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主题:理查德.道金斯/尼尔.德格拉斯.泰森:对谈答疑录 -- 万年看客

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  • 家园 理查德.道金斯/尼尔.德格拉斯.泰森:对谈答疑录

    https://www.youtube.com/watch?v=9RExQFZzHXQ

    理查德.道金斯(以下简称道):尼尔,我们今天原定的题目叫做“科学之诗”。我认为科学就是以现实为辞藻的诗歌。我在你面前难免觉得有点自惭形秽,因为生物学与物理学相比辈分要小很多,我想我们都需要向对方学习,但我不禁感到我从你身上能学到的东西比从你从我身上能学到的要多。也许我们对于彼此的领域都有点天真无知,但我认为我比你更加天真无知,因为你的领域当中能让人感到天真无知的内容更多。我忘了是谁创造了“物理学嫉妒”这个词,我认为这种心态在很多科研领域都有所体现,生物学领域兴许还能略强一点。所以接下来我们要进行一场进化生物学家和天体物理学家之间的相互答疑,在没有主持人的情况下互相辅导一番。

    我想我们不妨首先注意一点:我们可以用感觉器官感知到的事物仅仅是一切存在事物当中的狭窄一条而已。这一点对于视觉来说尤其如此。我们可以看到电磁波谱上面的一道窄带,也就是彩虹。但是与广阔的电磁波谱相比彩虹的宽度简直是沧海一粟。我认为这个现象象征了我们对宇宙的理解多么有限。因为毕竟进化赋予我们的本能仅仅能让我们理解中速运动的中等物体之间的相互作用。我们的大脑天然不适合理解极微小领域的量子理论和极宏大领域的相对论。所以作为区区一名生物学家,我总觉得物理学家所谈论的内容让我摸不着头脑。举个例子,物理学家告诉我们——而且我们非得相信不可——在不断扩张的宇宙中各个地点都是等同的,没有一个地方算得上是宇宙的边缘。这怎么可能呢?

    尼尔.德格拉斯.泰森(以下简称泰):理查德,丑话先说在前面。你说物理学家这么告诉你的,所以你非信不可。我绝不会要求你非得相信任何东西不可。

    道:你太客气了(笑声,掌声)。

    泰:科学的根本永远在于证据能否服人。但是既然你从感觉器官说到了膨胀的宇宙,那么我可以先谈一下感觉器官再来谈谈宇宙吗?我们往往忍不住认为我们的感官很好很强大。因为首先我们就只有这么一套感官;其次我们喜欢高看自己而不是从悲惨沮丧的立场来看待自己。所以我们很容易因为自己的视觉、味觉或嗅觉而感到沾沾自喜。当然,如果你当真需要依靠嗅觉来找东西,肯定不会亲自上阵,而是会牵出一条狗,因为狗鼻子比人鼻子灵多了——我差点想说狗比你更会嗅东西,但是这么说未免太不给你面子了(笑声)。所以我们早就知道我们的感觉很迟钝,经常依靠动物界的其他生物来帮助我们。但是直到一个半世纪以前几乎没人知道我们的视觉仅限于理查德所说的彩虹光谱,在红色左边还有红外线、微波乃至无线电波,在紫色右边则有紫外线、X射线和伽马射线。伽马射线的能量非常惊人,万一被伽马射线照射一下将会产生戏剧性的后果。人体将会变得变得很大、很绿、很丑,总之就是变成无敌绿巨人。但最重要的是光谱中的可见光部分只是整个光谱当中微不足道的一部分,而宇宙不仅通过这部分与我们进行交流,尽管千百年来我们一直理所当然地这么认为。望远镜的大部分历史本身就是视觉延伸的历史。望远镜增大了眼睛的力量,但并没有扩展视觉的范围。

    直到十九世纪我们才第一次意识到也许这世间还有我们看不到的东西存在。到了二十世纪,每过十年我们都会在光谱上面发现全新的段落并且研制出与之相对应的望远镜。直到射电望远镜出现之后我们才知道黑洞的存在,发才知道星系中心存在着怎样暴烈的力量。所以说我们在宇宙当中基本上就是瞎子。这种想法很能让人感到谦虚,但这就是科学方法与科学工具的意义,不仅要在你理解的领域扩展你的感官,还要将你的感官带到以前从未去过的地方。除此之外,我们现有的科学方法和工具甚至还能检测并非感官延伸的事物。比方说你的身体感知不到磁场,你不可能知道你现在是否正在接受电离辐射的沐浴——当然等到你的胳膊腿开始往下掉的时候就知道了(笑声)——但是在刚刚受到辐射的时候你是不可能知道的。另外诸如光的偏振之类的现象就更微妙了。科学家的工具包、特别是天体物理学家的工具包里面装得全都是各种不同的感官。科技提供的每一种全新感官都能让我们更深入地解读宇宙。现在我们来谈谈你提到的宇宙视野问题。我们环顾宇宙,发现我们似乎处于中心位置。这个概念真是令我们自我感觉良好啊!你可以继续自我感觉良好下去,或者你也可以进一步研究并且意识到,假如宇宙正在膨胀且光速恒定,每秒186000英里——原谅我使用英里。

    道:我其实更喜欢用英里。

    泰:是吗?录像人员把这句口供录下来没有(笑声)?堂堂牛津教授居然更喜欢用英里……

    道:不开玩笑,在英国没人用公里。

    泰:看来我们不光共用语言,而且也共用英制。顺便问一句,尺蠖在英国叫什么名字?不会叫做厘米蠖吧?

    道:我们英国人没这么讲究。你说的那是欧洲人。

    泰:当然,英国不是欧洲,你们总是忘不了提醒我们。我们这边饭店送早餐都分成英式早餐和欧式早餐,内容是非常不一样的。闲话少说,视界问题其实很简单。这里我姑且不深入讨论这个问题的本质,而是打个比方。比方说你在海面的一艘船上向四周看去,各个方向上的海平线与都与你距离相同,距离大小则取决于你距离海平面的高度。所以船只才会在桅杆顶上设置瞭望台。与甲板上的人相比,桅杆顶上的人的视线能够在更大程度上覆盖地球表面的曲率。所以你的海平线是一个以你为中心的完美圆圈。你可以认为这个圆圈就是整个地球的尺寸,或者你可以想象自己在另一个地方。那么原本的海平线对于任何碰巧留在圆圈中间的人来说依然保持着原本的范围,但是现在你已移动到了一个新的地点,因此会看到与该地点相对应的全新海平线。所以海面上的每个人都能看到属于自己的海平线,但任何时候都不会有人认为自己看到了整片大海或者整个地球。在宇宙当中,我们地球有地球的视界,仙女座星系也有那边的视界,每一个用一长串数字命名的星系都有各自的视界。如果你前往这些星系,在这些星系同样能看到三维空间内的宇宙边缘,而且宇宙边缘与它们的距离就像与我们的距离一样。

    道:你这么说我能理解,如果你对视界的定义就是我们能看到的范围的话。如果你想说,对于宇宙的任何部分而言,视界范围就是不断扩张的宇宙消失到视界线以外之前的部分,那么我能理解。

    泰:没错。

    道:视界线以外的宇宙只是我们看不见了而已,但是依然存在,尽管我们无法对其进行探测。

    泰:海平线以外的海面你也一样看不见啊。

    道:话是这么说啊,可是……谁来替我讲讲理?(笑声)

    泰:你这是简单问题复杂化。容我说得再透彻一点:我们的视界的直径是140亿光年。假如我们等上10亿年再回到这里,我们的视界直径就会变成150亿光年。我们的视界始终在膨胀,因为150亿光年之外的光线还需要再过10亿年才能抵达我们这里。目前这些光线还在路上。

    道:这些我都懂,但是在140亿年之外……

    泰:那时候宇宙还没诞生呢。

    道:……好吧。

    泰:宇宙还不存在之前你肯定什么都看不见。

    道:那为什么就没有人……

    泰:……发明一架能看到宇宙存在之前的望远镜呢?

    道:不对,不对。(笑声)我现在彻底不知道自己在说什么了。

    泰:理清一下:光线需要时间才能抵达我们这里,而宇宙并非从来就存在。这两个事实结合在一起,你就能理解宇宙边缘是什么了。宇宙存在了140亿年,因此能够向我们发送信息的最远物体必然距离我们140亿光年。

    道:道理我都懂,可是位于我们的视界边缘的人又怎么样呢?凭什么那个人就能看到我们的视界之外呢?

    泰:这是个很有趣的问题。我们并不知道宇宙究竟是有限的还是无限的。宇宙的实际尺寸确实有可能仅仅是我们的视界的一倍,也可能比我们的视界无限广大。还是以海面为例,你不知道整片大海比你的海平线圈子大多少。你监管可以开着船到处巡游,兴许有朝一日就靠岸了。假设我们的视界边缘确实有人。如果宇宙当真非常非常大,那么他们所能看到的依然是以自己为中心的三维视界。无论他们开始观测时宇宙的年龄有多大,这一时长也同样会决定他们的视界的半径。

    道:好吧。我想再补充一句。你刚才用嗅觉打了个比方,说我们的嗅觉比狗差好多。这里有一项非常有趣的事实:尽管狗的嗅觉确实比我们强很多……

    泰:嗅觉强很多是正规的说法,我不该说狗比人更会嗅东西。谢谢指正。

    道:……但是我们体内也有主管增强嗅觉的基因,能躺我们的祖先获得足以与狗相媲美的嗅觉,但是这些基因绝大部分都被关闭了。我们体内存在着大量上古基因的遗迹,就好比你的电脑硬盘里也充斥着随手写下的各种文稿片段。这些基因被关闭了,但是依然存在。

    泰:这不就是X战警的设定吗?(笑声)

    道:是吧?

    泰:X战警也是人类,但是体内开启了不一样的基因,让他们有了超能力。你是不是想说有朝一日我们能够深入染色体进行一番调控,然后我们就全都变成超级英雄了?

    道:这么说吧,这种事并没有听上去那么不可思议。从前我们并不知道人体内依然存在此类基因,现在我们知道了。我们用不着向人类体内引入额外的犬类基因,尽管二十一世纪的技术发展应该能让这一点成为现实。

    泰:找炸弹这种事还是让狗替我干吧。

    道:恐怕不用多久机器人就要顶替狗的嗅探工作了。再来说说大脑吧。人类大脑的进化目的原本只是为了完成十分平常的事务……

    泰:比方说如何不被狮子吃掉。

    道:不要在更新世的非洲被狮子吃掉。因为我们都是非洲人,非洲是我们所有人的老家。我们的大脑是通过非洲平原上的自然选择形成的,而自然选择仅仅涉及中等大小、宏观尺寸、移动速度远远低于光速的物体。所以说物理学可谓是我们这个物种最值得炫耀的成就,因为我们居然有能力——至少我们中的一部分人有能力——理解那些尺寸不算宏观、速度也不算缓慢的事物。

    泰:是的。这一点对我们来说不仅体现了科学方法和工具的价值,也体现了被我们称为宇宙语言的数学的价值。数学实在是太了不起了。尤金.维格纳最早提出了这个观点,即数学在宇宙当中的功用性简直强大得没有道理。别忘了数学是我们发明出来的,不是我们从石头底下挖出来的,从石头底下只能挖出虫子来。数学是彻头彻尾的人为造物,但却可以让我们针对宇宙现象进行精确的预测性描述与解读。所以研究科学的过程就是学会放弃感官的过程,就像《歌剧院魅影》里唱的那样——要是有下辈子,我还真想去百老汇创作音乐剧剧本——投身科学就必须训练自己放弃感官,因为感官会欺骗你。你以为某一件事物是真的,但事实并非如此。你要放弃感官,转而依靠测量工具来判定现实。接下来你要创建一个可以合乎逻辑地加以操作的数学模型,因为数学的本质就是从一点结论到另一点结论的逻辑延伸。然后你就可以做出新的发现了。

    坦率地说,搞科学就是一个不断粉碎本能认知的过程。一旦投身科学,你就再也没有权利——“权利”这个词用在这里不太对——你就再也没有底气声称“这个科学结果没道理,因此不是真的”了,因为你那点道理在科学面前什么都不是。姑且将塞伦盖蒂草原放在一边,先来回想一下小孩子长大的过程吧。你的手里有东西,你一松手东西会往下掉。你把杯子碰倒了水会洒出来。儿童会在成长过程中整理出一套宏观世界如何运作的规则手册。显微镜能带你进入更微小的世界,望远镜能带你进入更宏大的世界。支配这些世界的物理定律你在日常生活当中根本遇不到,因此根本不能以常理度之。只有依靠数学你才能逐渐超越感官乃至头脑的能力。你确实需要通过头脑来思考,但你的头脑并不能通过肉眼观察周遭事物来进行正确的思考。头脑得到了我们所发明的各种科学工具的帮助。

    道:研究到了一定程度数学就会成为你的第二本能。我听说有经验的飞行员都会感到机翼是他们身体的一部分……

    泰:该不是在起飞之前喝多了吧?这是飞行员当中的常见感知吗?

    道:我认为这确实是个常见现象。用惯了显微操纵器的人也会将其当做自己的双手,显微镜下的微小操作就像日常动作一样自然……

    泰:……等于又长了一双手。

    道:确实是又长了一双手。

    泰:飞行员与飞机合体了。

    道:你刚才也说了望远镜是肉眼的延伸。

    泰:我读本科的时候有个老师,有一天早上我跟他聊天,当时他正在研究在银河系中心具有巨大轨道的星团。 他说他在前一天晚上做了一个梦,梦见自己也变成了一个星团,并且正在环绕银河系中心运行。 我觉得这也太酷了。我也想做这种梦,因为这种梦境很能促进创造性思维。

    道:当那是一定的。我有时也会想,未来甚至现在的外科医生在病人体内使用显微操作器、或者将其他什么器械插进病人体内的时候......

    泰:据我所知他们往病人体内插进去的东西可是种类繁多的很。

    道:如今的外科医生已经可以操纵内窥镜在肠道内部左右拐弯了。我觉得早晚有一天外科医生都要戴上VR目镜,让他们真正感受到自己处于病人体内。做手术的时候他们要在房间里走来走去,而他们的动作会被转化为显微操作器与内窥镜的移动。

    泰:这个想法太酷了,我很喜欢。而且你还必须修改虚拟现实当中的主导物理定律。因为如果你的尺寸足够小,就像二十世纪六十年代的电影《神奇旅程》里演的那样,毛细作用和表面张力就会成为主宰你的行为以及决定你的感官标准的全新力量。

    道:没错,必须突出表面张力的作用。 达西.汤普森在1919年提出过以下观点:对于昆虫的世界来说,引力是微不足道的,表面张力才决定一切。你要不说我还真没想到这一点。

    泰:那是因为你没看过《虫虫危机》。在这部动画片里面昆虫自己开设了酒吧,调酒师直接从龙头里放出一个小水珠,然后捧着交给顾客,顾客将吸管插进水珠里嘬着喝,完全不需要容器——你得经常出来耍耍,别整天宅在家里(笑声)。

    道:我想象未来的外科医生在VR环境里手拿砍树用的电锯,而电锯对应的却是病人体内的微创手术刀。做手术的时候医生将会在VR环境里抡圆了胳膊大刀阔斧地劈砍。

    泰:我也有个问题要问你,一想起这个问题我就愁的睡不着觉,一直想找一位国际顶尖的生物学家给我说道说道。作为一名天体物理学家,我们经常能看到伴随着科学发现的傲慢自大。有时候傲慢自大甚至会阻碍那些可能会贬低人们的自我认知的科学发现,无论在这些科学发现之前你所想象的自我是个什么样子。比方说地球是宇宙万物的中心吗?不是。地球甚至都不是一个普通星系角落里的一颗普通恒星的轨道上的重要行星,像这样的星系在宇宙里有上千亿个之多。可是我们居然还有脸说要在宇宙当中寻找像我们一样的智慧生命。我们凭什么说我们就是智慧生命呢?我没开玩笑,我觉得这是个非常严肃的问题。我们将自己定义为智慧生命,其他生物无法与我们抗衡。那么我们的智力的基础何在呢?在于我们的基因组。黑猩猩是我们的近亲,我们与黑猩猩的DNA有98.5%都是一致的,但是黑猩猩不会制造哈勃望远镜,不会创作交响乐。因此我们必须认为我们的智力完全基于剩下的1.5%的基因。这话说得还算公道吧?现在我把这句话反过来说。如果人类和黑猩猩之间的遗传差异很小,也许我们之间的智力差异也很小。堆起箱子摘香蕉吃以及下雨天打伞之类黑猩猩会做的基本行为经常被灵长类动物学家拿来夸口,而这些行为人类幼儿也能做。也许摘香蕉与建造哈勃望远镜之间的区别就只差一点点而已。再进一步想象:假设在地球上或宇宙其他地方存在另一种生命形式,这种生命沿着同样的智力发展方向与我们同样产生了1.5%的基因差异,就像我们与黑猩猩差了1.5%一样。那样的话最聪明的人类也仅仅相当于这个物种的幼儿水平。就算我们把霍金推出来他们也只会说:“哦,这个人类比其他人类稍微聪明一点,因为他会心算天体运行,已经赶上小蒂米了。”(笑声)所以我想知道,在一个比我们稍微聪明一点的物种眼里,我们人类究竟是不是大白痴?我们凭什么断言自己是智慧物种,而且还有资格寻找至少和我们一样聪明的智慧物种呢?顺便说一下,我们可以与地球上任何其他物种进行交谈吗?我们可以和黑猩猩谈话吗?黑猩猩的DNA几乎就和我们完全一样,可是我从来都没有跟哪只黑猩猩说过:“你今晚想看什么电影?”然而我们却相信或者希望相信,另一个行星上的外星人,遗传物质兴许根本不是DNA的外星人,居然可以与我们沟通!我有点失态了,对不起。可是我们究竟是不是像我所说的那样愚蠢呢?

    道:我完全支持消解人类的傲慢心态。你还可以说,从解剖学角度来看人类的大脑要比黑猩猩的大脑大得多,这肯定也是由那一点小小的百分比差异决定的。我认为还有另一种看待DNA问题的方式:我们加以测序并且借此推断出98%这个数字的全套DNA其实要为人与黑猩猩的差异负整体责任。以电脑为例,大多数程序在机器码层次上调用的都是同一批子程序,这个子程序用于向下拉动菜单栏,那个子程序用于移动窗口,等等。这就是98%相同DNA的内容。但是这样的计算方法却忽视了决定各个子程序的调用顺序的更高层次指令。不只是人类和黑猩猩;所有的哺乳动物都具有几乎相同的遗传子程序库。人和黑猩猩之间、乃至人和老鼠的差别就取决于胚胎孕育期间各个子程序的调用顺序。正是调用顺序而不是子程序本身的不同导致了人类与老鼠之间相当显著的解剖学差异。

    泰:假设人类并不是衡量万物的尺度,那么就像我刚才说的那样,早晚有一天我们可以理解各种调用顺序的不同效果,从而发明出自然界生物体想都不敢想的全新顺序,是这样吗?

    道:一点不错。

    泰:赋予我们前所未有的全新能力……

    道:真要做到这种程度可谓难于登天,但是就原则而言确实是可行的。不过说到宇宙当中的智慧生命——姑且不论我们如何定义智慧——我还有另一个观点。现阶段而言我们要想接触到地外智慧生命,要么他们主动访问地球——要做到这一点已经很难了,要么将无线电波发过来——做到这一点要容易得多,但是依然没那么轻巧。我们姑且将智慧定义为从宇宙一端向另一端发送信息的能力。你未必要认同这个定义,但是为了让我们能够对其加以理解,做到这种程度是必须的。

    泰:假设你从一条刚刚从土里钻出来的虫子身边走过去,你肯定不会想:“这条虫子正在想什么呢?”因为你根本不关心。反过来说虫子也不可能知道你自认为自己有智慧。对于虫子来说你不过是个路过的物体而已。那么你能否想象某种特别智慧的生物根本没兴趣与我们交流呢?他们的智慧如此之高,以至于我们根本看不出来那也是智慧。

    道:更重要的是我认为这样的生物或多或少都必须领先到这种程度才能与我们见面,因为我们肯定过不去。

    泰:我们肯定过不去。你没看见最近的天文研究预算都被砍到什么程度了?

    道:所以凡是能过来的文明必然掌握高度发展的科技,远远碾压我们。

    泰:这就又谈到斯蒂芬.霍金的担心了。他认为任何科技发达到能主动前来探访我们的文明都必然为人类带来极其糟糕的后果。他之所以担心是因为人类文明的历史上有很多此类先例。一旦具备先进科技的文明造访了科技落后的文明,后者一定要倒霉。南美土著碰见西班牙人就是个好例子。我还不敢说我就一定愿意成为第一个与外星人握手——或者握触手——的人。我很想这么做,但是同时我的顾虑也很大。

    道:那么你觉得地外生命存在的可能性究竟有多高呢?

    泰:那一定是非常高的。我告诉你为什么。人们常说你怎么还没找着外星人呢?我说宇宙好比大海,你舀了一杯海水看一眼就说海里肯定没有鲸鱼,这可不行。你的数据库必须再大一点(笑声,掌声)。比方说我们的无线电泡泡有多大呢?所谓无线电泡泡就是以地球为中心向外发射的无线电波形成的球体。球体的外层就是我们的无线电波在银河系走过的最远距离。我们在无意当中向太空发射无线电波的最早时间是七十年前。那么银河系有多大呢?假设把这个球体缩小到BB弹的尺寸,银河系就相当于我们这个舞台一样大。过去七十年我们的无线电波就仅仅走了这么远而已。要是仅仅考虑我们故意向太空发射的无线电波,那还要远远小于这个距离。所以我们还远远没有深入银河系,没资格一口咬定其他智慧生命不存在。

    但是还有一些非常简单的事实,我用一分半钟就能说清楚。让我们来看看地球的形成和化石生命的最早迹象吧。地球刚刚诞生的的最初几亿年姑且不考虑,因为那时候的地球就是一片靶场,满地都在喷射太阳系的形成物质,很不适宜复杂的化学反应。这时就开始计时不公平。等上几亿年,等到地球冷却下来之后再开始计时,等待单细胞生命的最早迹象,最多等上四亿年就行了。地球已经存在了四十五亿年,完全没有依靠我们的帮助,仅仅凭借着整个宇宙当中最基本的成分就创造出了生命,尽管是很简单的生命。地球不过是太阳系的八大行星之一——都别跟我抬杠(笑声,掌声)——太阳也不过是一颗平平无奇的恒星而已。话说回来,生命的成分又是什么呢?你体内数量最多的原子是氢,其次是氧,这两者构成了你体内的水分。再接下来是碳、氮以及其他元素。那么宇宙里的元素分布又怎么样呢?宇宙中的头号元素是氢。接下来是氦,氦是惰性元素,无论如何不会发生任何化学反应。接下来是氧,接下来是碳,接下来是氮。完全是一对一的关系。我们甚至都不是由什么稀罕元素组成的。宇宙中最常见的物质在地球上都能找到,而我们正是由它们构成的。碳是元素周期表上最容易发生化学反应的元素,生命以碳为基础并不令人意外。生命只是复杂化学的极端表现,这就是生物学的本质。有些人想象力特别丰富,他们记得硅在元素周期表里正好位于碳的下面,具有与碳相似的化学性质,所以他们就开始想象所谓的硅基生命。我认为这实在是多此一举。宇宙中碳的含量是硅的五倍,根本轮不着硅来形成生命。碳基生命就已经足够耗尽我们的想象了。关键在于生命出现的速度相对而言非常快,生命所使用的材料都是而且是宇宙中最常见的成分。如果你认为地球上的生命在宇宙中是独一无二的,那就是不可原谅的自我中心主义。

    道:是的,我同意这一点(笑声,掌声)。而且我还要更进一步说,如果你遇到某个人希望宣称他或她认为生命在宇宙中独一无二,那么根据这一理念:我们这颗星球上的生命起源必然是一起罕见得不可思议的事件。这将会导致一个相当奇怪的后果:当化学家试图找出生命起源的理论与模型时,他们应该寻找一项极其不可能的理论,一个不合理的理论。 如果有一种生命起源理论看上去很合理,那么这个理论肯定是错的,否则生命将无处不在。 现在生命就可能无处不在。 我凭直觉认为宇宙中有很多生命。 但是因为宇宙如此浩瀚,生命的岛屿如此分散,以至于任何一个岛屿都不可能遇到其他任何一个,这实在太悲哀了。

    泰:这确实很悲哀,不过请允许我稍微安慰你一下。我们现在可以模拟太阳系的形成过程,以及地球受到陨石密集轰击的时期......这就是所谓的早期宇宙密集轰击时期——顺便说一句,我们搞天体物理学中的说话从不拐弯抹角(笑声)。我觉得我这辈子都看不懂哪怕一篇生物学论文的标题(笑声)。我对生物学术语一点感觉都没有,你们的术语都太长了,单词音节也太多了——我跑题了不好意思。总之在密集轰击时期,我们可以用计算机模拟出陨石撞击行星表面时发生的情况。好比说你在床上洒了一片小甜饼——你永远不会故意这样做,但是你家要是有小孩子的话那就难说了——然后在床垫上狠拍一下,小甜饼都会弹起来。事实证明,火星表面可能曾经存在过水,并且早于地球孕育了生命。假如在密集轰击时期火星就有了生命,那肯定只能是简单生命。我们也知道细菌十分顽强,正如你肯定知道的那样。所以我们完全可以想象,火星表面的岩石被陨石撞击弹进了太空,石头的缝隙里还藏着细菌。只要计算一下就知道,自从太阳系形成以来,大约有数百吨火星岩石通过这种方式来到了地球。也许这些岩石中的一颗将火星生命带了过来并且在地球上播种。假如日后我们发现了基于DNA的火星生命,我将会非常失望的。因为这意味着火星生命并不是另一个实验的产物。相反,我们都是火星生命的后代。

    道:我们需要第二个生命样本。我们目前只有一个样本。如果我们在火星上也发现了基于DNA 的生命,那的确很令人失望。如果火星生命甚至都使用同一套DNA代码,那就更令人失望了。DNA兴许还能两次进化出来,但是同一套四字母代码进化出来两次简直不可想象。但我还想指出,根据你的计算,生命仅仅用了四亿年就出现在地球上,生命最早有能力发射出能在宇宙其他地点接收到的无线电波也只用了四亿年时间左右,相当于太阳系寿命的一半。

    泰:顺便说一句,我们拥有广播技术之前就已经是人类了。 因此如果你以人类为标准来衡量一个星球是否具有智能生命,那么宇宙当中目前可能有很多行星仍然处于罗马帝国时期,不会发送任何无线电信号; 但任何足够接近的观察者肯定会宣称他们是智能生命。

    道:与我们所谈论的时间跨度相比,罗马帝国与无线电信号之间的时间间隔确实可以忽略不计。 这是一个有趣的问题。一旦你发明了语言、文明与文化之后,需要多长时间才能发明出无线电波呢? 更进一步说,需要多长时间才能发明出足以自我毁灭的武器呢?

    泰:你这种说法实在想当然地认为智力是进化的必然结果,我对此持怀疑态度。因为如果真是这样的话,我们所谓的智力肯定会在化石记录当中反复留下痕迹,实际上并没有,而其他特质则出现过很多次,例如视觉和运动能力。生物界有一些相当具有创造性的移动方式,我最喜欢的是蛇。没有胳膊,没有腿,但是照样活得很好。好比说有个外星人来到地球,碰上一条蛇上。回去以后他就告诉同胞们:“你们可不知道,这个星球上有一种生物,没有胳膊,没有腿,仍然可以到处爬,能用红外线侦测猎物,可以咽下比它的头部大五倍的东西。”他们会认为这个人嗑药嗑嗨了(笑声)。可这就是地球上一条普通的蛇而已。话说到这里,好莱坞的外星人历来令我感到非常失望。我不知道该责怪谁,究竟是好莱坞还是给他们担当顾问的生物学家。好莱坞外星人对我来说太过拟人化了。甚至ET也有这个毛病。都是一个头,两个肩膀,两条胳膊。ET的手指头确实只有三根而不是五根,但是依然长在胳膊的末端尽头。他的下半身照样有腿有脚。这就是人类的造型啊。哪怕你就看看地球上的生物多么丰富多彩呢?我最喜欢的外星人电影是《变形怪体》。你看过那部电影吗?

    道:我的观影量恐怕赶不上你(笑声)。

    泰:《变形怪体》里面的外星人特别经典。那个外星人就是一堆果冻,到处蠕动,抓住人就吸食血液。它在概念上就是非人类的。我认为这是尝试创造其他生命形态的方式。

    道:这样的尝试确实非常值得表扬。环顾动物王国并且数一数各种特质的出现次数是非常有趣的。眼睛出现过几十次,耳朵也出现过几十次。回声定位却仅仅出现过四次。

    泰:除了蝙蝠以外还有谁?

    道:蝙蝠,鲸鱼,两组穴居鸟类。鼩鼱与海狮也具有很原始的回声定位能力。不过正如你所指出的,人类的智力和语言仅仅出现过一次。

    泰:可见智力对于生存来说并不重要。如果自然选择偏爱智力,那么智力应该出现更多次。

    道:也难怪你会这么想。这是一个真正有趣的观点。我认为生物学家应该仔细计算一下各种性状在动物界的出现次数,这样我们就能推断出宇宙其他地方的生物大概是什么样子了。眼睛大概是要有的,回声定位也可以有。皮下注射针在地球上大概独立出现了几十次......

    泰:我们人类也有皮下注射器,我们称之为枪支。

    道:另一个相关的观点则是观察世界各地的不同岛屿,看看岛上的生物有多相似?例如澳大利亚的各种哺乳动物之间存在非常大的相似之处,这些哺乳动物又与南美洲、亚洲和非洲独立进化的哺乳动物差异极大。这又是一个预测外星生物进化的线索。但我们也许不应该将好莱坞外星人一概视为缺乏想象力的产物。我的同事西蒙.康威.莫里斯甚至认为,外星智慧生命很可能也是双足直立的形态,大脑尺寸也很大,同样拥有语言、手指以及立体视觉。当然他是信教的。但像他一样,我也很了解自然选择的力量。

    泰:顺便说一下,我认为如果他不是灵长类,他可能会给出一张不一样的列表。

    道:我认为这很有可能。

    泰:马没有立体视觉,却有环绕视觉。马一定认为环绕视觉更重要。

    道:我可没有看不起马匹的意思(笑声)。

    泰:存在偏见的第一个迹象就是将人类的形状往外星人身上套。

    道:不不,我之所以选择人类作为标准不是因为人类比其他生物优越,而是因为我们就是人类。我们有立体三维视觉,马则有不同的视觉。昆虫也有不同的视觉。蝙蝠不依靠视觉,但我猜想蝙蝠大脑内部处理回声定位信息的方式可能很类似于其他动物处理视觉信息的方式,因为大脑里面存在着处理视觉信息的天然工具。无论视觉还是回声定位,作用都是建立外部世界的模型。

    泰:请你原谅,但是你看过《超胆侠》吗?(笑声)超胆侠就是拥有回声定位能力的盲人。他喜欢下雨,因为雨滴打在人脸上能反映出人的相貌,他第一次在“看到”他的女朋友就是在下雨天——你既然来到美国,不谈谈电影就说不过去了。

    道:我的推测是蝙蝠能听到颜色。为什么不用颜色来辨识世界呢?色彩只是一种感知的分类体系,只不过是大脑使用的标签而已。

    泰:一点不错。

    道:所以蝙蝠应该会用颜色来区分事物的质地。例如一只身披绒毛的飞蛾与一只体表光滑的蝗虫在蝙蝠的脑海里可能就分别是红色与蓝色的。自然选择完全可以将色相标签绑定到在我们看来很奇怪的东西上。我觉得咱们的时间快到了。

    泰:这才聊了多一会儿啊?

    道:我觉得咱们得把听众提问的时间留出来。

    泰:我很乐意从命,但是还有件事我要和你掰扯掰扯。

    道:那咱们速战速决吧。

    泰:几年前,1994年还是1996年的时候,我们在南极洲发现了一颗陨石,编号是ALH84001。这块陨石提供了令人震惊的证据——顺便提一句,这块陨石来自火星,也就是地球上的几百吨火星岩石当中的一块——这块岩石的缝隙里似乎蕴藏着生命曾经存在过的迹象,而且并不是源自地球的生命,而是源自火星的生命。这些证据都是间接证据,但是依然非常有趣。有些化学反应只有在氧气存在的情况下才会发生。在没有氧气存在的情况下,则会有类似的反应取而代之。生命其实就是一台化学机器。当你吸入氧气时会氧化血红蛋白,氧气被用于新陈代谢,血红蛋白会在这个过程中失去氧气分子。在同一具身体内部存在着氧化与脱氧反应。这是生命的自发反应。如果这块岩石的缝隙里没有生命存在过,那就必须自己进行无氧运动才能留下同样的痕迹。当时这块陨石可是登上了报纸头版,甚至还搭配了一张电子显微镜照片,照片上的东西看上去像是身体分节的小虫。这张照片并不是作者的主要证据,他只是觉得很有趣,于是就将其加入了文章当中。这只“虫子”的大小约为地球上最小的蠕虫的十分之一。我受邀对此发表评论,节目组请了四个人。我是天体物理学家,其他人当中有一位生物学家与一位哲学家。主持人拿出了虫子的图片,身在第二现场的生物学家当即表示:“那不可能是生命。”我心想这样太干脆了吧? 为什么?“因为地球上最小的生命也是这东西的体型的十倍。”所以呢?我还在等他给出进一步的理由,没想到他已经说完了。然后我说:“我们可是正在谈论来自火星的石头啊。你为什么用地球来限制你的思考范围呢?”我的问题是:这位生物学家对于生物学在宇宙当中的可能性究竟抱有开放心态还是封闭心态呢?因为说到底生物学家自己都承认手里只有一个数据样本,因为地球上的所有生物都具有同源的DNA。绝大多数其他科学学科要是只有一个数据样本都搞不下去。

    道:毫无疑问他的思想很封闭,因为他将地球生命的标准推广到了一切可能的生命头上。 另一方面,我们可以根据物理定律来主张某些生命形态由于物理学限制而不可能存在,我倒不是说特别小的虫子不能存在,不过有人或许会声称眼睛的尺寸小到一定程度就无法成像了,纯粹由于物理原因。

    泰:这条道理肯定没错。我只是看不惯他将地球作为衡量生命可能性的唯一标准。

    道:他大错特错了。

    泰:这么说你和他不是一队的是吧?这件事不说清楚了我心里总是不痛快。

    道:下面进行观众提问吧。

    通宝推:卢比扬卡,
    • 家园

      听众一:道金斯教授,我们很高兴地得知您正在写一本关于科学之美的童书。我们希望你们两个为成年人也写一本同样题材的书,或者做一期这样的电视节目。因为我们不希望你们今天的讨论主题,也就是科学带来的惊奇与震撼感受,被被宗教人士霸占。科学不应当令人感到畏惧,而是应当令人惊叹,我们能做些什么来传播这一点呢?

      泰:我插一句嘴啊,你说我们已经有了宣传科学的童书,现在需要面向成人宣传科学的书。不过有趣的是,我们可能不需要宣传科学的童书,因为孩子生来就是世界的探索者。他们翻过岩石,他们跳进水坑,他们把水倒在你的背上。你可以认为他们这是在家里搞破坏,也可以认为他们正在一系列长期的科学实验,其中一部分实验发生了玩心十足的错误。但是随着时间的推移儿童的探索本能会遭到压制,因为探索就意味着不听话与捣乱,再加上成年人的数量远远多于儿童。所以我认为科学面临的真正问题是成年人,特别是因为他们而不是孩子控制着世界(掌声)。

      道:我也来说说应当如何传达科学的神奇感受。你我二人都对此非常感兴趣,而我们又都在追随你的导师卡尔.萨根。我习惯于将科普分为两个流派,区分根据则是看它们如何宣传太空探索。第一种流派叫做不粘锅流派,主张太空探索能够带来不粘锅这样的副产品。我更支持第二种流派,也就是太空真美好流派。目前科普工作的问题之一——无论面向孩子还是成年人就是倾向于把科学拉到地上,将科学包装成为平凡世俗、在厨房里就能遇到的事情。我很高兴有人在这方面做工作。但对我而言,我更喜欢宣扬宽广无限的宇宙与显微镜下的微观世界,从更诗意的角度而不是更功利的角度来看待科学。

      听众二:我想问一个应用技术如何影响人类的问题,尤其是手机。我是做医疗工作的,想知道二位如何看待手机对人体造成的影响。现在手机技术已经有了长足发展,但是我看到人们将手机凑在婴儿脑袋边上时依旧感到很不舒服。手机发出的电波真的不会影响人体吗?

      泰:说到手机的应用,我们要知道科学当中有一个非常重要的事实,那就是你永远无法无限精确地测量任何东西。任何测量结果都要受到测量设备的不确定性的影响。你在实验室里所能做的无非是限制不确定性而已。但在某种程度上不确定性永远都会存在。如果你想测量一个本来就不存在的现象,测量的不确定性偶尔会给你带来一个正面的信号,偶尔也会带来一个负面的信号。如果这个正面信号是“A可能导致B”——手机会导致癌症——就会有人根据这一结果写论文,然后人们就会担心手机可能会导致癌症或电源线可能导致癌症。事实上,如果你仔细观察这些研究的全部内容,很多实验都因为没有取得正面效果而发表不出论文来。还有一些实验当中癌症发病率反而还降低了。这些都是没有结果的现象。假如A确实能引起B时,正面信号将会极其显著,无论何时何地都可以重复。对于手机与癌症的关系,目前的实验还没有得出可重复的信号。话虽如此,如果你真的担心,几乎所有的手机都可以插上耳机线装进裤兜里。但我还是要说陪审团尚未就本案作出裁决,或者实验结果表明手机与癌症根本没有关系。

      道:我没什么可补充的了。

      听众三:刚才二位关于无线电波泡泡与人类通讯距离极限的讨论我很感兴趣。 我最近读到人们用大型强子对撞机进行了一些疯狂的实验:一些看似没有联系的例子却能以某种对称模式相互作用。 我是外行不太懂,不过您认为使用某种粒子在超远距离进行即时通信的可能性大吗?

      道:这就是我刚才说过的我完全不理解的东西……

      泰:量子物理学就是研究微观世界的物理学。事实上量子规则在宏观层面也能得到应用,但是只有在涉及单个粒子的时候才会具有各种怪异的表现。一个粒子可以凭空出现而又消失,可以通过我们所谓的量子隧道不耗费任何时间就从一点跳跃到另一点,可以同时存在于所有地方,可以在我们进行测量时立即出现。这些量子规则在我们看来完全不讲道理,因为我们并不生活在量子世界里,否则的话这都是很自然的现象。你的问题是我们能否利用量子世界的规则来进行超光速通信,根据已知的物理定律我们做不到这一点。换句话说,你可以确定一个粒子的波函数,但是这个粒子依然无处不在。只要你一进行测量,粒子就会立刻出现在某一点上,哪怕根据波函数这个粒子同样可以出现在其他点上。我们目前还不知道如何利用这个事实为我们服务,但据我们所知超光速通信是不存在的。当然我们要想与整个宇宙通信的话确实非常需要这项技术。这就是我长话短说的答案。

      听众四:我认为宇宙中出现生命是不可避免的,但是出现智慧生命的可能性并不算大。一颗行星必须与正确类型的恒星保持正确的距离,再考虑到需要四十五六亿年时间才能产生能够质问“宇宙中是否有智慧生命”的生命,你认为生命在宇宙当中走到这一步的可能性有多大呢?

      泰:宇宙在时间、空间和内容上都非常浩大。所以无论多么罕见的现象每天都会在宇宙当中的某个角落上演。因此无论生命出现的概率根据我们的计算如何低下,只要将这个概率将数字乘以星系中的恒星数量以及宇宙中的星系数量,依然会得到一个惊人的巨大数字。宇宙当中恒星的数量是10的21次方,相当于沙滩上沙子粒数平均值的一千倍,而沙子粒数的平均值又相当于地球上所有活过的人类所说过的词语数量的一百倍。因此我们很有理由相信相信,就算智能生命只能存在很短的时间就会自毁,但是眼下肯定存在着很乐意与我们进行对话的外星智能生命,假设我们也足够聪明,可以与他们进行对话。

      听众五:这个问题我想问问道金斯教授。我来自一个五口之家,家里两个怀疑论者和三个信教信傻了的——您可以猜猜我属于哪一边(笑声)。无论如何,我只是想知道,您是否曾经找到某种好办法,利用理性思维让信教的傻子们突然开窍。

      道:我也很想说我们只需要让他们接触科学证据就行了,这当然是科普工作非常重要的一部分,尼尔和我也都在推进这方面。不幸的是,有相当数量的证据表明,某些人的心智状态确实会被宗教经文彻底浸透,以至于他们不惜事先承认他们拒绝接受一切有悖于经文的证据。我最喜欢的例子是地质学家柯特.怀斯(Kurt Wise),他是一位年轻地球创造论者,但他非常清楚支持古老地球理论的一切地质学证据。他本人曾经亲口说过下面这段话:“如果宇宙当中的所有证据都证明古老地球理论是正确的,我会第一个站出来承认这些证据切实可靠,但我仍然是一个年轻地球创造论者,因为圣经要求我这样相信。”至少他很诚实。敢于这样说话的人等于是在宣扬他已经彻底抛弃了理性讨论,将经文摆在证据之前。这个人很了解证据,甚至还拥有哈佛大学地质学博士学位,然而却事先宣布他不打算跟你讲理。所以确实有些人实不可能用证据争取过来的。但我依然相信绝大多数人都能折服于证据,只不过尚且没有接触到丰富而美妙的证据而已。

      听众六:我想问一下关于科学哲学的问题。最近我读了斯蒂芬.霍金的《大设计》,开篇第一页就写到:“哲学已死”。霍华德大学的校方也正在考虑取消哲学项目。您二位怎么看?

      泰:我有几句话要说。直到二十世纪初,哲学家都在为自然科学作出重大贡献。但是自从量子力学之后就不是这么回事了。在此之前哲学家是就是没有实验室的科学家。但是到了二十世纪二十年代,我们在发现量子物理的同一个十年内又解到了宇宙膨胀,这两个领域都远远超出了通过坐而论道可以推断出来的范围,以至于此前一直在为物理学做出实际贡献的整个哲学家团体一下子就没用了。我说这话怕是要得罪不少哲学家,谁要是知道我有什么疏漏尽管纠正我,但就我所知哲学基本上已经与前沿物理科学分道扬镳了。艾萨克.牛顿的头衔可是自然哲学家。他那时候“物理学家”这个词还根本不存在呢。这个现象让我很失望,因为大量原本可以为物理学做出巨大贡献的脑力就这样被分流了。今天的哲学还在研究其他许多主题,例如宗教哲学,道德哲学和政治哲学等等。哲学家可做的事情还有很多,但前沿物理似乎并不在其中。

      道:生物学这边也好不到哪里去。有趣的是,在十九世纪由两位自然学家独立推导出来的自然选择进化思想居然出现得这么晚。这是一个十分简单的想法,从古希腊道十九世纪之间任何一位坐而论道的哲学家都有可能想出来,但他们全都都没想出来,我真不明白这一点。在我看来这也太奇怪了。进化论居然不得不等到牛顿之后二百多年的十九世纪才出现。

      听众六:有一位阿那克萨戈拉早在苏格拉底之前就提出了世界上最早的进化理论。

      道:好吧。但自然选择理论是在十九世纪才出现的。不仅仅是达尔文和华莱士,还有其他几位科学家也都想到了这一点。如今我真正尊重的科学哲学家是那些煞费苦心学习一些科学的哲学家。他们非常优秀,思想清晰,并且帮助其他人清晰思考。还有一些科学家也在哲学方面接受过培训。

      听众七:感谢二位光临本校。欧洲有一群科学家开发了一台大型强子对撞机,试图重新创造大爆炸时的环境,将反质子和质子撞在一起,试图找到名为希格斯玻色子的粒子。这种粒子通常被误称为上帝粒子,也是物体质量的来源。您们可否谈谈大爆炸时宇宙的状况?这个实验将会证明什么呢?

      泰:物理学的有趣之处在于,目前能够依靠桌面实验器材发现的物理定律已经非常少了。总的来说,目前要想在物理领域取得新发现,就必须前往以前从未去过的地方:更大或者更小的尺度,更高的能量与速度,等等。一旦探索了这些极端,你就来到了已知与未知之间含混不清的边缘。所以如果你想发现以前从未发现的事物,那就建一台能量水平前所未有的加速器。早期的宇宙是我们所知道的能量水平最高的粒子加速器。现在我们有了非常庞大昂贵的桌面版早期宇宙,我们能够用这台机器来测试我们对于早期宇宙的设想。我们有一套关于早期宇宙的理论理解,但还没有进行实验验证。

      道:我曾有幸两次访问过大型强子对撞机,两次都激动得流下了眼泪。人类创造力与跨国合作的巨大努力让我感动不已。我试图在我的新书中表达我对这项了不起的事业的兴趣。不幸的是书中印了一个错字,将大型强子对撞机(Large Hadron Collider)印成大型强撸对撞机了(Large Hardon collider)。(全场大笑)

      泰:D与R印反了是吧?

      道:我在初稿中发现了这个错字。我当然想把这个错字保留下来(全场大笑),但是审校员还是把这个错字删掉了。我跪地恳求她别这么狠心(笑声),她说她不想丢掉自己的饭碗。

      泰:我再简单评论两句。 美国原本打算在德克萨斯州建造一台超导超级对撞机,其峰值能量是瑞士大型强子对撞机的三倍,但是这个项目在二十世纪九十年代遭到了取消。国会投票决定不再继续提供资金,项目遭到了废弃,现在粒子物理的重心已经从美国转到了欧洲。尽管美国科学家都宁愿希望对撞机留在美国,但我们依然会真心庆祝科学继续前进,无论哪个国家将科学列为优先考虑事项。我认为对撞机项目的废弃是美国在前沿物理领域领导地位结束的开始。

      听众八:考虑到今天的环境,我的问题可能不算太有意思,但是能向二位提问的机会实在不多,所以我还是想听听你们的想法。据我所知,在世界各地的海床上发现的生命全都基于DNA,就像我们所知道的其他一切生命形式一样。我想知道是否存在某种假设或解释能说明为什么DNA可以存在于相隔如此遥远的地面与深海。

      泰:我可以给出天体物理学家的看法,不过还是让生物学家先说吧

      道:我没太听清楚问题,还是你先来吧。

      泰:你所说的嗜极生物生活在在高压高温的环境里,其他生物在这样的环境里立刻就会死。事实上在海底的地热喷口附近,很多生物都生活在华氏300度的环境里。这里的水压足够高以至于无法沸腾,但温度足够高以至于能用来煮菜。地外生物学的巨大进步之一就是发现地球上的生命比以前任何人的想象都更加茁壮。生命不再需要室温的池塘才能滋生了。我们在地球上看的越多,我们就越发现生命能够优哉游哉地存在于对人类来说极其恶劣的环境里。这一现象对于天体物理学的意义在于允许我们撒出一张比以前远远更宽广的寻找生命之网。此前我们只会关注可居住区,不能离恒星太近,否则水会蒸发;,也不能太远,否则水会冻结。我们只会寻找由阳光造成的液态水区域。现在我们发现只要有能量来源就够了,未必非得是太阳不可。木星就一直维持着木卫二的温暖,木卫二上的液态海洋已经存在了几十亿年。见识了地球生命的多样性与坚韧之后,我们在宇宙中寻找生命的眼界也极大地扩展了。

      道:在生命起源的许多理论中,最近人们开始思考生命或许源自我们眼中的极端高温环境,然后逐渐扩散到了寒冷地带,而不是相反。这也是一种很有趣的可能。从这些原始生命的角度来看,我们才是嗜极生物。

      听众九:我最近读了阿兰.德波顿的《哲学的慰藉》,书中提到了一位波伊提乌,此人被判处了死刑,剥夺了一切财产,只剩下了理性与自我认知。他试图依靠理性来宽慰自己不要害怕死刑,他认为这世界自有秩序,万事万物自有道理,因此他应当在死亡到来之前保持平静。问题在于他的理性根源在于他对上帝的信仰。您会怎样?假设您即将面对死刑,除了您的科学知识与经历之外一无所有,您要如何慰藉自己呢?

      泰:要是那样的话,我会要求行刑人员对我进行土葬而不是火葬,让我体内的能量与物质回归泥土,滋养植物,喂养动物,正如我活着的时候动植物也用它们的身体滋养了我一辈子那样。(热烈掌声)

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