新生活

四年之痒

我比较感兴趣人类学家费希尔（Helen Fisher）谈的一个新发现，关于七年之痒。她过去一直以为自己有一个很好的解释七年之痒的理论。她认为，人类通常在共同产出两个后代之后，婚姻的化学键趋于脆弱，双方都愿意寻找新的配偶。而人类将第二个后代培养到开始满地乱跑的时候，平均刚好七年过去，这个时候，婚姻的双方都可能有寻找新鲜感的愿望。翻检所谓百度百科，我们看到百度对七年之痒的解释：“七年之痒”是个舶来词，意思是说许多事情发展到第七年就会不以人的意志为逆出现一些问题，婚姻当然也不例外。结婚久了，新鲜感丧失。从充满浪漫的恋爱到实实在在的婚姻，在平淡的朝夕相处中，彼此太熟悉了，恋爱时掩饰的缺点或双方在理念上的不同此时都已经充分地暴露出来。于是，情感的“疲惫”或厌倦使婚姻进入了“瓶颈”，如果无法选择有效的方法通过这一“瓶颈”，婚姻就会终结。

如果我们相信百度，中国人的爱情应该是天下最长久的，居然可以长达七年。至于海枯石烂和执子之手、与子偕老，自然是诗化语言，只有爱情之火燃烧到最高温时当事人才会相信。而据费希尔的观点，人类的情感周期一般是18个月到3年。所以百度百科是不可信的，这和我们流行的很多观点一样，很水。

当然，七年之痒即使在西方也不是来自于某种社会科学的研究，这个名词来自于玛丽莲·梦露的一部电影，电影中的主角结婚了七年，男主角产生了七年之痒，此人对楼上的小女生有了贼心，却一直没有贼胆。按照费希尔的看法，七年之痒应该是进化在百万年过程中产生的不可磨灭的烙印，如果配对七年之后还不另行配对，即使有了贼心和贼胆，贼也可能没了。我们也许和费希尔一样，相信离婚的高峰发生在结婚的七年之后，虽然谁也没有统计资料。

结婚和离婚在一个正常的社会是一件正常的事，虽然我们和费希尔一样没有基因层次上的证据，但我们相信这是人的本性。只有在一个变态的社会，绝大多数人才会不仅在任何一个给定的时间只有一个配偶，即使在任何给定的一生，也只有一个配偶。几十年前，我们就曾经有过这样一个社会，那时，离婚是非常不光彩的事，离婚的双方被怀疑一定有不可告人的目的，或者有不可告人的作风问题。至于一个独身女人或一个独身男人，与一个已婚男人或女人有婚外恋，那就更加被人不齿，前途有了问题。

时至今日，离婚成了正常生活的一部分，有人开始担心现在的社会离婚率太高，离婚年龄越来越低。现在80后有了所谓闪婚闪离的现象。前段时间我读《新周刊2007年度佳作》，记者将80后的闪婚闪离看成是年轻一代缺乏对爱情的信心的表现。我们看一下费希尔的研究，就会发现其实这是社会回归正常的现象。

某一天，费希尔在麻省的一个小别墅里研究来自联合国的人口统计资料。她翻检很多关于离婚的统计，试图证明她的七年之痒理论，即离婚的高峰发生在男女双方生了两个孩子之后。她非常失望地发现，一个又一个国家，一个十年又一个十年，证据指向离婚高峰发生在结婚后的第四年，而不是第七年。资料说明，离婚的配偶没有任何后代的占39%，只有一个后代的占26%，而有两个后代的仅占19%。而且，很多离婚的人说，离婚的原因是爱情的高烧减退，除非他们有了一个孩子。这样看来，离婚时有了一个孩子和希望有一个孩子的占离婚的大多数。离婚也大多发生在接近30岁的时候。

经过很长时间的思索，费希尔终于得出结论：当人类还处于打猎时代，女性的大劳动量和低蛋白的营养抑制了排卵，而且她们还要亲自给婴儿哺乳，所以两个孩子的年龄间隔比较大，平均是四年。也就是说，在古代，生一个后代的周期是四年。这样，离婚的高峰发生在有一个孩子之后。虽然费希尔没有说，但她的理论的潜台词是，离婚的主要动力来自于女方，因为在小孩四岁之后，女方和她的亲戚完全可以抚养这个孩子了。而且，女人倾向于得到不同的基因以保存和延续物种。

也许上述对女性不利的观点是强加给女性的偏见，因为我们知道，对婚姻的忠诚和从一而终是女性独有的，至少在中国是这样。也许从一而终的观念是我们这个道德伦理之邦强加给女性的，使得中国的女性不仅对男方忠诚，也痛恨男方的出轨，虽然千万年来她们的基因中已经有了四年之痒的种子。我这个人类学外行不妨提出我自己的理论：在中国，女性一方面受到文化传统的制约，希望自己和男方从一而终，这样使得男方的基因不致肥水流向外人田；另一方面，生物学方面的四年之痒现象又让她们潜意识中有他人肥水流向自家田的愿望，导致当今中国婚姻愈来愈趋向不稳定。有了这个认识，我们就可以合理地解释目前的小三现象。男性比女性也好不了多少，而他们的花心在表面上可以一眼看出，他们的目的是传播自己的基因。

学习了费希尔理论后，我对感时恨别的安妮宝贝式的自恋女子多了一层认识，原来当她们抒发对爱情的依恋和无奈的同时，私下自有她们的四年之痒。

王朔的时间简史

王朔在一次采访（原文为《王朔：我现在真正有无所畏惧的感觉》，见《三联生活周刊》，2007年第4期）中提到他读的几本书，这几本书分别是《时间简史》《金刚经》《坛经》《杜尚访谈录》《一颗原子的时空之旅》。所有这些书中，我只读过《时间简史》，那也几乎是史前发生的事了。我在美国的时候，听说《时间简史》很好卖，霍金自己也很得意，认为他的书比麦当娜的《性》更加畅销是一件得意的事。一直没有机会看，后来出了很漂亮的图画版本，就为女儿买了一本，顺便看了。第一觉得写得并不十分通俗，所以于不懂物理的人并没有太大的益处；第二觉得也不如温伯格的《最初三分钟》，后者即使物理学家看了也有收获。霍金的书，可能真的像麦当娜的书一样，时尚的人拿来看了，对于书中描写的东西有一个朦胧的印象，满足了感观的需要，也满足了时尚的虚荣。

《一颗原子的时空之旅》的作者是劳伦斯·克劳斯（Lawrence M.krauss），是一个研究宇宙学的人。他在美国有很大的名气，主要是因为写了《〈星际迷航〉的物理学》，《星际迷航》是一部在美国连续演了几十年的科幻电视连续剧。《一颗原子的时空之旅》中译本发表于2003年，可惜我没有看过这本书，不敢评论。我推测，克劳斯的书应该比《时间简史》通俗，因为我听过他的演讲。最近的一次是2005年在新加坡参加纪念爱因斯坦的物理年会，他讲暗能量。演讲之后，我记得同样被邀请去做演讲的一位在美国的华人教授很愤愤不平，因为克劳斯太会演讲了，很有煽动力，这位教授不平他忽悠听众。不过，他还是承认宇宙学中的任何话题在西方特别是美国很有市场，因为富人关心宇宙和人类的起源，以及宇宙和人类向何处去。富人关心了，就不愁政府不支持宇宙学研究。

王朔看的另外几本书我一本也没有看过。虽然王朔作为著名的老愤青很看不上时尚，那几本书何尝不是时尚？他曾开过一个他讨厌的词的单子，其中包括“米兰·昆德拉、博尔赫斯、海德格尔、哈贝马斯、维特根斯坦、玛丽·杜拉斯、张爱玲、王家卫”，如果我们将这个单子自然延长，就会有《金刚经》、杜尚、霍金，没准哪一天还包括王朔自己。我在这里写王朔又何尝不是在揪住时尚的尾巴？

我试过读《金刚经》，效果是我理解《金刚经》比王朔理解《时间简史》还要困难。比方说，世尊对须菩提说：“须菩提，彼非众生，非不众生。何以故？须菩提，众生众生者，如来说非众生，是名众生。”让我弄懂这句话，不如让我去看几个将范畴论用到弦理论中的莫测高深的公式。

说到众生，从采访中能看出，王朔读《时间简史》与追求众生平等有关。他说：“我给你看两眼，我都写到物质起源了，我看了《时间简史》那几本书，明白这回事，众生平等不是瞎说的。众生平等多牛啊。”我想他的意思不是霍金同学突然变成了一个社会思想家，他的意思是，通过物理、宇宙，他看到了人类的渺小。你再有名，再有个“王朔时代”，与宇宙的140亿年年龄比起来，不过一瞬。有时代的人都这样了，你在这个物质社会中做了一次官，掌握过几回资源，或是有过几次话语权，都是无足轻重。我想这可能是王朔将宇宙学科普拿来和佛经一起读的原因。

争论50后、60后、70后还是80后又有什么意思？可见王朔还在修行的过程中。50后、60后掌握资源，70后奋斗，80后搅局吹牛，等时间一平移，还是如此，只是将0前面的数字变动一下而已。我觉得，除了科学，任何从事其他人类活动的人大体可以作如是观。为什么科学就不同了？科学这里有个规范，有个很难打破的规律，你做出了成绩，不论你是什么“0”后。阿尔伯特同学26岁时发现狭义相对论和光量子，就相当于现在的80后。当然，不要说中国，就是全世界，人类的创造力高峰期似乎变了，没有哪个80后这么牛了。所以，才有了“0”后的战争。

第一个看到王朔将物理学理解错了的大概是三联的记者袁越。在他的博客“土摩托日记”中，他指出以下这些话“（人人平等）绝无例外，因为是守恒的”“涅槃是什么啊？就是能量圈”“物质泯灭以后变成光子，光子泯灭以后变成辐射”都是胡说八道。

胡说八道是没有问题的，我们再将王朔的几段话拿出来看一下：

拿高中物理完全可以把《金刚经》重新解一遍，说的就是能量守恒，其实就是教你生命的源头、归宿是哪儿。涅槃是什么啊，就是能量圈，人死后会回到物质状态了，物质也会湮灭的，物质湮灭以后变成光子，光子湮灭以后变成辐射，辐射是能量。只是用不同的语言说，其实聊的是同一件事，这就是宇宙真理。

物质会湮灭这不错，但物质不会随随便便地湮灭，它需要反物质。物质反物质遇到一起就会湮灭，变成光子或者其他什么。通常，物质不会湮灭，物质只是变化了。在地球上，经常发生的是化学变化，物理变化很难，很难将一个原子核变成另外一个原子核，更谈不上湮灭了。接着，王朔说光子湮灭成辐射就更搞笑了，辐射就是光子，光子就是辐射，没有分别。这里我们认真纠错绝没有完全否定王朔说的人生的意义，我不反对王朔这么思考人生。

接着他说：

我们都在这个循环中，根本没有什么，昙花一现而已，别再自己吹牛了。宇宙有一个基本法则，任何偶然都是必然的，别投机取巧，没有便宜事，因为能量守恒。你把一个人杀了，你无非改变他的物质存在的状态，能量还在。哪儿去了，转为负数，坠着你。能量守恒，就是从原点出发必返回原点，中间不管跳多远，飞多高，变多大，最后归零。但是零不是什么都没有，这说起来就长了，我得写才能说清楚。

他这里的“转为负数”比较有意思。能量可以是负的，结合能就是如此，引力能也是如此。宇宙中的物质大多来自于引力的负能，王朔应该知道宇宙开始于暴涨，物质能量都是那时起源的，能量守恒，有了物质，就有了很大的引力负能，是不是坠着你，我们不得而知。自然，人死了不是转为负能，这是明明白白的事。

我想王朔在这里关心的不是物质之间的转化和能量守恒，他关心的是两个终极问题，宇宙和生命的起源和归宿。王朔活到五十，开始向哲学的路上走，开始成仙了。对于这样一个人，这是不可避免的。早就有人说过，王朔的玩世不恭其实是一种认真，他在新浪的视频中就说，他比谁都认真。骂人是认真，灭这个灭那个是认真，没有比他更认真的了。我相信他这些话，一般人如果还是为了吃为了穿，或者为了吃得好穿得好，或者为了有身份，不会这么认真，不会开始讲生死问题。生死对他的触动很大，他说：“那时候有一些事情，梁左、我哥、我爸在那几年前后去世，我突然觉得死亡离我特别近。我多怕死啊。我得知道死是怎么回事啊。”

这和西方有宗教信仰的人一样，西方从富人到一般人，都想知道死这一终极问题的答案，他们有一个精神生活。科学之于他们，不仅仅是为了解决今生的现实问题，不仅仅是现世的生存，还包括三生中的“往生”“来生”。现在有一个著名的Templeton基金会，Templeton这老头子特别支持研究宇宙学，特别支持用非正统的方法的人、没有得到其他资助的人。他甚至计划在中国也支持几个这样的人。西方的“实用科学家”们无论怎么抱怨，都不能阻止政府花大钱来做高能物理、宇宙学、空间探索这些大科学计划。因为这里有一个很深层次的原因，有一个需求。王朔这样的少数人在东方也有这样一个需要。

袁越同学还反对文科的同学谈理科的事：

我并不是说霍金比王朔牛多少，起码霍金就写不出“有请作家吃饭的没有？”这样有趣的话来。而且，霍金的这本《时间简史》也写得不咋地，远不如王朔的小说好玩，我看完立刻送人了。但是，假如霍金会说中文的话，他绝对有权利评论王朔，但是王朔却没有权利评价霍金，甚至连拿霍金当思想武器的资格都没有，因为王朔根本不可能理解霍金的思想，连人家的皮毛都碰不到。这就是文理科的区别，你还别不服气。

他说的每一句话我都赞同。不过我和袁越的看法不同的是，王朔如果想建立什么思想体系是可以来找理论物理帮忙的，只要他不捞过界就行。他也可以借用《时间简史》来支持他的想法，支持他的不屑和骂人。历史上那些利用科学来装饰他们的哲学理论的不懂科学的人、半懂半不懂的人还少了？悟一下道不妨，建立一个思想体系也不妨，只是不要认真地说，一说就错。不用说学文的人了，就是学理的人去说别人的行当，同样容易错。

王朔的愤青只是愤在表面上。其实，我们谁的骨子里没有愤青的成分？王朔只是比大多数人敢说而已，他没有什么顾忌，年少成名，也算成功人士。他自己说，他年轻的时候不是不说，只是别人不知道而已。这种个人的成功，既是他骂人的资本，也是他开始在《时间简史》和《金刚经》里寻找他思想武器的原因。

什么人敢说我现在有真正无所畏惧的感觉？佛敢说，知生死而后无所畏惧。孔子说五十而知天命，我不知道是不是有这个意思。王朔到没到这个份上？可疑。但他开始成仙了应该是没有疑问的。

雀巢巧克力的秘密

雀巢产品自从1988年首次在中国设厂，中国人很少有不知道的，最为流行的还是雀巢速溶咖啡。“雀巢咖啡，味道好极了”，也许是流传最广的广告语。雀巢咖啡在中国的大行其道，还是得力于中国咖啡文化的原始性，因为真正喜欢咖啡的人还是喜欢现煮的新鲜咖啡，而不是速溶咖啡。雀巢的品牌虽然有一个多世纪了，我最近才知道雀巢的奇巧巧克力的生产也是从1988年开始，该产品本来是英国糖果公司能得利的产品。

和奇巧巧克力一样有名的是气泡巧克力（Aero chocolate），这种巧克力内部充满气泡，有点像蜂巢。如何在巧克力内部形成分布均匀的蜂巢至今是不传之秘。根据一个物理博客Bee的说法，这种巧克力即使是实心部分可可的含量也不算多，大部分是暗物质，我们不知道成分的物质。我在网上查了一下雀巢的中文网站，发现五大类雀巢巧克力，却没有气泡巧克力。估计中国和美国一样，人们更讲究实在，不喜欢大部分是真空的巧克力。

其实在宇宙中，所谓真空也充满了能量，虽然能量密度非常低，大约只有每立方厘米10-29克，也就是说，宇宙平均起来每立方米只有几个质子。但由于“真空”占的体积非常大，所以这种真空暗能量占宇宙的总能量近75％，剩下的25％大部分是暗物质，不发光只有引力相互作用的物质，最少的部分是类似组成我们身体的可见物质。所以，Bee说，我们的宇宙很像雀巢的气泡巧克力。

将宇宙比喻成巧克力易于女孩子理解我们的宇宙。过去我在博客上曾经把宇宙比喻成我们的和谐社会，这样做则有利于关心国家大事的人理解宇宙。我是这样说的：

在和谐宇宙模型中，74％是暗能量，22％是暗物质，4％是重子物质，或者叫发光物质。咦，22％这个数字似乎和美国的中产阶级的比例接近。赶紧谷歌一下，看到一篇文章说，布鲁金斯学会在研究了全美100大城市，包括12大主要城市及其郊区后发现，从1970年到2000年，美国中产阶级家庭占全部家庭的比例由28%降至22%，看来22％应该基本代表了美国中产阶级的比例。为了证实这个说法，我也查了一下英文的文章，有几篇文章似乎证实了这种说法。

我不知道美国富裕阶层所占的比例是多少，按照和谐宇宙这个比例，如果能达到4％就和谐了。剩下的74％就算穷人了。

这么看来，和谐宇宙中，4％是所谓的精英，rich and famous，要不然怎么叫可见物质，或者重子物质呢。22％的暗物质团结在精英物质周围，74％的暗能量和精英没有亲和力，只好均匀地分布在宇宙中。

原来造物主早就明白和谐宇宙应该是什么样子的。

不过在中国，4％不是和富裕阶层联系起来的，而是中产阶层的比例。也有个说法，中国的中产阶级占的比例是5％。

然而许多人却不愿意承认自己属于中产阶层，特别是在公司里工作的所谓白领。大学里教书的教授们更是怨气冲天，更不愿意承认自己就是中产。看来，谁都不愿去做和谐社会中的那部分暗物质。中国只有5％的中产，是不是这种谁都不认账造成的？

比喻说完了，我们聊几句宇宙中暗物质本身。暗物质存在的主要证据是星系（如银河系）的转动速度和星系在星系团中的转动速度。星系的转动速度就是恒星绕着星系的中心运行的速度，根据牛顿万有引力理论，这和恒星离星系中心的距离以及在此距离之内的物质质量有关。早在20世纪30年代，瑞士天文学家弗里茨·兹威基（Fritz Zwicky）就发现，可见的物质不足以解释某些星系的转动速度，从而提出了暗物质假设：在可见的物质外，还存在看不见的物质。经过几十年的研究，人们发现，暗物质不是一般地暗，是非常地暗，除了改变引力场之外，暗物质和物质之间，暗物质和暗物质之间，基本没有相互作用。

有人通过改变牛顿万有引力公式来代替暗物质解释星系的转动速度，在一段时间内，这个可能性还不小。最近，天文学观测到一个子弹星系团（bullet cluster）碰撞事例，支持暗物质的存在，不支持那些修改的引力理论。看来，最简单的暗物质假设是最可靠的理论。

暗物质到底是什么？我们只能肯定它不是什么。例如，我们肯定暗物质不是普通的物质，但不能排除它可能是和物质类似的，没有什么电磁作用的物质，虽然这种可能性并不大。有人还推测暗物质是不发光的小天体，这个可能性也不大。我们知道，中微子是已知粒子中最“不可捉摸”的粒子，和物质的相互作用非常微弱（一束中微子需要一光年厚的铅才能被吸收一半）。但中微子太轻，不大可能与星系结成一个团。看来，暗物质是我们在实验室中还没有发现的粒子的可能性最大。

目前，粒子物理学家们最喜欢的暗物质粒子候选者有两个，一个是轴子（axion），这种粒子甚至比中微子更加“不可捉摸”，轴子的命名者是诺贝尔奖获得者弗朗克·韦尔切克（Frank Wilczek）。目前，有很多实验试图探测到轴子，甚至有些实验已经声称探测到了轴子，比如DAMA，一家位于意大利大萨索山的实验室。但这些声称没有被其他实验所证实。另一个大家都很喜欢的暗物质候选者是超对称理论中的最轻的中性粒子。这种粒子的探测则需要高能加速器，例如明年将运转的大型强子对撞机。

宇宙这块超级气泡巧克力的主要成分比雀巢气泡巧克力的成分还要神秘，我们现在主要研究活动的目的之一，就是企图让上帝交出他制造这块巧克力的配方。

点击率、引用率和谷歌数

一个名人的流行程度，现在经常用这个名人在网络上出现的频率来判断。在西方，比较权威的搜索引擎是谷歌（Google），又译成古狗；在中国，人们常用百度。我过去为了好玩，专门搜索过提及李宇春的网页数，百度的结果是近1000万，谷歌的结果是550万，这还是2008年一月份的事。同样，每个网站也追求点击率，有的网站纯粹是出于商业考虑，有的网站则完全是追求知名度而已。新浪博客上的老徐（徐静蕾）博客的点击率已经超过2000万，那里的名人博客似乎都在竞赛点击率。

既然搜索数和点击率如此重要，不免有人要出来研究如何更加科学地计算有效搜索数。我的一个过去研究物理的朋友现在就在研究这个。谷歌自己早在1998年就研究出一套办法，叫作谷歌网页排名算法。一个网页的排名不仅仅靠被链接的次数，还要看链接这个网页的那些网页自己的排名，所以，这是一个相互纠缠的算法。

“有些人是受欢迎的却不一定有声望，有些人有声望但受欢迎的程度不够。举例来说，一个侦探小说作家可以卖出很多书，却不一定能得到文学批评家的尊重。相反，一个诺贝尔文学奖得主在文学专家们眼中的地位很高，但永远上不了纽约时报的畅销排行榜……”2008年一月份出现一篇研究如何将谷歌算法用到评价学术刊物影响因子的学术文章，以上是这篇文章开头的一段话。汤姆森科技信息集团一直通过计算一个刊物上发表文章的平均引用率来确定该刊物的影响因子，这个影响因子准确地说只是反映了刊物的受欢迎的程度。

学术文章的引用率在西方一直是一个评价一篇文章影响力的重要依据。在中国，引用率引起大家的注意，并成了评价一个研究者成就的指标是20世纪末的事情。一方面，这代表了进步：一个研究工作如果没有什么影响，当然就不会很重要；另一方面，过分强调引用率也不行，会带来许多负作用，例如，年轻的研究者会特别注意流行的研究方向和问题，完全为了多挣引用率。加之，不同领域中同行的多寡不同，同行引用习惯不同，引用率很难作横向比较。文小刚（麻省理工学院的一位教授）说过一句话，引用率只反映了一般研究者对该项工作的评价，而一般研究者平均说来并没有太多的超前意识。中国国家基金委的一些人也意识到只强调引用率的负面效果，但到目前为止也没有更好的办法。不过，用引用率作参考还是一件好事。我在台湾待过，那里的许多领域从来不看引用率。

谷歌网页排名算法可以用来取代普通的引用率，避免文小刚说的缺点。这个算法的主要想法是，评价一个演员在演艺界的地位不但要计及有多少演员认可他，还要看认可人自身的地位。这样，演员们的地位指数形成一个互相关联的系统。在具体计算时，可以假定所有演员的影响程度一样大，然后通过计及每个演员受欢迎的程度并反复叠代，最终可以得出这些演员的真实声望。例如，喜欢超女李宇春的粉丝中有很多既没有影响也没有品位的人，他们自身的影响因子等于零，他们欣赏李宇春不能用来计算李宇春的影响因子。

李宇春的粉丝数是流行度（popularity），不同于流行度的是声望（prestige）。好莱坞一部电影的票房是流行度，能否获得奥斯卡的提名就要看声望了。同样，引用率是流行度，而谷歌数是声望。我们现在经常宣传的《科学》（Science）、《自然》（Nature）这些刊物的影响因子大，也不过是流行度高而已。政府有关部门在过去数年不遗余力地强调这些杂志的重要已经在年轻人中造成不好的影响。如果你去各大学BBS的科学版看看，经常看到宣传这些杂志上发表文章的帖子，不是去祝贺谁谁完成了一篇高水准的文章，而是去祝贺谁谁又在Science上发表了一篇文章。可喜的是，我昨天去参加一个项目答辩的预演，当答辩人提到这些杂志时，一个人站出来说，现在再强调这些会引起专家们的反感。

说到《科学》和《自然》，我想起我们这行的《核物理B》（Nuclear Physics B）。这刊物在我做学生的时候是粒子物理中影响最大的，那时不论是老师还是学生，如果能在《核物理B》发文章就牛大发了，如果能发表几篇文章，就成大师了。现在的情况是，如果在《科学》或者《自然》上发表几篇文章，也成大师了。不知道这样的枯木大师遇到黄药师的时候（黄药师的名言：枯木这点微末功夫，也称什么大师？），还谈不谈《科学》《自然》？

四月份有一篇研究工作将谷歌数用到《物理评论》（Physical Review）系统，他们的样品是这个系统在1893年至2003年之间发表的35万余篇文章。他们发现，谷歌数排名第一的是一篇首次在粒子物理中引入某个参数的文章，这篇文章的引用率排名仅仅是第54名。而引用率最高的一篇文章谷歌数排名第三。排名在第十的文章在《物理评论》系统中的引用率只有100多次。请注意，引用率达到100次的文章虽然是好文章，但距离引用最多的3000余次要差很多。谷歌数排名前十的文章的作者除了少数人外，都获得过诺贝尔奖。

现在，按中国的许多部门规定，必须以SCI统计的引用率为准，只有大图书馆才能得到这些统计，而且肯定不准。谷歌数虽然更加客观，但不切实际，谁来为你做这个烦琐的计算呢？

别致的博彩

现代社会中的人因为要打发时间发明了很多游戏，博彩大概是影响我们生活最大的游戏方式之一。虽然我自己从来没有玩过，但我儿子就玩过足彩，输赢我从来没有问过。

博彩玩到物理领域大概是绝无仅有的了。但最近确实就发生了，这是就欧洲核子中心大型强子对撞机是否在今年（指2011年，下同）发现上帝粒子开的盘口。花费近一100亿欧元打造的大型强子对撞机集近100个国家、超过10000位科学家和工程师之力，目的是找到所谓上帝粒子。

什么是上帝粒子？用物理学家的术语就是黑格斯粒子，这是一种奇特的粒子，与自然界几乎所有的粒子都有耦合，并将赋予这些粒子质量。正是由于它在粒子物理学中的特殊地位，美国实验物理学家利昂·莱德曼（Leon Lederman）在一本科普读物中将这个粒子称为上帝粒子。上帝粒子与众不同的另一个特点是，它也许是自然界中仅有的无自旋粒子，至少在粒子标准模型中是如此。所以，找到上帝粒子一方面是对标准模型的最终验证，另一方面是打开了通往理解世界为什么有质量、在这些质量背后是否还有我们不知道的秘密的大门。当然，粒子物理学家建造大型强子对撞机的另一个目的是找到很多理论家预言的新世界中的东西，例如超对称、大额外维、微型黑洞，等等。

大型强子对撞机于2010年3月30日开始进行质子与质子的对撞实验，每单个粒子能量为3.5万亿电子伏，一直在提高亮度（即单位面积的粒子流量），但维持在这个能量上。也许要再过一两年，能量才会提高到对撞机的设计能量，每个粒子7万亿电子伏。令一些理论粒子物理学家失望的是，所谓超对称、大额外维、微型黑洞还没有一个愿意浮出水面。也许，这些令人着魔的神奇物理现象将永不浮现，这当然会给予一些乐于构造这些理论模型的物理学家以重大打击，但对另一些观望的物理学家却是好事。毕竟，大设计应该比我们能够预想到的来得更神奇。我们还会有更好的发现新物理的机会。或许，大型强子对撞机在今后两年到三年会给我们带来惊喜。

那么，英国著名的博彩公司Bookies开的盘口是什么？在粒子物理学家聚集在法国东南部城市格勒诺布尔参加欧洲高能物理会议之前，为今年发现黑格斯粒子博彩公司开出的赔率是12∶1，也就是说，如果黑格斯粒子今年被发现，你投1块钱赌注就会赢12块。赔率越高，代表博彩公司越不看好。7月20日到27日，欧洲高能物理会议之后，博彩公司将赔率下降到1∶3，也就是说你下赌注3块，只能赢1块，与之前的赔率差了36倍。也就是说，会议之后，博彩公司突然改变主意，开始看好黑格斯粒子在今年就会被发现。

改变博彩公司态度的重要的原因是，大型强子对撞机的两个重要实验组独立得到一些倾向支持黑格斯马上就会浮现的结果。实验组ATLAS发现，在质量120到145京电子伏（1京等于10亿）之间，有一些反常事例，置信度大约是99%。而另一个小组CMS也在120到145京电子伏之间看到了一些反常事例，可信度不确定。在粒子物理实验中，只有99%即2个9的置信度是远远不够的，一般人们需要6个9，即只有百万分之一的不可靠性才会相信一个粒子被发现了。

物理学家如何去发现上帝粒子？最直接的办法是看粒子衰变的产物。在粒子物理世界，除了少数几个粒子，所有粒子都是不稳定的，黑格斯也非常不稳定，例如它会先衰变成很重的中间玻色子（一种传播弱相互作用的粒子），中间玻色子再衰变成其他粒子。每个这样的衰变都有其特殊性，实验物理学家们利用的就是这些特殊性。寻找一个粒子，就像在人群中寻找一个人，找这个人的相貌特征。如果我们将这群人叫作背景或本底，那么我们要找的人是背景之上的特殊面孔。

ATLAS在大约100个背景事件之中看到了20个例外事件，CMS也类似。正因为两个独立的实验在类似的背景中看到了类似的例外事件，才让人们有理由相信黑格斯粒子的质量大约位于120到145京电子伏之间。这个质量是质子的120倍到145倍。

做物理实验，我们不但要寻找黑格斯粒子的证据，还要排除黑格斯的质量范围。目前，ATLAS小组认为黑格斯粒子质量不太可能在155到190京电子伏之间，排除率是95%。CMS则在149到206京电子伏之间排除了黑格斯，排除率也是95%。

美国费米国家实验室的太伏对撞机（即每个粒子的能量近一太电子伏特，等于一万亿电子伏特）即将于今年9月关闭。在关闭之前，在该对撞机上做实验的两个独立小组也获得了对黑格斯粒子质量的限制。他们也或多或少地排除了较大质量的黑格斯粒子。

所以，博彩公司还开出了以下关于质量区间的赔率：

6/1 130 GeV 或者更低

13/8 131～140 GeV

5/2 141～150 GeV

7/4 高于150 GeV

举例来说，如果你打赌黑格斯质量低于130京电子伏，那么你下注1块可赢6块。这个低质量区间是一些超对称模型比较看好的。博彩公司比较看好的质量区间是131～140京电子伏，其次是150京电子伏以上。

如果让我押宝，我打赌上帝粒子将在今年出现，可信度达4个9，即4个标准误差。需要等到明年才能完全确定这个粒子。到明年年底，大型强子对撞机积累的数据大约是目前已经积累的数据的10倍。在这么多数据的基础上，黑格斯粒子将展示它的面目，而超对称粒子等理论物理学家已经预言的新粒子将不会出现，但我不排除完全没有被预言过的新粒子会出现。

生活中的对数

我觉得如果将生活中一些经验数字化的话，刻度应该是对数而不是实际数字。天文学中经常用对数作为坐标，因为涉及到的数字跨度太大。例如，从太阳系的大小（以冥王星为界）到银河系的大小跨度大约是8个量级，很难用数字直接比较。

天上看到的星星的亮度也是用对数分等的，通常用的星等是1850年Pogson制定的，如果两颗星的亮度差一等，其实是差了2.512倍。天上最亮的星大约是-1等，太阳的（目视）星等是-26.75，比最亮的星低（其实是高）25等，也就是差了10个量级。满月的星等是-12.6，比太阳其实暗了100万倍左右，只是我们并不觉得。可见，眼睛看到的亮度观感是比较接近对数的，否则如果我们以白天的亮度为标准，那么即使是满月的晚上也可能是满眼漆黑。

人的眼睛不仅对亮度是对数的感受，我觉得对物体的大小也是对数的感受。我们在测视力时用的视力表，上一行的E字要比下一行的E字大固定的倍数——这是我的猜测，需要专家来确认。在我写下以上两句话后，我的一位博客读者告诉我，其实视力表又叫对数视力表，对数视力表中相邻的两行相差1.259倍，也就是说，每十行相差十倍。而视力用视标来记录，每增加一行，视标增加0.1，这显然与E的大小成对数关系了。

我们人类很善于利用对数，我开始怀疑除了视觉外，听觉、味觉、触觉都有对数的因素，否则就很难理解为什么我们对同类也喜欢用对数分等。果然，查一下噪音的单位分贝，原来也是对数。声音的响亮度用声音对耳朵产生的压强来刻画，基本单位是巴斯卡和微巴斯卡。人的听觉范围非常大，从20微巴斯卡到20亿微巴斯卡，跨度是8个量级。显然，还是用对数来标度响亮度比较方便，就有了分贝（dB）这样的单位。人的最低听觉阈值是20微巴斯卡，这个响亮度定为0分贝，人能分辨的最高响亮度为130分贝。这样，和星等一样（两个相等星等的星加在一起所得的星等数，不是将两个星等数简单地相加），两个相等分贝的音源加在一起所得的分贝数，并不是简单的一个音源分贝数的两倍。例如，60分贝加60分贝的结果是63分贝，而不是120分贝。

将视觉和听觉推广到味觉，那么如果我们感到一种辣椒比另一种辣椒的辣度高一倍，很可能更辣的辣椒所含的导致辣感的成分要高得多。和视觉以及听觉不同，这次我没有去查支持我的猜想的材料。

我还有一个非常民科的猜想，我觉得智商到了一定程度也是对数的，例如智商110的人比100的人聪明了不是10%，而是若干倍，同理，智商150的人比智商140的人也聪明了若干倍。这个倍数是很主观的，与人数比例无关。当然，我的这个猜想是非常政治不正确的，觉得自己的智商较低的人有理由反对我。好在本篇专栏不是科普，最多是科学随笔，其中应该允许表达作者的一些感受和猜想。

我前面说到我们在与同类打交道时，也喜欢用对数对同类做分类或分等级。从乐透彩到各种大小奖励，一等奖和二等奖之间的差别是很大的。有时为了强调少数人的幸运，我们还会设特等奖，当然这是变相的一等奖。在这种情况下，如果我中了三等奖，其实已经泯然众人了。在每一个行当中，特别是那种有明星效应的行当，对数的分类也难避免。例如演员，一线演员和二线演员之间的差别也是很大的。

朗道同学更用对数来分类物理学家，朗道等级的基数是10。在他的分等中，爱因斯坦是0.5级的，玻尔、海森伯、狄拉克是1级的。不过，如果爱因斯坦是0.5级的，那么在他的那个等级中的人应该有3人左右，另外两人是谁呢？我觉得爱因斯坦的伟大即使是朗道当时也没有完全感受到，按照今天的眼光，老爱应该是0级的，如果这么分，那么玻尔、海森伯、狄拉克等人应该是0.5级的。1级的物理学家，我觉得后来的费曼和朗道等人应该能够进入，加上一些发现标准模型的人以及凝聚态物理里面的少数人。

我既提到智商又提到智慧——朗道等级其实是对智慧的划分。智商与智慧之间有一定的关联，但没有绝对的一一对等的关联。我对智商的对数猜想很难用占人群比例来作为计算的基础，因为所谓智商的高斯分布与对数之间没有简单的关系。但朗道等级似乎很合理，智慧也似乎是可以取占人群比例的对数来计算等级的。

我们在一年前恢复了教授分级制度，如果仅就人数来看，教授之间相差一级，的确是差了一定的倍数，虽然工资之差不是等比的，是等差的，而且差别还特别小。

对数划分法不仅仅用在精英身上，也用在更大的人群上。例如，Google发明的PageRank大约是个对数的划分，但不是数值越小越好，是数值越大越好。一个网站或一个博客可能得到的最大的PageRank是10，最小的是0。Google设计这个等级它自己当然不会吃亏，等级是10，而新浪的主页只有8，我的博客的PageRank是6，荣幸地从2007年3月的5晋升了一级。

我相信人是生而平等的，我同样知道人类社会是天生不平等的，否则为什么最好的足球球星的年薪可以到1000万欧元，而次好的只有几百万，再次好的只有几十万，有的甚至只有几万？

智商与智慧

在科学时代，高智商肯定是一个人值得夸耀的东西。即使在一个不科学的时代，如中国的宋代，另一种智商也是值得夸耀的东西，如会做诗或会写文章，那时人们将这类人叫作才子。才子或聪明人，都是你太有才了的表现。

我们不想在这里解析什么是智商，恐怕专业研究智商的人都没有就智商是什么达成一致。

新一期的《三联生活周刊》在讨论翡翠的同时，也讨论了国际门萨组织，这是一个会员比较多的高智商组织。我觉得这两个题目都比较无聊，因为翡翠只是东方人对玉石的一个最大的迷思（myth），可能在西方人眼中和雨花石的价值区别不大。而所谓高智商门萨俱乐部，纯粹是一种大脑手淫的组织，“大脑手淫”这话不是我发明的，是《三联》这期一篇文章说的。

能够进入门萨，智商高是无可怀疑的。我过去在美国曾经买过一本门萨的题目集，能够在短时间内做对的题目很少，当然，那本书中的题目都是高难题目。那么，进入门萨的门槛有多高？根据《三联》的文章和维基，你通过考试证明你是人类中就智商来说是2%的就可以了。换句话说，中国人口13亿，大约有2600万人可以进门萨。门萨的会员只有10万人，有50个国家门萨协会，中国应该是新进。区区10万人，可见很多高智商的人没有进入门萨，或者不知道这个俱乐部的存在，或者不屑进入。不屑进入门萨的，我们知道有费恩曼同学。

《三联》提到，香港人在做门萨考试的时候，有80%的人可以通过，一方面说明这些人有备而来，另一方面是否证明了中国人的确很聪明？

门萨会员的一般智商到底有多高，这要看人类的2％的智商平均是多少。我查百度的门萨条，得到的解释是门萨会员的入会门槛要智商达到148，真不知道百度的资料来源是什么。148是相当高的智商了，我不能肯定麦当娜能否达到，因为据说她的智商是140。另一方面，门萨的会员Geena Davis的智商也是140，可见百度是胡说八道。美国影星中高智商的还有：朱蒂·福斯特（Jodie Foster），智商132；莎拉·斯通（Sharon Stone），智商154。

有趣的是，没有结婚的朱蒂·福斯特生了两个孩子，第一个孩子来自于一家精子银行的精子，很成功，精子的提供者的智商是160。由于第一个孩子很成功，朱蒂的第二个孩子来自于同一个精子捐献者。

谁比谁傻多少？这是我们的时代的一句名言，说明绝大多数人不认为高智商有什么了不起。在某种意义上，智商高的确不等于将来的成就大。小时了了，大未必佳，我们见过太多的长大了很失败的神童。智商不等于智慧，充其量智商是小智慧而已，而通常的智慧是大智慧。

智慧有很多种，不同的智慧在不同的方面取得成就。有人喜欢说爱因斯坦小时候学习成绩不好，这也是误传，或者也是一种迷思，爱因斯坦小时候的确很聪明，智商不低。我们找不到爱因斯坦的智商记录，但一家网站说爱因斯坦的智商是160，和提供朱蒂精子的那位捐献者一样高，却低于其他一些名人，如演员詹姆斯·伍兹（James Woods），他的智商是180。象棋大师鲍比·费舍尔（Bobby Fischer）的智商高达187。

在最近一次组会之后的例行工作餐上，我和学生聊智商问题，说研究物理和数学的智商一般不低，但高智商不等于智慧。华人陶哲轩据说智商超过220，百万人中才能出一位（所有已知的名人中还没有这么高的），他能否成为高斯那样的大师还需要时间来证明，也许他的智商远远高于证明了庞加莱（Jules Henri Poincare）猜测的佩雷尔曼（Perelman）。老实说，就我接触过的弦论界人士而言，威滕（E.Witten）的智商应该是最高的，相信远高于160，但威滕是否能够达到爱因斯坦的高度恐怕大成问题，毕竟，爱氏是250年才出一位的物理学家。

研究科学在需要智商的同时更需要洞见和耐心，相信这三个因素都是形成智慧不可或缺的，因此爱因斯坦说过，也许最终决定一个人成就大小的不是聪明程度，而是他的气质。气质，也许就是洞见和耐心的综合。

爱因斯坦160的智商当然很高了，在我的弦论同行中大概算高的了。我相信弦论界应该有不少高于160的，但在弦论的传统中，我们很少强调气质，却太多地强调跟主流，所以弦论界的不少智商被浪费了，没有转化成智慧。

纯粹为了好玩，我们看看其他一些高智商的物理学家和数学家。霍金的智商，很荣幸地，和爱因斯坦一样高，160。可惜他们两人在大科学家中不算高，牛顿同学的智商高达190（真不知道他们是怎么算出来的），和牛顿一样高的是天文家兼数学家拉普拉斯，数学家兼哲学家维根斯坦。哲学家George Berkeley的智商也达到了190。比他们高的有：数学家帕斯卡，195；莱布尼兹达到205；而歌德达到可怕的210。

看到这个名单我们不必泄气，因为还有很多大科学家的名字没有被提到，极有可能说明这些人的智商没有达到这个高度。

最后，为了鼓励一下我们自己，我要提一下教授的平均智商和CEO们是一样的，是最高的，在112～132之间，高于医生、作家、电脑专家和工程师，后者是第二高的群体，在108～129之间。所以，当我们说文科傻妞时，千万要弄清楚她是不是作家，如果是作家，比我们差不了多少。我记得一位不那么有名的作家对我说过，写作，是一件需要高度创造性的事情。而所谓的新闻作家的平均智商比较低，在97～116之间。这些人有可能是文科傻妞。

我在雾都北京

我在美国得的上呼吸道过敏，时间是1991年，在加州的第二年。起初以为是感冒，但过了数周不好，只好看医生——恰好是第一次享受美国医保，才知道过敏了。那时过敏药没有今天先进，吃了打瞌睡，不流鼻涕了，鼻子却堵上了。后来到了美国东部，一到春天生不如死，流鼻涕还是小事，眼睛通红，一觉醒来早上几乎睁不开眼，眼睛被凝固的分泌液粘住了。回国后，过敏症状逐年减轻，几年前几乎不再过敏了。

最近两年过敏重新光顾我，尤其是今年（2011年），不吃药几乎天天打喷嚏，流鼻涕。我没有看医生，只是吃点过敏药。我怀疑和北京空气污染有关，因为据有关方面报告，北京PM2.5指数很少低于200的，最高竟达500，是标准的10倍！和别人交流，不少人说最近呼吸有问题，或者开始打喷嚏。空气污染严重到肉眼可见，白天以及傍晚，北京几乎成了雾都，当然不是水汽的雾，是雾霾的雾。雾霾更准确地叫灰霾。

这不是一篇关于污染的科普文章，所以我们回到文学。说起文学，与雾都有关的最有名的作品该是英国19世纪维多利亚时代小说家狄更斯的小说《雾都孤儿》。这部书是狄更斯第二部小说，作于他25岁至27岁之间。当然，小说的主题与雾都的雾无关，而是与当时伦敦下层人的生活有关。英国工业革命是现代物质社会的肇始，起于1733年的纺织技术突破，终于1844年英国铁路系统的完成。在这一个多世纪期间，英国成为世界工厂，狄更斯写这部小说的时候，英国工业革命接近尾声。所谓雾都，指伦敦经常为大雾所笼罩。我年轻时无知，以为以英国阴沉的天气，伦敦的雾就是寻常的雾，后来才知道伦敦的雾其实是空气污染，很类似现在北京的灰霾。不过我不十分肯定狄更斯时期伦敦是不是已经成为雾都，也许还没有。狄更斯小说的英文名也没有“雾都”两个字，原名直译就是《奥利弗历险记》。据说20世纪初，伦敦多数人用煤作为燃料，没有风时灰霾聚集不散，导致蔚为奇观的雾都，英国人称这种景象为伦敦之雾，或干脆叫“大烟”。伦敦成为雾都，也和这个城市在1831年至1925年之间是世界第一大都市有关。1952年12月，伦敦一场持续四天的灰霾在以后数周导致4000人早亡，10万人生病。最近的研究估计至少有12000人早亡。这个事件直接导致1956年空气清洁法案出台，时至今日，伦敦已不复雾都奇观。

时间到了21世纪，2004年，当时地球上污染最严重的城市是乌兰巴托，原因是这个城市很冷，市民以烧煤和木材取暖，那时PM2.5达到近300。这个数字，我们今天在北京常看到，我们甚至还常看到400以上的数字。所以，住在北京的人觉得北京是雾都一点也不奇怪。

为了有个诗意的结尾，我提一下美国名诗人卡尔·桑德堡的短诗《雾》。桑德堡既继承了美国诗人惠特曼的自由体诗风格，同时是一位意象派诗人。我在网上看到数种翻译，都不满意，我自己翻译如下：

雾来了

附在小猫的足上

坐在

安静的后腿上

俯视港口和都市

然后继续前行

蓝蓝的翻译是我看到的最好的：

蹑着细柔的脚步

雾，来了

它坐下，静静俯瞰

港口和城市

踞蹲片刻，又

起身悄悄离去

但原文中的猫只是隐含在她的翻译中。老实说，我的鼻子不停地告诉我，北京的雾没有猫那么可爱。

我们的创造力哪去了？

Making the simple complicated is commonplace; making the complicated simple，awesomely simple，that’s creativity.

让简单的事情变得复杂是平庸，让复杂的事情变得简洁，是创造力。

——爵士音乐家查理·明格斯（Charles Mingus）

一个人一生总得创造点什么。那些历史上留名的人，不是因为挣了多少钱，吃了多少可口的东西，娶了多少老婆，而是因为第一个说螃蟹很好吃，或者女人美得像朵花类似的事情。当然我不是说一个人必须在历史上留名。作为普通人，吃点好的穿点好的也就够了，轻轻松松过一生，死的时候不十分痛苦，就是幸福的人生了。

我们总说中国有四大发明，说起来特有面子，至少一些媒体喜欢这么说。这么说的原因，自然还是为了名。我们没有听说哪个非洲国家爱炫耀他们是出产狮子的国度，或者他们是第一个发明火和发现石头用途的人，不是因为确确实实他们没有说，而是因为他们的媒体不够发达。其实火和石头用途的发明发现比火药的发明用途大多了，没有火和石头根本没有人类，我小时候大人们如是说。

其实每个人都有一些创造力，一般人平时看不出来有什么创造力的原因大约是因为懒，或者是环境没有压迫感。至少我自己体会比较深。比如平时如果家里的电器出了麻烦，又或者其他什么东西坏了，不能立刻找到专家来修，逼得我瞎鼓捣，用平时看不出有什么用途的东西当工具或者代用品，居然大多数情况下也能搞定，说明在受压迫的情况下人最有创造力。

创造力不能彰显的第二个原因是绝大多数人不喜欢花时间和精力去创造。别人创造出来的模式自己去套一下多轻松啊。这种现象更是每天每时每刻都能看到。在研究领域，一个特有创造力的人，比如说威滕同学，写出一篇很有创意的文章，立刻有一大帮特聪明的人跟上，写出无数类似注解的文章。我说这些人特聪明是因为不够聪明的人还不能跟得这么快。这些人往往聪明反被聪明误，一辈子跟风地注解别人的工作，哪里还有什么时间做出自己的东西。当然，我不反对大家这么做，既然火被发明出来，总得有用的人不是？

创造力是什么？创造就是第一个做最简单的东西，我想这应该是共识，虽然我在开头引了查理·明格斯的话。在学术领域，将简单的东西变成复杂的遍地都是，将复杂的变成简单的东西偶尔见一回两回。

为什么中国近现代发明创造不多？原因倒不是没有感到压迫，而是我们的聪明人太多，结果时时刻刻在跟风，并且大环境迫使我们去跟风。人家将飞机发明出来了，我们不去照搬而是另外发明一个当然是傻子，同理，我们不必重新发明电灯，不必重新发明电动机，不必重新发明电脑，等等。

虽然我很同情照搬的简单易行，很多情况下却让我恶心着了。就写文章来说，昨天流行“十大”，于是就不断地有人写“十大最性感的香港女星”“男大学吸引女大学生的十个最有效的办法”“历史上最荒唐的十个皇帝”“十大最恶心的职业”“十大最赚钱的职业”，等等。今天流行“什么什么，拿什么来拯救你”，于是媒体和网上一片拯救他人的英雄。我经常看牛博网，倒不是因为那里的博客们都很牛，只是因为有少数几个有趣的人，还有很多打架的。最近那里也开始流行流行了，因为这样简单，可以不费脑子地每天写一篇博文。流行之一就是博客的题目用“内有什么什么慎入”，这本是王小山同学的发明，用这种标题以广招徕。结果越来越多的人开始“内有什么慎入”了。老实说提这一点我也是照搬，因为“不许联想”（网络著名ID）最近提到了。我不是不想说点别的用以表现创造力，确实我被这种不费脑子的流行恶心着了。

大到学术和文化，小到写博客，都可以看到我们创造力的贫乏。当然根据我的观点，倒不是创造力的贫乏，而是创造的欲望的贫乏。我过去提到过我做事一阵一阵的，大概就是因为做一件事久了，例如看历史文章久了，就开始腻味了，因为那些人不是学当年明月，就是学易中天，或者于丹。

我个人很难理解创造欲望的贫乏。不是炫耀，我自己做研究，现在总是以求新为主，这样研究完成了才有快感。我很难理解那些做注释的人。

李白说“古来圣贤皆寂寞，惟有饮者留其名”，如果有闲有钱到这地步，与其去学人家，还真不如喝酒去。

额外维、魔术与灵魂存在

在物理学中，额外维并不陌生，最早可以追溯到1919年，Theodor Kaluza在研究爱因斯坦广义相对论时发现，如果加上第五维空间（其实是第四维，如果将时间除外），麦克斯韦理论会自动出现。这个新颖的想法直到1921年才发表。1926年，Klein建议这个第五维应该是一个很小的圆，这个圆的周长最多比著名的普朗克长度大一个量级（普朗克长度是10^-33厘米），用目前的探测手段是绝对探测不到的（欧洲的大型强子对撞机探测的最小距离是10^-18厘米）。（Kaluza是一个奇人，据说能够说写17种语言，传说他和《生活大爆炸》中的谢尔登一样，三十多岁时通过读书学习游泳，并在第一次下水时就成功了。）

看过《自然辩证法》的人都知道，19世纪就有一些做魔术的人号称利用了第五维空间。数学上，有了第五维，很多在三维空间做不到的事就可以做到。例如，两个相扣的环，在三维空间必须打破一个环才能解开扣子，但如果多了一维，将其中一个环在第五维平移，就解开了。也许我们不能想象一个四维空间，那么我们在两维空间和三维空间中做一个类似的实验。在一张纸上，画一个圆，在这个圆中画一个点，或者随便画一个东西。很明显，如果我们想将这个点或其他什么拿出这个圆，在纸面上必须打破外面的圆才能够做到。但是如果有了第三维，这个点可以先移出纸面，然后再放回纸面，很容易就可以放在圆的外面。

我们问，假如真的存在额外维，19世纪的魔术真的可以在现实中实现吗？很多人会以为可以。这就犯了一个常人容易犯的、在物理学中却是很明显的错误。我们都知道量子力学中的测不准原理：如果将一个物体的位置测准了，那么这个物体的速度或动量就不会被测准。测不准原理同样适用于额外维，假想我们看到的物体，包括我们自己，在额外维中是固定在一点的，这就违背了测不准原理。假定额外维大到只有10^-18厘米（其实应该更小），那么将一个粒子在这么小的圆上固定，需要的能量远大于一个质子的能量（是质子质量的一万倍），考虑到物体都是由质子和中子组成，那么我们需要比该物体能量大一万倍的能量才能将这个物体在额外维中固定。为了降低能量而不违背测不准原理，所有我们日常看到的物体在额外维都是弥散的，换句话说，是在额外维中均匀分布的。所以，即使存在额外维，理论上我们也无法将两个扣在一起的环解开。

最近有人假托凤凰卫视在网上写了一个“震惊全球”的“报道”：“美国时间5月3日下午，哈佛大学著名物理学家丽莎·蓝道尔（Lisa Randall）向媒体宣称，经过9年的精心研究和无数次的实验发现，灵魂确实存在。”这个报道，很容易就看出是假的。首先，蓝道尔是理论家，不做实验，而该文说蓝道尔做了一个核裂变的实验，发现一个微粒离奇地消失。这个“报道”还提到我的名字，虽然没有说我和该新闻有什么关系。

至于微粒是否会通过额外维消失，以及灵魂是否和额外维有关系，通过我们在前面关于额外维的解释，就很清楚答案了，当然是不可能。

说回到蓝道尔。第五维当然不是她第一个提出来的，前面我们已经说过，Kaluza是第五维这个物理概念的鼻祖。那么，蓝道尔做了些什么以至这么有名？1998年，三位物理学家在超弦理论的启发下重新研究了额外维理论。他们发现，如果我们的世界是额外维中的一个膜（三维空间加一维时间），那么额外维不必像Kaluza－Klein理论中的那么小。如果我们要求新的理论与已有的实验不矛盾，那么至少要有两个额外维，这些额外维的周长大约是100微米，比起10^-18厘米要大得多。额外维越多，其长度就越短。为什么我们至今没有看到这么大的额外维？因为所有物体包括我们自己都局限于只有三维空间的膜上。也许你会问，物体在额外维空间中有固定位置不是和前面说的测不准原理矛盾吗？解释是，测不准原理引起的能量是膜的能量，而不是物体的能量。蓝道尔和桑壮在1999年修改了这个理论，在他们的新理论中，额外维只有一维，但其长度变小了，只有10-18厘米左右，我们的世界还是处于一个膜上。

生物和人类存在灵魂吗？至少科学上没有证明。按照很多宗教的看法，灵魂是无形的，不占空间。那个伪报道说灵魂和额外维有关，在蓝道尔－桑壮的理论中，所有基本粒子都局限在膜上，除了引力子。如果灵魂有形，那么灵魂是由引力子构成了的？

纯粹出于好奇，我去英文维基查了灵魂。词源上，在古希腊那里与生命、精神和知觉有关。除了各种宗教之外，希腊哲学家用过类似的词汇。柏拉图认为，灵魂是一个人的本质，决定一个人的行为。灵魂是无形的，在一个人去世后，灵魂会在后来的身体内复活。亚里士多德认为，灵魂是一个人的本质，但不同意柏拉图的灵魂不灭。他认为灵魂就是一个人的活动力，一个人死了，灵魂也就不存在了。亚里士多德的定义很接近现代人对思维的定义。

理论研究的花车效应

电视剧《北京人在纽约》中有句著名的台词：“如果你爱一个人，就送他去纽约，因为那里是天堂；如果你恨一个人，就送他去纽约，因为那里是地狱。”这句话可以理解为：一个人如果在那里获得成功，那么纽约就是天堂；如果失败，纽约就是地狱。纽约许诺给所有人以同等的机会，但并不兑现给他们同等的成功。

其实就做学问来说，美国是广义的纽约，它给你机会。虽然这些机会并不像我们想象的那样充满玫瑰色，但毕竟是存在的。只不过由此要承受的巨大压力，也可以将一个人毁灭。这里我谈一个问题，足以说明现实不容乐观的一面。在美国，年轻人从做研究生开始，就要面对“发表或者灭亡”（publish or perish）。发表不仅仅是简单的发表，你选择研究的课题必须是第一流研究单位里第一流学者所引导的，否则发表得再多，面对的还可能是“发表也得灭亡”（publish and perish）。如此一来，研究的跟风效应在美国就变得特别明显，而跟风就得找个风头上的人作为标杆。英语中有个说法是“bandwagon effect”，我翻译成“花车乐队效应”——在花车乐队中，那个领头的吹鼓手，往往是个著名的人，是潮流制造者。毫无疑问，美国科研领域不乏这种浩浩荡荡的花车。

作为在美国混过的人，我深为压力所害，当时没少写过垃圾文章，有的文章现在简直羞于再看。离开美国后，这种压力大大减少了，才开始在中国做一些自己真正感兴趣的研究，有时这些研究被同行忽略，有时也得到一些关注。得到关注的多少并不重要，重要的是我觉得在做自己真正喜欢的研究，而不是迫于压力跟风。

但好景不长，中国这块自由研究的乐土开始被“西风东渐”，有些领域慢慢美国化了，甚至和美国相比有过之而无不及。这种风气的愈演愈盛和近十年来中国各个单位以及评价系统过度强调SCI论文以及引用数有关。为什么我这么说？其实很简单，当某个领域的某个具体问题或某个单篇研究论文形成花车乐队效应时，跟风写一篇论文是相对容易的，这样的文章也不难发表。更加不健康的是，一些理论研究领域形成一种风气（包括整个国际同行领域），任何一篇新文章总要引用花车乐队中的所有文章。因为如果作为作者的你不这么做，后果可能有两个：一是大多数跟上花车乐队的作者会写电子邮件给你，要求你引用他们的论文；二是如果你坚持不引用，那么后续的花车乐队作者们也不引你的文章。这就造成了有趣的现象，不论论文本身的质量甚至内容的正确与否，任何一篇论文都会有很多的引用频次。

举一个例子。两年多前哈佛某著名教授写了一篇论文，这篇论文有一定新意，但可以看出并不属于那种带来新概念或者有重大潜在前途的文章，但该论文很快得到跟风研究，在不到半年的时间内被引用了60余次。更为有趣的是，所有最早跟上的40篇文章都被引用了50次以上。所以，你很难根据被引用的次数来判断这些文章的优劣。只有那些不错的文章被引了100次以上。最早跟风的50篇文章之后，其他跟风文章被引用的次数开始低于50次，而且衰减得厉害。而最近这个方向的25篇文章，不是没有被引就是引用次数只有一两次。这位哈佛著名教授在被问起这件事的时候，自嘲地说，他的文章广泛被引用的原因是文章题目起得好。

仅仅三个月前，花车乐队效应在我研究的领域再次出现。这回，一些人发现加州伯克利大学的彼得·霍扎瓦（Petr Horava）教授2009年一月份写的一篇论文很有意思，于是开始将他的想法用到宇宙学以及其他方面，很快，花车乐队应运而生了。效应最明显的时候，每天有一篇或数篇文章出现。我的学生注意到这个情况，跟我说他想在这方面做点研究。我很快嗅出其中味道，并且在博客上写了两篇博文谈这件事。写博文的主要原因在于想指出，这次和上次一样，是亚洲人特别是中国人加剧了花车乐队的效应。

当然，博文几乎完全没有效果，跟风还是在如火如荼地进行，我于是决定和另一位学生站出来批评一下这个方向。很快，我们找出了霍扎瓦工作的漏洞，写了一篇论文。巧合的是，我们的论文在网上出现前一天，另一组人找到这个方向的另一个漏洞。两篇论文双管齐下，的确给这个花车乐队狠狠浇了两盆冷水，于是效应被抑制，最近一个月来，这个方向上的论文已经不多见了。我知道，即使我们不写那篇批评论文，迟早会有别人来写，但是如果晚写一段时间后果将是什么呢？可以想象，会有更多的垃圾论文被制造出来。

认知是一种幸福

有人说人类有别于其他动物的地方是拥有两种能力：语言和数学。有了语言与数学或逻辑推理能力，我们不但有了交流的工具，也有了理解这个世界的能力。当然，世界是可以理解的这个事实本身就是一个奇迹，我们并没有真正理解为什么会这样，这是科学的终极问题之一。

既然有了这两种能力，认知和创造（我指的是知识上的创造与艺术上的创造）就成为人类一种本能，完全或极大限度地发挥这种本能能够给我们带来愉悦甚至幸福。弗洛伊德在一篇著名的论文中分析了达·芬奇的不可思议的创造力，他认为达·芬奇通过创造满足了自己，而达·芬奇终身未娶，创造的满足代替了其他方面的满足。

2011年网络杂志Edge向西方知识界提出的年度问题是：What scientific concept would improve everybody’s cognitive toolkit？即什么科学概念将改变我们的认知（工具）？很多科学家、人文学者以及媒体精英的回答都很有意思，我特别关注了物理学家的回答，觉得弗朗克·维尔切克（Franck Wilczek）和马塞洛·戈里瑟（Marcelo Gleiser）的回答最有意思。

维尔切克认为这个将改变我们认知工具箱的科学概念是潜伏层（hidden layers），准确地说是神经元的潜伏层。他说，人类的很多工具通常有接受层与输出层。例如，最早的人工神经网络就是由这两层组成的，由于过于简单，一些稍微复杂的功能都很难实现。比如，仅有两层的感知器就不能在白色的背景上数出黑色圆圈的个数。经过数十年努力，直到20世纪80年代，人们才认识到，只要在接受层与输出层之间加上一层或两层，就能大大增强神经网络的功能。今天，这种多层网络用于高能加速器，例如大型强子对撞机粒子碰撞事件的图像萃取，比人的能力要高效得多。

戴维·休伯尔（David Hubel）和托斯坦·维泽尔（Torstein Wiesel）发现，视觉皮质中的潜伏层的功能是收集视觉对象的各种特征最后综合成整体图像，他们因此获得1981年度的诺贝尔生理和医学奖。人类视觉是通过接受数目巨大的光子，投射到平面上再通过潜伏层才形成三维图像的。人造机器人的视觉就很难达到人类视觉的高度。维尔切克认为，潜伏层将所谓的呈展现象（Emergence）具体体现出来了。

戈里瑟认为“我们是独特的”将在我们未来的认知中起到举足轻重的作用。其实，认识到我们是独特的以及为什么我们是独特的，本身就是一项人类认识自己的重要任务。很多人并没有认识到“我们是独特的”。

人类非常独特，因为地球本身就很独特，地球提供的各种环境和条件也很独特。这种看法有点违背所谓的哥白尼原理。哥白尼原理认为地球和太阳系不是世界中心，当然这个原理原来只涉及到太阳系在宇宙中的空间地位，后来人们将它推而广之，例如很多人认为宇宙中存在很多各色各样的智慧生命，就像《星球大战》中出现的那些。

戈里瑟的观点是，像人类这样的智慧生物在整个宇宙中是罕见的。他首先论证，在生命与智慧生命之间存在巨大的鸿沟。他对智慧生命的定义是拥有发现科学和技术的能力，而不是像海豚那样的生命。所以地球上只有人类符合智慧生命的定义。仅就生命而言，例如单细胞生物，也许不是地球上的特有现象，也许很多有着类似地球环境的太阳系外行星上也有。地球在形成数亿年后这样的生命就出现了，所以简单生命出现并不难。而且，生命在很多极端条件下也能存活。

但是，单细胞生命的出现并不意味着多细胞生命接着就会出现。生命在适当的环境下变化，只要存活即可，并不一定演化出多细胞生命直至智慧生命。进化论只是说适者生存，而不是更加聪明者生存。在进化过程中，只要一个环节出错，我们人类就不会出现。人类出现的一些条件都很特别：长期存在的具有保护作用的富氧大气层；地球稍微倾斜的地轴，被地球唯一的体积较大的卫星月亮所稳定；臭氧层和地磁场共同保护生物免于被宇宙射线轰击；地表板块构造调节二氧化碳使得全球气温长期稳定；我们的太阳相对较小、相对稳定而不会偶尔释放大量的等离子体……具备所有这些条件是很难的。另外，即使在宇宙某个角落存在其他智慧生命，由于非常遥远，我们实际上是孤独的。

戈里瑟的观点与人择原理有点相关。人择原理的第一条应用是地球为什么这么独特。因为如果地球不这么独特，就不会出现人类，我们就不会在这里问这个问题。推而广之，如果我们的宇宙不这么独特，我们就不存在从而不会追问关于我们宇宙的一些深刻的科学问题。人类的出现非常偶然，恰恰是这种偶然性让人类变得更加珍贵，而不是毫无意义。

认知能力无疑是人类独有的。这种能力使得人类可以认识世界，一种非常奇妙的“自我认识”能力，也就是说，宇宙的规律使得人类出现——也许是偶然出现的，而人类出现又使得宇宙规律本身呈现出来。仅仅这一点，我觉得认知就是一种幸福。

当然，认知也带来人类独有的悲哀感受。人活着就有生老病死，还有很多很多其他种类的痛苦，有些痛苦也许是人类独有的。也许，科学发展将渐渐为人类解脱一些痛苦。我过去说过，未来科学最大的目的之一就是为人类带来更多的幸福感。

原子钟在滴答

西方人提醒你注意时间时，往往会说“时间在滴答”（Time Is Ticking），当然翻译成更文雅的说法是“时间在流逝”。

滴答本身说明计时是怎么完成的，沙漏就是一种计时方式，假定一定体积的沙流出需要一个固定的时间。与之类似的是利用某些运动的周期性，例如一天就是太阳升起到降落到再升起，而一年则是季节的一个周期变化。古人早就注意到这些自然现象的周期性而制定出历法，最早的历法已经有五千年了。而水钟在古巴比伦和古埃及可以上溯到公元前16世纪。据说机械钟在西方可以追溯到13世纪，却没有保留下来的实物。保留下来的最早的机械钟制造于1430年，这是用弹簧驱动的钟。最早的记录分（没有秒）的时钟制造于1475年，后来出现了记录秒和分的钟。

伽利略第一个注意到钟摆的运动是周期性的，他似乎也有过利用钟摆来制造时钟的想法。惠更斯计算了一秒钟对应的摆长是99.38厘米，制造了第一个用钟摆驱动的时钟。可见，钟表的原理和精确度与某个被利用的周期运动有关。机械钟一般能准确到一天误差一秒就算好的了，我们日常生活中也不需要更准确的时钟。

科学实验和高技术需要更准确的计时。戴过表的人都知道石英表，石英表的计时原理是石英晶体振荡的周期。石英晶体的振动被交流电转变成电压的周期变化，这个变化被线路探测到，这就是石英钟的计时原理。石英晶体振荡周期与石英的具体形状和大小有关，寻常石英钟的振荡频率是32，768赫兹，也就是说在一秒钟内振荡了32，768次。所以，振荡一次就是1/32，768秒。如果这个振荡频率精确到个位数，那么一天下来，振荡次数的误差不大于8万次左右（也就是一天内的秒数），这样石英钟的一天误差就能够保持在秒的范围。为什么选择32，768这个频率呢？因为这个数字恰好是2的15次方，这是利用二进位的数字钟需要的。石英晶体的振荡频率会受到温度的影响从而影响时钟的精确性。经过温度校准的石英钟可以准确到每年误差大约是10秒钟。

20世纪50年代，精确计时进入原子钟时代。原子钟的最基本原理是利用原子能级跃迁辐射的电磁波的周期性，或电磁波的频率。例如，可见光的频率大约是400太赫兹以上，也就是4×10¹⁴。如果我们能控制光的频率，就有可能利用它来计时。可惜，一般情况下，光的频率并不好控制，因为外界的因素使得每个谱线出现宽度。20世纪30年代，原子物理学家拉比发现了磁共振技术，当原子经过均匀磁场后，再通过一定频率的电磁场就会从一个能级跳到另一个能级，辐射出的电磁波具有固定的频率。但是，如果起初的磁场不够均匀，辐射出的电磁波就会有一定宽度（频率不固定）。拉比在1945年就建议利用这个原理制造原子钟。2011年11月4日去世的拉姆齐是拉比的学生，他在20世纪40年代改进了拉比的方法，让原子在进入均匀磁场前先经过一定频率的电磁场，这样原子先后两次通过振荡的电磁场，这样的话，原子辐射出来的电磁波的频率的宽度就变小了。拉姆齐因此获得1989年度诺贝尔物理学奖（而他的老师拉比早在1944年就获奖了）。拉比和拉姆齐的工作使得制造原子钟成为可能。

原子钟是怎么工作的呢？我们这里以最准确的铯原子钟为例。铯两个能级跃迁辐射的电磁波频率是9，192，631，770赫兹，如果我们制造一个仪器将铯的振荡周期正好乘以这个数，就是一秒。这个仪器的工作原理如下：将液体铯蒸发成气体，然后让气体铯原子通过一个磁场，这个磁场将处于不同能级的铯分离出来。低能级的原子得以通过U形的空腔。这些低能级铯原子随即被波长为3.26厘米的微波照射，一部分被激发打到热丝上再被电离，电离的铯原子经过电路放大。这样，调整照射铯原子的微波的频率使得电流达到最大，微波的频率正好就是9，192，631，770赫兹了。这个频率电子化后用来控制一个石英晶体，保证其振荡频率为500万赫兹。这是原子钟的输出。

目前最精确的铯原子钟可以达到每天误差为一纳秒，这个精度是什么概念？这等于说这个钟300万年的误差是一秒。最早的原子钟利用的不是铯原子，而是氢原子。

原子钟可以用来精确地确定时间。那么长度用什么来定？有趣的是，也是通过原子钟的计时。原因是，物理学家发现真空中的光速是不变的，与我们在什么惯性系中测量无关。所以光速在1983年就被定为299，792，458米/秒。如果我们能够精确确定时间，那么长度就可以用光速来决定，例如，我们规定一米等于光在1/299，792，458秒内跑的距离，这大约是3.3356纳秒。前面我们提到，原子钟一天可以精确到一纳秒，这个精度就是10^-14，我们也由此决定了长度的精度也是这个量级。

时间测量的精度以及长度测量的精度在现代科学实验中越来越重要。例如，惊人的中微子实验告诉我们中微子的速度也许超光速了，这就要求时间测量的精度达到数毫秒的误差不超过纳秒。自然，原子钟达到这个精度很容易，但是，测量中微子速度还涉及到两地原子钟的同时性校准。实验家认为，时钟的校准不会是个问题。

缸中的大脑

美国1999年科幻片The Matrix，中译《黑客帝国》，讲的是到了2199年，大部分人类生活在虚拟世界中，我们被一个叫母体（Matrix）的机器控制了。生活在母体中的人，生活完全是虚拟的，或虚假的，就像一个计算机程序。那么，在这里虚拟是什么意思，是如何达到的呢？

程序员尼奥同时又是一名黑客，被一位抵抗组织的领袖莫菲斯找到，并让他在一颗红色药丸和一颗蓝色药丸中选择一颗服用。选择红色的，他会看到母体的真相；选择蓝色，他会忘掉这一切，回到正常生活中。他选择了红的，进入了一个可怖的世界：他生活在一个充满液体的缸里，身上插满了电线和管子，周围都是类似的缸子。母体就是用这个缸子来控制他的，他在母体中的一个程序员和黑客的生活，其实全是母体通过这个缸子来控制的。

缸中的大脑，是一个用来思考关于现实、知识、真理和思维的理想实验。在该理想实验中，我们假想一位疯狂的科学家将一个人的大脑浸在一个装满营养液的缸里，然后将大脑的神经连接到一台超级电脑中，电脑通过模拟脉冲让大脑以为它仍然生活在一个现实世界中，大脑可以看到平时能够看到的东西，感受到自己可以指挥手脚，等等。这样，大脑不知道自己是浸在缸里的大脑，还是现实世界中的一个人。

缸中的大脑通过电脑虚拟了一个人生，而《黑客帝国》不仅虚拟了众多人类的人生，还虚拟了整个世界。这个问题的极端版本是，我们这个世界，这个宇宙，是虚拟的吗？其实没有所谓的地球，没有太阳系，没有我们通过科学仪器观测到的遥远的星体和星系，一切都是一个超级电脑和一个超级程序虚拟出来的。这个虚拟世界有一个完美的物理学体系，例如牛顿万有引力定律、核物理学、宇宙大爆炸理论。所以这些，都是虚拟的。

问这种问题的第一个人，也许是笛卡尔。笛卡尔在一本书中提出六个哲学冥想，他放弃一切信念，企图用纯思考建立对我们周围世界的知识体系。第一个冥想是，他是否真的存在，还是在做梦，还是被一位邪恶的天才蒙蔽了以致他以为他存在。这第一个冥想其实就是笛卡尔版本的“缸中的大脑”。当然，更早的虽然并不系统的问题是庄子问的：我是在梦中变成蝴蝶，还是蝴蝶梦到了我？如果我在做梦，或是缸中的大脑，那么我所有的信念都是不真实的，不可靠的。

在笛卡尔的第二个冥想里，他回答了第一个冥想提出的问题，我是存在的。假如我相信我感受到的一切，我当然是存在的。假如我相信我被邪恶的天才欺骗了，那么我不会是不存在的，因为他不可能欺骗一个不存在的东西。所以笛卡尔说：我是，所以我存在（I am，I exist）。这句话的意思是，我的知觉本身决定了我是存在的。

缸中的大脑比笛卡尔问题更形象化，也更简单化，因为这个理想实验假设了我们的经验可以约化为大脑的感知。假设这个约化是正确的，美国哲学家希拉里·普特南认为我不能是缸中的大脑。假如我是缸中的大脑，并且我能证明我是，这说明我这个缸中的大脑接受到我在缸中的信号。但是，我接受的信号都是关于虚拟世界的，这个信号怎么可能是关于真实存在的缸子呢？普特南的论据的核心是，我们不可能感知外部世界，换句话说，我所感知的一切组成一个自洽的体系，在这个自洽体系外部的世界不可定义，不可感知。

当然，《黑客帝国》中的尼奥被抵抗组织想办法拔掉他身上的管子并脱离了缸子，所以他可以肯定存在两个世界，一个是母体中的虚拟世界，一个是离开母体的世界。但我们不能用这部科幻电影中的逻辑思考我们的世界，因为我们当中谁也没有离开我们的“母体”，我们甚至没有见过曾经离开过“母体”的人。所以，我们无法感知和定义外部。

那么，我们的世界，我们的宇宙，到底是不是虚拟的？笛卡尔和普特南的回答都不够令人满意，我上面的回答也不够令人满意。也许我们永远无法证明我们是真实存在的而不是虚拟的。也许设计我们宇宙这个奇妙程序的程序员永远不会让我们知道还存在一个外部世界。既然我们永远不会知道，那么这个外部世界对我们来说完全没有意义，所谓真实和虚拟就不存在任何区别。我的另一个论据是，假如有一天我们的科学和技术发展到我们能够确认我们是虚拟的，我们就有能力寻找出设计我们的是谁，就像尼奥。那时，我们的功能不亚于他，那将是一个有趣的景象。

“同人于野”（网络著名ID）写了一篇《这个宇宙不是母体》。他反驳我们的宇宙是母体的论据是：1.如果我们是虚拟的，这个程序需要维护、升级，但这似乎从来没有发生过；2.宇宙太大了，设计这个程序的天才如果只是对人类感兴趣，宇宙中的大多数东西完全是多余的，浪费的；3.物理定律一旦规定了就没有更改过，为什么？

他的所有论据都可以反驳。例如第一条，我们完全可以假想设计天才一开始就设计了天衣无缝的程序，程序停摆不会在以后的过程中被记录下来。我觉得第三条比较难反驳，因为第三条的成立说明这个程序员确实很天才，让一切看上去那么自洽，并且很无趣，程序一旦做好了就不想更改了。但你不妨假想确实有这么一位天才而无趣的程序员。

其实，缸中的大脑还可能有另一种版本：我们的世界是真实的，不是虚拟的，但确实是某位天才在史前实验室中制造出来的。因为我们可以假想有一天，我们自己在实验室中利用巨大的能量制造出一个小宇宙，这个小宇宙和我们的实验室通过一个固定大小的隧道连接起来，但隧道之外，这个小宇宙不断膨胀，渐渐演化出一个新的巨大的宇宙（但隧道大小不变，所以我们的实验室还是安全的），其中产生新的物种和新的智慧生物。

物种大灭绝：过去和未来

最近几年灾难频繁发生，地震、海啸、大干旱。尤其是在中国发生的两次地震破坏极大，让人们开始疑神疑鬼，配合好莱坞“科幻大片”《2012》，许多人真的觉得大灾难即将临头，也许是2012，也许是不远的将来的另一个年份。甚至连牛顿研究《圣经》得出的数字2060都再次被人们翻出来炒冷饭。

从很长的时间尺度上来看，大灾难，大到和六千五百万年前使得恐龙彻底灭绝的那场被称为K-T灭绝事件（白垩纪第三纪物种灭绝）一样的灾难在未来都有可能发生，那时可能是《2012》中的大洪水淹没整个地球，也可能是核冬天的降临，也可能是火山爆发引起的玄武岩熔浆的大面积覆盖，特别是最后一项，地球上至少发生过11次。

物种灭绝自地球上存在生物以来发生过很多次，有规模大的，也有规模小的。最大的物种灭绝有五次。上一次，六千五百万年前，白垩纪末，恐龙灭绝，75%的物种灭绝，但恐龙的灭绝给哺乳动物的发展带来了机会；再上一次，两亿五百万年前，三叠纪到侏罗纪之间，48%属灭绝，包括祖龙和兽孔目，大多数两栖动物灭亡，而恐龙得到发展的空间；两亿五千一百万年前，二叠纪—三叠纪灭绝事件，这是最大的一次灭绝事件，又叫大灭绝，83%属灭绝，含有脊椎动物、昆虫和植物；三亿七千万年前，晚期泥盆纪灭绝事件，70%种灭绝，可能持续了两千万年；四亿五千万年前，奥陶纪和志留纪灭绝事件，57%属灭绝。

对我们来说，最有名的灭绝事件是白垩纪第三纪物种灭绝，这次物种灭绝和人类最终出现有直接关系。恐龙完全消失，哺乳动物得以大发展。所以，物种灭绝看上去非常可怕，却也是生物进化的重要条件之一。地质上，在白垩纪与第三纪的地层之间，有一层含铱的黏土层叫K-T界线，恐龙的化石只能在这个界线的下面发现。这次灭绝事件很可能是彗星和小行星撞击地球引起的，也可能是长时间的火山爆发引起的，或者两者并存，前者是引起后者发生的原因。小行星撞击使得大量灰尘进入大气层，降低植物的光合作用，改变地球的生态环境和食物链。杂食性、食虫性以及食腐动物在这次灭绝事件中存活多，说明它们较少受到食物链被破坏的影响。在这次事件发生之前，哺乳类动物体型大多很小，接近老鼠的大小，这是它们得以存活的原因之一。

五次大规模物种灭绝中的最大的一次是二叠纪—三叠纪灭绝事件，地球上70%的陆地脊椎动物消失，96%的海洋生物消失，昆虫大量灭绝。造成这次超大规模灭绝的原因可能是缺氧。导致事件发生的原因还是小行星撞击地球或连续火山爆发，或海平面变化。

前面已经谈到一起物种灭绝事件的一些原因。还有更多的理论。将所有这些理论归纳一下，计有：1.熔岩洪水大面积覆盖地球表面，这在地球的历史上确实发生过，这会引起食物链的崩溃，二氧化碳的产生会引起全球变暖；2.海平面发生变化，海退会造成大陆架的部分消失，使得栖息在大陆架上的海洋生物消失，海退也会造成气候变迁，使得全球气温上升，有证据表明五次大规模灭绝事件中存在海退；3.彗星和小行星撞击地球，撞击的后果是引起火山爆发、酸雨、森林大火，所有这些都会导致食物链崩溃，大多数古生物学家同意白垩纪第三纪物种灭绝中一颗小行星撞击了地球；4.长期的全球变冷或全球变暖；5.银河系中的超新星或伽马暴爆发，这些天体的能量极大，如果爆发发生在银河系内，将会完全改变地球上的温度，破坏臭氧层，例如，一颗六千光年以内的伽马暴的辐射足以做到这一点。还有很多其他可能，就不一一列举了。

物理学家对毁灭原因的研究做了很多贡献。例如，诺贝尔物理学奖获得者路易斯·沃尔特·阿尔瓦雷茨（因发现很多基本粒子共振态获奖）和他的儿子以及其他一些物理学家研究了K－T地层，发现铱的含量超过正常标准，类似铱这些元素叫亲铁元素，大部分沉入地核。为什么在K－T地层中铱的含量如此丰富？他们推测，在一亿六千万年前，一颗直径160千米的叫巴普提斯蒂娜的小行星被另一颗小行星撞碎，一些碎片进入地球公转轨道，其中一个直径10千米的碎片在六千五百万年前撞击了墨西哥犹加敦半岛，形成希克苏鲁伯陨石坑。

这次撞击造成大量灰尘进入大气层，遮蔽阳光达一年之久，接下来的一系列后果导致植物消失，使得食草类动物和掠食性动物灭亡。

另一组物理学家，包括皮特·赫特（Piet Hut）、马克·戴维斯（Marc Davis）觉得，最近十次物种灭绝明显带有周期性，周期是两千六百万年。他们提出一种叫“死亡之星”的理论，在该理论中，太阳有一颗遥远的伴星，叫Nemesis（希腊复仇女神的名字）。这颗伴星距离太阳大约一光年远，这个距离和太阳系中的彗星云最远的距离差不多。伴星围绕太阳运动，周期大约是两千六百万年。每当这颗伴星运行到它的近日点时，由于引力的作用，彗星云受到很大影响，一些彗星和小行星进入内行星系统，造成撞击地球事件大量增加。

死亡之星理论得到一定程度上的证据支持，例如过去四亿年内月球环形山的形成率似乎支持这个理论。这个理论也遭到理论上的挑战，例如，如果它的轨道有一光年之大，那么轨道一定受到附近的恒星的影响变成不稳定，或者轨道的周期性出现问题。而数值计算表明，没有这些问题。

物种毁灭事件的地理、气候原因也许是复杂的，但背后肯定会有令人惊奇的物理或天文学原因。

阿凡达的灵魂传输

我看了两次詹姆斯·卡梅隆的《阿凡达》，一次在春节前，看的是IMAX，一次是春节后，看的是3D。《阿凡达》作为一部大片，自然以娱乐为主，但也有一些人文精神在里面，比如说人类过于执著于物质，反而不如潘多拉星上的土著纳威人可以“通灵”。当然纳威人的通灵不是我们地球上各种宗教中的那些方式，而是某种生物集合之间情感和精神的传输。这里我用“传输”两个字，就是想表达《阿凡达》中的一个重要科幻元素，是灵魂的teleportation，对应中文的“传输”一词。

灵魂的传输是纳威人的一种本能，在地球人这里，最高的形式就是将人类的思维移植到你的“阿凡达”中去。阿凡达是英文avatar的音译，这个英文单词是化身的意思。人类躺进一部机器中去，像是睡着了一样，灵魂就跑到阿凡达的大脑中去了。电影《阿凡达》在这里似乎严格忠于科学，因为在量子物理中，我们有所谓量子不可复制原理，即你不可能将某个量子系统的态严格复制到另一个量子系统上去，除非你破坏原来那个系统的状态。所以，你的灵魂只能传输到阿凡达的大脑中去，却不能被拷贝过去。传输过去后，原来的你将处于完全不同的状态，在电影中是休眠状态。

纳威人要将一个人的灵魂传输到另一个人身上去，必须借助圣树和爱娃的力量，而爱娃则借助潘多拉星球上所有生物的能力。主角杰克就是这样，在他和纳威人以及潘多拉星球上的其他人一起赶走地球人之后，他更愿意活在他的阿凡达体内，所以圣树就成了量子传输机，将他的灵魂输运到阿凡达体内，而他自己的身体就死亡了。

灵魂输运是一种彻底的传输，而纳威人和潘多拉其他动物的交流则是借助辫子与辫子对接，这大概是一种量子通讯，这里我们不作更多探讨。

回到量子传输。2010年5月16号，《自然光子学》刊物发表了一篇由清华大学和中国科学技术大学合作的论文，他们在北京和怀来之间实现了距离达16千米的量子传输实验。事后，不少人在网上说这个合作小组成功地使得一个密码箱在一个地方消失，而在另一个地方突然冒出来，似乎真的在现实世界实现了“传输”这个英文词的原来意义。这当然是误传，以现在的技术，我们只能做到非常有限的传输。那么，这种技术到底怎么实现的？现在能做到的又是什么？