独家采访!袁老师解答好奇心 | 袁岚峰

导读

人类到底属不属于地球呢?过去的我和现在的我属不属于同一个人呢?到底有没有平行世界呢?

西瓜视频:

《中国人和外国人第一次是怎么交流的呢?》

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《人类到底属不属于地球?动物看到的才是真实世界?》

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《到底有没有平行世界?多宇宙理论是什么?》

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部分评论:

看书追剧小超人:

在地球上的生物还不是依靠氧气而存活的时候,氧气的氧化作用可能就是有害的。之前有看到一篇关于古细菌的分享,只能感叹世界是在不断变化的,只要时间足够长,可能什么都会改变。

伪造夜行:

“平行宇宙”这一概念提出来的时候,“祖父悖论”就有了一种理论依据支撑。按照这个理论,我们周围有很多个不同的世界,这些世界就像平行线,永远不会相交,因为你进入的是你的世界,而在另一个世界中你是不存在的。就像火车的两道铁轨,朝着各自既定的方向前进。

2020年9月25日是全国科普日,中国科学技术协会、央视频和字节跳动联合推出了《好奇心请回答》活动,袁老师受邀参加,以座谈会的形式同少年班唐宁老师一起向公众介绍少年班、少年大学生与科技人才培养等问题。相关背景参见:《关于少年班你想问什么?尽管来问吧 | 袁岚峰》,《独家采访!袁老师回答提问——少年班 | 袁岚峰》,袁老师同唐宁老师对话内容见文章《独家采访!袁老师对话唐宁老师——少年班 | 袁岚峰》。

:大家好,现在我们进入下一个环节,《解答好奇心》,全国各地的小观众朋友们,提出了很多非常富有好奇心的问题,然后我们的工作人员从中选出了一些比较有代表性的。下面我会尽量来尝试为大家解答其中一部分,但是肯定还是会有很多问题是在我熟悉的范围之外的,到时候我们也会请其他的西瓜创作人来为大家解答。

:空气会不会是一种能让生物长大,又能让生物死亡的慢性病毒呢?

:前半句可以成立的,空气当然是能让生物长大,但是你为什么要说让生物死亡呢?而且尤其是说,空气不是病毒,你如果把它当成一个比喻那另当别论。但病毒本身是一个有非常明确定义的东西。病毒它是有自己的遗传物质的,有的是DNA、有的是RNA,就是说它跟其他的这个生物的遗传物质实际上是同样的。但是呢,病毒跟其他的生物区别何在呢?就是病毒它自身是不能运动的。它唯一可做的事情,它是在那儿静静地等待时机,它就是等到侵入一个细胞,然后它进到这个细胞核里面,然后用它的这些遗传物质,这些DNA、RNA,然后代替了,或者说是劫持了原有的那个细胞的那些遗传物质。然后让这个细胞原有的那些能够生成蛋白质的工厂为他所用,然后可以复制出更多的病毒来。这是病毒的厉害之处。所以人们经常会争论不休,这个病毒到底算不算生物?因为它确实介于生物和非生物之间一个中间地带,但是无论如何空气不是病毒,它里面并没有DNA和RNA,所以你最多只能把它当成一个比喻而已。

:第一个中国人和第一个外国人是怎么交流的呢?

:这是个语言学的问题,实际上就是说,你是怎么发现,某一个词代表什么意思,对吧?实际上我想应该是说,如果你发现人们在提到某个词的时候,老是在做某个动作,或者指向某个东西,你应该就能够猜测出来它是什么意思,然后你一旦建立了某个词的意思,然后逐渐地你就可以把这个推得越来越广,实际上这个最基本就是语言是怎么出现的呢?肯定大家都有一些共同的结构嘛。当然我想,这方面有很多伟大的语言学家,比方说现在还在世的乔姆斯基,他们这些人应该能够对此给出一些专业的回答。

:色彩到底是怎样存在的?到底人类看到的是真实的世界,还是动物看到的是真实的世界呢?

:这个实际上呢,对于物理学来说这个回答非常直截了当,所谓色彩指的是光的频率,或者说光的波长,因为这个光的频率乘以波长等于光速。这个是固定的。所以你给定了频率就给定了波长。所谓不同的颜色,对于物理学上来说指的就是不同的频率而已。产生我们平时说的这个可见光,它就是整个这个光的当中的某一段,从某个频率到某个频率,然后我们人,他的特别之处是只有三种视觉细胞,你能够分辨三原色,红、黄、蓝。但是呢,人,这个并不是动物界唯一有的,有些动物比我们视觉要好得多,比方说有些鸟,它能看到五种或者更多的颜色。在它们看到的世界就比我们丰富多彩得多。但是也有很多动物它视觉还不如人,它看到的只有两种,或者更差,只能模模糊糊分辨有没有光。所以这个人的视觉在大自然当中处在一个中间的位置,比有些强,但是不如另外一些,所以从这个你就可以看出来,人能够感受到的视觉,其实完全是主观的,这个取决于你的感光细胞是怎么样。所以这也引出人们,就是说如果你可以改造细胞,你可以增加一些,另外一些频段的响应,你就有可能看到一些别人看不到的颜色,或者说如果你的视力受损了,通过这种方式也可以修复。所以这方面是大有作为的。

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:第一个问题,到底有没有平行世界呢?

:这实际上是一个特别深奥的问题,说这个平行世界在物理学当中其实,现在变成一个经常出现的一个词。比方说,我这个节目《科技袁人》,它那个英文的名字叫做Yuan’sMultiverse,Multiverse就是多宇宙,宇宙本来是universe,uni是单一的,所以后来出现一个相应词,Multiverse,就是多宇宙。

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所以这个多宇宙你可以认为就是这个平行世界,这个词是什么意思呢?它可以有好几种意思,其中比较能说得通的一个,是量子力学的一种解释,叫做多宇宙理论。或者叫多世界理论。他是说你对量子力学一个系统,每当去对它去做一些测量的时候,如果它有几种可能出现的结果,那么就意味着整个宇宙分裂了。比方说,你对一个电子去测一下,它有两条光路,他沿着上面这条路走了,还是沿着下面这条路走了?正确的回答是说,整个世界分裂了,但是这个电子在外,包括你,包括这个房子,包括整个地球,包括整个太阳等等,整个宇宙突然分裂成两个,一个这个电子从上面走了,一个电子从下面走的。所以这是一种完全可行的理论。

唯一的问题在于,这个两个不同的宇宙一旦分裂之后,它就再也不会有相互作用了。所以我们经常看到,这个所谓平行宇宙,它是用来说明这样一种现象,从另外一个平行宇宙跑来的你,然后跟这个宇宙里面的你,现在发生了作用,你们两个人见面,甚至还发生了什么什么情节,这种事是绝对被禁止的。所以呢,这个是可以解释我们可以观察到的所有实验现象,但是很可惜,他们那种科幻的想法给取消了。

:过去的我和现在的我属不属于同一个人呢?

:我想这个问题是属于那个非常古老的哲学问题,忒修斯之船,对吧?忒修斯呢,这是古希腊神话里面的一个地名,他是提出这么一个问题,说假如有一条船,它上面的那个木板不是有坏的嘛,然后坏一块木板就换一个木板,到最后你把所有的木板都换了一遍,那整个船其实已经焕然一新了,是吧?那你说这条船跟原来那一条船是不是同一条船?但是其实我想这是一个语言学的问题,就是你如果按照某种定义,你可以说它是同一条船。你按照另外一些定义,你可以说它不是同一条船,所以在谈这个问题之前,你需要首先把这个定义想好。你在这儿重视的,到底是它的材料呢,还是它的性能呢?你如果说材料,那整个换了一遍,你可以说它不是同一条船。你如果说它的性能,它干的还是跟原来同样的事情,你可以说它是同一条,所以我们有很多问题,其实是因为在哲学上,它归根结底是一个语言问题,如果你一开始就把语言定义清楚了,这些问题自然就解决了。

:人类到底属不属于地球呢?

:这个问题本身很有意思,要看这个问题你是怎么理解的,有一种说法是说,人类跟地球上的其他动物、植物是不一样的。其他动物、植物可能是自然生长出来的,而人类可能是从外星人放过来的,它可能拿我们做一个实验的样本,在远处观察我们的行为或者什么,这是一种脑洞大开的想法,我现在应该说,它跟现在的标准理论是完全不融的。现在标准理论是说,地球上的生命是自发产生的,然后呢,它一路演化出来,从单细胞到多细胞,然后变得越来越复杂,然后人类是目前为止演化出来最复杂的动物。

但是总之,人类跟地球上的所有其他的生物大家都是同源的,大家是在同一个进化树上分出来的。因为这个是标准理论,而且它有大量的实验证据来做佐证的。当然了,这个最基础的,地球上最初那个生命是哪儿来的,这个还是一个争论不休的问题,当然主流理论是说,地球上的现有的这些条件是足以产生生命的。可是,也会有其他一些理论说是从外星来的,可能你也完全可能是从外星先产生了一些生命,然后他漂流到地球上,然后在地球上带来生命,这个可能性当然也存在,但是无论是哪一个,主流理论都是坚定不移地认为,自从地球上有了生命之后,地球上所有这些演化出来的生命,包括人类在内,大家都是来自同一个祖先,所以在这个意义上,我很难相信,只有人类是单独不同的,跟其他生命都不同,这应该是一个非常非常不太可能的理论。

:都说地球在转,为什么我没有感觉到在转天呢?

:因为转得太慢了吧。实际上,这个问题本身还是有一个非常有意思的一个好处(杂音07:38),就是说这个平动是相对的,但是转动是绝对的。就是说,你如果说一个东西动得很快,它每秒一百米,或者是说每秒一千公里。但实际上这个东西你必须要指明对于哪个参照系,你完全可以对另外一个参照系而言,你从这边看起来动作很快的东西,那个参照系动作很慢,甚至完全静止的。所以平动是相对的,但是转动呢,却是可以绝对定义的。因为当你处在一个转动的环境里面,你会观察到一些不寻常的事情,比方说,你要如果转一个桶,你会发现那个水就会升高,它沿着这个桶的那个表面它会升起来。或者你会感到自己被甩到那个外壁去。所以转动是可以绝对测出来的。如果你以一个非常精确的仪器去测,你会测到自己在地球上的自转,但是呢,因为它转得太慢,他要过二十四小时才能转一圈,所以必须要用一个非常精确的仪器才行。但是这个仪器其实也早就造出来,比方说傅科摆在十九世纪的时候,就可以把这个测得很准了。

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:为什么下雪后比下雪时要冷呢?

:首先我不知道这个现象是不是真的,如果是真的话,那就是说,因为下雪以后,雪在溶化,然后这个过程当中要吸收热量,所以你可能会,主观上会感觉更冷。

:为什么太空没有氧气呢?

:太空不只是没有氧气,而且是没有任何气,因为太空那个粒子密度实在是太稀薄了。当然,如果一定要在里面找到一些有用的东西,它是一个以一个非常非常稀薄的浓度存在的,绝大部分是氢气。准确地说应该说氢原子,然后还有更少一点,是氦。然后氢和氦构成了太空当中绝大部分的物质。如果你再找更高的元素,那就非常非常少见了。

:为什么太阳会发出光耀呢?

:这个实际上又是一个特别深奥的问题,这是古人早已习以为常的,然后古人好多还把这个太阳当成神来崇拜是吧?但是,太阳为什么能发光,这个问题确实直到二十世纪才解决的。这个在历史上,有很多科学家都研究过这个问题,比如说,这个当中还出现一个比较有谱的一些研究,比方说,你早就发现,如果太阳是一个煤球,它如果烧的是煤的话,然后你早就可以测出这个太阳的体积,能够算出它的质量。但是,这样呢你就会发现,这个太阳根本不可能烧那么久啊,如果它是个煤球的话,它应该只能烧几千年啊,所以太阳到底怎么发光的,这长久以来一直是个未解之谜,直到二十世纪,然后大家先是发现了量子力学,然后发现了核聚变,然后在二、三十年代就有一批物理学家终于想到了,太阳能量是来自于核聚变。

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