池塘里的科学家

　　热爱未知，比如宇宙和清晨
　　我一辈子都喜欢跟着那些让我感觉有兴趣的人，因为在我心目中，真正的人都是疯疯癫癫的，他们热爱生活、爱聊天，不露锋芒希望拥有一切，他们从不疲倦，从不讲那些平凡的东西。
　　杰克·凯鲁亚克《在路上》
　　「几年前，意大利蒙扎市议会通过了一项法案，禁止市民将金鱼养在圆形鱼缸里观赏。」
　　霍金在他那本著名的《大设计》里，以这句话作为「何为实在」这一章节的开头，提出一个有意思的 金鱼理论。
　　这个法案的提案者解释说，把金鱼关在圆形鱼缸里非常残忍，因为金鱼向外凝视时会得到实在的歪曲景色，这让 金鱼眼中的「现实」世界变得扭曲。
　　且不论这种主观的怜悯是否成立，这个故事引出了一个有趣的哲学问题：我们又怎么知道我们所感知到的「现实」是真实的呢？
　　金鱼看见的世界与我们所谓的「现实」不同，但我们怎么能肯定它看到的就不如我们真实？难道我们自己不也可能处于某个大鱼缸之内，由一个巨大的透镜扭曲我们所见的美景？
　　最近被这张照片吸引
　　从海底看冰山，就像一朵巨大的雷电云
　　Tobias Friedrich
　　霍金说，虽然所见与我们不同，但金鱼科学家仍然可以通过观察与计算总结出一套鱼缸之外物体运动的科学定律。
　　例如，我们观察到自由物体在一条直线上运动，由于变形，会被金鱼观察成它是沿着一条曲线运动。尽管如此，定律总会成立，并且可以通过精确的计算预言出物体未来的运动。
　　虽然金鱼科学家得到的定律会比我们参照系中的更为复杂，但如果它们正确表述出了这样的公式，我们就必须承认，金鱼们看到的是实在、正确的图像。
　　Emilie Ristevski
　　事实上，我们自己也确实被「透镜」所禁锢着。
　　我们对这个世界的认知——基于观测的结果——并非直接的，而是由一种类似透镜之物——人类的视觉处理及解释系统所塑造。
　　生活中的每时每刻，我们的大脑都在把投射到视网膜上的原始模式的光子，那些二维数据，转化为有序的三维空间视觉。
　　另外，在我们视觉神经连接视网膜处其实有一块视觉盲点，无论往哪儿看都会有个古怪的洞。但是大脑用裱糊的办法，自动、平均地填平了这个洞——将双眼的输入结合在一起，假定邻近位置的视觉性质类似，再填满缝隙并应用插入技术。这意味着我们视觉的一部分实际上是假的，是由潜意识创造的，是欺骗自我的假象。
　　换言之，在毫不知情中，大脑为我们建立好了一套世界模型。
　　「阴天摄影师」handsonl
　　他的作品有一种压抑的美感
　　在建立模型这件事上，大脑非常称职。
　　如果为你配一种戴上后景象会上下颠倒的眼镜，你的大脑会在一段时间的适应后便改变模型，使你重新看到处于正确方向的事物。
　　当一个人说「我看到一把椅子」时，他的意思仅仅是他利用椅子散射出的光建立一个椅子的心理图形或模型。
　　如果模型上下颠倒了，霍金说，幸运的是在这个人坐到椅子上之前，大脑会修正好这个模型。
　　handsonl
　　因为有这个「内生透镜」的存在，人类科学家并不仅仅依靠观测和现实经验来建立世界模型。
　　比如 电子模型，现在所有物理学家都确信电子存在，即便我们根本看不到它。
　　毕竟外在的证据总是可以被主观意愿遮掩的。
　　比如地球上有一部分人相信「宇宙大爆炸」模型，即我们所在的宇宙诞生于 137 亿年前；另一部分人则坚持相信世界被上帝于数千年前创造，而「时间」在此之前并不存在。尽管已经挖掘出古老的化石、恐龙骨架和其他证据来证明地球远比数千年要老得多，人们仍然可以说：它们是被故意放在那里用来愚弄我们的。
　　不同模型下奇妙的太阳
　　Matias Alonso Revelli
　　值得一提的是，在不同的历史时期 人们可能会有阶段性信任的模型，直到它被更精准的版本所替代。
　　举一个科学界的例子。大多数人对于运动物体的理解或许还停留在牛顿力学模型上，虽然这个简单模型早就已经被更为精准的爱因斯坦模型取代了。
　　设想你往空中投掷一个苹果，如果扔得足够快，它甚至可能完全围绕地球旋转——牛顿认为使苹果运动的力和使月亮围绕地球旋转的力是相同的，通过这个 经典力学模型，我们可以模拟运动物体的路径，比如子弹、汽车，甚至火箭和小行星。
　　现在进入爱因斯坦的模型：苹果的运动并不是因为地球施加在上面的力，而是由于空间-时间的结构及因为地球的质量而延伸，所以苹果只能沿着弯曲时空的表面运动。
　　这是完全不同的世界模型。通过这个更为精准的模型，我们甚至可以去模拟未来，比如呈现黑洞相撞的宏大场景。
　　Matias Alonso Revelli
　　再说一个科学哲学界的例子。
　　公元前 340 年，古希腊哲学家亚里士多德在他的《论天》中建立了这样的世界模型：1、月食是由于地球的影子投到月球上所致；2、由于月食时看到的地球的影子总是圆的，可以推断地球应该是一个球体，而不是圆盘状；3、地球是宇宙的中心，太阳、月亮、行星和其它恒星分别附在八个天球上，以完美的圆形轨道绕地球旋转。
　　这个通过观测和思考得出的模型基本上是可以信赖的，当时 基督教也完全认可亚里士多德的观点——它们符合《圣经》的宇宙观，符合上帝创世的理论。这个宇宙模型的最大优点，就是它在最外层的恒星天球之外为天堂和地狱留出了空间。
　　Emilie Ristevski
　　不管你要建立的是一个科学模型、世界观模型还是企业发展的财务模型，关于 一个好模型是什么样子的，霍金和物理学家们已经为我们总结出了简洁而可靠的答案：
　　1、它是优雅的；
　　2、它包含很少任意或者可调整的元素；
　　3、它和全部已有的观测一致并能解释之；
　　4、它对未来的观测做出详细的预言，如果这些预言不成立，观测就能证伪这个模型。
　　当你真正理解如何建立一个好模型时，就再也不会为「透镜」之外的事物所纠结。
　　比如理解夸克的存在。
　　自夸克模型被首次提出之后的年月里，人们一直在争议这个问题：通过粒子加速器我们看到了夸克模型预测粒子行为的证据，但这个模型同时指出，你永远无法观测到单一、独立存在的夸克，如果我们根本无法看到，那么说夸克真的存在是否有意义？
　　Henry Wall
　　巧合的是，另外一位我非常喜欢的物理学家和科普作家 加来道雄 也曾在出版书籍里说起，童年时吸引他走上科学道路的几件小事之一，是在 8 岁那年认真观察水池中的鲤鱼。
　　我曾想，在水底的鱼群中可能有一些「鲤鱼科学家」。他们会对那些提出「在睡莲之外还存在有另外一个平行世界」的鱼冷嘲热讽。它们认为，唯一真实存在的实物就是鱼儿们看得见摸得着的。水池就是一切。水池之外看不见的世界没有科学意义。
　　有一次，我遇到了一场暴雨。我注意到成千上万的小雨滴轰击在池水表面。池水表面变得湍乱，水中的睡莲在汹涌不息的水波冲刷下摇摆不定。在躲避风雨之时，我想弄清楚周围发生的一切将会以怎样的形式呈现在鲤鱼们的眼中。在它们看来，睡莲似乎是自己在运动，没有任何东西冲刷它们。因为就像我们看不见我们周围的空气和空间一样，鲤鱼们也看不见它们赖以生存的水，它们为睡莲自己能够运动而困惑不解。
　　我想，鲤鱼科学家将会聪明地杜撰某种虚构的东西——它被称为「力」，来掩盖自己的无知。由于不能理解在看不见的水面上存在的水波，它们将得出这样一个结论：睡莲之所以能够不被触摸而运动，是因为有一种看不见的神秘力在对它们起作用。它们可能给这种错觉起一个高深莫测的名称（如超距作用，或没有任何接触睡莲即会运动的能力）。
　　danny.pov
　　在加来道雄长大，甚至已经成为科学家之后，他仍然会时常想起「鲤鱼科学家」的事——他始终保持对超维空间的兴趣，却被更资深的学者反复告知，这种超越人类理解能力的事物不是一个合适的严肃研究课题。
　　虽然我们常用的电磁场方程在 19 世纪就被麦克斯韦发现，他的这一工作十分完美，但方程好像相当随意。
　　我觉得物理学家们（就像鲤鱼那样）发明的这些「力」，实际上掩盖了我们对物体怎样能够不彼此接触而运动这一问题的无知。
　　如今加来道雄已经是一位非常知名的理论物理学家，超弦理论的奠基人，秉持着爱因斯坦的精神：探寻「所有事物的原理」。
　　他仍在尝试打破「透镜」的桎梏，寻找正确的坐标系，以探寻那些我们看不见的东西的答案。他认为身在三维时空的我们无法理解的高维空间，就是许多难以解释和统一的自然规律的答案。
　　身在池塘里，也可以去构建更广阔的「外部世界」模型。
　　我常想，我们就像自鸣得意地在池中游动的鲤鱼。一生就在我们自己的「池塘」里度过，以为我们宇宙只包含那些看得见摸得着的事物。
　　- 加来道雄《超越时空》
　　Morning Rocks
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