汪诘：科学有故事（主打） - 节目列表

最近一段时间有一个与科技相关的重大热点话题，就是中国的中兴通讯公司被美国禁售的事件，好多听众都来问我对这事怎么看？我国为什么都已经厉害了，但是芯片却还是罩门呢？ 我想，既然是做节目，还是要简单介绍一下中兴通讯被美国禁售是怎么回事。2018 年 4 月 16 日，美国的商务部下达了对中兴长达七年的禁售令，这个禁售包含两部分意思。一是禁止美国公司向中兴公司出售任何有技术含量的软硬件，准确地说这个出售是广义的，免费赠送也算是出售，用商务部的原话就是不得订购、买卖、使用、送交、存储、交易、转让、运输，包括开源的安卓系统中兴也不能用，因为安卓是谷歌的，说的通俗点就是只要是美国货，中兴公司连碰都不能碰。另一层含义是中兴公司的产品不能在美国销售。可能大家没想到，2017 年的最新数据显示，中兴的手机是墙内开花墙外香，中兴手机在美国的市场份额排名第四，占 11.6%，排在苹果、三星、LG 之后，排名第一的苹果大约是中兴的三倍，中兴手机在美国的出货量大约是 460 万台。禁令是即时生效的，所以也就意味着，从禁令下达的当天开始，中兴原计划销往美国的手机瞬间就变成几乎不值一文的库存了。这个打击对中兴来说是休克性的，中兴的股票也马上就停牌了。在中兴工作的据说八万名员工瞬间不知道该干什么了，当然这是比较夸张的说法，中兴的产品线也并不是完全依赖美国货。我相信在这种公司的危难时刻，一定还是会有大量的中兴员工同心协力、共渡难关的。 那这次美国人为什么下手这么狠呢，原因到底是什么？根据美国商务部的文件，是这么说的，中兴公司违反了 2016 年与美国商务部的一份调解协议，当时中兴公司因为违反了美国商务部关于美国产品的出口限制条例，违规将含有美国技术的产品出售给伊朗等国家，所以美国商务部对中兴实施了 8 亿多美元的处罚，其中有 3 亿美元缓期执行，但前提是中兴公司要承诺做到很多事情，如果不能做到，那就会遭到长达 7 年的禁售令。结果中兴公司实际上没有按照协议规定开除 35 名高管，被美国抓住了证据，于是美国商务部就按照当初的协议下达了禁售令。大致来说就是这样一个过程。我相信详细的具体过程肯定是非常复杂的，中兴公司也一定会有自己的理由。那这中间的是非功过我没有资格去评说，也不是我这个节目的宗旨，我只是把事件的背景给听众们交代一下。 这件事情，我想，会给很多并不理性的爱国者上了一课，那些整天用一种很极端的方式号召抵制美货的人在我看来就并不是十分理性的，这次事件，就告诉他们，有些产品，我们买不到才是更大的悲剧。我们总不能一边高喊抵制美货，一边又骂美国人不卖东西给我们吧，这种情况是很矛盾的。 同时，这件事情也让很多普通中国人吃了一惊，原来在市场经济中，也并不都是顾客就是上帝啊。可能有很多人都觉得现在这个时代甲方都是腰杆子最硬的，谁有钱谁有底气，只有卖货的求着买货的，哪有买家求着卖家的道理呢。在我们作为个人的日常消费中，确实是这样的。但是在世界贸易的大格局中，尤其是涉及到高科技产品的贸易中，其实并不都是这样。 大家可能不知道，很多中国公司，包括中兴、华为这样的大公司，拿着钱去买美国、德国、日本等国家的高技术含量的产品时，那都是要低三下四，有时候还要通过一些有活动能力的中间人才能买到。即便买到了，也必须签署同意非常多的附加条件。但也有很多情况下，我国的公司费了很大的周折，填写了大量调查表格，受尽了屈辱后，人家回一封邮件，写道：很抱歉，我们不能将该产品卖给贵公司。有时候，中国的公司花很高的价钱去收购国外一家负资产的公司，可能就是为了这家公司拥有的某一台先进的设备或者某个有研发能力的团队。我们经常说，钱买不来知识、人品、气质等等非物质层面的东西。实际上，有时候，连物质层面的科技产品也是没法用钱买来的。其中，最最重要的高科技产品就是芯片——一块小小的集成电路。它的原料就是一把沙子，提纯成单晶硅后，在上面刻上成千上亿个半导体单元，就是我国现在面临的一道高高的技术门槛，如果我们不能自己迈过去，就有可能遭到别国一剑封喉式的打击。 芯片到底是怎么做出来的呢？一块芯片的诞生，要经历设计、制造、封装、测试四个阶段，缺一不可，越是前面的步骤技术含量就越高，越往后就相对容易一些。 中国和美国目前最大的差距就在芯片的设计上，这种差距是全方位的差距，不但有技术本身，还有人家先发的专利保护优势。芯片设计本身又要分成很多个层次，最基础的层次就是指令集架构，相当于建楼房的基本框架结构，这种框架结构目前百分之一百掌握在美国人的手上。在框架结构上继续细化的设计中国和美国、日本、德国的差距也很大。如果从销售额上来说，中国的紫光公司是中国最大的芯片设计企业，可是它目前也仅仅具备设计内存芯片的能力。从先进性上来说，华为的海思麒麟芯片是中国自主研发的最高成就了，不过，它依然是建立在美国人搞出来的 ARM 框架下，当然用别人的框架还有很多其他复杂的因素，并不仅仅是技术因素，但技术因素也是最重要的因素之一。还有，麒麟芯片中非常至关重要的数字信号处理器 DSP 买的是美国德州仪器的技术，华为还研发不出替代品。所以，如果美国对华为也禁售，那么理论上，华为的麒麟芯片也无法生产了。除了手机芯片我们勉强还能算有自主研发能力外，其他广泛使用的民用领域芯片，例如 CPU、GPU等等，我们几乎都还是空白。 芯片的设计图出来了，就要进入到制造环节，如果制造技术跟不上，设计的再好也不行。衡量制造水平的高低有一个最重要的参数，就是芯片半导体单元的密度，这个一般用多少纳米来衡量。这个领域最强的是美国、中国台湾和韩国。中国大陆目前具备的最先进的生产线是 28nm 的，但是国际最先进的已经小于 10nm 了，我们还与国际先进水平有至少两代的差距，我这还是用的中国的最好的水平跟国际上的平均水平比，如果跟他们最先进的去比，那差距就更大。总之，我们在制造领域的差距，业内人士都知道，也是非常巨大的。如果台湾能回归祖国的话，这一块的差距倒是可以瞬间抹平，只是台湾问题就更复杂了。 相比设计和制造，我们在封装和测试这两个环节上的差距倒是并不大，甚至在工厂规模上还远超美国，但工厂规模还是不能代表技术，用到的设备和技术依然还严重依赖进口。 总之，如果大家看到有些乐观主义的文章说，设计制造芯片也没什么了不起的，技术没那么神秘，只要愿意投入研发资金，搞出来并不难，这么说是不客观的，如果真这么容易，中国早就搞出来了。用大炼钢铁的精神去搞芯片也就是历史重演罢了。 有些人在谈论中国的成就和世界的地位时，往往眼里只有 GDP，尤其是在谈到日本时，总是拿 GDP 来嘲笑他们发展停滞了，可是，如果从科技的发展来看，日本不但没有停滞，还把中国甩在了后面。我觉得，中国人在对待发展这个问题上，我们也需要一次认知升级，我们不能再只盯着 GDP 来与世界各国比较了，我们还要跟他们比全民的科学素养、科技企业的软实力、科研体制的活力和全民对科学活动的重视程度。 在这次中兴事件后，我也看了大量的评论文章。有两种倾向我都是反对的，一个是速胜论，以为我们只要拿出铁人的牺牲精神，不怕苦不怕累，咬紧牙关就能在三五年内打破国外的技术垄断。还有一个是亡国论，从一个芯片技术的落后就全面否定我国这三十年来在科技发展上取得的所有重大成果。我国的军事技术、航空航天技术、巨型计算机、量子通信、超级工程建设技术等等，那也都是实打实的取得了巨大的进步，该有的自信我们绝不能丢掉，要相信中华民族的伟大复兴迟早会到来。我做了那么多期节目，今天是第一次在节目中喊了一次口号，那是看了很多亡国论的文章实在忍不住了。但是，我其实心理很清楚，喊口号其实是最没有实际作用的做法。 芯片很难做，无论是设计、制造还是封装，都有非常高的技术含量，也没办法靠几个归国的高级人才就能解决。它是一个国家综合科技实力的体现，是一个国家在厚厚的土壤上才能成长出来的花朵，要想造出好芯片，要从娃娃抓起。全民科学素养就是这层厚厚的土壤。我们与美国的真正差距就是这层土壤的差距。 在面对中兴禁售事件中，有些人高喊着口号，有些人痛骂着国民劣根性。也有一些人，默默地咬紧牙关，用自己力所能及的点滴工作为我国的科技发展做一些贡献。而我，通过中兴事件，越发感到自己正在进行的这项科普事业的重大意义，我虽然不能直接为中国今天的科研起到促进作用，但是我在做的是默默地耕耘土壤的工作，或许，明天中国取得的科技成就会有我的点滴贡献，我今天就像是一个农民，为了这片土壤的肥沃，辛勤地翻土、浇水、施肥，这些工作说实话并没有太多的技术含量，只是一些体力活，但这种工作也必须要有人做，一片茂盛庄稼的诞生，每一个环节都需要做好。 而你作为我的听众，或许正在竖立世界观的过程中，或许正在选择未来攻读的方向，也或许是年轻的父母，我想，我们都少 喊一点口号，少骂几声娘，咬紧牙关，志存高远，或许我们今天的努力，可以让中华民族的伟大复兴早一秒钟到来。

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。

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时间：2018 年 4 月 29 日 14:00 地点：浙江绍兴大剧院 购票地点：微信公号“科学声音” 音频直播：喜马拉雅官方 视频直播：京东直播 感谢本次活动的赞助商：中惠旅 & 广州图普科技

有一种说法经常可以在我的节目留言中看到，就是所谓的过度崇拜科学就是一种迷信，而且好像有的人说是尼采说的，有的人说是笛卡尔说的，反正经常会变成某一个名人说的，似乎加上了一个名人，这句话就会显得更加有份量，更加成为某种真理。但很遗憾的是，我检索了一番，没有查到任何名人说过“过度崇拜等于迷信”或者类似的话。其实即便有名人说过也不能说明任何问题，因为任何道理都并不会因为是谁讲的就变得更有道理或者更没有道理，关键还是看内容本身。经常会有听众希望我回应一下，说实话，我一直觉得这个问题很无聊，没有回应的必要。但是，问的人多了，也就真成了一个问题。 我先一句话正面回答：我觉得所谓过度崇拜科学就等于迷信是一个很无聊的文字游戏。对还是不对就看你自己心中是怎么认识“科学”这两个字的。如果对科学的认识本身就存在误区，那么过度崇拜这个有误区的科学，当然也就是一种迷信。例如，有些人把大科学家说过的话当成是科学，或者把某个科学理论当成是绝对正确的真理，如果对科学是这样的认识，那么别说过度崇拜，就是普通崇拜也是迷信了。 我先来谈谈为什么我觉得这句话是一个文字游戏，我相信平时习惯了用科学思维想问题的人，一看到“过度崇拜科学等于迷信”这句话时，第一反应就是，这里面出现了太多含糊不清的概念，简单地去反对或者肯定都有可能陷入自相矛盾的境地。比如，“过度”这两个字就是一个很大的陷阱，因为“过度”本身就已经意味着不好了，它是“适度”的反义词，在我看来，任何一个句式中，只要有了“过度”和“适度”这两个词，就可以成为一句绝对正确的废话。因为任何东西过度了都不好，都要适度。吃饭、睡觉、工作、学习、思考，无一例外。如果你能想到一个句子，以过度开头，结果它是好的，以适度开头，它是不好的，请不妨留言告诉我，这个句子我要好好记住，将来吹牛很有用，但我是一个也没想出来。 那么，如果去掉“过度”，只说“崇拜科学就等于迷信”就不是文字游戏了吗？不，我觉得依然是文字游戏。因为，这是一种简单粗暴的给事务贴标签的做法，用贴标签的方式去谈论某个现象，我认为是很没有知识含量的，说服力也是很低的。 比如，如果我们把“崇拜科学就等于迷信”也贴上一个标签，叫“反叛主义”，这时候，就又可以说“崇拜反叛主义就等于迷信”，当然我们还可以把上面这句话再贴上一个标签叫“回归主义”，那么可以继续批判“崇拜回归主义就等于迷信”，如果再加上“过度崇拜回归主义就等于迷信”，这就更有力度了，你看，此时，被批判的人基本上就是哑巴吃黄连，有苦说不出。但你觉得这种贴标签式的批评有什么知识含量吗？我觉得是没有任何知识含量的，只是一种会让自己觉得很开心的口号罢了。 这种贴标签式的反对在社会上特别常见，比如给一个人贴上五毛、汉奸、美分等等，还有就是各种各样的主义，什么“历史虚无主义”“民粹主义”“民族主义”甚至“投降主义”“犬儒主义”“卖国主义”等等，一旦说理变成了口号式的打倒，就已经失去了辩论的基础。因为关注点已经不再是具体的观点和行为了。 我想，一个理性的批评者，首先应该抛弃贴标签的反对方式，而应该针对某一个观点或者理论体系中的具体内容。比如说，科学有一条基本的原则，就是质疑一切没有证据的结论，注意，是没有证据的结论。这样一种原则就是有实质性内容的观点，那么，批评者就应该讲出“崇拜‘质疑没有证据的结论的原则’就等于迷信”的道理来。在我的理解中，迷信就是无条件的相信意思，那么科学精神中的质疑精神恰恰就是反对无条件的相信，如果按照负负得正的运算法则，如果反对反对迷信，不是反而变成了支持迷信了吗？我想，一个批评者至少要说清楚为什么不是负负得正的道理才是能让人信服的。或许，在这些批评者看来，迷信的意思不是无条件的相信，那么他们就应该讲清楚，他们认为的迷信到底是什么意思呢？ 再比如，科学非常重视证据，谁主张，谁举证，尤其是非同寻常的主张需要非同寻常的证据，那么，批评者就要说出“崇拜证据就等于迷信”的道理，我想，只要能摆事实讲道理，试图论证证据不值得崇拜。那么，不论他的论证是否让我信服，至少我会非常尊重他的这种辩论态度和精神。这是一种理性的探讨，脱离了贴标签。 再比如，我是一个崇尚科学的人，我就会希望别人提出的理论或者观点是实际可验证的，对于那些不能验证的理论，我就不会太当回事，也不会去轻易相信。那么，批评我的人就要说出为什么我这样的思想反而成为了迷信，一个最不轻信的人反而成了迷信的人，这个弯要转过来，我想还是需要一定的辩论技巧的，或许是诡辩技巧。 还有，我这样的人，别人如果总是问我你相不相信，我就会比较反感，比如让我相信神创论，或者让我相信口腔溃疡是因为上火，我更希望的是别人能把他的道理讲的让我理解，而不是一味地让我相信。所以，我希望批评者能告诉我，我这样怎么就成为了迷信呢？让我理解了我就信，不理解的就不信，这种态度为什么反而是一种迷信态度？请赐教。 科学精神中还有很多其他的原则，如果你没有听过我前面一期“什么是科学精神”，不妨可以回听一下，那一期节目我谈的很细。我觉得，如果一个批评者对其中的具体某一条科学精神进行反对，那我是愿意与他辩论的。但是，如果批评者仅仅是用贴标签的方式，说“你过度崇拜科学精神就等于迷信”，那我就没有兴趣再多谈了。因为他连负负得正的道理都还没有想清楚呢。反对反对迷信的人才是迷信的。 不过，有一些批评者是因为误解了科学和科学精神，才会得出崇拜科学等于迷信的结论。比如说，他们会误以为我们把牛顿理论当做是真理，认为它永远不会错，所以认为我们是迷信。其实，他不知道，我们认为的是牛顿理论在它的适用范围内是永远不会错的，如果超出了适用范围，或者我们对精度的要求超出了牛顿理论能达到极限，那么牛顿理论就不能用了。科学家们非常清晰地知道某一个科学理论的边界在哪里，什么情况下可以用，什么情况下不可以用。如果是这类对科学工作有误解的批评者，那么我是有耐心，通过自己的科普工作，一点一点地扭转这些误解。包括今天这期听众问答就是这样的一种小小努力。好的，感谢您的收听，欢迎继续提问，我们下期再见。

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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。