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别指望灵感,还是要靠汗水 ——“创造性思维”的三个迷信

(首发于《南方周末》,2016年3月4日)

现在还有谁敢不重视创造性思维呢?从总理讲话到小学生家长会,从官方媒体到微信朋友圈,今日中国就算还没到“全民创新”的高境界,至少也是“全民谈创新”。如果对别的时政话题还有争议甚至禁忌的话,面对创新我们则无比宽容:这可是一个高中生写个手机聊天应用都有可能卖几十亿美元的时代。

创新,宁有种乎?手机应用根本不能满足我们的想象力需求,中国有很多人想玩更大的。凭什么初中学历的“诺贝尔哥”郭英森就不能发现引力波?凭什么农民就不能在自家后院制造飞碟?凭什么退休工会干部就不能证明哥德巴赫猜想?就算他们都失败了,我们难道不应该对这种创新精神加以鼓励吗?

如果你想办点实事,而不仅仅是想展示自己宽容姿态的话,你就不应该鼓励这种来自民间的高调创新。这不是创新,这是行为艺术。这不是生产知识,这是摆姿势。“创新”成了文化符号,人们根本不理解“创造性思维”到底是个什么东西,就已经对其过度崇拜。

以我之见,人们对“创造性思维”的认识有三个谬误,甚至可以说是迷信:
1. 我们以为创新行为的最关键一步,是某个绝妙的想法 — 也就是灵感。
2. 我们以为灵感非常难得。
3. 我们以为越是离奇、越能打破禁忌、越大胆的想法,越值钱。

我想谈谈真正的创造性思维是什么样的。


尤里卡时刻

我曾经收到美国物理学会寄来的一张明信片,画面上是一个装满水的浴缸,而有一些水溅到了浴缸之外。明信片上写着:阿基米德洗澡的时候想出了怎么测量体积,你的尤里卡时刻在哪里?

据说阿基米德曾受命判断一个王冠的比重,可是他不知道怎么精确计算王冠的体积。阿基米德一边想着这个问题一边去公共浴池洗澡,他一入浴缸,水正好溢出来 — 在这电光火石的一刹那,阿基米德福至心灵:王冠的体积就是王冠排出的水的体积!想到这里阿基米德大喊数声“Eureka!”

尤里卡,这个古希腊单词的意思是“我发现了”。从此凡是只能用神秘灵感来解释的重大发现就不只叫“发现”了,叫“尤里卡时刻”。

牛顿因为看到苹果落地而发现万有引力。魏格纳偶然看世界地图注意到南北美洲和欧亚大陆海岸线相似,提出板块漂移学说。门捷列夫梦见蛇咬住自己的尾巴 — 另一个说法是他梦见一张张的扑克牌被放进一个大表中 — 醒来制成元素周期表。尤里卡时刻,真是人类历史中最美好的瞬间啊。

这就是我们对“创造性思维”的传统认识。我们认为这是一种神秘的思维。悲观的人认为创造性根本就不能用常理解释,它可能是上天对幸运者的恩赐,浴缸中的阿基米德得到了天使的亲吻,一般人想学也学不会。乐观的人则认为“创造性”和“用性创造”一样,原本是人人都有的天性,只是我们后天所学的尘世俗物把这个美好的天性给掩盖了。不管是悲观派还是乐观派,都认为辛苦工作都是细节,那一刹那的灵感才是关键。

然而事实是,伟大发现其实都是“慢慢地”得出的。

阿基米德的故事已经不可考,但牛顿看苹果落地则完全可以说是个世人一相情愿的传奇。真实历史是早在牛顿之前就有多人有过万有引力的设想,而与牛顿同时期,则至少有哈雷和胡克都提出引力与距离的平方成反比。我们有充分的理由推测牛顿的引力思想是“学”来的 — 他借鉴了前人的想法,使用了前人的数据。然后他又做了无数计算验证,才能提出那看似横空出世的引力理论。

在门捷列夫做了那个著名的梦并提出元素周期表之前,给元素分类已经是当时的一门显学,很多人都在进行各种尝试。英国化学家纽兰兹甚至已经发现用原子量大小进行排序具有明显的周期性,并把这种周期性称为“八音律”,这已经非常接近门捷列夫的周期表了。门捷列夫不可能不知道纽兰兹的工作,因为他为了研究周期表曾经深入调查过当时给元素分类的所有文献。

至于魏格纳看地图的故事?连他自己一开始都没把这个想法当回事。后来有了更多证据,他才慢慢提出一个,要在很多很多年以后才能被证明的,大陆漂移理论。

在Steven Johnson的Where Good Ideas Come From: The Natural History of Innovation(《好想法从哪里来?》)一书中,作者提出一个叫做“slow hunch(慢直觉)”的概念。Johnson 说,你考察那些伟大发现的真实过程,其实并不是来一个尤里卡时刻一蹴而就,而是一系列小想法慢慢连接起来积累的结果。你研究一个问题,一开始有个模糊的直觉,选择一个方向往下走。很多情况下一个好想法并不是一开始就好,它必须随着研究的深入能跟新想法连接起来,有新的事实支持,慢慢长大。

所谓“尤里卡时刻”,其实是慢直觉积累到一定程度导致突破的时刻。你必须脑子里一直想着这个问题,把所有有用的东西齐备了,才有可能发现这个关键的新连接。人们关注这个高潮,却没有注意这个高潮是怎么铺垫出来的。这有点像“渐悟”和“顿悟”,其实没有“渐悟”就没有“顿悟”。

如果你采访一个刚刚做出重大发现的科学家,他告诉你的很可能是其中最关键一步。事实上他为了这个发现做出过大量艰苦的努力,可是只有这令人兴奋的最后一步才值得一提。就算科学家不厌其烦地叙述了发现的全过程,记者们也会专注于最有戏剧性的一步。就算记者兢兢业业地描写了发现的全过程,读者们也会只记住尤里卡时刻。

灵感被高估了。


汗水重要还是灵感重要?

如果你对真正的科研工作感兴趣,我推荐一本讲科研方法的书,Becoming a Successful Scientist: Strategic Thinking for Scientific Discovery(《怎样成为成功的科学家:科学发现的战略思维》),作者是生物学家Craig Loehle。这本书名气不大,但是充满了第一线科学家的真知灼见。Craig提出的一个关键策略,就是别指望灵感,指望汗水。

爱迪生有句话说“天才就是99%的汗水加上1%的灵感”,有人对这句话的解读是那只占1%的灵感比占99%的汗水重要得多 — 然而事实却是,爱迪生真的是靠汗水搞科研。Loehle介绍,爱迪生大部分工作其实是试错和累积性的,他的秘诀在于使用简单的、步骤少的、并行的和可以反复修改的科研方案。

然后他在实验室泡很长很长时间。

然后他还有庞大的助手团队帮着干。

爱迪生发明电灯,并不是从梦境、音乐或者某个美女身上找到的灵感,他只不过花功夫测试了几千种材料而已。

爱迪生这样搞科研,发现电磁感应的物理学家法拉第也是这样搞科研。法拉第每周能做好几十个实验,其中大部分想法都被证明是错的 — 但这没关系 — 你架不住他做得多!

“上古竞于道德,中世逐于智谋,当今争于气力”。今天的科研工作不能指望才子佳人的浪漫情怀。Loehle说,在科研中依赖一两个关键的“创造性思维”,是错误的策略,会大大降低效率。正确的办法是多做试验,而且最好同时干好几个项目。跟过去相比,今天的物理实验费时费力,但很多物理学家仍然是这样工作。所有生物学家都是这样工作。科研,在很大程度上是个劳动密集型行业!

我在自己的工作中对这个策略深有体会。如果你仔细想想,读论文、综述理论、听报告、跟人讨论、写论文……这些日常工作都不是搞科研,只有“想法-验证”这个动作才是搞科研。这个动作做得越多越快,工作效率才能越高。我的工作是用计算机模拟物理过程,用不着整天待在实验室做实验,但我们这也是一种实验。我最喜欢的就是有个什么想法能快速得到实验结果。我最怕的是提交一个计算任务,等好几天才能出结果 — 在这个等待期间内工作实际上完全没有进展。

灵感并不值钱。不管是科学家,艺术家还是创业的企业家,他们每时每刻都在产生各种想法,也许一百个想法里面只有一个想法最后能被证明是有用的。所以对创新者来说成功的反义词不是失败,而是平庸,是安全,是什么都不做。只要你愿意把想法一个个拿来尝试,失败就是你的日常生活,成功其实是失败的副产品。

然而历史将只会记住那些最后被证明是有用的想法。

只有最后成功的被记住了,这就形成了一种偏见。其实不但灵感是个偏见,天才也是个偏见。在科学史上几乎所有重大发现都是一代科学家共同努力的结果,往往一个理论或发明是同时有几个人提出,而历史却只记住了他们中一个幸运儿的名字。比如进化论,当时一个叫华莱士的植物学家,就几乎跟达尔文同时独立地提出了进化论的思想,只可惜华莱士身体不好动手慢。这就好比说现在世人只知道成吉思汗铁木真最能打仗,却很少有人知道在铁木真的时代,蒙古草原上尚有他的义父王汉,他的义兄札木合,都是特别能打的人物 — 铁木真的脱颖而出不能说完全没有偶然的因素。因为只有一个名字被记住,而其同时代的众多竞争者被忽略,使得公众进一步认为创新是一种只有极少数天才才有的稀缺能力。

天才和奇思妙想,被高估了。
汗水被低估了。
“普通”的想法,也被低估了。


小孩的创造性和专业的创造性

从“想法 – 验证”这个策略来看,创造性思维虽然不怕“离奇”,但也不应该以“离奇”为追求。因为越是离奇的想法,失败的可能性就越大。

离奇的灵感有更大的戏剧性。公众常常只记住那些最后被证明有用,而且还有点离奇的想法。于是人们误以为一个想法如果不离奇就不配被称为“灵感”。人们以为要想创新,就必须刻意追求各种离奇的想法。再加上小孩经常喜欢问一些不怎么合逻辑的问题,公众据此进一步以为宝贵的灵感,来自我们宝贵的“天性” — 所以我们应该向孩子学习创新!

这就是为什么“创造性思维”现在已经被一些教育思想家给彻底庸俗化了。这些教育思想家把创造力归结于“能想”,能产生奇思妙想,只关注这个想法是不是够新颖,而不关注这个想法有没有道理。他们心目中的学术界存在着各种条条框框乃至“禁区”,他们以为职业选手都畏首畏尾不敢动作,只有天性未泯的孩子们才能趟出一条血路。

在这些人眼中,创造力被等同于想象力,又被进一步等同为 “what if?” 式天真烂漫的低水平想象力了。

低水平想象力非常容易测量。一个典型的办法是“砖头有什么用”测量法。在这个广泛流传的测验中,孩子们被要求在两分钟之内写下自己所能想到的砖头(或者曲别针,或者别的什么常见物品)的各种用途。如果你想了半天只写下砖头能用来砌墙、垫脚和砍人,你就会被判断为没有想象力。如果你进一步写下砖头可以用来写字,雕刻,作为古董收藏,甚至吃(!),你就会被判断为有想象力。我曾经听一位想象力大师说,砖头当然可以吃,因为你题目又没说砖头不能是巧克力做的。这位大师认为,对于真有想象力的人来说两分钟能写下多少种砖头的用途,完全取决于他写字的速度。

没错。如果你每次都写可以吃喝,可以当武器,可以当工具,可以当艺术品,你肯定每次都写不完。只不过这样一来你对“曲别针有什么用”的答案想必会跟“砖头有什么用”的答案几乎相同。这就叫有想象力么?还是让我来贡献一个砖头的独特用途吧 — 砖头可以用来给这帮“砖家”当脑子。

真正的创造力不但要求新颖,更要求正确和有用。新颖有时候要求发散性的思维,而正确和有用则一定要求汇聚性的思维。从砖头测验中我们看到,所谓的发散性思维其实没有多少技术含量。可是就好比平淡的日子使得每个宅男都崇拜上梁山落草的生活一样,循规蹈矩的教育使得每个教育专家都崇拜发散性思维。

但也仅仅是崇拜而已。基层教师更关注考试成绩,大学科研和企业研发的第一线则更关注能不能做出实质的工作。这样一来我们的局面就是“创造性思维”成了一个教育思想家和媒体整天呼吁,实际上却没有人真正去为之付诸实践的口号。

真正的职业选手是怎么创新的呢?

现代世界中大部分日常的创新,不管是科学家的研究,企业的科技进步,音乐戏剧的创作,都是在当前水平基础上的一个改进,是“量变”。比如说英特尔公司把计算机处理器架构从Haswell升级到Skylake,微软把操作系统从Windows 8升级到Windows 10,这些改进都不是开天辟地式的突破。可能一般人都觉得像第一次发明互联网这样的“质变”创新更了不起,但事实是量变创新要求投入的资金和高端人才的人力都比质变创新要多得多。质变创新往往是少数几个人冒险的结果,一般反而花不了多少人力物力。

所以对现代人来说,创新其实是个普通工作,并不是什么神秘的东西。各种新产品,新技术,甚至科学上的新学说,都是暂时的。今天这个东西出来大家都说牛,可能过不了两年就会有一个更好的东西出来取代它。像这样的创新思想怎么可能是神赐的呢?神真要赐怎么也得赐个能用一百年的吧。一个合格的科研人员每天都要有新想法去验证。

即便是那些看似横空出世的“质变”创新,其实也是当时技术条件孕育的结果。生物进化学说有个新概念叫“adjacent possible(邻近的可能)”,现在经常被用来比喻创新。真正对创新有意义的新想法,其实都是在现有的各种已经被证明实用的好想法基础之上生长出来的,它必然与当前现实“邻近”,否则就不“可能”。爱因斯坦能提出相对论,是因为当时刚刚有人做了证明光速不变的实验,刚刚有人准备好了洛伦兹变换这个数学工具。如果爱因斯坦根本不看最新物理论文,一个人坐在专利局办公室里瞎琢磨,他怎么可能搞出相对论来呢?

所以有价值的创造性思维,必须是“生之有根,长之靠谱” — 它必须是现状的一个邻近的可能,它必须被付诸验证。

在计算机编程领域,因为有很好的工具和教学手段,技术门槛比较低,高中生创业并不荒唐。但是高端科技研发的门槛要高得多。一个没有受过专业训练,没有机会接触到第一线研究结果,不了解当前技术水平的“民间科学家”,又怎么能发现“邻近的可能”?他根本就产生不了靠谱的想法,更不用说对这些想法进行验证了。

鼓励创新的正确做法是鼓励入门,鼓励尝试,鼓励失败,而不是鼓励天马行空的妄想。

至于说今天拿几个高大上的科学名词组合一番,幻想一个根本无法实现的“新东西”,等若干年后万一别人真做出来了就说“哈,这其实是我发明的” — 我觉得这不是有荣誉感的人会做的事儿。…

哪种知识最可靠?

(《飞碟探索》杂志让我给写几期卷首语。因为杂志的读者主要是中小学生,这里我想尝试一种跟以前不同的写法,不再引用什么新的研究结果,写些更“普世”的内容,以激励为主,最好再来点正能量[哈哈] 看看效果如何,这是七月的一篇。)

《基督山伯爵》中有一个情节,读来真是让人无比神往。主人公爱德蒙·唐泰斯被人陷害关进伊夫堡监狱,万念俱灰之下,偶遇一位世外高人,神甫亚伯·法利亚。唐泰斯立即被神甫的博学所折服,而神甫闲着也是闲着,竟决定用两年的时间,把自己平生所学都传授给唐泰斯。

神甫的学问包括数学、物理和三四种当代语言。从唐泰斯出狱后算无遗策的表现来看,也许他还跟神甫学到了商业、法律、历史和政治。这些知识比中国武打小说中的武功秘籍厉害得多,让唐泰斯脱胎换骨,简直凡是有用的他都会。

谁不想拥有这样的学问?

可惜真实世界不是小说。就算现在有一本书,其中包括了人类目前所知的所有有用的知识,而你真的能在两年的时间内把这本书中的知识融会贯通运用自如,你出山后也会遇到麻烦。

你会发现原来书中有些知识竟然不好使。原来吃大蒜不能降低胆固醇,维生素E不能预防冠心病,全球变暖并未导致巨大的灾难,金融危机却还是发生了。

人类所知非常有限,哪怕是最好的学者花了很多钱做的很好的研究,也可能是错的。科学的最大价值并不在于固定的知识,而在于获得这些知识的研究方法。

话虽如此,我们总不能把什么知识都自己研究验证一番。那么面对“专家”说的各种知识,我们到底应该信什么,怀疑什么呢?

任何数学知识都绝对正确,不容置疑。这是因为数学研究的并不是我们生活的这个真实世界,而是一个纯粹由逻辑构成的、抽象的世界。在数学的世界里只要你定义清楚,只要你明确指出你承认哪些公理,只要你的推导过程符合规则,那么你证明了的定理,就永远都不可能被推翻。我们甚至可以进一步说,凡是出发点正确而又是用逻辑推导出来的知识,就必定是正确的。

物理学的某些知识有可能是错的。这是因为物理理论并非完全是逻辑推导和数学计算出来的,而是建立在实验的基础之上。我们手里没有这个世界的设计蓝图,一切只能摸索,猜错了非常正常。

虽然如此,现代物理学已经非常完备,它所需要的外部输入已经极其有限,剩下的都可以直接推算出来,所以物理相当可靠。比如任何物理理论都要求所有东西的速度都不能超过光速,然而前几年物理学家差点“发现”中微子的速度可以超光速!结果事后证明是个乌龙。如果有不是物理学家的人敢说他发现了一个物理学的错误,那几乎可以肯定是他错了。

化学、电子工程和机械工程等等,虽然本质上都是建立在数学和物理的基础之上,但是涉及到的因素非常复杂而很难做直接的计算,需要更多实验获得的参数。某些参数可能适用于这种环境而不适用于那种环境,这会给工程知识带来一些不确定性,不过仍然比较可靠。

到了生物和医学领域,因为整个系统变得越来越复杂,用数学推导已经变得不可能,我们只能几乎完全依赖实验。而面对这么复杂的系统,任何实验本质上都是盲人摸象。有些实验方法,比如说针对医药的大规模随机实验,得出的结论可能更可信。但总体而言,这些领域的知识的可靠程度跟物理、化学和工程不可同日而语。

等到进入经济学、心理学和政治学这些领域,那可靠性就更低了。大多数经济学模型已经简化到几乎没用的程度,相当多的心理学研究论文根本无法重复,至于政治学?在很多问题上学者们连起码的共识都没有。

然而这些最不可靠的知识也是我们在日常生活中最有用的知识。到底该买哪个股票?小孩不听话怎么办?明知专家的建议不一定好使,还是得硬着头皮上。

但是作为聪明人,我们至少可以做到两点!

第一,既然专家的建议不一定好使,我们就千万不要执着于使用某一个特定的理论去做事,最好都抱着试试看的态度,这个理论不行就换另一个理论。

第二,如果有人像个神甫一样说他身怀宇宙真理般的理论,充满自信,最好别理他。…

时间简史和时间简史刻奇

(《南方周末》,2015年5月8日)

《时间简史》分三种读法。普通的读法,二x的读法,和文艺的读法。

物理学是个特别正统的学科,但是物理学招募新人的办法却相当地“非官方”。如果你一直老老实实跟着中学老师学习怎么计算电路图中电阻的电流强度,或者U形玻璃管中的水银柱高度,你大概不会认为研究物理有多大意思。物理学的真正招募系统在课外。

第一志愿报物理系的人肯定都是看科普读物的结果。他们被相对论、黑洞、不确定性原理、天才们的趣闻轶事和所谓“统一理论”所吸引,他们忍受不了好奇心和巨大荣誉的诱惑。

引诱我把青春献给物理学的是一套“第一推动丛书”,出版于上世纪九十年代。在今天看来那是一个充满野性魅力的时代 — 公共电视台播放的电视剧中经常出现裸露的、完整的乳房;而在那丛书中的这本《时间简史》的译者序里,徐明贤和吴忠超赫然写道“但是他对首次见到他的人对其残废程度的吃惊早已习惯”— 现在早就没人敢播那样的电视剧或者用那样的词了。

《时间简史》给我的感觉,也是这么野性。那大概是我第一次听说宇宙居然既不是无限大[1],也不是永久存在的。一个有限大的宇宙又怎么没有边界、杨氏双缝实验为什么不合常理、自旋1/2是什么意思、黑洞又怎么不是这么黑,任何人第一次听说这些思想都不可能无动于衷。我那时正在上高中,迫不及待地跟同学讨论、甚至是吹嘘这些内容。

那套丛书令我印象深刻的还不仅仅是物理,还有书中科学家们强烈的个人风格。霍金在书中时不时抖个机灵,比如画张图说明二维动物如果有消化和排泄系统就必然会被一分两半,再比如每个人都读过的全书开头那个关于乌龟的笑话。原来科学家并不是一帮特别死板的人,他们很有幽默感。而且他们对不同科学理论有自己的爱憎,时不时较量一番,就好像武打书里的人物一样。

他们笔下的物理学充满活力。历史上的一个个漂亮理论转瞬间就被更新的理论所取代,谁也不敢固步自封。我还记得当时从图书馆找到一本美国大学物理教材的中文版,作者居然写道“这本书中的物理知识不可能都是对的……但也不可能都是错的。”

谁不想研究这样的科学?

后来我上大学就报了物理系,然后拿了物理博士,现在的工作就是做物理研究。这听起来像是一个非常完美的故事:一个物理学家写了一本物理书,这本书特别精彩而且特别流行,以至于远在中国的一个年轻人读了这本书受到激励,后来他也成了一个物理学家。

可惜故事没这么简单。


时间简史与普通物理学家

最让故事失色的地方,当然是我根本不是霍金那样的“大”物理学家 — 我对物理学的贡献比霍金差了很多数量级。事实上,除了与我从事特别相似的研究的少数人之外,没人知道我是谁。我发表过的所有物理论文的被阅读次数加起来可能也比不上我写过的任何一篇通俗文章。我是一个非常普通的物理学家。

其实除了被科普读物感召,我敢去物理系的一个重要原因是数学学得不错。科普读物可以把人吸引进门,但你一旦真正做物理了,那些书没啥大用。数学更有用。我们每天干的事情并不是感叹宇宙有限无限,而是做计算。科普读物津津乐道的不确定性原理,并不是一个哲学概念,而是一个数学公式,是可以推导出来和拿来用的。我们用数学公式说话。

我没能成为霍金的最根本原因当然是我不是天才。不过物理学的大多数领域都可能已经不再是个人英雄的舞台了。绝大多数物理学家并不指望自己能在两个月之内搞出一个石破天惊的理论来青史留名。我们更关注实在的小进展,我们在绝大多数情况下是跟好几个人合作而不是单打独斗。结果在这个时代,我们这些不是天才的普通物理学家也很有用。

我们在工作中跟同事讨论的都是技术性很强、非常具体的问题,很少说出什么有哲学味道的、写意的、高大上的话来。我们绝对不可能在讨论物理问题的时候提到“上帝”这个词。

我们每天的研究工作并不总像科普读物描写的那样充满戏剧性。你不能光看射门集锦和答记者问,其实足球运动员大部分时间内做的事情是训练。我们的多数工作几乎没法被写成科普。

一旦把物理当成正经工作,你就会发现再谈自己有多么“热爱物理”变成了一件非常幼稚可笑的事情。很多人写研究生申请信的时候爱说热爱物理,还要讲几个自己童年的轶事,提几本看过的科普书,其实说这些一点用都没有。我们招人基本上只看论文发表记录。

事实上,霍金从未在书里像个选秀歌手一样泪流满面地说过他有多么“热爱物理学”— 真正的物理学家就算再有个性也不会说让人起鸡皮疙瘩的话。在提到自己怎么开始做物理时,霍金半开玩笑地说“为了结婚,我需要一个工作;为了得到工作,我需要一个博士学位。”


怎样误读时间简史

我不是完美故事中的我,《时间简史》也不是完美故事中的《时间简史》。霍金在书中说鉴于“每个数学公式都可能让书的销量减少一半”,他决定只用E=mc^2这一个公式。他绝对没想到,可能恰恰是这个不用数学公式的决定带来了一些非常怪异的反应。

我在大学图书馆看过一本某个美籍华人在中国正式出版的书,声称其发现了一个修正爱因斯坦相对论的理论。为了证明广义相对论是错的,他在书中举了个例子:主流物理学认为宇宙正在膨胀,而每个星系离我们远去的速度,与它跟地球的距离成正比 — 他说,这么一来地球不就是宇宙的中心了吗?这显然是错的!

苍天啊。我不知道这位老兄是在哪本科普读物上听说了这个。首先这不是物理学家相信如此,而是天文学家哈勃观测的结果,是个事实,而不是观点。更重要的是,所有提到这件事的科普读物都会立即告诉你这和“地球在宇宙中地位并不特殊”根本不矛盾 — 你只要把每个星系都想象成一个气球的表面上的斑点,当气球膨胀的时候,这些斑点之间的距离就会越来越远,而在每个斑点看来,所有其他斑点都是距离它越远,远离它的速度越快 — 但没有哪个斑点是特殊的。

所有科普读物说到宇宙膨胀都会举这个气球的例子,《时间简史》的第三章讲了这个例子。而现在居然有人敢拿它只说一半,来证明相对论是错的?!这简直是个二x物理学家。

像这样的事儿还有很多。我们经常收到一些奇怪的电子邮件,声称自己发现了更好的物理理论。我们一概置之不理 — 因为这些民间物理学家的共同点是只会非常简单的数学,有的甚至根本不用数学。他们是科普读物的……受害者!

好在据有人用Kindle阅读记录统计,大多数人读《时间简史》没有读到超过全书的6.6%,所以他们不会看到宇宙膨胀的这个故事,这样看来也就没有机会称为二x物理学家。

他们更可能会成为文艺物理学家。


怎样不读时间简史

文艺物理学家们读《时间简史》并不是为了将来自己提出一个新的物理理论,他们只是读。人们在各种书单中推荐这本书,人们在社交网络晒自己刚刚购买了这本书,人们发愿要读完这本书,人们宣称自己正在第N遍读这本书,人们把每天早上起来读这本书当成健身项目,人们把这本书当成难读的书的代表来编排笑话。

人们一直在谈论“读《时间简史》”这个动作,而几乎不谈论这本书的内容本身。如果一个未来的考古学家仅凭媒体和网络研究《时间简史》,他恐怕无法判断《时间简史》到底说了什么。

为感谢读者看本文一直看到这里(已经超过全文的6.6%),下面我来简单说一下《时间简史》这本书到底说了什么,这样你以后至少可以假装读过这本书。我干脆使用霍金的第一人称,这本书说的是 —

只要你仔细想想就知道在引力作用下宇宙不可能是静止或者永恒的。哈勃的观测发现宇宙正在膨胀,这意味着之前它必定有一个开始的时刻 — 那也可以被视为时间的开始。彭罗斯有个关于引力塌缩形成一个奇点的定理,我霍金受这个定理的启发,跟彭罗斯合写了一篇论文,证明如果广义相对论是对的,那么宇宙必然起源于一个无限密度和无限小的奇点。

物理定律会在奇点失效。可这样一来我们还怎么能好好谈论宇宙起源问题?而且如果这时间有个起源边界,那岂不是说只有上帝才能让时间开始?

好在后来我霍金自己证明,如果考虑量子力学效应,宇宙起源的“奇性”就可以去除。不但如此,我的理论中还包括“无边界”,也就是说宇宙起源就如同一个原子核衰变一样可以无缘无故地发生,根本不需要上帝等“外面”的因素影响。

为了帮助你们理解我的理论,我在书中介绍了相对论、量子力学和黑洞(我霍金在黑洞方面做了很多研究,有漂亮的结果)的简单知识,其中还提到“对历史求和”这种难懂的名词。不过你不懂也没关系,“对历史求和”,这个词听听就觉得很酷。最后,我还根据现有的科学知识展望了宇宙的未来。

— 也就是说霍金写《时间简史》的主要目的是向公众说明他自己对物理学的贡献。因为他要宣传的理论实在抽象难懂,这样的一本书一定是有点技术性的。

而读者对书中任何细枝末节的辅助性知识的赞美,都是拍马屁没拍到点子上。

如果你想假装不仅读过《时间简史》,还知道比这本书更新的物理学,你可以这么说 —

霍金在《时间简史》里非常自然地提到在引力作用下宇宙膨胀的速度必然越来越慢,而且还介绍了关于宇宙未来的三个可能结局:一直膨胀下去、先膨胀后收缩,以及膨胀速度恰好能让宇宙不收缩。可是他当时万万没想到,宇宙正在加速膨胀!要知道《时间简史》最早出版于1988年,而宇宙加速膨胀的事实是人们1998年才发现的!物理学的发展就是这么让人震惊!

另外还有个小花絮!霍金的一些成名工作是关于黑洞的,而在写《时间简史》时,物理学家还没有足够观测证据证明黑洞是否真的存在。霍金在这本书的第一版中提到他跟人打了一个赌,说如果将来证明黑洞真的存在,他就给那人订阅一年的《阁楼》杂志。现在我们已经有足够证据黑洞的确存在,所以霍金真的不顾那人妻子的抗议,给他订了一年的《阁楼》。

— 所以《时间简史》其实是一本已经过时了的科普读物。这令人不能理解为什么它仍然是畅销书排行榜上最靠前的科普读物。事实上霍金本人早就出了一本更新的科普书,《大设计》,足以完全取代《时间简史》,可是人们还是更爱买《时间简史》。

看看那些以买过这本书为荣,甚至读了书中几个句子就把自己感动到不行的人,我觉得《时间简史》受到的超常欢迎也许不能用人们对科学的热爱来解释,甚至不能用人们对霍金本人的热爱之情,或者说八卦之情来解释。

这不是热爱也不是八卦。这是刻奇。

提两句物理,然后感动自己,这个动作实在太容易了。你看我!当每个男人都忙着挣钱和看足球的时候,当每个女人都忙着研究星座和明星八卦的时候,我在干什么?我在看《时间简史》!非常庆幸世界上还有许多像我这样的人!这还不令人感动吗?!

可我还真没感动。不要为自己做过仰望星空这么简单的事儿而感动。

《时间简史》已经不是一本正常的科普书,读科普书不应该是这种读法。欣赏关于宇宙起源的大爆炸物理学跟欣赏关于物理学家生活的情景喜剧《生活大爆炸》是两码事。你不一定像物理学家一样做计算,但你必须付出很多时间和精力去思考,才能真正理解那些科普书在说什么。做谈论物理学的动作,比理解物理学容易,可是特别容易的东西不值得追求。

我绝不是看不起科普书或者反对非物理专业的人谈物理。我认为任何人都有资格欣赏和谈论物理学,乃至经过思考之后提出自己对物理问题的见解。我甚至认为物理研究的一个重要目的就是为了写成科普读物去丰富公众的思想。

门槛越高的东西才越有趣味。我有好几个非物理专业,但是又对物理学很感兴趣的朋友,其中甚至还有文科生。他们非常关心物理学的新进展,读过很多连我都没读过的物理书,而且能把我问倒。我想霍金写《时间简史》其实不是给我写的,恰恰是给这些愿意付出努力去收获智慧和见识的智识分子写的:他们读科普书不是为了结婚、工作和博士学位,不是为了一举成名,更不是为了感动!

 


[1] 更新的观测表明宇宙有可能是无限大的,但这不是本文重点。…

信息极客的三个功夫

(《瞭望东方周刊,2015年4月2日》)

事实证明使用搜索引擎还是需要点见识的。近日人工智能专家吴恩达接受华尔街日报采访,提到有百度用户是这么进行语音搜索的[1]:

在中国,有一些用户还显得不太成熟,所以你会得到你在美国不会得到的查询。例如,我们会得到这样的查询,“嘿,百度,你好吗?上周我在街头一家小店吃了面条,味道非常好。你认为这个周末他们还会营业吗?”

你得知道搜素这个动作是跟机器而不是跟人打交道。搜索引擎只知道网上已有的信息,而且你要输入的是关键词而不是一句有礼貌的完整的话。选择关键词也有技巧,比如你想找个色情网站,你最好不要直接输入“色情”— 那样的话你找到的更可能是一些有关反色情的文章的页面。

但搜索只是个简单功夫。内事不决问百度外事不决问谷歌,高级问题直接去知乎和维基百科,这些一般人都会。我儿子才五岁根本不会打字,但是他能在YouTube使用语音搜索到任何想看的动画片,他知道应该只说片名而不说什么“你好吗?”

能用非直觉思维跟机器打交道,这有点极客的意思。不过一个真正的极客也许并不满足于解决自己的信息需求,他可能还想为社会创造点价值,甚至想要用信息去左右公共政策,那么他就得会三个更高级的功夫。


第一个功夫是阅读学术论文

论文是知识的最前沿,而且是用最有条理的方式整理好的文本,一个真正的极客怎么可能不看论文呢?现在搞研究的人实在太多,从上天入地到娱乐管理所有领域都有论文。很多社会科学甚至医学方面的论文只要有最基本的统计知识就能看懂,实在看不懂技术细节看看摘要也不错。

假设你想问一个生活中的问题,比如你有感于现在大学生就业困难,想知道“读个商科的学位是否有利于找到工作”。问家人朋友,上论坛问网友,乃至直接搜索答案,最后得到的都可能是一些道听途说的事例和极其个人化的见解。但是想获得经过统计检验的,具有普遍意义的过硬答案,最好的办法是看论文。

奥本大学经济系的一个研究[2]发现,哪怕你想找的是商业工作,商科学位也没啥用。这项研究随机生成了九千份简历,投给银行、金融、管理、市场、保险和销售的招聘广告,简历中的学位包括会计、经济、金融、管理、市场这些商业相关学科,和生物、英语、历史、心理学这些非商业学科。结果发现商科的学位并不能增加获得面试的机会。有过实习经历倒是可以把面试机会增加14%。所以最佳策略是读个自己喜欢的专业,然后大三暑假出去实习三个月。

要得到这种高级知识,得去特别的地方。在人人都会用的百度谷歌入口之外,还有一种精英专用搜索引擎 — 学术搜索,对应的入口是Google Scholar和百度学术,其提供的一切搜索结果都来自论文。

科技新闻网站,比如Solidot(给极客看的中文资讯,强烈推荐)、果壳网和EurekAlert!是发现值得注意的新研究的好地方。过去所谓的“科普文章”都在“鬼火是磷火”之类相信科学破除迷信的阶段,讲的都是最基本的常识;而现在的科学文章只有讲到最新研究才拿的出手,背后往往有论文支持。

一方面是科学家花了大量的时间和金钱才得到一些有价值的结果,另一方面是公众根本不知道这些结果。不但不知道,而且不知道自己不知道。现在肥胖的人越来越多了,这是食品中生长激素的作用吗?有机食品对健康真有好处吗?论文里的主流意见跟微信朋友圈里信誓旦旦的说法很可能恰恰相反。人们的见识跟真实世界之间有一个鸿沟,而极客可以通过读论文来跨越这个鸿沟。

你在辩论中搬个人经历和过去的经典出来,极客根本不跟你谈。极客爱拿论文说话。当然论文中的结论也有很多都是错的,能判断各种研究的可信度是一个高级功夫,但只要是正规的学术论文,就一定比任何一个论坛上网友的有感而发可信得多。


第二个功夫是直接阅读原始数据

最近经济学家Tyler Cowen在他博客贴了一篇有关韩国治理空气污染的文章[3]。文章说韩国曾经是一个空气污染非常严重的国家,其2002年的空气质量在122个国家中排第120位。但是当韩国政府想要改善空气质量的时候,它很快就改善了 — 现在韩国排第43位。这对中国太有借鉴意义了,我看到立即就转发到了自己的微博。

像这样超出寻常的故事往往能刺激极客们展开自己的调查。我的微博[4]发出五分钟内,@炼金术士gewesen 就查到了韩国煤炭消费的数据,并指出“同时韩国的煤炭消费比2002年增加了46%”。如果烧煤是空气污染的最重要来源,韩国在没有减少烧煤的情况下大幅减少空气污染就不太可能。然后过了不到一小时,@卢昌海 找到了空气质量排名的原始文件,并发现韩国在2002年的排名根本就不是第120位,而是第54位,Cowen博客中的数据是错的!

这件事让我感到特别自豪,要知道Cowen自己的文章贴出一天也没人发现毛病。这就是极客的力量。对奇怪的事实非常敏感,产生疑问后不是空口无凭地质疑,而是立即查找数据,拿数据说话。有这样的功夫不管说什么,别人都不得不严肃对待。

查数据,是极客的膝跳反应。杨振宁自从82岁跟翁帆结婚以后就经常查阅年龄统计来判断自己还能活多少年[5]。他查的年龄表人人都可以很方便地查阅到,根本没必要再拿“人生七十古来稀”这种过时了的格言吓自己。

互联网上有很多优质的数据资源。Wolfram Alpha网站可以调阅和可视化有关当今世界的很多基本数据;美国政府有一个专门的数据网站Data.gov,其中有从经济到教育科研各种数据库;而USASpending.gov则列举了各项政府花费的数据,有心人可以拿这些数据搞出很有意思的东西来。

“大数据”现在是个很流行的词,但是中国别说数据挖掘,哪怕仅仅是能自行寻找和阅读数据,会拿数据说话的人,都还不够多。在这方面一个美国女高中生也许可以给中国公知上一课。

新泽西某高中的Amanda Graves收到包括耶鲁和芝加哥大学在内很多名校邀请她申请这些大学的信,但是她成绩一般,连全校前四分之一都没进。Amanda据此怀疑这些名校明知她和很多她这样的学生根本没有被录取的机会还写这些信给她们,纯粹是故意忽悠人。如果你有这种想法会怎么做呢?你也许会跟身边人说说,或者上网吐槽一番,也许还要加上一个自己的推测,说名校这么做是为了多收申请费。如果你仅仅这么做,你的言论不会引起多大反响。

Amanda的做法是在华盛顿邮报发表了一篇非常漂亮的长文[6]。这篇文章充满了拿数据说话的精神。下面是Amanda使用的一部分数据:
– 耶鲁每年吸引8万人申请,只录取1300人,被拒率93.7%;
– 95%的耶鲁学生的高中成绩排在其高中的前10%,100%的学生排在高中前25%;
– 芝加哥大学录取学生的数学和阅读SAT成绩中位数是在1440到1540之间,而Amanda的成绩只有1100;
– 芝加哥大学只有1%的新生GPA在3.00到3.24之间,3.00以下的根本就没统计,而Amanda的GPA只有2.9。

她使用的有些数据来自Google搜索,有些则来自CollegeBoard和CollegeData这样的专业网站,她还引用了权威新闻渠道的报道作为论据。文章发表之后,她甚至还因为发现芝加哥大学的录取GPA是使用加权平均法计算的,而自己的GPA没有经过加权平均法计算,二者不能直接比较,而重新计算了自己的GPA,并要求华盛顿邮报修改了文章。

另外值得注意的是,中文媒体转发这条消息[7]的时候直接说名校这么做是为了多收申请费,而Amanda的原文却根本没这么说过 — 她只在数据的支持下论证了名校这么做是为了提高申请被拒率,从而提高学校排名,甚至还特别说明芝加哥大学免除了她的申请费。整篇文章简直是有理有节。

这就是一个数学和阅读成绩都一般的美国女高中生的水平。而她做这么多调查研究并不是为了论证自己应该进名校,是为了论证自己不应该进名校!


第三个功夫是主动采集和分析数据

Nate Silver可能是现在预测界风头最劲的人物,他通过数据分析对棒球和美国选举的预测已经成为当代传奇,但是他最早玩数据的时候,却是一个业余选手[8]。也就在2002年,Silver还只是某个会计公司的小职员。但他有两点跟一般的会计不一样:第一,他非常喜欢棒球。第二,他是个极客。

我们都知道美国职业体育中有各种非常详尽的统计数字。其实这些数字并不仅仅是给教练、球探和解说员用的,体育迷也很喜欢看数据。Baseball Prospectus是一本面向球迷的棒球杂志,上面刊登了每个大联盟球员,以及每个可能进入大联盟的球员的全面数据,而极客球迷看这些数据就好像看色情一样过瘾。

Silver在工作之余把这些数据输入到他自己搞的一个非常大的电子表格中,想出各种办法来折腾这些数据,用自己的方法评估和预测球员的表现。这套系统就是后来他赖以成名的棒球预测软件PECOTA的前身。2003年,Silver把这套系统卖给了Baseball Prospectus杂志。2007年,他开始发表对政治选举的预测。2008年美国大选,Silver成功预测了美国50个州中49个州的选举结果。

一般人恐怕不会有这样的技术和时间来搞这么专业的数据分析 — 其实主要是没有这么大的热情 — 不过哪怕我们对统计不怎么感兴趣,也可以搞一些简单的玩法。

现在极客们有个时髦的活动是量化自我。

这通常涉及到随身带一个手环之类的小电子设备,实在不行手机也可以。这个小工具将记录你每天的一举一动:睡了多长时间觉,走了多少步,去了哪里,燃烧了多少卡路里。Mathematica的发明人,当今天才Stephen Wolfram,记录了自己1998年以来发过的每一个电子邮件、记在日程表上的每一个事项、参加的每一次会议、打过的每一个电话、走过的每一步、甚至每一次敲击键盘的时间[9]!

这些数据使得我们可以更好地了解自己,监督自己,乃至改进自己。我们可以设定健身目标,完成了自我表扬,完不成自己感到羞愧。《奇特的一生》书中的时间管理传奇人物柳比歇夫,他获得高效率的办法就是严格记录自己在每一件事上所花的时间,通过分析这些数据来看看自己到底能干些什么。也就是说,量化自我的目的是成为自己生活的科学家:测量、处理、实验、再测量,直到取得理想结果。

如果你对量化时间管理的重视程度达到柳比歇夫那样的级别,Daytum[10]是个现代化的工具。更轻量级的工具包括YAST和Slimtimer。如果你只想记录一下自己在计算机上都干了什么,RescueTime非常方便。类似的工具非常之多,Sleep Time可以通过手机震动监督人的睡眠质量,mint.com 则能监督人的花钱习惯,等等。

把很多人的个人数据综合起来,可以帮助研究者更好地理解人类行为,所以量化自我也是对社会的贡献。事实上个人也能拿自己的数据搞点小研究,比如玩微博的人每天记录一下自己的粉丝数增长情况,也能发现一些有趣的事实[11]。

总而言之,一大波极客正在袭来。他们用论文辟谣,用数据打脸,用自己的行动树立榜样。他们可能是科学家、工程师、教师、记者或者医生,也可能是任何有评判性思维能力和理解科学方法的人。这些人是有功夫的参与公民。对公共事务发言,他们应该取代历史上的读书人和现代的公知。

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[1] http://news.ittime.com.cn/news/news_2795.shtml
[2] 论文在 http://cla.auburn.edu/econwp/Archives/2014/2014-03.pdf
[3] http://marginalrevolution.com/marginalrevolution/2014/11/when-did-korea-clean-up-its-air-korea-fact-of-the-day.html
[4] www.weibo.com/2089800791/By9iuob50?
[5] http://www.geekonomics10000.com/445
[6] http://www.washingtonpost.com/posteverything/wp/2014/11/17/dear-elite-colleges-please-stop-recruiting-students-like-me-if-you-know-we-wont-get-in/
[7] 《世界日报》:《“你为何假装要我” 美国女生痛斥耶鲁》http://www.worldjournal.com/view/van_full_us/26147248/article;新浪:《美国女高中生:名校以宣传攻势获取申请费》http://edu.sina.com.cn/ischool/2014-12-11/1001447890.shtml
[8] 这段故事来自Nate Silver本人的书,The Signal and the Noise, 2012.
[9] http://www.ifanr.com/80062
[10] http://www.ifanr.com/83884
[11] http://www.geekonomics10000.com/691…

亚里士多德为何不数数妻子有几颗牙

(《东方早报·上海书评》,2013年2月3日)

大多数人学习科学是为了通过某个考试乃至于最终找个什么好工作。有的人学科学是因为科学很有用。还有为数很少的一帮人,他们学科学纯粹是出于好奇。他们惊异于这个表面看来复杂多变的世界背后很可能是由一系列简单而神秘的规则所支配运行的。他们未必想要利用这些规则干什么了不起的大事,但他们很想知道这些规则是什么,并以此来看懂世界。就好像一群面对一台构思精巧的服务器的黑客一样,科学是对这帮人的一个挑衅。他们想要破解这个世界。而破解世界有两个办法:一个办法是看书,一个办法是直接上手干。

看书学科学并不容易。很可能每个学物理的大学生,乃至任何一个想增长点智识的人,都看过《别闹了,费曼先生》这本书。如果你看这本书的时候还没学物理,你可能会因为看了这本书而想去学点物理。如果你看这本书的时候已经学了几年物理,你可能会因为看了这本书而反思自己学过的全部物理。你不是反思自己学的那些“物理”对不对,而是反思自己是不是真学会了。根据书中费曼在巴西的经验,很多物理专业的高分学生其实没学会物理。

原来巴西的物理教育,是一种八股文式的应试教育。他们把物理学变成一条条可以死记硬背的标准化知识点,学生们用完全被动的办法把这些知识点输入大脑以便考试的时候可以随时检索出来,其实并不知道它们的真正意思。费曼惊讶地发现巴西学生在能够精确背诵“偏振光”知识条目中“布儒斯特角”的定义和性质,甚至知道这个角度的计算公式的情况下,居然不知道海水表面反射出来的光就是偏振光。显然课本上没写这条 — 课本上写的是“一种具备某个折射率的介质”,而学生想不到海水其实就是这么一种介质。更令费曼匪夷所思的是,物理学首先是一门实验科学,而巴西的物理教科书里居然连一个真正意义上的实验都没有,全是知识点。结果费曼指着鼻子告诉巴西的物理教授和政府官员们:你们巴西根本没有在教科学!

也许中国的科学教育比当初巴西好一点,但考虑到中国师生同样热衷于考试,也许好不了多少。关键在于,科学既不是课本上那一条条知识点,也不是学科竞赛中那一道道难题,而是可以随时取用于生活的实在经验。真正懂科学的人不但得对所学知识倒背如流,还得能举一反三,乃至于用这些知识解释身边的现象。能求解老师们构造的各种抽象难题,再厉害也不过是纸上谈兵而已;而能把知识活学活用,才是真本事。

把杯子里的水倒掉,再怎么倒也会最后留下一些水珠,这是什么道理?秋天的落叶,为什么会打卷?桌子上有一摊水,为什么用干抹布去擦,其吸水效果反而不如用湿抹布?解释这些现象并不需要用到什么高深的学问 — 真列出来的话,其背后的“知识点”可能甚至不会超过中学范围。然而绝大多数人可能不但不会解释,甚至连想都不会想到这些问题。他们可以一边复习表面张力的知识点一边喝水,而完全不在意杯子上覆着的小水珠。

但是有人很在意。“科学松鼠会和它的朋友们”写的这本《再冷门的问题也有最热闹的答案》,就专门研究这类问题。此书既不谈宇宙加速膨胀这种未解之谜,也不谈全球变暖这种宏大主题,只谈我们身边随处可见,却又往往视而不见的科学现象。此书的缘起,是《新发现》杂志和松鼠会搞了一个“Dr. You”栏目,由读者提出各种“不按常理出牌的疑难问题”,松鼠会的一干松鼠再进行解答。松鼠们都是研究生或者青年科学工作者,他们分布在世界各地通过网络互相联系。他们运用各自的专业知识提供答案,这些答案相当科学 — 实际上,如果一个松鼠给的答案有问题,马上就会有另一个松鼠把它指出来,争论是常有的事。不过此书的有意思之处还不仅在于这些答案是正确的,而在于这些答案是“热闹的”,写得相当轻松活泼。

科学知识是一种高度结构化的知识,其有一个很酷的性质:只要学会了一般原理,就能解决无穷多表面看来千奇百怪的问题。掌握科学知识的人可以一听你的问题,不必亲临现场,完全凭借逻辑推理就能告诉你答案。有时候他们推理出来的答案可能出乎意料甚至违反常识,然而你却不得不服其完全正确。

比如我们考虑这个问题:如果要用一根绳子紧贴地面绕地球一周,可以想象这是必然一根很长的绳子。现在如果我们想把绳子抬高到距离地面一米,请问绳子要加长多少?不会算的人可能会被地球这种大尺度给蒙住,而会算的人会立即指出绳子只需要加长6.28米就够了。再比如说防洪的时候想要用铁板把河岸临时增高一米,请问这个铁板需要多大的抗水压能力?不懂的人可能会设想一个非常厚的铁板,而只要你知道水压只跟深度有关,你就会明白铁板其实用不着比水桶厚多少。

哪怕这个问题是全新的,在大多数情况下我们也能用旧的知识解决它。所以掌握科学知识的人有凭借理论推导就能破解世界的力量。所谓运筹帷幄之中,决胜千里之外,这就是知识的力量。这样说来任何一个问题背后的知识都能把人分为两类:学过的和没学过的。在大多数情况下,你要是没学过,就只能服学过的。然而“学过”,也仅仅是懂科学知识而已,还算不上科学家。

科学家的工作不是使用科学知识,而是使用科学方法。《再冷门的问题也有最热闹的答案》这本书的最可贵之处,在于其中有几个问题是不能用任何课本上的知识回答的。松鼠们除了算理论之外还要亲手做实验,甚至还要查学术论文,甚至最新的学术论文里也没有令人信服的答案。

比如煮熟的鸡蛋,为什么有的很容易剥壳,而有的却不好剥,总有蛋白粘在蛋壳上?这个问题看似简单,其答案却绝不是任何一个人拿现有理论就能推算出来的。事实上,据松鼠“游识猷”介绍,第一篇关于剥蛋壳的论文出现在1959年,有人实验发现只有蛋清的pH值高于8.7,这个鸡蛋才好剥。1960年代又有至少三篇论文研究为什么pH值会影响鸡蛋的“可剥性”,而直到1990年,还有人搞研究证明白色壳和褐色壳的鸡蛋“在可剥性上没有显著的统计学差异”。而所有这些研究都是基于实验和观测的。

费曼也会喜欢这种实验精神。但此书的实验精神还不仅限于报道,而是直接动手。在回答完“为什么杯子里的水总也倒不干净”之后,“擦擦嘴”受到这个问题的启发,发明了一个“伟大的滴水衣服加速干燥法”。他的办法是把一些三角形的纸片倒立贴在衣服上,以此促进衣服里的水向下流动,结果能让衣服“干的快多了”。他甚至还对比实验了使用脱脂棉放水,结论是不如纸片。在研究“挤出来的沐浴露为何会打圈圈”这个问题的时候,各地松鼠纷纷付诸实践。据说正在南半球某图书馆学习的“Robot”因为在卫生间实验洗手液的旋转堆积是否有方向性,还受到了保安的责难。

松鼠们并非总能给出最终答案。有人提问说为什么泡好的茶叶有时候会浮在水面上,而咬一口再吐回去就沉底了?到底是什么原理决定茶叶的沉浮呢?结果几位松鼠,“hbchendl”,“八爪鱼”,“Lewind”和“云无心”展开了争论。有人认为是水进入茶叶细胞改变整体密度导致浮沉;有人则认为是茶叶表面的纤毛间气泡的作用,并贴出茶叶的电镜图像;有人更认为杯子的温度分布也有影响。讨论并未达成共识。茶叶的浮沉,竟是一个尚无定论的科学问题。

对热爱科学的人来说,这难道不是一个非常值得庆幸的局势么?原来连我们身边的一些常见现象,都是现代科学还没有给出确定答案的。一个类似的问题是为什么像小鸡,小鸭和鸽子这样的鸟类在地面走路的时候会一边走一边点头。也许提问的人没有意识到,这其实是一个研究了七十多年而至今仍在争论的问题。据“Fujia”+“八爪鱼”+“Seren”的文章,各国科学家为此提出了多个假说,做了多个实验,考察了300多种鸟类,而共识不可得。

这个世界比绝大多数人想象的要复杂得多,我们对它所知甚少。我们不但不知道宇宙为什么加速膨胀,甚至不知道小鸟为什么一边走路一边点头。与宇宙问题不同的是小鸟的问题就算将来得到确定的答案,这个答案恐怕也不会向我们揭示有关世界的什么重大秘密。但是“尚无答案”这个情状本身,已经足够让人感到安慰了。试想要是不管谁提个什么问题,你都明确知道尽管你不能解答,维基百科上却总有现成的答案,这样没有悬念的世界岂不是毫无乐趣可言。我们仍然幸运地生活在剥个鸡蛋都能写篇论文的时代。这个世界仍然在等着被破解。

破解世界大概有两个办法。一个办法是从已知推未知,只要掌握基本原理,似乎在理论上你就应该能推导出所有现象,只动脑而不动手。但《再冷门的问题也有最热闹的答案》这本书中的几个例子恰恰告诉我们这几乎是不可能的。现有的科学原理远未完备只是一个原因,更重要的原因是复杂现象涉及的数学计算和各种相关因素多到根本不可能用理论推导的程度。在这种情况下“动手”才是更直接了当的办法。当动脑的人高高在上俯视众生的时候,动手的人很可能正蹲在地上满头大汗地摆弄。而且他们完全不怕把手弄脏。

人类自古以来敬重动脑的人,用动手的方法理解世界则是近代科学兴起才有的习惯。古代中外各路哲人全都热爱说理胜过热爱事实。他们或者引用神话典故,或者引用先贤明言,而完全不屑于对照一下实验结果。据说亚里士多德也不知道出于什么理论计算,认为女人的牙齿比男人少。他结过两次婚为什么就不数数自己妻子的牙齿呢?…

一个关于转世的流行病学研究

很多人相信人死之后,其意识并不会立即消失,而是以灵魂的形式飘荡一段时间,并且有可能再次转生为人。这个说法没有任何直接的科学证据:灵魂活动似乎根本没办法用仪器测量,而且现代科学认为人的一切意识都是大脑的硬件实现的,根本不允许脱离肉体的意识。而在我看来更重要的一点,则是现有的科学理论已经能够很不错地解释整个世界,似乎并没有哪些事情非得用人有灵魂来解释不可。

或者,除了某些“小事情”之外。我们经常在网上论坛看到一些灵异事件的“经历贴”,其中描述的灵异事件似乎只能用真有鬼来解释。在以宣传无神论为己任的科普人士看来,这些经历就算再离奇,背后也一定有一个科学的,甚至是简单到可笑的解释。但这样的态度显然没有让所有人信服。比如最近刘衍文老先生在上海书评连载《寄庐志疑》,其中提到很多灵异事件,就对“科普们”对这些事件的可能解释表示了不屑一顾

其实之所以长期以来都是“科普们”而不是科学家关注灵异事件,一个重要原因可能不是科学家傲慢,而是这些事件实在很难认真对待。科学研究的第一步是证据。而鬼,如果真有的话,他们的出现具有很强的随意性,几乎没法搞实验。网上的经历贴事实是否成立都不好验证,就算有科学家真信了,兴冲冲跑到现场,鬼不来了又怎么办?或者就算鬼还是来了,可只有你能看见我看不见,仪器测不到,我又怎么办?再或者就算有科学家拿着仪器真的在某个凶宅里拍摄到了不正常的“影子”,那么这段录像到底有没有技术错误又是一个问题。除非能够大规模地重复验证一种灵异现象,才有可能让科学家认真起来。


研究

一个纽约警察,化名John,经常跟自己的女儿,化名Doreen,说,“不管发生什么事情,我都会照顾你。”1992年,John在一起抢劫案中中枪而死。他一共被击中六枪,其中致命的一枪从后背进入,割破了左肺和心脏,并导致肺动脉破裂。

五年后,Doreen生了个儿子,化名William。William一出生就有缺陷,他的肺动脉隔膜发育不全,血液有时候不能进入肺;他的一个心室也没发育好。几次手术之后William仍然要终生用药,但除此之外他是个相当正常的孩子。

William三岁的时候有一天Doreen让他不要闹,否则就会打他。可是William说,“妈妈,你是小女孩我是你爸爸的时候,我从来没打过你!”起初Doreen没当回事,但后来William不断告诉她他曾经是John。他陆陆续续谈过很多John的事情,其中包括那次枪战。他记得Doreen小时候家里养过的猫,他的一些习惯也与John相同。但是最让Doreen震撼的是有一次William对她说,“别担心,妈妈。我会照顾你。”

这种儿童回忆起自己“前世”的案例并不算特别稀奇,可能每个人都时有耳闻。这里面没有什么鬼魂的直接出现,相当于是没有灵异现象的灵异事件,反而比较适合作为研究对象:“转世儿童”和他们的家人,乃至他们“前世”的家人,就在那里,研究人员可以随时过去拜访。弗吉尼亚大学医学院有一个Division of Perceptual Studies,专门研究此类事件。该机构的研究人员Jim Tucker在2005年出了一本书,Life Before Life: A Scientific Investigation of Children’s Memories of Previous Lives,向我们介绍了他们取得的成果。

在医学界和心理学界如果科学家想要研究一个什么因素对人的影响,比如吸烟是否有害健康或者受虐待儿童长大以后是否犯罪率更高之类,往往根本不可能做实验,而只能采取搜集案例做统计分析的办法,这个方法称为“流行病学(epidemiology)”。流行病学的结果远远不能作为最后的科学结论,但是这个方法是仍然是科学方法,也可以说是在你没有别的办法的时候所能使用的最科学办法。Tucker等人研究儿童的转世回忆,采用的就是这个办法。他们总共搜集了超过2500个案例。


转世

这些儿童大多在两到四岁之间开始跟家长说自己有一个前世(根据科学精神这里应该使用引号,但为行文方便以后引号一律省略)。他们往往会给出前世生活的诸多细节,甚至包括具体的地点和名字,他们要求家长带领自己去寻访前世的家庭。如果根据孩子的论述真的找到了其前世的家庭,研究人员就把这个案例称为“solved”,否则就是“unsolved”。一旦得知有这么一个事件,研究人员就会设法尽快赶到。很多案例发生在亚洲国家,尤其是印度,斯里兰卡和泰国,这样美国的研究者需要在当地设立线人来随时通报新案例。在绝大多数情况下等研究者知道的时候,案例已经是solved了。但也有一些案例,是研究者跟着这个儿童今世的家庭一起去寻访其前世家庭,这样的案例显然更为可靠。

前面William这个案例的一个特别重要之处在于,William的出生缺陷正好和John的致命伤在同一个地方。事实上,研究者一共搜集到了225个有前世回忆,并且又有先天缺陷— 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先天缺陷就恰好与其前世受的伤是在同一个地方。另一种情况则是有些亚洲地区有在死者身上用颜料做个记号的习俗,而其转世的孩子会在做记号的这个地方恰好有一个胎记。跟回忆和叙述相比,胎记和先天缺陷是硬邦邦的物理证据,所以研究者特别重视这样的案例。他们会亲自查看儿童,并且去当地机构寻找其前世死亡时的医生证明,并且把这两个东西对比。有时候随着儿童慢慢长大,胎记的位置会发生些许变化,颜色也会变淡,不过对应得仍然很明显。

有些儿童对前世的家庭有强烈的感情依赖,他们甚至会要求前世亲人定期来看自己。有的保留了前世的生活习惯,比如烟酒爱好,而今生家人均无此爱好。有的会做出前世工作时候(比如打铁)的动作。有的甚至在游戏中模拟自己前世死亡的过程,包括拔枪自杀!在印度有个出生于低种姓家庭的孩子认为自己的前世是高种姓,从小拒绝吃家里的食物,邻居帮着用高种姓方法做了一年饭才改过来。有好几个出生于缅甸的孩子声称自己前世是二战时期死在这里的日本兵,他们喜爱日本式的食物,拒绝穿当地的服饰,而且非常害怕飞机。前世是非正常死亡的,35%表现出对该方式的恐惧 — 尤其是水,53个淹死的中,有31个怕水,有的甚至必须由两个人按住才能洗澡。有一个女孩前世因为躲避一个公共汽车而掉到池塘里溺水而死,结果今世既怕汽车又怕水。在转世过程中改变性别的,表现为很不适应,比如女孩强烈要求当男孩。

而所有这一切,不管是转世回忆还是前世对今生感情的影响,大都会在七岁以后慢慢淡化乃至忘记。这些孩子长大以后跟别的孩子没有任何区别。有个女孩刚会说话的时候强烈要求父母找到了前世的家人,包括丈夫和儿女,她要求他们必须每周都来看她,以至于她前世丈夫现在的妻子都不干了。然而等到这女孩七岁以后,她反而觉得前世的家庭成了她的累赘:) 但是也有一个极其罕见的案例,一个男孩找到了前世的妻子,一直到长大以后仍然跟她保持着感情,并且不顾年龄差距再次与之结婚!


质疑

怎样合理地解释这些事件?一种可能性当然是这一切纯属偶然。小孩子什么话都有可能说,如果当了真并且按照他们说的去找,也许真的就能找到这么一个死去的人,正好符合他说的。书中提到英国Hertfordshire大学的心理学家Richard Wiseman就持这种观点,并且组织了一个实验来验证。他找到几个孩子来编造他们的前世,然后寻找能与之对应的死亡记录。Wiseman得到的最好案例是一个三岁的小女孩说自己的前世三岁时被怪物咬死。Wiseman找到的是一个被绑架并杀害的女孩,这个女孩和被编造的那个前世有相同的头发和眼睛颜色,甚至都穿粉色带花的衣服,并且都住在海边。

但跟转世研究者的案例相比,Wiseman的编造案例缺乏一些重要的东西,比如说具体的人名和地点。实际上有些儿童不但说出了前世家人的名字,而且回到前世家里之后还能指出一些别人不可能知道的物品的存放地点。有时候他们不经询问就告诉前世家人自己死之前家里情况跟现在的不同。在一个案例中,儿童向他前世的兄弟指出自己曾经送给过他一把枪,而这把枪的型号在当地非常罕见,更何况事情只有兄弟二人知道。在一个有研究者陪同下指认的案例中,儿童不但说对了前世村子里所有的人,而且遇到一个其死后才搬来此地的人,并表示不认识这个人。在很多情况下今世家庭与前世家庭根本不认识,有些寻访前世家庭的工作是今世家人委托第三方人士去办的,这种有多人参与的案例可信性就更高。真正有价值的案例都有这样一个特点:儿童说出了他根本不可能知道的信息。

那么有没有可能是儿童家人的错误记忆(faulty memory)呢?比如说也许这一家人很愿意相信转世,孩子其实说过很多话,但家长却对那些印证了的话记得特别深刻,甚至自己主动脑补,把没说对的也算成说对了的。但有三十多个案例是家长写下孩子对前世的陈述,然后拿着这个文字记录去寻找并且solve了的,这就大大减少了错误记忆的可能性。研究者对比了有文字记录的案例和没有文字记录的案例,发现其中孩子事前陈述的准确度分别是76.7%和78.4%,非常接近,而且有文字记录的平均陈述条数不是更少,而是更多。这个70%多的准确度似乎是可以接受的,就算我们这些成年人回忆早年的事情,没有生死之隔,也未必能100%说准。

为避免记忆错误,研究者还想了另一个办法。他们会在时隔几年之后让另一个研究人员,在不看原来案子记录的情况下再次访问这个家庭。如果是记忆错误,那么随着时间推移,这个案例的强度会被加强(因为一厢情愿相信转世的家人会往“强”的方向上编),但是结果恰恰相反,时间推移以后案例反而变得不那么鲜明了,就好像真实的记忆一样。

还有一个可能就是造假。但造假对有回忆儿童的家庭来说似乎没什么好处。研究者不会给他们提供任何“采访费”,而他们却不得不在家里不厌其烦地接受陌生人的询问。在绝大多数情况下,今世家庭没有向前世家庭提出任何财物的要求。而在很多情况下,今世家庭根本不愿意去寻找什么前世家庭,往往是孩子强烈要求才不得不去。有一个例子中一个女孩的前世是某个手艺人的妻子,地位较低,而其今世家庭地位较高,这导致她的父亲极其反感她谈论前世。

当然也有可能是研究者在造假。我们完全可以想见从事这种研究不可能获得什么真正的学术声望,而研究者们的确也不是什么学界大牛,他们发表论文的期刊也不是“国际主流刊物”。也许他们 — 不是一两个人,而是一整个部门 — 为了出名或者获得经费(这个项目的经费来自私人捐款,并非政府拨款)而伪造了这一切。不过正如作者所说,他们保留了数千份档案。

整个研究还有一些别的可供吐槽的地方。一个重大弱点是美国的案例太少,相当多的案例来自亚洲国家。可能是因为只有20%左右的美国人相信转世,所以他们不怎么报告,甚至有可能转世不怎么在美国发生。但也有一种可能是亚洲人因为过于相信而自觉不自觉地夸大了案例。

另一方面,胎记和出生缺陷是相当硬的证据,这个似乎没法用错误记忆之类的理论解释,如果是巧合那就是极其罕见的巧合,如果是造假那就是非常困难的造假。

所以也许转世回忆这个事情真的值得认真对待。事实上要说反伪科学的“科普们”,卡尔·萨根应该是其中的翘楚,但就在他《魔鬼出没的世界》这本强烈批评迷信的书中,也承认儿童转世回忆也许是个值得认真对待的问题。

那么我们不妨就以认真的态度来考察一下这些案例。也许我们可以更大胆一点,先假设这些转世案例都是真的,而且都是真的转世。


新知

一个好的研究应该不但能印证人们心中已有的观念,还能告诉我们一些以前不知道的事情。研究者从这些案例中发现了一些相当有趣的结论。

在那些现在已知前世的死亡方式的案例中,有70%是非自然死亡,也就是说死于谋杀或者意外。而在剩下的这30%中,也有很多是死于心脏病突发之类的突然原因。也就是说这些有前世回忆的儿童,他们中的大多数人前世不是像一般人那样平平淡淡地、可以预见地死在床上的。另外,全部案例中有75%的人谈论了前世的死亡过程,但对于其中正常死亡的,这个比例则只有57%— 暴力死亡者更可能谈论自己的死亡方式。这似乎给“为什么不是每个人都有前世回忆”这个问题提供了一点线索。也许在正常情况下每个人都安安静静地死去,然后会有某种机制(比如“孟婆汤”)抹去前世的记忆,然后再转世。但是那些意外死亡的人因为是“意外”,这个机制被破坏了,以至于出生以后还保留了前世的记忆。Jim Tucker对这个问题的一个假说则是可能一般人死了之后不会转世,只有那些由于某种未尽之事想要再回来的才会转世。但是也没有任何记载说这些人有报仇之类的行为。

我以前看了很多鬼故事论坛的“经历贴”,曾经提出转世有一个“灵魂定域性原理”:也就是说人死了之后一般就近转世。有人对此提出异议,认为应该是每个灵魂由某个中央系统统一安排在世界各地转世,不受地理的限制。但从这本书给的案例来看,“灵魂定域性原理”还是大体成立的。其中提到前世和今世家庭距离最远的一个案例是400英里,但间隔时间超过40年。很多案例都是转世在几十英里范围内临近的村庄,这个距离对印度和斯里兰卡这些国家来说已经远到去一次不容易的程度,但仍能通过第三方接上头。

不但如此,很多情况下两个家庭还有某种关系。书中介绍有一个针对971个案例的统计,发现其中:
– 195个案例是在同一家庭内部转世;
– 60个案例中两个家庭有密切联系;
– 115个案例中两个家庭有微弱联系;
– 93个案例中两个家庭认识,但无联系;
– 剩下的508个案例中两个家庭完全是陌生关系,其中239个是solved案例;
– 全部971个案例中有232个是unsolved.

从死亡到转世的间隔时间长短不定,统计发现其中位数(一半人比这个时间长,一半人比这个时间短)是15到16个月。在这段时间内发生了什么?有一个研究的1100个案例中有217个谈论了自己死后到出生前这段时间发生的事情,包括葬礼,受孕和出生这种地球上的事情,以及“另一世界”的事情,比如说天堂。似乎没人提到地狱,也许进了地狱的都未能转世:) 有的只谈论其中一种或几种经历。其中象葬礼和出生前胎儿状态的描述是有人证实的,所以似乎值得严肃考虑。对比之下,研究者对“另一世界”的言论持非常谨慎的态度,甚至不愿意讨论 — 不是因为宗教原因,而是因为另一世界的事没办法验证。不过他们还是做了一点统计。

你愿意死后直接就近转世,还是先到比如说天堂这样的地方跟有关人员,或者有关部门,见个面再转世?我想可能很多人会选择后者。自然死亡者比非自然死亡者报告“另一世界”经历的可能性略高,比例是19%对13%。而突然死亡的人,报告另一世界经历的可能性则比非突然死亡者小,12%对22%。这个结果似乎比较符合人们心目中“自然死亡是一种福气”的认识。

那么到底生前是什么样的人有机会前往“另一世界”一游呢?这个结果恐怕就要让某些宗教人士失望了。研究者尽可能地统计了案例中前世人物的以下特征:
– 他富有么?
– 他是犯罪分子么?
– 他是否乐善好施?
– 他是否热衷于宗教活动?
– 他是否是个沉思者(meditator)?
– 他是否过一种圣洁的生活(saintly)?
结果发现以上所有特征都与是否报告两世之间地球活动无关,而且除了一个特征之外,也都与是否报告“另一世界”经历无关:沉思。只有沉思者更容易报告曾经前往另一世界。

“沉思”这个结果并不说明什么。也许大家的机会都差不多,只有沉思者观察比较细记性比较好。但更关键的是这个统计的样本实在太少了,只有一部分案例中的前世人格被统计下来,比如在1100个案例中其实只有33个沉思者。但热衷于宗教活动的人士并不比犯罪分子更有可能前往天堂这个情况,仍然相当引人注目。

我们这些俗人更关心的一个问题是前世对今生有什么影响,也就是说,这辈子需要做些什么,下辈子才能生的好一点呢?研究者也考察了前面各项与今世这个儿童所在的家庭的经济地位和社会地位之间的关系,结果是:“saintliness in the previous personality showed a very strong correlation with the economic status of the subject and a significant correlation with the social status of the subject.”前世圣洁的生活,对今世出生的经济地位很有“帮助”,并且对今世出生的社会地位有一定帮助。但是这个经济和社会地位,是指的实质地位,而与印度社会的种姓无关,也就是说圣洁生活不能确保下辈子生于高种姓之家。至于其他所有各项,均没有关系。这样那些相信这辈子乐善好施会导致下辈子出生于富贵之家的人可能要失望了。而到底什么叫“saintliness”,我也没查到研究者的准确定义,也许是诚实正直私生活检点吧。

那么从这些极其有限的统计结果来看,亚洲人普遍相信的“因果定律”似乎几乎没有起到作用。不但如此,我们还从案例中看到有好几个日本侵略者在缅甸就地转世为人(而没有进入“地狱”或成为“兽类”),自杀者照样转世等等,这些都与某些宗教人士的说法不同。另外Tucker在书中提出胎记和出生缺陷这个情况也不符合因果:为什么是受害者,而不是杀人者,下辈子带着胎记和出生缺陷?也许这里起作用的不是因果定律而是某种自然定律,比如意识影响身体之类。


议论

这些研究也许会使有些读者更加相信转世的存在,但它们远远不能“证明”转世。我们不知道有什么机制可以让意识脱离肉体存在,这件事完全不能用现有的任何科学理论解释。流行病学研究通常不涉及机制,但这些案例数目就算按流行病学的标准也不够强。

也许更重要的一点是,正如本文开头所说,现有的科学理论对世界的解释已经相当不错了。一个没有转世现象的世界观并没有让任何科学家感到不安。我觉得如果转世存在,那么就应该无处不在,就算有“孟婆汤机制”,我们也应该能够是用什么手段测量出来“普通人的转世”。更进一步灵异现象也应该无处不在,我们生活中应该时刻都有一些使用现代科学解释不了的现象。而事实是灵异现象都比较罕见。

我非常钦佩研究者们做这个研究的勇气。他们既没有受到“主流科学”的影响,也没有受到宗教的影响,他们既不相信有神论也不相信无神论,他们只看证据。实际上他们似乎也没怎么受到“主流”的打压,也许除了大学同事的背后议论之外。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。…