著作的话,会发现,在理性主义和经验主义的发展过程中,曾经是对立的。古典的经验主义者认为,没有知识是可以被推导出来的,知识的来源只能是经验的总结,当然这里的经验不单单指的是我们感官经验,还包括物理测量。而古典的理性主义者则认为知识是完全可以靠理智,也就是思辨、推理得来。这两派曾经吵的不可开交,谁也说服不了谁。直到现代科学思想的成熟,才将理性主义和经验主义之间的矛盾给消除了。 现在,科学精神统领了理性和经验,当然,在科学中我们一般把经验说成实证。物理上的经验公式,指的就是通过系统实验总结出来的数学公式,虽然还不能在数学模型中推导出来。公理演绎和系统实验都是科学研究中不可缺少的两种方法,相对论就是先通过公理演绎的方法得出,然后再通过系统实验和天文观测来实证。而量子力学刚好相反,先通过观察总结出经验性的规律,再反推出几条与我们在宏观世界所感受到经验非常不同的基本公理。通过这两个例子,我们看到,在现代科学研究中,已经不可能给这两种方法分出一个先后或者高下了。 回到今天最初的那个问题,怎样才算是一个理性的人呢?我给出的答案是,一个有科学精神并且践行科学精神的人就是一个理性的人,如果一个人非常清楚科学精神的内涵,但在实际生活中却不一定按照科学精神去做,那就还不能算是一个理性的人。 不过话说回来,虽然科学声音的演讲会叫做理性的力量,这并不代表我们认为感性没有力量,理性有力量,感性也同样是有力量的。我相信这世界上没有一个人是完全理性或者完全感性的,每个人都是感性和理性的综合体,无非就是血条往左还是往右偏多少的问题。从我的生活经验来看,这个社会上,理性的人和感性的人都能获得成功,但理性的人酿成的悲剧会更少一些。
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。
时间:2018 年 4 月 29 日 地点:浙江 · 绍兴
我的节目有时候会引发一些争议,在评论区时常会有听众辩论,听众西西就问我,总是看见有些人互相指责对方没有逻辑,她感觉逻辑这个东西很玄妙,给他的感觉,似乎是只要是自己满意的就是有逻辑,不满意的就是没逻辑。她问我逻辑到底是什么?怎么样才算是有逻辑,怎么样才算是没逻辑呢? 今天跟大家来简单谈一下什么是逻辑。首先,逻辑学是一门很严肃的学问,不过他的枯燥程度不亚于数学,实际上,有种观点认为逻辑学是数学的一个分支。如果按照教科书式的方式来告诉你什么是逻辑,那基本上我只能给你堆砌一大堆不明觉厉的名词,例如,逻辑可以分成三个部分:归纳推理、演绎推理和溯因推理。听听这些名词你就能感受到那种浓浓的教学气息了。如果我再跟你说,如果把逻辑分分类的话,那又可以分为形式逻辑和非形式逻辑,形式逻辑又可以进一步分为符号逻辑和数理逻辑。符号逻辑又有两个分支,命题逻辑和谓词逻辑。正常人听到这些没有不晕菜的。而且,还有大量的与逻辑相关的名词我也不知道该怎么分类,或许这个世界上也没有一个人能真正搞清楚整个逻辑世界的层次结构吧,当然,所谓的层次结构也都是人为定义的,只要是人为定义,也就免不了会有分歧。我给你念一些这些不明觉厉的名词,让你感受一下逻辑学的复杂程度,比如说:布尔逻辑、直觉逻辑、多值逻辑、亚结构逻辑、非单调逻辑、模态逻辑、可废止逻辑、模糊逻辑等等,我大概只念了维基百科上能查到的跟逻辑相关的词条的四分之一的名词吧。我的感受是,逻辑学确实是可以作为一门终生研究的大学问。 为了让你能直观地感受一下,这些教科书式的逻辑学都在研究一些什么样的问题,我找了一道美国研究生入学考试,也就是简称 GRE 的逻辑考题,20 多年前,我也曾经是一名复习备考 GRE 的考生,但是花钱到上海交大学了一个多月的 GRE 培训班后,我做了一个决定,放弃考 GRE 了,因为当时我觉得题目都太变态,要记住几百种乐器的英文单词,要记住表达“下流”的几十个不同的单词,就跟孔乙己说回字的四种写法一样。我觉得我与其花大量的时间学习这些,不如还是直接找一份编程的工作能学到更多有用的知识。不过当时觉得逻辑题还是挺有意思的,我举一个过去 GRE 逻辑题的例子,现在的逻辑题可能改革过了,不再出这样的题了: A、B、C、D、E 5个人当中,有两个人是从来不说谎的老实人,但是另外3个人是总说谎的骗子。下面是他们所说的话: A:“B是骗子。” B:“C是骗子。” C:“E是骗子。” D:“A和B都是骗子。” E:“B 和C都是老实人。” 问,到底谁是骗子,谁是老实人。如果你解出了答案,可以留言告诉我。 不过,日常生活中我们讲的逻辑跟这种严格的数理逻辑还是有所区别。逻辑是我们在日常与人争论的过程中,被使用频率非常高的一个词,似乎人人都懂逻辑,讲逻辑。我觉得我今天给大家总结一些日常生活中常见的逻辑谬误,可能才是对大家最有帮助的。我把常见的逻辑谬误分成两大类,一类是形式谬误,一类是非形式谬误,当然这种分法本身也不是有一条清晰界线的,这只是为了便于记忆和表达,我这么分着说,显得条理比较清晰。 先说形式谬误,这是某个观点陈诉中,因为结构上的缺陷而导致论证的过程不符合逻辑的情况。因此,对待这样的逻辑谬误,我们仅仅只需要分析论证的形式,就能发现谬误或者矛盾,根本不用分析具体说的内容到底是真是假,就能得出论证本身是站不住脚的。 最常见的一种逻辑错误就是把一个真命题的逆命题也当成是真的,比如说科学史上有很多伟大的理论一开始不被主流科学界所接受,这是一个真命题,我们能举出很多这样的例子。但是因此就有人以此来论证他的逆命题了,因为我的理论现在也不被主流接受,所以我的理论也是伟大的。再比如,因为发生过少数人是对的情况,所以真理往往掌握在少数人手里,所以我这个只有我一个人相信的理论就是真理。一个命题的逆命题有可能是真,也有可能是假,它们在逻辑上没有必然关系,所以,这么论证就是站不住脚的。 再比如,把整体的具有的属性当成是每个部分也具有的属性,或者反过来,把部分当成是整体。我以前做软件的,我很清楚,尽管单元测试都通过了,就是说软件的每一个模块都通过了测试,但这并不能说明整体软件也一定能通过测试。香蕉和黄鱼单独吃都挺好吃的,但不代表香蕉炒黄鱼也一定好吃。中的 67 味中药,其中的每一味药材在药典中都记载着能治疗某几种病症,但不意味着混在一起就能包治百病了。 再比如,循环论证,把待证明的结论也包含在证明的过程中。例如说,你如果不信上帝,就会下地狱。这句话已经隐含了有一个上帝会把人送入地狱。所以,你不能用地狱去威胁一个无神论者,这没有逻辑。同样的道理,有人对我说,因为你不相信上火,所以你看你昨天吃了那么多瓜子,今天就上火了吧,现在你总该信吃瓜子会上火了吧。这个论证过程中已经把所有吃瓜子产生的后果都归因于上火,因此这种循环论证可以说怎么都不错,也可以说没有逻辑。 最后,还有各种错误的因果关系。把前后关系当做因果关系,或者倒果为因。把相关性当作是因果性,或者忘记了一果多因和一因多果等等。关于这部分内容,可以听我之前的一期听众问答《用概率解释因果关系到底科学不科学》。 以上这些是我认为常见的形式谬误,这类谬误不需要你是某个领域的专家,只需要分析观点的论证过程即可,因此,当有人指责别人不懂不要乱说,或者说你没学过什么,就不要批评时,这个人本身就已经不讲逻辑了。因为对于形式谬误,是不需要关心具体内容的。我们应当听清楚别人到底批评的是什么,再判断他的批评内容是属于形式逻辑上的批评还是对于专业内容的批评,这时候才能继续说他有没有资格批评,否则就很容易变成人身攻击了。 说完了形式谬误,我再来说一些常见的非形式谬误。这类谬误就是五花八门了,我们需要关注的是观点本身的内容。再次申明下面的分类只是为了便于理解和记忆,并不是严格的定义,也不是一个完备的分类,甚至很多情况下,一个例子可以同时分到很多不同的类别下面。 第一种,叫诉诸结果,也就是用一个观点的成立或者不成立的结果好坏来证明这个观点是否成立。例如,如果全球变暖是人类活动造成的,那么人类就不要活动了,因此,全球变暖不是人类活动造成的。宗教人士有时候会说,如果不信上帝,不信善恶有报,人们就会为所欲为,所以,上帝必然存在。 第二种,是竖立错误的靶子,故意用一种错误甚至是滑稽的方式说出别人的观点,然后再证明这个观点是错误的。比如,当年很多人嘲笑进化论,说赫胥黎先生你是否承认自己的祖母是猴子变的。这就是通过歪曲别人的观点来达到攻击的目的。再比如攻击现代医学的人经常会说,现代医学是头疼医头脚疼医脚,实际上,我们都知道你如果头疼去医院做检查,很有可能神经系统出了问题,现代医学要治疗的是你的神经系统。而一个人脚疼,可能是痛风,这时候的治疗方案跟脚完全没有关系,而是要减少嘌呤的摄入。同样说现代医学是治标不治本的,基本上也是同样的逻辑谬误。现代医学只有在实在找不到本或者是知道本但无法治疗的情况下,才会转求能够缓解症状。病理学、毒理学等寻找病因、病源的研究是现代医学最重要的研究方向。 第三种,叫简单归纳,或者说直觉归纳。在统计学上,样本太小,或者样本不具备广泛代表性,是不能得出结论的。例如,有人说我每次鱼刺卡喉咙,喝一口醋马上就好了,所以就得出喝醋能软化鱼刺的结论。这是极端的反例,就因为自己一个样本就敢下结论了。比较普遍的是这样的句式:我周围的人都是靠喝藿香正气水防治中暑的,所以这个药对治疗中暑很有效。上次在我某一期节目的留言中,我看到有人说,自己问了一下奶奶,奶奶说当时村子里面没死几个人,所以就得出结论当时中国也肯定没死几个人。安检就是一个摆设,我从来没有看到过查出什么东西。 第四种,叫万能定义法。这在西方国家,有一个对应的俗称是“不是真正的苏格兰人”,有一个故事是这样,一位叫哈密什的苏格兰人在报纸上看到一个英格兰人犯罪了,于是说:没有苏格兰人会做这种事。结果第二天,报纸上又登了一个苏格兰人也犯了同样的罪,哈密什没有承认自己的观点是错的,而是说“我的意思是没有真正的苏格兰人会做这种事”。这样一来,他就永远不会错了,因为犯错的人都不是真正的苏格兰人。这就好像有些人为出错的风水大师辩护,他们都不是真的,是假的。哪怕这些人确实是根据古籍经典做事,也是假的,因为我们找不到一个什么是真正的风水大师的定义,而是根据结果来作出的万能可变定义。 第五种,是举证责任倒置。很多人会以没有证据证明某个命题是假的,来论证某个命题就是真的。把证据的缺失当成是证据不存在的证据。比如说,因为不能证明某个 UFO 现象是已知的任何自然现象,就当做是外星人飞船的证据。实际上,举证责任应该是提出非凡主张的一方。不能证明不存在可不代表必定存在。另外,绝大多数情况下,想要证明不存在在逻辑上也是没有可能的。 第六种,把自己的无知当证据。例如,我真的难以想象就凭上世纪六七十年代的技术,人类就能登陆月球。我难以相信古人怎么可能建造出金字塔这样的庞然大物。这时候,比较耿直的一种回应可能是:这就是你为什么没有成为科学家的原因吧。 第七种,把偶然当必然。尽管一系列偶然的事件有可能导致一个不好的结果,但论证者会无视这种偶然性的概率,无限放大可能性,以最后导致的可怕后果为证据,来反对某个观点。这种谬误的一种最常见的句式就是“如果人人都怎样怎样”,在我的印象中,采用这个句式的论证几乎全都是霸权式论证。往往对付小学生很有效,例如某个小学生上课的时候尿急,老师就会说,如果人人都像你这样,那我的课还怎么上?类似这样的论证还常见于某些管理部门逃避自己的责任,无限放大偶然事件,以如果人人都怎样来踢皮球。鲁迅先生在《而已集·小杂感》一文中,批评某些卫道士时就写道:一见短袖子,立刻想到白臂膊,立刻想到全裸体,立刻想到生殖器,立刻想到性交,立刻想到杂交,立刻想到私生子。中国人的想象惟在这一层能够如此跃进。现在很多地方的管理制度其实就是建立在这样的逻辑谬误之上,其实质只是想逃避监管责任。 第八种,就是对人不对事。在西方国家有一句广为流传的俗语,是一句拉丁文:tuquoque,用英文说就是 you too,你也一样。就是反驳某人的观点时,不关注观点的内容本身是否有理,而是转而指责这个人的人品。比如,有人说应该保护知识产权,反驳的人就以谁没用过盗版,你也一样来反驳。我看,每次我在节目中提到方舟子的时候,就会出现很多这样的情况。我们中国人常说对事不对人,在讨论一个命题时,最好先把感情因素放下。 第九种,叫诉诸无关权威。一个科学家,哪怕再著名,在脱离了本专业的领域,就也和常人一样有可能犯常识错误。比如生物学家或者化学家发表与理论物理有关的观点时,就不见得比普通人更可信了。有些人可能会因此反驳我说,那你一个科普作家的观点就更不可信了,是的,所以,我从来不在专业领域发表自己的观点,我只是在科学家和大众之间搭起一座语言的桥梁而已,我的职业操守就规定了我在专业领域尽可能地只是忠实地转述科学共同体的观点。个人的浅见偶尔谈谈,但会声明仅代表个人浅见。 第十种,叫虚假两难,也可以叫从一个极端走向另一个极端。论证者会设计出一个其实并不存在的二元选择,人为制造非此即彼的两难境地。例如,你不讨厌我,说明你爱我。你不恨美帝,就是美分。你不仇视日本人,就是精日分子。你不转就不是中国人。等等。他们忘了这个世界是复杂的,人性也是复杂的,这个世界不是简单的黑白世界。 好了,本来还想继续总结下去的,但是一看已经十种了,今天的节目时间也够长了,一定还有很多我没有想到的,也欢迎各位听众留言给我补充常见的逻辑谬误。不过,我必须要指出一点,在某项论证中找到谬误,并不意味着结论一定是假的,结论有也可能是真的,只是需要更好的推理来支持它。 在我看来,一个观点的论证可以分为强逻辑和弱逻辑。那些严格用公理演绎法推导出来的命题,就是强逻辑。例如数理逻辑就是非常强的逻辑,几乎很难找到漏洞。考虑到很多青少年听众,我简单解释一下什么是公理演绎法。就是说从某一个不需要证明,人人都认为是正确的命题出发,有些人可能会问为什么不需要证明,你想啊,如果每一个命题都需要证明,那就会无穷无尽了,必然要有一个最初的源头。这个最初的源头就被称为公理,例如过两个点可以做一条直线,光速是永恒不变的,物理规律不会因为时间的改变而改变,正常人都需要吃饭、喝水、睡觉等等,从这些基本公理出发,一步步地推理下去,就叫公理演绎法。以人类目前的认知水平,用公理演绎法得到的结论是逻辑性最强,也是最可靠的结论。 此外,相对弱一点的逻辑就是用归纳法得出的结论,例如,我们看到每天太阳都是东升西落,我们得出太阳明天还会升起的结论。历史学家从历史中看到压迫和反抗总是相生相伴的,就归纳出哪里有压迫哪里就有反抗的结论。这些都是从有限的事例推向普遍规律的归纳总结法,它的结论可靠性不如公理演绎出的结论,但可靠性随着事例的增多而增大,也是人类获得知识的一个重要手段。 公理演绎出的结论一定能得到归纳法的支持,但是归纳法的结论却不一定能得到公里演绎的支持。比归纳法相对更弱一些的逻辑就是通过哲学思辨得到的结论,比如由中国人的文化传统,民族性得出中国人会选择什么样的道路,它的可靠性又比归纳法更弱一些,但不能算是逻辑谬误。最弱的一种逻辑就是由类比得出的结论,比如在讨论外星人是否会与地球人联络时,把外星人比作人,把地球人比作蚂蚁。把一个国家类比成一个公司。把原子类比成一个小球。把阴阳五行类比成数学模型。等等。用类比得出的结论,按照我的经验,往往错误的居多,大多数情况下,都是不恰当的类比。哪怕是最恰当的类比,也只能是最弱的一种逻辑,可靠性最值得怀疑。 当然,我们科普作家最喜欢用的就是类比的方式,这也是一种无奈的选择,因此,我想告诉各位学子,如果你将来真的想从事科学研究,最好把从我们科普节目中听到的所有类比都忘记,真正的科学研究与科普的差别很大。而科普的目的是激发你们的好奇心,培养你们的科学精神。 这就是本期的听众问答,感谢你们的收听,我们下期再见。
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