【读书】019《谁捉住了上帝粒子?》:想成为一流的思想者吗?只要你能提出这样的问题。

问你一个问题:把自己变成一流的思考者总共分几步?答:2步,第1步:提出一个好问题?第2步:说一句:“答案显而易见,所以就没必要细说了” 。你看,是不是比“把大象装冰箱”还少一步。

你觉得我是在讲笑话吗?不是,历史上有很多这样的故事:中国的老子说:“道可道,非常道,名可名,非常名”,意思就是告诉你:道理就是那个道理,说出来就不是了,所以没法向我们解释清楚什么是“道”;在古希腊,如果你要问苏格拉底:“您一生思考最大的获得是什么?”他会回答:“我唯一知道的就是我一无所知”。

1637年,法国数学家费马在阅读丢番图(Diophatus)《算术》时,随手在书中页边写道:“将一个立方数分成两个立方数之和,或一个四次幂分成两个四次幂之和,或者一般地将一个高于二次的幂分成两个同次幂之和,这是不可能的。关于此,我确信已发现了一种美妙的证法 ,可惜这里空白的地方太小,写不下。

看到这里,如果你想:这些思想家和数学家都不是正常人,想些个稀奇古怪的东西……然后摇摇头,回到现实当中继续搬砖,那么,恭喜你,我们都是正常的普通人。

如果我们能问一下自己,他们为什么会有这些奇怪的想法,那么我们可能开始开窍了;如果再进一步,当我们遇到生活中有趣的现象,能够提出一个问题,再认真思考一番,没准我们也能成为下一个苏格拉底。

那些一流的思想者,他们的思想之所以让人着迷,往往都是从有趣的问题开始的。不信,我们可以看看《谁捉住了上帝粒子?》这本“十分标题党”的畅销书。

《谁捉住了上帝粒子?》中文版于2020年2月在中国开售时,其法语版已经二版了。书中选取了20个有趣的问题,其中“谁捉住了上帝粒子?”只是其中之一,除此之外,还有:

“是宇宙里恒星的数量多还是地球上沙子的数量多?”

“化验结果呈阳性,我们一定生病了吗?”

“月亮是从哪里来的?”

……

这就是为什么我说它有点“标题党”。这是一部思维发散的科普书,全书编排全无逻辑可言,极富法式浪漫,每一个问题都是一个脑洞,对问题的回答则是更大的脑洞。

我从不同的思考者那里听到过相同的思维方式,包括公众号《孤独大脑》的老喻,《财新》杂志总编辑王朔,著名前物理学家王维纲和经济学家薛兆丰。所以我说,如果我们人人都可以像作者大卫那样思考,不难成为一流的思考者。

01 关于作者

大卫·卢阿普尔,“量子引力学”博士,研究方向为“无限大与无限小的统一”,并致力于在互联网上推广应用物理,是拥有百万粉丝的科普网红,《谁捉住了上帝粒子?》就是他的科普处女作。

像许多80后中国人一样,大卫从小就想当科学家,直到他读了《时间简史》,他便下定决心要当一名天体物理学家。

博士毕业参加了工作之后,他发现除了基础物理的研究让他感兴趣以外,他迷上了当网红科普作家。

他轻松的文风,能让只是听说过原子,基因以及概率这几个名词的人,就能轻松读懂深奥的物理,数学,生物,博弈论以及经济学。

02 全书导读——如何成为一流的思考者

2.1 热爱生活,一流的思考源于生活,但又高于生活。

科学源于对生活的留意。本书中几乎所有的思考案例,都是源于作者和家人的互动问答。比如:月亮是从哪里来的?为什么法国茴香酒加水会变浑浊?老实人总会吃亏吗?等等,再说,我们从小就听过张衡“数星星”的故事吗?

从不同角度发问,我们将得不同的答案:有些答案成了科学,有些成了神话。

如果我们问月亮上有什么?大抵得到的答案,应该是嫦娥抱玉兔和吴刚砍桂树,这是艺术;再然后可能是“祖冲之”环形山,阿姆斯特朗的脚印,贴着五星红旗的“嫦娥和玉兔”探测器……这是科学。科学和艺术都源于生活,高于生活。

如果我们问月亮从哪里来的?大概会得到这样的答案:1)同源说:月亮可能是和地球同源的,较大的部分组成了地球,较小的部分组成了月亮;2)分裂说:地球转太快或者不稳定,分出来一个月球;3)捕获说:月球从太空飞来,被地球引力俘获。当然还可以说:月亮是由于地球和另一颗火星大小的行星——忒亚——相撞,撞出来的。

“忒亚”撞地球

然后可能会引申出更多问题:地球从哪里来的,太阳呢,宇宙呢,大爆炸之前呢?

2.2 追求本源,思考万物的本来面目。

我们体内的细胞仅有10%属于人类

我们是谁?我们活着的目的是什么?我们体内有多少细胞,有多少细菌?

答案是:我们体内的细菌与细胞数量的比例竟然高达10:1;而且,如果让全世界的细菌瞬间消失,我们的体重将瞬间减少2公斤。

那么,我们是细胞的聚合体?还是为细菌的家园?我们是为了自己活着还是为了细菌活着?我们到底是谁?可能比尤瓦尔·赫拉利所说的更加极端,不仅国家,公司是想象的共同体,连人类本身也是一个想象的共同体了。

作为一个人,我们是自由的!所谓自由就是:我想做什么,就那么做

那请问,我们有自由意志吗?我们做事情都是出于自愿吗?关于人类本身的问题,科学与哲学从来都纠缠不清:以笛卡尔主义的二元论认为人有自由意志,而以斯宾诺莎和叔本华为代表的形而上决定论者认为人与草木没什么差别,根本不存在有什么自由意志。

那么谁是对的?“科学”试验证明:你想动哪根手指,在你决定动它之前,检测仪器已经知道了你要动它。作者打了个比方:当你戴上一个特殊的检测头盔进入餐厅,当你还没有来得及决定点哪道菜时,服务员已经可以通过头盔知道你将会点哪道菜了。

可怕吗?形而上学的叔本华居然对了。但也不要太担心,因为重要的不是自由意志到底是否存在,而在于人们是否相信它的存在。

2.3 关闭直觉,用事实说话。

大卫在书中问了另外2个问题:1)化验结果为阳性,我们一定生病了吗?2)一杯水里有多少个水分子?

有趣的是:《财新》总编辑王烁和《孤独大脑》的喻永正恰好也做了这样类似的思考,如果排除他们相互借鉴的可能,我倒是更相信,聪明人都在思考同一类问题。

王烁也问了第1个问题: 艾滋病感染者在中国男性青壮年中所占比例是千分之一,HIV试纸检测的准确率是99.5%。如果有人测出阳性,是不是死定了?答案是:如果你是个普通人,即使检查出阳性,感染艾滋病的概率也只有不到六分之一。

关于第2个问题,大卫举了“凯撒最后一杯水”的例子,论证了今天我们面前的一杯水中,会有大约2000个水分子来自于千年前凯撒杯子。同样,喻永正在他的思考里,提到了:

如果今天,我们在深圳的海边,把一杯水倒进大海里,5年后,我们在美国旧金山的海边舀起一杯海水,那时的杯子里会有5年前那杯水里的1000个水分子。

这些答案是不是听上去很反直觉,但这极可能是真的,因为构成世界的物质——比如说水分子——足够小,而且这个世界的运行遵守概率论。我们唯一能做的是,放弃直觉,选择相信反常理的客观现实。

2.4 大胆猜想,小心求证。

1)让人入迷的伟大猜想

数学史上有很多伟大的猜想,大家都知道的“哥德巴赫猜想”,“黎曼猜想”或者“费马最后定律”,都是提出一个精炼简单的猜想,然后几代数学家不断地努力才能最终证明的(相当一部分没有证明)。

以我们所熟知的“哥德巴赫猜想”为例:1742年哥德巴赫写信给欧拉,信中说他猜想:任何一个偶数都可以写成两个素数之和(这里采用欧拉的表述,即“强哥德巴赫猜想”),但他无法证明,于是向鼎鼎大名的欧拉求助,但欧拉致死也无法将猜想证明,往后的证明过程一直持续至今,无数数学家为之前赴后继。

哈洛德·贺欧夫各特

1966年中国数学家陈景润"任一充分大的偶数都可以表示成二个素数的和,或是一个素数和一个半素数的和",即“1+2”;

1995年,奥利维耶·哈玛雷证明“任何一个偶数都可以写成至多6个素数的和”;

直到2013年5月,巴黎高等师范学院的哈洛德·贺欧夫各特证明了“弱哥德巴赫猜想”,即“任一大于7的奇数都可写成三个质数之和的猜想” 。

所以,时至今日,“强哥德巴赫猜想”的证明还在路上。

2)追随上帝的脚步。

回到本书的题目:谁捉住了上帝粒子?首先,我们需要搞清楚啥是上帝粒子?

图片来自网络,侵删

我们都知道物质是由原子组成的,而原子是由质子,中子和电子组成的,质子和中子又是由夸克组成的,夸克和电子都是不能再分的基本粒子了,至此,我们似乎找到了所有构成物质的粒子——费米子

那么不就完了吗?答案是没有。因为物质不是孤立存在的,它们之间存在着相互关系,就是4种基本力:强核力,弱核力,电磁力和引力,传递这些力的介质,被称为玻色子。

因为物理学家太轴了,他们不能容忍这些力没有“统一”的来源,他们想方设法要统一这4种基本力。

但是不幸的是,“统一”之路被卡在了弱核力的“玻色子”上。关于电磁力的介质,人们很快就找到了光子;对于强核力,人们找到了胶子;而对于弱核力,由于人们迟迟未能找到其媒介子,于是给这种未知的粒子,起名叫做“上帝粒子”

经过不懈的努力,物理学家最终还是找到了“希格斯场”,也就是“希格斯”玻色子(微观粒子都有波粒二象性,既是场,也是粒子),至此,除了引力以外的3种基本力完成了“统一”。

想象中的微观粒子世界

3. 结语

大卫·卢阿普尔的《谁捉住了上帝粒子?》是一本天马行空的科普书,当我们看到书名时,也许我们会想它是不是要讲解希格斯玻色子的发现过程,没想到它带给我们的是科学思辨的方法,是从生活中找到科学精神的路径,是同世界上最聪明的一群人思想同步的法则。

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