科学千年,功成不必在我
这是仙人JUMP的第97篇原创
1
距今两千余年前,在地中海的群岛上出现了许多大大小小的城邦,后来人类把这些城邦组成的城市联盟称为古希腊。
古希腊的地理环境是让人羡慕的,洋流带来了丰沛的资源,终年和暖的气候也让当地人没有冻饿饥馑之苦。
城邦里还有一群怪人,他们不事生产,而是不约而同地做起了一件事情。
思考世界的本质。
当时有个叫亚里士多德的人,他认为世界的本质是元素,宇宙就是由土、水、气、火,还有一种神秘的元素以太构成的。
后世很多写小说的也喜欢用这一套体系。
还有一个叫德谟克里特的人,他说答案根本没有那么复杂,时空中明明运动着无数微小的原子,宇宙中的一切物质,都由完全相同的原子组成。
后世有人拿这个做了波动速读,极为朋克。
像这样的推测不胜枚举,为后世留下了无数精神遗产。
时至今日我们已经知道,除了德谟克里特的假说和现代物理学还有几分关系,其他人的猜测全都是错误的。
科学其实就是一个不断认错的过程。
但是在那个时候,人类还完全没有可供观测物质微观结构的仪器,也没有现在的SCI和学术评价体系。换句话说,他们的思考结果既无法得到验证,也不会有一个标准能够欣赏或带来什么物质奖励。
即使如此,这群人仍然选择把大量的时间和精力,用在了为这个世界搭建一个自洽的运行规律上。
对他们自身来说,这些理论看不到任何用处,甚至对这个世界来说,很多很多年里他们的思考也没有产生过实质性的用途。
可是当这群人站在广场上,坐在小木屋里,甚至是躺在木桶中,开始为那些肉眼不可见也不可感知的元素或“原子”寻找一个合理的解释的时候,现代科学的源头在他们的大脑中诞生了。
翻遍一切科学史,你都会在科学的起源这一章节看到这一幕的出现。
探索未知,满足好奇。这就是科学最初的模样。
从两千五百年前德谟克里特在毫无工具辅助,仅凭逻辑思考提出的原始的原子理论,到牛顿时代搭建起物理学大厦的经典力学,再到相对论和量子力学,乃至今天的弦理论,科学始终坚定不移地走在同一条探索未知的道路上。
正是沿着这条从古希腊时代便踏上的路,我们才一步步掀开了笼罩在世界表层的面纱,向着真理逼近。
但越是对这个世界了解得深刻,人类越是感受到自身的一无所知。
“世界的本质是什么?”
在这个问题被提出了两千多年以后,我们仍然不能笃定地将它回答出来。
和当年古希腊城邦里的人遇到的困境一样,在更深层次的宇宙奥秘之前,人类再次陷入了只能提出假想,而缺乏观测工具进行验证的困境之中。
那么人类这两千多年来的筚路蓝缕,两千多年来的薪尽火传,究竟有什么用呢?
当然是有用的。
基础科学里看似无用的一切努力,都是在为这个世界留下遗产。
何夕在《伤心者》中写下过一段话:
古希腊几何学家阿波洛尼乌斯总结了圆锥曲线理论,一千八百年后由德国天文学家开普勒将其应用于行星轨道理论。
数学家伽罗华于公元1831年创立群论,当时的学术界无人理解他的思想,以至于论文得不到发表。迦罗华年仅21岁英年早逝,一百余年后群论获得具体应用。
凯莱在公元1855年左右创立的矩阵理论在六十年后应用于量子力学。
数学家J.H莱姆伯脱,高斯,黎曼,罗马切夫斯基等人提出并发展了非欧几何。高斯一生都在探索非欧几何的实际应用,但他抱憾而终。
非欧几何诞生一百七十年后,这种在当时毫无用处广受嘲讽的理论以及由之发展而来的张量分析理论成为了爱因斯坦广义相对论的核心基础。
而我们人类今天的科技文明,不管它已经有多么辉煌,根源始终在最初的那些思考之中。
无论是核电站里的链式核反应,还是半导体材料中川流不息的电子,这些都是从德谟克里特说出世界是原子开始的。
我们反复追问这个世界,反复探索未知,即使暂时没有回音,也绝不代表没有意义。
因为我们知道,这个世界是有答案的。
2
几年前,Minnesota Mining and Manufacturing曾做过一个关于“科学状况指数”的调查,得到的结果很有意思。
在接受调查的人中,绝大多数人是相信科学的,但是他们并不了解科学,也并不关心科学。
在同意科学会对未来产生积极影响的同时,他们也认为自己完全不需要知道科学会带来什么影响。
“只需要静待未来降临就好了”,这是在这个调查中很多人展现出来的态度。
声称自己在遵从科学,却对科学一无所知,更分辨不清什么是科学,什么又是伪科学,他们所谓的相信科学,本质上已经和真正的科学无关,而变成了对这个词语的盲从。
他们不好奇未知,也拒绝探索,甚至不想知道其他人探索未知的结果,只想静静等待变化发生,但这恰恰是反科学的。
接过上一代人对这个世界探索的成果,然后因着对更大的世界的好奇心,而去继续打破认知的边界,这才是真正的科学精神。
从这个角度来说,人类的科学精神早在科学这个词出现之前就已经诞生了。
它并不是随着哥白尼革命或古希腊哲学而诞生的。
在更早更早的时候,在南方古猿从地上捡起一块骨头抛向天空的时候,在原始人好奇地仰望夜色里的星辰的时候,科学精神就已经存在于我们的基因之中。
当我们出生在这个世界上,就开始对身边的一切感到好奇,婴儿会用小手触摸自己能摸到的一切物体。
当我们成为青少年,这种好奇进一步变成了旺盛的求知欲。我们模仿大人的言行举止,汲取一切信息,有时候甚至因为缺乏辨别能力而不分青红皂白。
就好像两千余年前那群住在岛上的人一样,每一个青少年都必然会追问他们未知的事物。
如果在这个时候,我们的青少年能得到正确的科普和引导,对科学产生兴趣也就是自然而然的事情了。
很多顶尖的科学家去为青少年进行科普,用上各种饶有趣味的方式,试图把那些深奥的科学知识转化得轻松易懂,为的便是让他们从这个时候起,就建立起用科学精神和这个世界相处的态度。
青少年最大的特点,就是那份从孩童时期便与生俱来的,尚未磨灭的好奇心。
虽然很多好奇未必能得到答案,但是比答案更有价值的,是好奇本身。
今年年初的时候10万个青少年接受了兴趣调研,在腾讯科学小会上提出了20个青少年好奇的科学问题,很多科学家都到场进行了科普。
但无论是在为青少年讲解火星液态水还是人工智能,本质上这些科普为青少年们指出的,都是前人循着内心对这个世界的好奇一步步探索出的路径,而后人同样会顺着科学这条道路,继续走下去。
因为在人类的本能里,孕育了无穷的好奇。
即使前路无穷已,但进一寸有一寸的欢喜。
当然,这并不是说每一个青少年最后都要去从事科研工作。在我们的青少年时期,通过科普形成的科学精神,完全可以让我们在各行各业都大受裨益。
哪怕远离了地球,在浩瀚的外太空中,科学精神同样能带来力量。
加拿大航天员 Chris Hadfield 在一次出舱维修中,忽然双目同时失明。要知道他当时离地球足足有400公里,宇航服外包围他的便是无尽的真空。
面对完全未知的情形,他没有惊慌失措,而是冷静分析出自己的失明可能是因为眼泪的原因。他可能在不知不觉中流泪了,而在失重环境下眼泪不会下落,反而会在眼球上聚集导致暂时性的眼盲。
在当时的状况下,恐惧才是常态,但他凭借对自身科学素养的自信,做出了乐观的判断。虽然失去了视力,他仍然通过来自地球的音频指挥完成了维修工作,最后安全地返回了舱内。
无论是科研还是生活,我们的路途中必然会遇到很多意料之外的情况。但科学精神是让我们在未知面前保持勇敢。
它教导我们如何去直面未知带来的恐惧,并且冷静的、一点点地战胜未知。
和那些让我们上天入地的科技一样,这也是属于科学的力量。
3
在不同的语境里,科学这个词的含义是不同的。
日常生活中我们谈起科学的时候,经常把它当成一个形容词使用。我们想表达一个人做的不对,会说你这样做是不科学的,如果一件事情违反常理,我们也会感叹这不科学。
科学好像变成了正确的同义词,人人都相信科学,甚至很多和科学无关的东西,只要打上了一些听起来很科学的标签,可信度也会变得高起来。
很多年前,这个标签是纳米技术,纳米鞋垫、纳米水杯、纳米抗菌层,仿佛只要一沾上纳米这个词,就变得科学起来也变得正确起来。
等到纳米逐渐退出了智商税的舞台,量子力学又开始流行起来。
历史总是惊人的相似。
市场上充斥着量子鞋垫量子火罐量子水杯量子大姨妈镇痛仪,即使发明它们的人未必知道量子的量念几声,也不妨碍他们为自己的量子技术申请专利。
当专利申请网站被各种永动机和量子全家桶占领的时候,科学这个词开始变得魔幻起来。
固然,人类天然有科学精神的雏形。但这份好奇心有时并不能顺利地成长为科学精神。
在科普缺位的环境里,如果一个人没有起码的科学素养,又不愿意从头开始学习,就很容易在探索的道路上跑偏,成为一个民科。
荷兰科学院院士、诺贝尔物理学奖获得者Gerard 't Hooft曾经写过一篇如何辨别民科的文章。
他说民科往往喜欢将自己和艾萨克·牛顿、阿尔伯特·爱因斯坦、保罗·狄拉克或其他理论物理学领域的名人进行比较,找到哪怕一星半点儿的共同之处,然后得出一个对自己有利的结论,或是将自己的所谓成果和一些无法证实也无法证伪的神秘学概念联系起来。
后者就是那些研究量子佛学之类的东西的人,关于量子佛学的研究甚至还出了一系列的书。
如果按字面意思理解,民科似乎是指活跃在民间的科研工作者。但民科实际上和科研工作者没有任何关系,因为他们并没有使用系统的方法来进行科学研究,也缺乏解决科学问题的相关基础。
中科院每年都会成捆成捆地收到声称自己证明了哥德巴赫猜想的信件,万有引力和相对论被民科挑战了无数次,而热力学的三大定律更是被各种永动机轮番挑衅,
如果说这些属于常规民科,那些各种非典型民科更是诠释了没有经过科普的想象力会有多么可怕。
某民科提出过一个理论,各种物体都是由相应的原子组成的,因为金是由金原子组成的,所以树是由木原子组成的,人是由肉原子组成的。
还有一位著名的生物民科,做过一个空气变昆虫的实验。他买了一个瓜,密封在盒子里,隔了一段时间以后他打开盒子,发现里面有许多果蝇,因此他得出结论,空气和瓜反应可以变成昆虫。
如果说这些人还只是在浪费自己的生命,那么另一些伪科学的思想和理论,对于还没有接受科普教育的青少年来说就是非常严重的误导。
从1999年开始,一个叫江本胜的日本人就开始出版一系列的书籍来讲述自己的理论。
其中《水知道答案》这本书不但在日本风靡了很多年,而且在传入中国后,也被当成科普作品一度成为畅销书,很多中小学老师都在班上推荐过。
这个世界一定是有答案的,但是水肯定不知道答案,江本胜更不知道。
他在书里提出,水同样是有情感的,而且水不仅自己有喜怒哀乐,还能感知人类的感情。
江本胜说,他做过实验,如果在瓶装水外面贴上日文“谢谢你”的纸条,瓶子里的水就会结出漂亮的晶体,如果贴上辱骂的话,水就会结出丑陋的结晶。而且把日文换成中文,英文,德文,法文,韩文以及意大利文,水都能看懂你在说什么。
根据江本胜的理论,水不仅能用七国语言读懂人类的情感,而且当他在瓶子外面贴上希特勒的名字的时候,水会呈现出和“杀死你”相似的结晶,当水看到特蕾莎修女的名字的时候,还会结出与“爱和感谢”相似的图案。
就是这样一本全篇都在讲水能看懂文字还能和你聊天的神奇的书,竟然作为一本“科普书”,在全球的销量超过200万本,让无数青少年信以为真。
前段时间还曝出过一个量子波动速读大赛,号称只要运用了量子波动的力量,就可以让孩子在几分钟内看完一本书,然而比赛的现场不过是一群小孩在飞快地翻书而已。
有的小孩把书拿倒了,有的甚至还戴上了眼罩,但是这些都不影响他们的量子波动读书法,甚至毋宁说戴上眼罩看书才是量子波动速读的精髓。
在这场神奇的比赛背后,是一批打着量子旗号的读书培训机构。
他们宣称这是最前沿的量子波动速读,能使大脑呈现书本的动态影像,只要书翻得够快,不但能把阅读速度提高到每分钟几万字,甚至还能拉近小孩和宇宙的距离。
这个神奇的速读法是一个日本人发明的,创始人Yumiko Tobitan表示自己的量子波动速读法可以开发小孩的三重脑,刺激人体的潜能,沟通宇宙的力量。
实际上,三重脑一说确有其事,但和量子波动根本没有关系。
上世纪60年代,一个美国神经科学家Paul Maclean为了研究哺乳动物大脑的进化和发展,提出了一个三重脑学说。
在这套假说里,大脑被分为三个独立的区块,分别是以基底神经节为主的爬行脑,负责一些最原始的冲动;负责进食,繁殖,育崽方面的思维活动的古哺乳动物脑;新哺乳动物脑则负责语言,未来计划,抽象思维。
因为说法简单明了,这个三重脑的概念被很多小说家拿来当过科幻素材,而到了现在,竟然还被像量子波动速读这样的伪科学拿来背书。
这是非常悲哀的一件事情。
在真正的科普缺位的时候,伪科学就会甚嚣尘上。
它们会冒充科学,披上科学的词汇作为外衣,假借科普的名义,侵占青少年的心智,毁坏人类用几千年构建起的科学殿堂。
很多人一生努力,回头却发现自己走了错误的道路。
4
除了那些自娱自乐的民科,还有很多颇具影响力的民科理论,比如地平论。
但民科这种东西,影响越大,危害越大。
早在公元前330年左右,地平论就被亚里士多德通过经验和逻辑推断指出了错误。而现代科学同样也为地球是球形提供了充足的证据。
但是直至今日,仍有很多人相信地球是平的,而且还形成了一个活动主体在美国的专门宣扬地平论的叫Modern flat Earth societies的组织 。
这个组织的成员遍布全美,其中还不乏各种明星和高学历人士,在一次次内部的交叉说服过程中,这种理念变得极其顽固起来。
在一次采访中,美国天文学家奈尔·德葛拉司·泰森描述了他试图说服地平说信奉者的经历,他问那个人,自己要拿出什么证据才能让他相信地球是圆的?
那个人说,如果奈尔能让他看到阿波罗降落月球时看到的地球图像就可以。
于是奈尔找来了探月卫星发回来地球照片,那个人看完照片后回去苦思冥想一夜,第二天跟奈尔说,这张照片是NASA伪造的。
这些地平论者还算是温和的,上世纪50年代,一位美国民科由于自己的“电子不存在”理论被美国物理学会拒稿,之后恼羞成怒,专门赶到美国纽约,用手枪干掉了拒稿的编辑。
还有一群美国民科认为是疫苗导致了自闭症,于是他们到处宣扬“疫苗有害论”,劝家长们不要带他们的孩子去打疫苗。
如果说《水知道答案》和量子波动速读这种伪科学,纯粹是趁科普教育的缺位出来割韭菜,属于一场闹剧,那这些民科,就属于一场悲剧了。
即使他们后来醒悟了自己的荒谬,往往也会不甘心承认自己的错误和荒废而自我说服,继续沉溺在自己的小世界里无法自拔,这是典型的认知失调。
认知失调,是指一个人的行为与自己先前一贯的对自我的认知产生分歧,从一个认知推断出另一个对立的认知时而产生的不舒适感、不愉快的情绪。
简单的说,就是当一个一直以来自视甚高的人意识到自己的愚蠢的时候,他会感到极度的痛苦,进而不愿意承认现实,而选择自我逃避。
假如在他们青少年的时期能够得到及时的科普教育,这些悲剧或许就不会出现了。
但无论是割韭菜的伪科学还是连自己也信以为真的民科,都误导了青少年对科学的认知,甚至阻碍了其中本来可能出现的对科学有天赋的人走上正确的科研道路。
想象一下一个本可以成为普朗克、爱因斯坦的人,因为在青少年时期被地平论忽悠了,而把他的聪明才智用来证明地球并不是一个球,这将是一出悲剧。
即使后来那些被耽误了的人清醒过来,甚至战胜了认知失调,重新建立了科学精神,那些被错过的黄金一样的时光,也再也无法挽回了。
更严重的是,这样的悲剧,我们永远不知道已经发生了多少。
多少潜在的天才,被错误的理论引导到了错误的道路上,荒废一生或者直接转行。
你楼下五金店的小老板,或许曾有机会成为一代理论物理大师。
而科普,正是在消灭伪科学和民科生存的土壤,从根本上解决伪科学的问题,为科学、社会乃至人类的未来抹除后顾之忧。它之所以重要,不光是为了那些本可投身科学的青少年,更与我们的生活息息相关。
因为科普,所以我们知道不健康的用眼习惯固然会损害眼睛,但近视与遗传基因的关联才是决定性的;因为科普,所以我们知道食盐和白醋加在一起吃并不会让人中毒,抛开剂量谈毒性都是耍流氓;因为科普,所以我们知道无线信号并不会致癌,那些要求拆基站又抱怨没信号的人才是无理取闹。
柏拉图在《理想国》里讲过一个故事,有一群囚犯从小就被关在一个洞穴里,脖颈和手脚都绑在柱子上,不能走动、不能转头,只能往前看着投射到洞口墙壁上的影子。
由于他们一生都只看得到那些影子,因此他们便以为这些影子就是“真实的世界”。
可是有一天有一个人挣脱了枷锁,走出洞口时,才发现以前看到的不过是虚影罢了。
科普或许就是在帮助我们挣脱这道枷锁,把我们的生活从各种虚假的信息里剥离开来,让我们看看真正的世界。
世界并不是完美的,但也没那么糟。
5
科学与伪科学就像阳光与阴影,有光照过来的地方,就必然会有暗处。
我之所以强调向青少年进行科普的意义,很大程度上,就是希望我们的青少年不要被那些民科和伪科学占据心智,也不要在这个泛娱乐化的世界里,被各种垃圾内容侵蚀得感官麻木。
不管最后是否投身于拓宽人类科学边界的事业之中,我想青少年都应该始终尊重并热爱着科学,始终保持孩童一般的对世界的好奇心与想象力。
固然,大多数普通人可能永远不会有很多的科学知识,也不会接触到真正前沿的科技,时代尖端的人永远是少数。
但那些发生在青少年时代的科普,带给我们的真正重要的东西,并不是多少科学知识,而是一种实事求是的,探索到底的科学精神。
科学精神未必是一定要用到科研上的。
是自人类第一次仰望星空开始,自那些古希腊人第一次思考世界的本质开始,就一代代在人类之中传递的火炬。
那些火炬照亮的地方,或许要走很远很远才能到达。
就好像德谟克里特提出了原子学说,但是当人类真正在显微镜下看到原子的时候,已经是几千年后的事情了。
我们这个时代,那些投身青少年科普的人为人类的未来燃起的火炬,同样是他们自己触碰不到甚至也看不到的。
但是他们仍然去做了,有个人,有机构,也有一些科技企业。
2020年1月12日,腾讯将和清华大学合作举办第二届腾讯青少年科学小会。
到场为青少年提供科普的,有“嫦娥之父”欧阳自远院士、清华生科院院长王宏伟和清华副校长薛其坤、腾讯量子实验室负责人张胜誉,还有拍摄到黑洞照片的加拿大物理学家Avery Broderick等等。
这是殿堂级的科普阵容。
上一届腾讯科学小会,他们向10万青少年发起了调研,而这一次,他们联手顶刊Science在QQ看点调研了120万青少年,调研的结果被汇总成全球唯一一个面向青少年的科学看点榜单,上面都是青少年们最关心的科学问题。
腾讯青少年科学小会:年度科学看点榜单
这些问题将会由科普嘉宾们逐步详解,这些站在山巅的科学家们,即将俯下身去与青少年们平等对视,用青少年感兴趣的语言、听得懂的方式,向他们传道授业答疑解惑。
从深入偏远地区的科学大篷车到参观清华大学实验室,从大咖们的科学演说秀到年度科学事件视频,科学小会所做的这一切,只是为了在更多的孩子们心中,点燃那团属于科学精神的火炬。
在今年的首届科学小会上,霍金的女儿,科普作家霍金·露西对青少年们说:
尽管并非人人都能成为霍金,但每个人都应该从小学习如何独立地理解这个世界,创造出属于自己的未来。
清华大学实验室
其实这场科学小会办得再精彩,等到这些接受了科普的青少年成长起来,乃至等到他们为人类的科学进步做出贡献,也肯定是很多很多年之后的事情了。
但他们仍然承担了这份或许要几百年甚至千年才能看到回报的社会责任,就好像栽下一棵百年一开花、千年一结果的铁树。
即使明知道那花不是他们赏,那果不是他们尝,他们仍然尽心尽力地施肥培土浇水。
因为我们这个时代所乘的荫凉,同样来自于上一个时代播撒的种子。
昨日因,今日果,我还是我。
正是在我们的族群中,有这样不计得失的事情存在,人类这个寿命短暂的物种,才能够一步步走上食物链顶端,乃至敢于把目光投向星辰大海,时光坟墓。
纵然今日之因,未必有明日之国,又怎样?
纵然功成之日或许是千年以后,又何妨?
我们仍然愿意为我们的子孙后代,去做一件谋万世之事。
这正是人类的科学精神的极致表达。
功成,不必在我。
功成,必定有我。
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