科学星球

这一期我们来碰一个我长期想聊的话题：时间。这期结合前两期的科幻故事《递归》，形成了一个时间与人类记忆关系的小系列，推荐你一起听。前两期分别是：曼德拉效应和既视感，是被抹除的另一段时间线：《递归》的科幻故事当人类掌握了篡改时间的能力，世界开始崩塌：《递归》故事的完结这期我们不再聊故事，而是回到真实的物理世界。你有没有想过——钟表，真的在测量时间吗？它到底是怎么测算时间的呢？如果把整个宇宙里的一切按一下暂停键，冻结一亿年，然后再解冻，这一亿年，算过去了吗？小时候的一个暑假很漫长，而现在的日子，一年嗖的一下就过去了，如果我告诉你，这不是心理学问题，而是涉及到了意识和时间关系的本质呢？如果说时间在哗哗地流动这件事，它本来只存在于我们的意识里呢？这些问题，有的看似是抬杠，有的看似是科幻，但它们全都是正经物理学和神经科学吵了几百年的真问题。今天我们就要聊这些，这一趟走下来，你关于时间的一切直觉——它在流、它有现在、它对所有人是公平的——可能一个都保不住。P.S：这是一期按照付费节目质量准备的内容，最后决定免费开放，给更多喜欢时间这个神秘话题的朋友，感谢你的倾听，也欢迎你的打赏鼓励。

这是布菜克·克劳奇《递归》系列的第二期，我们今天会把这个故事完整的讲完。如果你是第一次听这个系列，那么我强烈建议你现在就跳出节目，从上一期开始听。按照这本小说的设定，过去、现在、未来，全都真实存在、同时存在，像一本已经写好的书，每一页都摊在那儿。我们之所以会感到时间往前走，因为我们的意识有个缺陷——它一次只能"接触"一个时刻。不是时间产生了记忆，而是记忆，塑造了我们对时间的一切体验。每一段强烈、具体、带有情绪的经历，都会在大脑中留下可被定位的神经痕迹。当一个人躺进感官剥夺槽，被注射药物、心跳停止。濒死时松果体大量释放 DMT，大脑进入极致状态，这时电磁刺激把你那段记忆的神经元模式"点燃"。这个人的意识就会"跳"回那段记忆对应的时刻，接管了那个时刻里年轻的自己。原来的时间线不会消失，也不会被删除。它只是被终结了——在穿越者"死在剥夺槽里"的那一瞬间，被终结的旧时间线，会缩成一段失效记忆，直到时间再次来到那个人在原来的时间线死在剥夺槽的那一刻，所有和他相关的人，旧记忆就像潮水一样涌回来。听完这一期，你会知道为啥这本书的名字叫《递归》。本播客解读过的其他科幻小说（可按照关键词搜索）：这就是你输掉时间战争的方式：因果律的无限循环被困在量子叠加状态，我被50个平行宇宙的自己猎杀在冰冷残酷的宇宙里，意识有什么用？3万字深度解《盲视》比二向箔更可怕的《闪光》：当数学规则被篡改，宇宙会发生什么？挽救计划：11.9光年之外，拯救两个即将毁灭的跨星系文明科幻游戏《星际拓荒》：星际拓荒（上）：太阳爆炸前22分钟，我掉入了时间循环里星际拓荒（中）：宇宙之眼、因果悖论和量子星星际拓荒（下）宇宙与文明的最终结局

从今天开始，我打算用三期节目，来讲一本书。你有没有经历过这样的瞬间：某个地方、某句话、某个人的表情，忽然让你觉得自己以前经历过。那种感觉很短，但是有一种强烈的似曾相识的感觉。一般我们把这种现象叫做即视感，Déjà vu。可如果这种感觉不只是一个瞬间呢？如果你突然记起了十年人生，记得一个自己的孩子，记得这十年来每一个和他相处的细节，而你现在生活的现实告诉你，这个孩子从来没出生过。你会怎么办？再问个问题，你有没有听说过曼德拉效应？它说的是，很多人会对同一件事拥有相同、却和事实不一致的记忆。名字来自一个广为流传的例子：一部分人坚信纳尔逊·曼德拉在上世纪八十年代死于狱中，实际上他后来获释、当上南非总统，2013 年才去世。今天这本书，提出了一个猜想：如果曼德拉效应是真的呢？万一那些记忆确实发生过，只是发生在一个被抹掉的世界里？万一我们脑子里那些凭空多出来的记忆，其实来自另一条时间轴？带着这个问题，我们先讲故事。注意！以下图片涉及剧透，请在本集最后揭秘科幻设定的时候再来看图：

我们人类，是怎么知道自己在哪里的？这不仅包括我们在大地上的位置，我们也要聊聊，我们如何知道自己在宇宙中的位置，怎么知道那些非常非常遥远的星星有多远，以及，整个宇宙到底是怎样的尺度。如果你看过那些表现宇宙空间的视频，还能在俯瞰整个银河系，点出我们所在的位置，其实这些画面都是根据已经被天文学家算出来的数据推算合成的，实际上根本不可能有一个摄像机在银河系外面拍摄银河系，还能看到我们的位置，人类在地球上能看到的就是身边的山川河流，以及头顶的一大堆小亮点。即便到了科技这么发达的今天，我们看到的还是这一堆小亮点，只是分辨率高了一些。听完你就知道，要搞清楚我们自己和星星的位置，这件事比我们想象的要复杂得多；人类一步步走到今天，为了回答这些问题想出了无数多的聪明点子，也积累下来无数多的宝贵财富。要说我们自己在哪，你可能会觉得，这有什么难的？现在我们拿出手机，打开地图，马上就能看到一个蓝色的小箭头。它告诉你，你现在在哪条路上，离目的地还有多远，应该往哪个方向走。但是，我们先把这些现代工具全部拿掉。在真实的世界中，人类在绝大多数的历史中，确实就没有我们现在手里的各种尖端的设备。没有手机。没有卫星。没有全球统一坐标。甚至没有一张准确的世界地图。人只能看见周围的大地和山川，他们又是怎么知道自己在哪里？再进一步。如果你是一艘船上的水手，四周都是海，没有任何地标，你又是怎么知道自己在地球的哪个位置？如果你是一位天文学家，你看到天上有太阳、月亮、恒星，但你不可能飞过去拿尺子量，你怎么知道太阳离我们有多远？一颗恒星有多远？一个星系又有多远？这一期的主题就是：从大地到星空，人类如何丈量世界。这里面有一条非常清楚的推进线。先量地球大小，再定位地球表面，再量太阳系，再量恒星，再量星系，最后量整个宇宙。而每一次尺度变大，人类都需要发明新的方法。这里面真的有太多人类的智慧了。这一期我会把这些方法叫作丈量世界尺子。你也可以跟着我们的故事，抛开上帝视角，一起来想办法，如果你活在当时，你有没有解决那个问题的思路？

今天，我想讲一对母女的故事，这两个人你肯定很熟悉，上学的时候就读过，但她们的故事你肯定不熟悉，因为种种原因，课本里没有写。我并不准备聊一个「母爱伟大」的典型案例——至少不是你想象中那种。我甚至在整理材料的时候，好几次被气的浑身发抖。这个母亲，放下了最重要的学术生涯，把十七岁的女儿带上了战争的前线。而她们在战场上效忠的，是一个根本不尊重她们、甚至在迫害她们的国家。她让女儿在炮火声里操作 X 光机，在战地医院里给浑身是血的士兵拍片子，在泥泞的帐篷里冲洗底片。回忆一下，你在十八岁的时候在做什么呢？差不多就是高考前后。十八岁的时候，这个女儿已经独立管理一个前线放射站了。这对母女，就是玛丽·居里和伊蕾娜·居里。我知道，「居里夫人」这三个字，大家从小学课本就认识了。发现了镭，两次诺贝尔奖，伟大的女科学家。但坦白讲，课本给我们的，是一个被抽干了血肉的符号。好像这人一旦是「伟大的科学家」，就可以自动忽略她面对的所有时代问题了，尤其是女性面对的时代问题。今天我想做的事情，是把血肉还给她——也还给她的女儿。作为一个科学类的栏目，我们今天也会聊到一些跟核辐射相关的科学知识，但今天比较特殊，咱们以讲故事为主。这个故事打动我的地方，是在一个根本不欢迎女性做科学的时代，一个母亲用自己的整个人生——包括她的成就、她的伤痛、甚至她的丑闻——给女儿示范了一件事：你可以把自己的一生放进一个严肃的问题里，而且不必为此请求任何人的许可。

今天我们来聊一个可怕又陌生的东西：核辐射。最近，Netflix 上有一部非常火的巴西剧——《放射危机》。这部剧上线之后迅速霸榜，弹幕里全是“后背发凉”“比恐怖片还吓人”这样的评论。剧集里有这么一个被疯传的画面。1987 年，巴西中部的一座城市，夜幕降临。一个废品站老板的家里，几个大人围成一圈，盯着一个金属罐子。罐子里装着一种神秘的粉末，在黑暗中散发出幽幽的蓝色光芒。不需要电池，不需要插电，它就这么自己发着光，像是从童话故事里跑出来的魔法物质。一个 6 岁的小女孩兴奋地把这些粉末涂在自己的手臂上、脸上，在镜子前转圈，炫耀自己像仙女一样闪闪发光的皮肤。晚饭前，她没洗手，用沾满粉末的手指抓起一个煮鸡蛋，一口一口吃了下去。三周后，这个小女孩死了。全身器官衰竭，骨髓彻底崩溃，死于一种她和她的家人完全不理解的、看不见摸不着的东西——核辐射。这是 1987 年 9 月，真实发生在巴西戈亚尼亚市的核灾难。一场被称为“南美切尔诺贝利”的事故，一场由一个被遗弃的医疗设备引发的城市级灾难。今天这期节目，我想和你完整地讲述这个故事。上半部分，我们会沿着时间线，一步步还原这场灾难是如何发生的——从一场产权纠纷，到两个拾荒者的闯入，到蓝色粉末在城市中的疯狂传播，再到最后惊心动魄的全城去污染行动。下半部分，我们会深入科普的领域：辐射到底是什么？它为什么这么可怕？人类是怎么发现它的？还有那些你在日常生活中听到的“防辐射”说法，到底哪些是真的，哪些是彻头彻尾的骗局？这是一个关于无知、好奇、贪婪、恐慌和勇气的故事。这也是一个关于人类如何认识、利用、并最终学会敬畏一种看不见的能量的故事。让我们回到 1987 年的巴西，回到那个被幽蓝光芒笼罩的九月。

为啥有的春节没有腊月三十，而是腊月二十九过除夕？这谁说了算的？为啥农历和公历总是对不上？阴历生日和阳历生日哪个更准？这些话题总是出现在我家的桌上，不知道有没有让你感到过困惑，我也搜过一些短视频来讲这件事，每次都发现，看完还是没彻底搞明白。今儿我想把农历和公历的事，在时间这个尺度上彻底聊明白，看这个进度条你就知道，这事儿还真不是三言两语能说清楚的。在这一趟把东西方历法搞清楚的旅途上，咱们还会有不少别的收获，比如：人站在地球上，只能看到太阳东升西沉，看不见地球绕太阳一周，那是怎么算出来一年有365天的？再比如，农历听着好像挺落后，你可能不知道其实它是全世界最精密的天文和数学系统。再比如，你知道除了闰年、闰月，还有闰秒吗？我们已经亲历过27次闰秒了。这一趟我的收获不少，很想分享给你。图1：月亮周期变化的原理图2：一年四季变化的原理图3：北半球夏天的示意图

最近金价一路狂飙，成了全民话题。但我猜，当你手里捏着一颗沉甸甸的金豆子时，可能从未想过一个极其简单、简单到有点“傻”的问题：黄金，它为什么偏偏是金色的？你可能会说：“这算什么问题？金子金子，当然是金色的啊！”但你仔细回想一下，在化学元素周期表里，那些出身显赫的金属——银、铂、钛、铝、铬……放眼望去，几乎全是白茫茫的一片银白色。唯独黄金，像是个不合群的叛逆者，固执地披着那层耀眼的、充满神性的黄橙色。我想告诉你，为了让你一眼就能从一堆破铜烂铁里认出这抹值钱的颜色，宇宙动用了两套最顶级的“物理大招”：一套是量子力学，另一套是相对论。如果这个宇宙的物理常数稍微偏一点点，或者光速再快那么一点点，黄金就会瞬间“泯然众金”，变成一种和银子没什么区别的银白色金属。到那时，人类几千年的文明史、战争史，甚至你的一切理财故事，可能都要推倒重来。更神奇的是，在地球上所有天然金属里，只有黄金的金色，同时证明了量子力学和相对论都是正确的，这是从地球诞生那天起，大自然就悄悄留给人类的“一封密信”。咱们一起揭开这个的秘密，听完你一定会忍不住感叹：原来金子值钱，真的有它的道理！【收听指南】 00:19 黄金的颜色之谜：化学元素中的叛逆者 07:12 双剑合璧：量子力学与相对论如何塑造"金色" 15:19 菲涅尔效应：金属区别于普通材质的核心18:48 材质视觉魔法：菲涅尔效应下的反射率对决25:19 量子虚态：光子与电子的能量交换游戏 45:21 黄金滤镜效应：相对论在颜色中的具象体现50:08 相对论奇迹：电子以58%光速运动 01:01:14 颜色的本质：大脑为电磁波贴标签 01:03:19 黄金的科学诗篇：从电子舞动到宇宙法则 商务合作：[email protected]本期一些有助于你理解的参考图：图1：车田正美的漫画《圣斗士星矢》，通过线条和颜色的组合，让我们认为纸上呈现的东西是金色。图2：即便是纯黑白色的画面，也可以只凭感受到黄金与青铜的区别图3：一张图展示菲涅尔效应，当我们看近处的水面，视线几乎与水面垂直，能清晰地看到水底。但当你远眺湖面时，水面就像一面完美的镜子，倒映着远山。图4：菲涅尔效应告诉我们的视觉：这是个大理石球。图5：菲涅尔效应告诉我们的视觉，左边是一个光滑的塑料球，右边是一个光滑的金属球。图6：菲涅尔效应的本质，就是一个光遇到电子的概率问题。图7：一张元素周期表，大部分位于左下方的元素都是金属，少量位于右上方的是非金属。金元素是79号。图8：左边是一个表面很光滑的、黄色的塑料球，右面是一个黄金的球，除了菲涅尔效应的不同，同样的白色灯泡倒映出的倒影颜色也不同（黄金的反射颜色是由相对论效应造成的），所以我们的眼睛能分辨光滑塑料和黄金表面。图9：我们日常所说的一束光基本都是频率从高到低的光波组成的光，我们的眼睛只对从紫色到红色这一段有反应，所以这一段被叫做可见光，频率比紫光更高的，叫紫外线，频率比红光更低的，叫红外线。

今天我想和你聊聊，科学历史上最著名的一场世纪大辩论，咱们今天总挂在嘴边的量子纠缠，就是从这儿来的。如果你能回到 1927 年布鲁塞尔那个阴沉的秋日午后，走进大都会酒店的餐厅，你可能会觉得自己穿越进了一个科学版的“诸神黄昏” 。在那间充满雪茄烟雾和低沉讨论声的宴会厅里，29 位当时地球上最聪明的头脑正围坐在一起，里面有我们熟悉的薛定谔、泡利、狄拉克、普朗克、居里夫人、洛伦兹、还有海森堡（可能很多朋友是在绝命毒师里第一次听到这个名字，这当然是老白的致敬）。这 29 个人里有 17 个已经或者即将拿到诺贝尔奖。把这些人召唤到一起的，是第五届索尔维会议。会议为期6天，那些著名的物理学家在这次会议上发表了重要的演说，但比起那次著名的「世纪大对决」，这些演说都显得黯淡无光了。我把那次会议的合影放在下面，第一排坐在中间的，就是留着标志性乱蓬蓬灰发、眼神中带着一丝顽固与悲悯的阿尔伯特·爱因斯坦；第二排最右边，就是身材高大、语调温和，但眼神如剃刀般锋利的尼尔斯·玻尔。这次会议，为爱因斯坦和波尔的世纪大辩论拉开了帷幕。这场横跨三十年、被称为物理学史上最伟大的智力对决，本质上是两位伟人对于“到底什么是真实”的理念之争。换句大白话，就是：当我们不看月亮的时候，月亮到底在那儿吗？爱因斯坦总共发起了三次进攻，三次都被玻尔加以反驳，每次攻防战，都让人们对鬼魅一般的量子力学有了新的认知。接下来，我就带你复盘这三次改变人类命运的“世纪对决”。

当你仔细观察一个人，头顶那片浓密的黑发，为什么到了脖颈处就悄悄变淡，而且过渡还很自然，再往下又成了几乎透明的绒毛？难道我们的身体里，藏着一份标注每根毛发颜色的 “说明书”吗？当你深呼吸感受空气涌入肺部时，你有没有好奇过：小小的胸腔里，怎么装得下能铺满一个网球场的肺泡？3 亿个肺泡像迷宫一样排布，它们的位置是一个个被规划好的吗？如果你把一片雪花放在显微镜下，能看到更小的雪花形状嵌套其中，这种 “重复又不单调” 的图案，是一种巧合还是有什么内在的机制？这些看起来毫无关联的问题，答案其实都指向同一个听起来很 “数学”，却和我们息息相关的概念 —— 分形。你可能会觉得，“分形” 这两个字听着就像课本里的难题，但实际上，它是大自然偷偷用了几十亿年的 “建造密码”—— 小到你身体里的血管、神经，大到窗外的树木、远处的山脉，甚至天上的云朵，都是用分形的逻辑 “长” 出来的。只不过，我们人类在数学理论的发展过程中，是很靠后才了解到它的，所以初看起来它就很怪异。甚至曾经一度被人们称为“数学中的怪兽”，但这只怪兽，早就先于我们存在了亿万年，它是宇宙用最简洁的方式，制造最复杂的世界的秘密算法。而一旦我们掌握了它，就能利用它来改造世界。今天，我们就来好好聊聊分形。便于你理解，下面有一些图片可供参考。康托尔集：科赫曲线：科赫雪花：海岸线悖论：介于2D和3D之间的纸团：科赫曲线的维度：不同图形的维度表：谢尔宾斯基三角形：用混沌游戏算法构建谢尔宾斯基三角形：天气系统的蝴蝶形吸引子：肺部的分形示意图：肺的分形构造：