TED演讲推荐 (02):Aaron Koblin: Artfully visualizing our humanity

我始终愿意相信,在虚拟与现实之间隐含着复杂深刻的思辨联系。而人性——是这一深刻故事永恒不变的精彩主题。

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TED演讲推荐 (01):Louie Schwartzberg: The hidden beauty of pollination

TED一直是我非常喜爱的内容源之一。因为它短小精悍,每个演讲平均15分钟。信息的获取效率远高于书籍、Web等阅读方式,同时内容又相对完整,完全没有微博、SNS等的快餐化弊端。在TED,可以看到的是来自各领域——尽管名称是Technology,Entertainment,Design——相对较新的观念和思想。更重要的是,这些演讲全部都是当事人第一手的体验和分享,而好的呈现形式本身甚至和内容一样重要。

这就是TED了,有什么理由错过它呢?

“Always take time to smell the flowers, and let it fill you with beauty, and rediscover that sense of wonder.” ——Louis Schwartzberg

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注1:这个系列的帖子用于记录那些我看过的touching,moving或是“刷新认识”的TED演讲。推荐~

注2:由于TED网站内嵌视频分辨率较低,建议下载观看(原始链接有Download按钮并可以选择分辨率和字幕;iPad上推荐一个韩国人写的TEDiSUB应用,支持字幕及离线,很好用。

《比我们所能料想的更加奇异:奇怪的科学》

理查德·道金斯是英国皇家科学院院士,牛津大学教授,著名的科普作家、生物学家,同时也是当代最著名的无神论者。著有《自私的基因》,《盲眼钟表匠》等多本科普书籍。

这次在TED网站上因为偶然的机会看到他演讲的视频。一时间,被深刻的哲思和优美的语言所打动,于是决定动手翻译成中文。也顺便趁此机会尝试了下Google新推出的翻译辅助工具Google translator toolkit。下面的这篇译文就是用这个工具辅助翻译出来的。

第一次翻译这样大段的东西,这才深刻体会到翻译是多么难的一件事。既要尊重原文的本意,又要兼顾中文的表达。更希望能把演讲中深刻的思想美以一种一唱三叹的方式表达出来。而这一点恐怕我是没法办到了。

另外,在翻译的过程中发现科学松鼠会已经有了篇现成的译文。但我还是坚持自己把这篇给翻完了。有个别地方借鉴了红猪的译文,在此表示感谢!:D

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演讲视频地址:http://www.ted.com/talks/lang/eng/richard_dawkins_on_our_queer_universe.html

《比我们所能料想的更加奇异:奇怪的科学》

理查德·道金斯

翻译:unicell
最后更新:2009-07-01

我演讲的题目是:《比我们所能料想的更加奇异:奇怪的科学》。“比我们所能料想的更加奇异”出自J.B.S. 霍尔丹(J.B.S. Haldane),著名的生物学家。他说道, “我个人隐约觉得,宇宙之奇异不仅超过我们所料想的,更超过我们所能够料想的。我疑心天地之间有着比任何哲学想象到,或是能够想象到的,更多的东西。”理查德·费曼将量子理论的精确性——基于实验的预言能力——与在头发丝的尺度来刻画北美大陆的宽度相媲美。这意味着量子理论在某种意义上一定是正确的。然而基于量子理论的预言所需的前提假设是如此神秘而难于理解,以致于费曼本人也不得不评论道, “如果你认为自己理解了量子理论,那么你就没有理解它。”

物理学家求助于这样或那样自相矛盾的解释,这本身就是件多么奇怪的事啊。大卫·多伊奇(David Deutsch),在题为《真实世界的脉络》的演讲中,采纳了量子理论的“多重世界”解释。因为这个理论你最差也只能说它有些荒谬和浪费。“多重世界”理论认为平行存在着数量巨大且不断增加的宇宙。除非是通过量子力学实验这一狭小的舷窗,否则这些宇宙彼此之间是无法察觉到对方的存在的。这就是理查德·费曼。

译注:量子理论存在经典的“哥本哈根”解释与“多重世界”解释两种。后者最早由休·埃弗雷特(Hugh Everett)于1957年提出。 -unicell

译注:最后一句是说多重世界理论能解释很多事情,尽管付出了引入更多世界的代价。-unicell

而生物学家路易斯·沃派特(Lewis Wolpert)认为, 奇异的现代物理学只是一个具体而特别的例子。相比技术而言,科学常常严重挑战着人们的常识。沃派特指出,每喝一杯水,你就有可能喝下了至少一个曾通过奥利弗·克伦威尔(Oliver Cromwell)膀胱的分子。(众笑)这只是基本的概率论。一杯水中分子的数量比全世界的杯子数量或是膀胱数量都要多的多。——当然了,克伦威尔或是膀胱本身并没有什么特别。你刚刚吸进的一个氮原子,就曾经穿过高大苏铁树左边第三只禽龙的右肺。

“ 比我们所能料想的更加奇异。”究竟是什么使得我们能够料想任何东西?而这又是否能解释我们究竟能料想哪些东西?宇宙间会不会有些事物永远地超越了我们的理解力,但同时又没有超越某些高等智慧生命的理解力呢?宇宙间又是否有事物在原则上超越了一切心智——无论它有多么高等——的理解力呢?科学史是长长一串剧烈的头脑风暴,因为新一代的理论在本质上接受了宇宙中更加奇异的层面。我们现在对于地球是在自转——而不是太阳在天空移动——这一想法是如此的习以为常,以致于我们很难意识到这曾经是多么震撼人心的思想革命。毕竟,一切都是那么显而易见,地球是大而且静止的,太阳则小而会移动。在这里值得一提的是维特根斯坦对于这一问题的评论。“告诉我”,他问道一个朋友, “为什么人们总说,是太阳绕着地球转而不是地球自转,这一想法是非常自然的呢? ”他的朋友回答道: “嗯,很明显啊,因为看起来太阳就好像在绕着地球转呀。”维特根斯坦回答说: “好吧,那要让地球看起来是在自转,看起来应该是什么样? ”(众笑)

科学已经告诉了我们一个和所有的直觉相悖的事实,那就是即便像晶体和岩石这样表面看起来是固体的东西,实际上是几乎完全由虚空(empty space)所组成。一个我们所熟悉的比喻是这样描绘的,一个原子中的原子核就好象飞在体育场中心的一只苍蝇,而相邻的下一个原子,则是相邻的下一个体育场。因此,看起来最坚硬最结实最致密的岩石,实际上几乎完全是空的。这虚空仅被微小粒子所隔断,而这些粒子彼此之间的空隙是如此之大,以致于粒子本身的大小几乎可以忽略不计。那么为什么,岩石无论在外观还是感觉上都是如此坚硬、结实、不可穿透呢?作为一名进化生物学家,我会这么说:我们的大脑经过进化,以使得我们可以在身体所处的这个数量级的尺度和速度下生存下来。我们从来没有进化出在原子世界中漫游的能力。如果有的话,我们的大脑就很可能会把岩石当作是空心的了。我们的手感觉到岩石是坚硬而且不可穿透的,完全是因为岩石和手这两样的物体彼此是不可穿透的。正因为如此,我们的大脑所构建“实心”和“不可穿透”这样的概念才是有用的。 因为这些概念可以帮助我们在中等尺度的世界里为身体导航,而这正是在这个尺度下生存必需的能力。

再来说说尺度的另一端吧,我们的祖先也从不来需要以接近光的速度在宇宙间行进。如果他们曾需要的话,我们的大脑理解起爱因斯坦会来的更加容易。这里,我想称这个我们在其中进化的、中等规模的环境为“中观世界”(Middle World)——这名字和“中土世界”(Middle Earth)无关。是“中观世界”。(众笑)我们是“中观世界”的居民,这一点限制了我们的想象力。你会发现凭直觉就很容易理解,当一只兔子以“中观世界”物体常见的中等速率移动,之后撞上了另一个“中观世界”物体,比如岩石,那么它就把自己撞晕过去了。

译注:“中土世界”源自北欧神话,意指“人类居住的土地”。因英国作家托尔金的《魔戒》系列小说而闻名。 -unicell

译注:中观世界是相对于宏观世界和微观世界而言。 -unicell

请允许我介绍陆军少将Albert Stubblebine三世,他是1983年的军事情报部门的指挥官。他有次盯着自己在弗吉尼亚州阿灵顿办公室的那堵墙,决定采取行动。这行动听起来有些吓人,因为他打算穿墙进到隔壁另一间办公室。他起身从他的办公桌后走了过来。原子主要是由什么组成的?他想着。是空间。他边想边走。我又是什么组成的?原子。他加快了脚步,这时几乎是在小跑。墙壁是由什么组成的?也是原子。我要做的只是把原子和原子之间的空间相合并。紧接着,Stubblebine将军的鼻子就重重地撞在了墙上。Stubblebine,这位手下有16000名士兵的将军,对于自己一次次的穿墙失败而困惑不已。他坚信,穿墙能力终有一天将会成为军中士兵的常规技巧。又有谁还敢和这样一支军队打仗呢?上面这个故事是我前几天在《花花公子》杂志中读到的一篇文章。(众笑)

我有百分之百的理由相信这是一个真实的故事。顺便说一下,我读《花花公子》,是因为上面刊载了我自己的一篇文章。(众笑)伽利略告诉我们,不考虑空气摩擦,重的物体总是和轻的物体在同一时间落地。而在“中观世界”中训练出来的人类直觉却很难相信这一点。这是因为在”中观世界“,空气摩擦总是存在的。如果我们是在真空中进化来的,我们就会认为它们是同时落地的了。而如果我们是细菌,不断地受到分子热运动的冲击,我们的认识又会有所不同,可作为“中观世界”居民的我们体积太大,根本无法注意到布朗运动的存在。同样的道理,我们的生活是由引力所主导的,以致于表面张力几乎完全被忽视了。而对一只小昆虫而言,这两种力的重要性完全是和我们相反的。

图中左边的这位是Steve Grand,右手边的是Douglas Adams。Steve Grand在他的《创生:生命及其制造》(Creation: Life and How to Make It)一书中,针对我们通常对物质一词的偏见出言尖刻。我们倾向于认为只有实心的,有实体的东西才是真正的物体。真空中电磁起伏的波动就显得就不那么真实。维多利亚时代的人认为,这波必然是发生在某种介质中的波动,他们称这种介质为以太。然而,实体的物质概念之所以能宽慰人心,仅仅是因为我们是在“中观世界”中进化并生存的。在这个世界里,“物质”这个词是个有用的虚构概念。漩涡,对Steve Grand来说,就是和岩石同样真实的物体。

在坦桑尼亚的一处沙漠平原,伦盖伊火山(Ol Donyo Lengai)的阴影之下,有一座由火山灰组成的沙丘。这沙丘的美妙之处在于,它可以整体移动。这在地理学上称为新月形沙丘。整个沙丘以每年17米的速度向西,在沙漠中移动。在移动中它始终保持着新月形状并向着号角的方向前进。当风把沙子从较缓的坡面吹向另一侧,之后当沙粒到了沙丘顶端就会滑向月牙的内侧,整个沙丘就这样移动起来了。Steve Grand指出,你、我,我们每一个人,都更像是一个波而不是什么永久性的物体。他恳请我们读者,“去回想一段自己童年的经历。——某个你记得清清楚楚的经历,某个即便你现在回想起来也还像是能看的到、摸的到甚至可以闻的到的经历。毕竟,小时候你曾亲身经历过,不是吗?要不然你又怎么会记得呢?注意,重磅炸弹来了:现在的你并没有亲身经历过那件事。当那段经历发生的时候,组成你现在身体的每一个分子都不在那儿。物质从四面八方流经而过,暂时聚合在一起,形成了你。无论你是什么,你都不是那些组成你身体的东西。如果这还没有使你脖子后的汗毛倒竖,那么再读一遍罢,直到它竖起来。因为这很重要。”

译注:事实上,新月形沙丘在顶端的沙粒滑落后,沙粒会因为气压的原因堆于月牙形的两侧。之后再逐渐被吹到顶端,如此反复。新月形沙丘是逆着风吹来的方向行进的。 -unicell

所以, “真实性”,不是一个我们可以仅凭简单的信心就去使用的词汇。如果一个中微子也有大脑,一个从中微子尺度的祖先进化而来的大脑,它就会说岩石确实是由虚空所组成的了。我们所拥有的大脑,是从中等尺度的祖先那里进化而来的,而我们的祖先是不能穿透岩石的。“真实性”,对于一只动物而言,只是它的大脑为了帮助其生存而产生的必需的概念。不同的物种在不同的世界里生活,从而也就存在着不同版本的真实性了。这一事实让人觉得不安。我们所看到的所谓“真实的”世界,并不是它的本来面貌,而只是一个模型罢了。这个世界的模型经过了感官数据的校准和调节,它被构建出来并在我们和真实世界打交道时发挥用处。

译注:中微子是基本粒子的一种。它很少与其他物质发生作用,能穿透几百亿千米厚的铅而行动几乎不受影响。 -unicell

模型的性质取决于我们是哪一个物种。飞行动物所需要的模型与直立行走、爬行或是水生的动物都不相同。一只猴子的大脑必须有软件可以模拟一个包含了树枝、树干的三维世界。一只鼹鼠用于建模的软件为在地下使用经过了特别定制。一只水黾的大脑则完全不需要三维软件,因为它生活在池塘的表面——一个艾德温·埃博特笔下的二维国。

译注:Edwin Abbott于1884年的小说《Flatland, A Romance of Many Dimensions》。书中描绘了二维国度的生物在多维世界中的经历。 -unicell

我推测,蝙蝠也许可以用它们的耳朵看到颜色。蝙蝠所需的,用来在三维空间导航以捕捉昆虫的世界模型,一定和其他在日间完成类似任务的鸟类,比如燕子,相类似。至于蝙蝠在伸手不见五指的黑暗中使用回声来作为模型的输入变量,而燕子使用光线。这种输入变量上的区别则是偶然的。我甚至怀疑,蝙蝠把感觉到的色调,比如红色和蓝色,作为内在的标签,用来标记回声中某些有用的性质。——例如物体表面的声学纹理,粗糙或是光滑等等。蝙蝠利用色调的方式和燕子,甚至我们人,在利用色调对光的波长长短做标记的方式相类似。红色与长波段的光本身并没有必然的内在联系。

重点就在于,模型的性质是由它将要被使用的方式所决定的,而不是由与其涉及的感官特征所决定。J.B.S. 霍尔丹本人也提到了生活在气味主导的世界中的动物。狗能够区分两种非常相似,并且稀释到很淡的脂肪酸:辛酸和己酸。两种酸的唯一区别,你看,只是其中之一的链上多了一对碳原子。霍尔丹进一步猜测,一只狗很可能可以通过气味将两种酸按分子量大小排列,就好像一个人可以根据发出的音符把钢琴琴弦按长度排列。请看,还有另一种脂肪酸,癸酸,它和之前的两种相当类似,只是又多了两个碳原子。一只从来没有见过癸酸的狗,或许可以毫不费力地想象出它的气味,就像我们可以毫不费力地想像一只比先前听过的高一个音的小号。或许狗和犀牛还有其他嗅觉导向的动物通过颜色来感觉气味。就好像刚才讨论过的蝙蝠的例子一样。

进化使得我们对于“中观世界”尺度、速度的范围产生了直观的舒适感——这有点类似于我们一部分狭窄的电磁频谱看作是可见光。而对可见光之外的频谱,我们却只能借助仪器进行观察。“中观世界”是整个物理实在中的狭窄的一部分,而这正是我们判断“正常”与否的范围。超过这范围的,对我们而言就异常的大,异常的小,或是异常的快。我们可以对小概率事件也给出这样的一个范围;没有什么是完全不可能的。奇迹只是可能性极低的小概率事件而已。一尊大理石雕像有可能会向我们招手;组成它晶体结构的原子可能都向着同一方向来回振动。由于原子的数量巨大,而它们之间又不存在运动方向上的默契,因此我们在“中观世界”看到的大理石,就显得岿然不动了。但雕像手掌中的原子仍然可能恰好在同一时间,以同一方式,一次又一次地移动。这种情况下,手就会挥动,我们就会看见它在“中观世界”向我们招手了。而这件事发生的概率是如此之小,以致于你如果从宇宙起源的时刻开始写0,直到今天你还没有把表示这个概率的0写完。

“中观世界”中进化并没有给予我们应对极小概率事件的能力;我们的生命没有那么长。在广袤的天文学空间和漫长的地质学时间尺度上,“中观世界”里看起来不可能的事件就变成了一种必然。我们可以通过统计行星个数来理解这一点。我们不知道宇宙中有多少颗行星,一个公认的估计值大约在1000亿亿到2000亿亿,或是到10000亿之间。这些数字提供给我们一种手段,用以表述我们对生命这一小概率事件的估计和猜测。如果我们在概率的频谱上加注上某种类似于地标的东西,那么它看起来就和我们之前见到的电磁波频谱差不多。

如果生命在每颗行星上只能发源一次,那么生命就是极为常见的了,再或者生命在每一颗恒星只能发源一次,抑或在每一个银河系只能发源一次,或是在整个宇宙只能发源发源一次(这种情况下,它一定是我们所处的这个宇宙)。而其他的某个地方可能就出现青蛙变王子,或是类似这样魔术一样的事了。如果生命在只在整个宇宙的一颗行星上发源,那么这星球一定是我们的地球,因为我们就是正在这里讨论着这件事。这意味着,如果我们相信是这样的话,生命起源的化学事件,其发生的概率低至1000亿亿分之一。而我隐约觉得生命在宇宙在是相当常见的。当我说“相当常见”的时候,生命可能依然是稀有的,稀有到没有任何一个生命之岛曾遇上另外一个。多么令人悲哀的一件事。

我们怎样解释“比我们所能料想的更加奇异”呢?是从根本原则上就比所能料想的更加奇异?还是仅比我们所能料想到的更加奇异?因为受我们这个在“中观世界”训练、进化的大脑的限制?我们是不是可以通过训练和实践,把自己从“中观世界”中解放出来,从而可以在数学方式之外,用某种直观的方式理解非常大和非常小的事物呢?我真的不知道答案是什么。我很好奇是不是可以从小就让孩子玩模拟量子现象的电脑游戏,比如模拟一个球穿过了屏幕上的两条狭缝,或是通过计算机模拟把量子力学的奇怪现象放大到可以感知的尺度,从而让他们熟悉“中观世界”尺度下的量子流。这样培养出来的后代可以让今后的我们更好地理解量子理论吗?同样的道理,一个模拟相对论的电脑游戏,物体在屏幕上表现出洛伦兹收缩现象等等,这样可以让孩子们更好地理解相对论吗?

最后,我想把“中观世界”这一概念应用到我们对彼此的认识上来。今天的大多数科学家都赞同一种机械论的心智观:即我们是现在这个样子,是因为我们的大脑是现在这个样子,我们的荷尔蒙是现在这个样子。而如果我们在神经解剖学和生理化学上有所不同,那么我们就会和现在有所不同,我们的角色也就会有所不同。但我们科学家是自相矛盾的。如果始终一致的话,我们在面对一个行为不端,比如杀害了儿童的人的时候,我们的反应应该是下面这样:这个装置有一个部件坏了,需要修理。然而我们不会这么说。我们—这其中包括我们最朴素的机械论者,而这个人很可能就是我——我们会说:“你这禽兽不如的东西,坐牢真太便宜你了。”或者更糟糕的是,我们会寻求报复,而这又几乎必然引发新一轮升级的反报复措施。这就是我们今天在世界各地所能看到的景象。总之,当我们像学者一样思考时,我们把人看作复杂而又精细的机器,就好象是电脑或者汽车一样。而当我们恢复到作为人的那一面时,我们表现的就像是Basil Fawlty一样,他在“Gourmet Night”一集中因为汽车不能发动而狠狠地教训了它一顿。(众笑)

译注:Basil Fawlty,英国情景喜剧《Fawlty Towers》中的主角。 -unicell

而我们之所以将汽车和电脑人格化,其原因正和猴子生活在树上世界、鼹鼠生活在地下世界、水黾生活在表面张力主宰的平面世界一样,我们生活在一个社会化的世界。我们在人山人海中穿梭——一个社会化版的“中观世界”。进化使我们成为充满才华和直觉力的心理学家,从而可以更好地预测他人的行为。把人当作机器在科学和哲学意义上或许是准确的,但如果你想猜测这个人下一步会怎么行动,这就是完全是在浪费时间。要想给一个人建立模型,最经济实用的方法就是把他看作一个有目的的、目标导向的个体,他有着快乐和痛苦,也有着欲望、动机和负罪感,有时候则应当被谴责。拟人化并把人们的行为看作是有意图的,这是一个极为成功的对人类进行建模的方法。这套建模软件在我们想到其他一些不适合建模的实体时,有时占据上风。就像Basil Fawlty和他的车,或是上百万妄想狂和他们所幻想的人和宇宙融为一体一样。如此看来,这些就都不足为奇了。(众笑)

如果宇宙比我们所能料想的更加奇异,这是否仅仅因为自然选择让我们,只能去料想那些为了在更新世(Pleistocene of Africa)的非洲生存下来所需要料想的东西呢?抑或是我们的大脑如此地多才多艺,收放自如,以致于我们甚至可以训练自己,打破这个我们身处其中进化的盒子吗?又或是,无论某些生物(beings)多么接近于神,宇宙中都有些事情是如此的奇异,以致于永远地超出了它们哲思的所能梦想到的边缘?非常感谢。

译注:Pleistocene of Africa,非洲更新世,距今180万年至1万年之间,是人类出现的时期。 -unicell

英文原文:
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