财新传媒
2013年03月03日 12:21

行到水穷处 —— 超越科学的边界  

行到水穷处 —— 超越科学的边界  
 

没有答案的问题

很多事情,经不住几个追问,成人会追问,孩子会追问。孩子的追问更加直接,直指问题的核心,几个问题一问,无论是家长还是别的什么人,一定就答不上来了。

好在,我的儿女从来没有追问过我什么,估计他们自小就对我的工作不感兴趣,我也很少读床边故事给他们听,这样免去了很多尴尬或不得不编造答案的境地。现在,他们成人了,都在学习,我想他们小时候肯定自我追问过,现在同样在追问。

我们为什么会答不上来自己的最后追问,或者孩子的最后追问?因为,几个问题一问,我们马上就会问出所谓的终极问题,即没有答案的问题。

比如说,微博上曾经有一位成人代她的孩子问我。孩子先问她......

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2013年02月11日 16:07

平行世界的六重奏  

为腾讯《大家》所写

平行世界的六重奏

李淼

《云图》是今年评价两极的第二部片子,第一部是《一代宗师》。也许因为听说《云图》结构复杂不易理解,也许中国人尤其是年轻人对其中的文化元素和东方元素尤其感兴趣,看的人并不少。虽然片子在中国上映期比欧美晚了三个月,在欧美票房不理想的情况之后,中国票房看来要超过北美票房。

作为科幻迷,一听说这部片子争议这么大,而复旦大学中文系的严锋老师极其推崇它,我就不得不看了。在上映前,我在网上先看了这部片子。在微博上,我最早的评价是这样的:“《云图》第一遍,没看懂。百度谷歌一起来,知道逻辑关系了......

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2013年02月04日 22:23

尚未完成的理论  

《牛顿科学世界》卷首语

我经历过弦论的两次“革命”。

第一次,是上世纪八十年代中期,那时我刚读研究生,初期打算研究的理论叫

超引力,是一种结合爱因斯坦的引力理论和一种叫超对称的东西的理论。很奇怪,超对称是七十年代首先在弦论中出现的,但人们并没有重视,直到后来人们发现超对称理论的量子性质非常好,才越来越重视它。到了超引力时代,研究者普遍倾向认为引力和超对称结合了,过去无法计算量子引力的困难就克服了。

弦论经过第一次革命,高能物理学界许多人觉得终于找到了统一引力和基本粒子理论的正确理论,那时我也转向学习和研究弦论。写了几篇论文后混到美国......

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2013年01月15日 21:22

几个关于污染的小计算  

北京的面积大约是16410平方公里,即16410 平方米,假如污染达到的高度平均为100米,则有16410 立方米的污染空气,如果PM2.5是100,空气中有害颗粒是每立方米100微克,整个北京的空气中大约有16410 微克,即164100公斤,即164.1吨。如果PM2.5达到昨天的记录1000,北京空气中的污染颗粒达到1641吨!

我们看看,如果只计及汽油排放的污染,北京的汽车原则上能够排放多少吨颗粒物。下面我用两种不同的计算法。

第一个计算,假设全国汽车大约有一亿辆(2009年底是七千六百万辆,谁有现在的数目请告诉我),北京有五百万辆以上......

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2013年01月07日 21:53

无穷多个世界,为何会有魔鬼出没?  

最近,加拿大物理学家丹·佩奇(Don Page)写了一篇文章,试图用量子力学来论证“上帝”的存在。

在基督教中,上帝是至善的,这就产生了一个两难问题。既然上帝是至善的,为什么他创造了一个充满苦难的宇宙?如果智慧生物存在,他们能够感受到苦难,那就和上帝创造世界的目的有所矛盾。他是至善的,为何不让有感觉的生命免于苦难?

苦难与恶都是坏的,都属于魔鬼,所以这个难题又叫魔鬼难题。这个难题还可以缩小范围。既然魔鬼给世界带来恶与苦难,上帝为何还让魔鬼存在?在基督教中,魔鬼是堕落的天使,上帝为何允许他堕落?


多重宇宙和多世界

我在学生时代就知道佩奇了......

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2013年01月05日 20:32

温度与负温度  

(《新发现》专栏,勿转)

12月份以来,北京连续出现了最高温度低于零度,最低温度低于零下十度的天气。

这里的温度概念是摄氏温度,是瑞典天文学家安德斯·摄西阿斯(Anders Celsius)在十八世纪制定的。这个温度的标准是,在一个大气压下,水的冰点是摄氏零度,沸点是100度。

美国至今还在用的华氏温度则是德国物理学家华伦海脱(Daniel Gabriel Fahrenheit)在1724年制定的,比摄氏温度还早一些。在一个大气压下,水的冰点是32华氏度,沸点是212华氏度。我们不必死记摄氏度和华氏度之间的换算公式,只需要记得华氏水的冰点和沸点就行了。这样,在摄氏100度的范围内,华氏升高了212......

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2013年01月05日 18:39

末日情结  

(《人物》杂志)

自从三年前看了美国灾难片《2012》,世界末日的话题就没有离开过我们,当然也就没有离开过我。短文、视频和采访不知写了和做了多少,看来,这篇文章该是关于2012世界末日的最后一篇了,但肯定不是关于世界末日这个长盛不衰话题的最后一篇。

最近一次对我做采访的是《经济观察报》的李黎。那天下午,北京的空气污浊得像世界末日,她摸到我工作的单位,中国科学院理论物理研究所,我患着上呼吸道过敏接待了她。在咖啡间开聊的时候,正好是下午咖啡时间,隔壁的一位同事踱了进来,听了我们几句话,插话道:“玛雅人没有骗人,如果你们有看新闻的话,墨西哥一带这些日子灾难不断各种伤亡。玛雅人......

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2012年12月28日 09:34

神话创造者

《文景》书评

语文学家、作家、诗人、大学教授,这是J. R. R. 托尔金的头衔。这些头衔对我来说,有着童话般的魅力,就像董事长、理事等等头衔对那些向往社会地位和金钱者的魅力一样,托尔金的头衔代表了精神文化世界中你可能到达的阶梯。

作为作家,托尔金大器晚成。我们这里谈的《霍比特人》,竟然是托尔金的小说处女作,完成于 1937年,他四十五岁的时候。《霍比特人》是童话,是《魔戒》三部曲的前传,所以也是奇幻小说的创世篇。这部小说的创作也许比1937年更早,基于托尔金给自己孩子讲的故事,也许是炉边故事也许是睡前故事。所以,《霍比特人》没有《魔戒》后面的那些黑暗,我读的时候有时觉得过于简单,因为它毕竟是童......

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2012年12月17日 08:25

费米悖论的第51个说法

《新发现》专栏。勿转

费米悖论的第51个说法

李淼

现在,公元3061年,我是地球上最后一个人了。

在所有人毁灭之后,我稍事休息——我还需要休息就是一个令人称奇的事实,我无法克服人类在人猿时代就养成的夜伏昼行的习惯,也无法克服喜欢美食的习惯。所以,我还是饱餐了一顿人造蛋白人造碳水化合物人造纤维。

我呼吸着清新的空气,大脑在休息时经过量子清除器的修整变得明晰无比,充满了对周围事物的敏感以及感激之情,身体飘进了小飞船。

独一无二的体验即将开始,这是地球上除了其他动植物外只存在一个人类的空前的体验。开始时还好,现在,无可名状的孤独感开始侵袭全身。孤独感与恐......

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2012年12月10日 16:13

思想钢印和自由意志——人类有自由意志吗? (之一)  

《三体》中与自由意志有关的部分大概是思想钢印的故事,这个故事出现在第二部《黑暗森林》中。地球人为了对抗三体人的智子对人类的偷窥,决定选出四个面壁者。每一个面壁者在不受任何干扰的情况下独立思考和设计对付三体人的计划。其中,第三位面壁者比尔·希恩斯,英国物理学家,他和妻子山杉惠子一起发现了人类大脑的思维和记忆活动是由量子过程完成的——这确实是现代一部分物理学家和神经科学家的观点。

希恩斯的秘密计划是挽救人类的逃亡主义,为了达到这个目的,他们发明了思想钢印机器,被思想钢印机器打了思想钢印的人,思维方式就被控制了,例如,对人类未来充满乐观主义。思想钢印之所以可以被发明,是和希恩......

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2012年11月29日 14:52

我怎么写起科幻来

大概是六年前,我在上海幸会严锋主编。严老师出我意外,是位美食家。在享受美食的过程中,我向他请教了很多关于写作的事。

说到后来,严老师开始提起科幻界无人不知的大刘。严老师建议去看《球状闪电》,里面有宏观量子态。我忘记那时《三体1》有没有出版,严锋老师有没有提及。很明显,严老师对大刘的作品备极推崇。他一个劲地鼓动我写科幻,甚至在《新发现》上写。他说,写小说是做上帝,写科幻小说是做上帝的极致。

回来后,我问我的学生有谁读过大刘的小说。有一位读过,他对我说大刘的《球状闪电》很迷人,读了相信里面的物理,后来学了量子力学后,觉得受了大刘的误导。听了这话我就不去读大刘了。后来,我在中国科学技术......

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2012年11月13日 09:36

人类的一大步

已登《看历史》

今年美国航天界走了两位先驱。先是美国第一位进入太空的女宇航员萨丽·赖德(Sally Kristen Ride)于7月23日去世,享年61岁。接着,声名更为显赫的第一位登上月球的尼尔·阿姆斯特朗(Neil Armstrong)于8月25日去世,享年82岁。
 

这两位宇航员除了都有“第一”的头衔,还有两个相似的地方,在退出宇航界后,他们都在学术界工作,都是教授;另外,他们的个人生活都非常低调。

阿姆斯特朗出生于1930年。在成为宇航员之前,阿姆斯特朗经历相对丰富,1947年,他获得以美国海军四星上将霍洛韦命名的霍洛韦计划奖学金,在普渡大学学习航空航天工程,学习两年后入伍海军服役......

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2012年10月22日 08:56

玻尔的时代

我不是一位人物传记爱好者,除了在年轻的时候读过几本科学家传记,后来就没有读过太多的传记。但有两本传记在很长的一段时间内被我当作“励志”的书来读,这两本书的作者是同一个人,一位物理学家,阿伯拉罕·佩斯,两本传记的名字分别是《上帝是微妙的:阿尔伯特·爱因斯坦的科学与生活》,《尼尔斯·玻尔的时代》。爱因斯坦和玻尔是二十世纪物理学的两位巨人,他们的生平和工作方式当然值得任何一位物理学家特别是理论物理学家的仔细研究和学习。现在,我已经过了青年甚至中年的雄心壮志的年代,已经不再那样时常用这两位最有创造力的物理学家来激励自己,但还很愿意为很多还处于这个状态的年轻人介绍这两本书......

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2012年10月07日 13:27

曲率驱动星际旅行(顺带预测诺贝尔物理学奖)   

曲率驱动星际旅行(顺带预测诺贝尔物理学奖)   

(诺奖预测:我每年都会出来猜测诺贝尔物理学奖评奖委员会的心思,今年继续。基本上,如果颁给粒子物理学或宇宙学,我都猜对 了。今年,我觉得与Higgs机制的理论有关的人获奖几率很大,实验可能性较低,因为诺奖提名每年一月份结束,而发现是7月初才肯定。排名第二的是量子相 位有关的工作,具体是Berry, Aharonov。

物理奖有点周期性,08年奖颁给Nambu, Kobayashi, Maskawa,04年Gross, Politzer, Wilczek,99年 ‘t Hooft, Veltman,95年Perl, Reines,算准周期性。至于量子力学,我觉得量子传输没可能获奖。如果Bell还活着,早该得奖。如果Higgs等获奖,那么理论粒子物理学家就是连 续四届获奖(四年周期),记录!)


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2012年09月26日 09:36

关于科学的七问七答

问:

1.科学每一次的重大突破都让人类有了更高层次的尊严,如蒸汽革命让人类学会了使用机器,电力革命让人类过上了光明、辉煌、便利的生活,航天革命和生物革 命方兴未艾,但带给人们的是远望宇宙和改造自身的可能,所以要问的是,理论物理学的重大突破,能给人类带来更高的尊严提升的可能性会是在哪里?

2.社会学意义上的尊严分配总是有所偏颇的,那么科学是否在人类全体尊严感的提升上都是平等的?

3.科学对于尊严的保证除了物质层面的进步还在于何处?你觉得科学在精神层面如何使人更有尊严?就好像你说过的“人性、神性、理性和诗性”,四个方面是否 都可以同时提升?

答:

......

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2012年09月07日 09:11

二向箔和空间灾变,以及宇宙大爆炸

二向箔和空间灾变,以及宇宙大爆炸

我们继续谈《三体》中的物理。

《三体》之《死神永生》太阳系最后被毁灭,因为“神”一样的文明知道了太阳系的坐标,给太阳系送来一个美丽的礼物,透明的,可以随意进入任何物体包括人体的两维薄片,被刘慈欣冠以一个诗意的名字:二向箔。

我们回顾一下二向箔的描写:

“瓦西里用戴着宇宙服手套的手接触纸条,手从纸条中穿过,手套表面完好无损;瓦西里也没有收到任何心灵传输的信息。他再次把手穿过纸条,并且停在那里,让那个小小的白色平面把手掌分成两个部分,仍然没有任何感觉,纸条与手掌接触的部分呈现出手掌断面的轮廓线,它显然没有被切断或弄破,而是完好无损地穿过了手掌。瓦西里把手抽回来,......

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2012年08月28日 08:25

三维人进入四维会发生什么?

三体之《死神永生》中有一段关于万有引力号追击蓝色空间号,反被蓝色空间号上的人进入第四维彻底占领的故事。这一段写得惊心动魄,同时也展示了从高维空间中看三维的非同寻常的美丽和复杂:

“我们进去吧。”褚岩说,然后像跳水似的钻进了那个空间。莫沃维奇和关一帆惊恐地看着他的身体从头到脚消失在空气中,在空间无形的球面上,他身体的断面飞快地变换着形状,那晶亮的镜面甚至在周围的舱壁上反射出水纹一样跳动的光影。褚岩很快完全消失了,正当莫沃维寄和关一帆面面相觑之际,突然从那个空间伸出两只手,那两只手和前臂就悬在空中,分别伸向两人,莫沃维奇和关一帆各抓住一只手,立刻都被拉进了四维空间。……

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2012年08月14日 08:28

世界究竟是几维的?——Think+ 演讲

(感谢南方周末编辑整理录音)

李淼:刚才徐星老师给我们讲恐龙怎么样插上翅膀飞向蓝天的,人类没有翅膀,人类有思想的大脑,我们要自由。我今天在各个嘉宾里做的研究是最抽象的,我有微博,我在发微博的时候会谈到我做的事情。常有网友留言,虽然不懂,但看上去很厉害的样子。今天我的演讲题目也希望是这样,大家回去留个印象,虽然不懂,但是听上去好象很厉害的样子。我们现在经常看一下3D电影,像娱乐电影、科幻《阿凡达》、《玩具总动员》等等这些3D的电影,这些3D电影用的技术很简单,利用我们两只眼睛的构造,用两台摄像机来拍场景,我们戴个眼镜,左右眼都有滤光片,滤进来的东西是两台摄像机分别拍摄,然后再合起来,然后一个......

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2012年08月07日 09:43

如果宇宙有一个终结

(《新发现》专栏,勿转)

宇宙是如何开始的?我们通过肉眼和各种仪器看到的天体和结构是如何形成的?这是一个起源问题,一个科学上的终极问题。这个终极之问和高更的“我们从哪里来”有关。宇宙学就像历史学和考古学,都是关于过去的学问。那么,宇宙的未来是什么?宇宙会终结吗?如果终结,是终结了一场大坍缩,还是一个大爆炸?还是像诗人艾略特写的那样:“这就是世界结束的方式,并非一声巨响,而是一阵呜咽”?这个问题,科学家们问的次数比较少一些,但现在已经开始问了。这个问题是高更的“我们向何处去”的翻版。

最近,我收到中国科学技术大学的一位教授的来信。来信问,凤凰网科技频......

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2012年07月25日 09:37

“上帝粒子”亮出底牌

(已发纽约时报中文网)

一个从业的理论物理学家很难在自己的有生之年看到自己的领域出现过几次转折点。我觉得我 们是幸运的,我们这一代人至少已经看到了两次:一次是1998年宇宙加速膨胀的发现;一次就是刚刚过去的7月4日,欧洲核子中心(CERN)通过两个学术 报告和一次新闻发布会宣布发现一个历史上从来没有见过的新粒子。

如果我是英国理论物理学家彼得·希格斯(Peter Higgs)本人,或另外四位发现希格斯机制的理论家,我会觉得更加幸运。他们那一代人亲历过粒子物理的黄金时代,即从上世纪五十年代到七十年代,粒子物 理标准模型就在那个时代慢慢建立起来。在这个标准模型的最底部,是希格斯机制,一个最重要但一直没有......

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