汪诘：科学有故事（主打）

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说明：《宇宙自然生命简史》是我重译、改编的《万物简史》。1， 修正了原书中不准确的知识点。2，更新了最近这 10 年来的科学进展。3，补充新增大量相关知识点。4，语言全部直接来自英文原著，没有使用原译。

听众薛定谔的猫在我的微信公号中留言写道：汪老师，请谈谈潘建伟团队的大贝尔试验好吗？新华社说是由潘建伟团队主导的试验，完全不提国际合作的事情，我去看了一下原论文，奈何英文不行，大致看出来还有好多国际团队的合作。这个试验的意义有多重要？之前也有听众问起过，说方舟子一直在孜孜不倦地打假潘建伟，想知道潘建伟在研究的量子通信到底是不是伪科学，国际上对这个项目又是怎么看的？

    好，那我今天就借着大贝尔试验的这条新闻，再跟大家聊聊潘建伟教授的成就。先来说一下大贝尔试验是怎么回事。客观地说，新华社的这篇新闻实在有点让我无语，竖立民族自信最好还是要建立在客观真实上。新华社的这篇新闻稿是 2018 年 5 月 11 日发出来的，也就是前两天的事情，我的很多群里都在转发。我先给大家念一下新华社的原文，然后我再说真实的情况，你们就知道是怎么回事了。原文是这样：近期，中国科学技术大学教授潘建伟及其同事彭承志、印娟、张强、陈宇翱等组成的团队，在国际上首次实验实现了基于人类自由意志和超高损耗下的贝尔不等式检验，并在此基础上开展全球合作，利用超过十万人的自由意志产生的随机数进行了量子非定域性检验，相关成果于5月10日发表在《自然》杂志上。

    好了，新闻听完了。你再仔细听我说下面三点：

1.   这个大贝尔试验是 2016 年 11 月29 日开始的，持续了大约 1 天的时间，注意时间，是2016 年，这就是新华社新闻中所说的“近期”的准确含义。

2.   《自然》杂志的那篇文章的署名作者的名单很长很长，有几十个人，潘建伟教授他们当然也在其中。

3.   这是一个国际合作项目，初始倡议者是西班牙的光子科学研究所，参与的机构全世界加起来总共有 9 家，中科大只是其中之一，并没有任何特殊性质。

知道了这三条基本情况后，我再来说说这个大贝尔试验是咋回事。贝尔实验是数学家贝尔提出来的一个验证量子力学的物理实验，主要与量子纠缠的性质有关。那关于什么是量子纠缠，什么是贝尔实验，请听我《宇宙自然生命简史》的第 21 和22 期节目，我介绍的非常详细，而且通俗易懂，我不再赘言。在贝尔实验中，有一个重要的工具，就是需要一组很长很长的随机数。有一些特别苛刻的的科学家就提出，之前所有的贝尔实验中产生的随机数都值得怀疑，不是真正的随机数，因为只要是用机器产生的随机数都不见得是真随机，或许就是在宇宙大爆炸的那一刻就由所有的参数决定了的。那既然随机数不是真随机，那么实验的根基就不牢靠。为了应对这样的质疑，有一些科学家就提出了另外一种随机数产生的方法，就是用人肉来产生。这是基于自由意志假说，也就是说人的意志不是在宇宙大爆炸那一刻被决定的，每个人都有自由意志，所以如果你现在闭着眼睛随机的写 0 和 1 的字串，这个字串就是随机的。当然，为了更保险，最好是几万人甚至十几万人写下的字串再归纳。为了不让这件事情干着太枯燥，于是科学家们就设计了一个游戏，邀请全世界的普通人在同一段时期内一起来玩。原本是计划邀请到 3 万人以上，最后实际参与的人数超过了 10 万。这个就差不多是大贝尔试验的基本情况。潘建伟的团队参与了这次实验。结果不出意外，再次证明了量子力学的正确性，和之前的多次实验结果一样，相关成果以 Letter 的形式发表在了 2018 年 5 月 10 的《自然》杂志上。Letter也是研究成果的发表形式，比 Article 的等级略低一点，但也是重要的文献。

说实话，我觉得这个是非常重要的科学成果，感觉更有点像是一场对公众做科普的秀，很好玩，也很有话题性。但科研价值可能有限。因为对于这次实验，在科学界其实并没有人怀疑会有什么惊人的不同结果。加上人类自由意志的噱头更容易引起公众的兴趣罢了。

说回方舟子打假，我承认方舟子确实成功地打过很多科技领域的假，而且如果是在他的本专业范围领域内的，我印象中还没有失手过。不过出了他擅长的生物化学领域，就不好说了。这几年他一直在孜孜不倦地打假潘建伟教授，差不多有 10 年了吧，我记得我写《时间的形状》第一版时，就是因为看到了方舟子的打假文章，下笔的时候还特别小心翼翼地用了我等吃瓜群众目前还在看热闹中的说法，但是到第二版的时候，我就删除了。因为随着时间的推移，潘建伟教授的学术成就越来越可靠。

可最能说明潘建伟学术成就的是去年，他两度在国际最顶尖的科学期刊上发表论文。2015 年，潘建伟的工作被英国物理学会新闻网站《物理世界》评为年度十大科学突破，而且高居榜首。2017 年 6 月，潘建伟领衔的全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”团队实现了“千公里级”的星地双向量子纠缠分发，打破了此前国际上保持多年的“百公里级”纪录，相关成果发表在《科学》杂志上。时隔一个多月，这支团队又在国际上第一次成功实现“千公里级”的星地双向量子通信，相关成果在线发表在《自然》杂志上。年底，他又被《自然》杂志评为年度十大科学人物。

    当然，有人也可以用韩春雨事件来说这还是不能说明问题。但关于潘建伟教授的报道并不是突然一阵风，是由来已久了，可以说，经受住了时间的检验。久负盛名的著名科普杂志《科学美国人》 2017 年 6 月也曾经发文科普过潘建伟和他的量子通信。我请我的助理小编把这篇文章全文翻译了一遍，随后我会发布在科学有故事的微信公号中，这里我选取一部分念一下：

去年六月的测试具有里程碑式的意义。潘建伟率领的团队使用实验卫星在前所未有的距离上，测试了量子纠缠。他们将纠缠态的光子对发射到了中国的三个地面站，而地面站之间都相隔超过 1200 公里。这项测试验证了量子理论长期以来显得颇为神秘的原理，并建立起了中国在新兴的“量子太空竞赛”中的领跑者地位。

    日内瓦大学的物理学家尼古拉斯·吉辛是这么评价的，中国已经在量子通信领域了取得了领先，这证明全球量子通信是可能的，并且将在不久的未来得以实现。

    基于地面的量子通信通常会通过光纤电缆或在露天发送纠缠光子对。但沿途与普通原子的碰撞会干扰光子脆弱的量子态，使传输距离被限制在了几百公里。而去年六月潘建伟的测试距离达到了千公里级。有一种被称为“量子中继器”的精密仪器，配有“量子存储器”的模块，原则上可以以菊花链的形式连接在一起接收、存储和重新传输长距离的量子密钥。但这项任务非常复杂和困难，以至于这些系统很大程度上依然只存在于理论中。

    伊利诺伊大学厄巴纳分校的物理学家保尔·威特表示，量子中继器必须从两个不同的地方接收光子，然后将他们存储在量子存储器中，接着直接让它们互相干涉，之后才能沿着网络发送进一步的信号。他还说，为了完成以上的步骤，你必须在没有实际测量它们的情况下，明确地知道已经存储了它们，这有点像没有打开邮件的包裹，但知道里面装的是什么物品。如果是包裹，你还可以晃动下听听里面是什么，但难就难在你收到的只是光子。你希望确认你已经收到了它们，但你不希望吸收它们。毫无疑问，理论上是完全可以实现的，但现实中很难做到。

    为了形成环绕全球的安全的量子通信网络，唯一可行的方案就是从太空中发送量子密钥，然后将它们分发到数千公里以外的地面节点。以中国古代哲学家命名的墨子号，重达 600 公斤，2016 年时已经被发送到了近地轨道。这是中国在量子通信领域发力的标志性事件。但这还不算完，墨子号只是排头兵，接着还有一系列的国家层面的研究计划，投入的总额约为 1 亿美元，项目被称为“量子科学试验卫星”（QUESS）。

    墨子号携带的核心部件是一系列晶体和激光器，它们能够产生纠缠的光子对，然后将光子对分离，通过单独的光束传输到卫星视线范围内的地球上的地面基站。2017 年 6 月的测试，三座接收站有两座位于青藏，分别是德令哈和乌鲁木齐，还有一座位于西南部的丽江。德令哈和丽江相距 1203 公里，打破了纠缠光子对传输距离的纪录。

    潘建伟的这项工作开始于上世纪 90 年代，当时他是奥地利因斯布鲁克大学物理学家安东·泽林格实验室的一名博士研究生。泽林格是潘建伟的博士导师。他们亲密合作，一起测试并进一步发展了量子通信的想法。潘建伟于 2001 年回到中国，建立了自己的实验室。巧的是，泽林格也在位于维也纳的奥地利科学院创办了自己的实验室。接下去的七年，他们在打破纠缠光子对的传输纪录上激烈竞争，竞争的内容包括间隔的距离更大、条件更极端，并要求实验以地面为基础进行。他们两人还在这段时间内说服了自己国家的航天局，给发射卫星、从太空测试这项技术开了绿灯。但泽林格的提案毁在了欧洲航天局的官僚主义上，而潘建伟的提案马上就获得了中国国家航天局的支持。最后，泽林格选择了与他的学生再次合作，而不是展开竞争。现在，奥地利科学院是“量子科学试验卫星”项目（QUESS）的合作方。更让人期待的是，这个项目计划用墨子号来进行一次洲际间的国际量子密钥分配试验，地面基站会建在北京和维也纳。

    泽林格说，我很高兴墨子号进展顺利，但我也意识到，欧洲和其他国家错过了量子通信这个巨大的机会。

    其实这些年，其他的研究人员和机构都在争相赶上，推动政府给与更多的资金，用来进行地面和太空的进一步实验。这其中，有很多人认为，墨子号的成功是他们一直期盼的催化剂，能推动政府对这项研究给与更多的便利。加拿大滑铁卢大学的物理学家托马斯·坚尼威表示，这次试验确实是一次重要的里程碑事件，因为如果我们将来要建造一个量子互联网，我们就需要在这样的长距离间发送纠缠态的量子。他说，这项研究对所有科学界的人来说都是具有开创性意义的，每个人都可以指着它说，看到没，这行得通！

    坚尼威和他的合作者正在从头开始寻找一种以太空为基础的研究方法。目前，他们正在和加拿大航天局合作，计划最快 2021 年能发射一枚比墨子号更小且相对简单的卫星，作为通用的接收器重新分配从地面站发出的纠缠态的光子。而在新加坡国立大学，由物理学家亚历山大·林领导的一个国际合作项目已经发射了鞋盒大小的立方体卫星，用于制造、研究、甚至传输“相关的”光子对，他们研究的这种状态接近量子纠缠，但还不是完整意义上的量子纠缠。美国伊利诺伊大学的奎特正在用来自 NASA 的拨款开发一种能够测试量子通讯的装置，这种量子通讯可能会在未来的某一天用到国际空间站的超广角，也就是多个光子对的同时纠缠。

    所有研究中最引人注目的是来自德国马克思·普朗克光学研究所的一个科研团队。他们正在开发量子通信协议，用于已经可以商用的太空中的激光系统，这些系统已经在欧洲哥白尼卫星和太空数据高速路卫星上使用。这个团队使用了其中的一个系统，成功编码，并通过地球静止轨道卫星发射的光子，把量子的简单状态发送给了地面基站，这颗卫星距离地球上空约 38000 公里。团队领导者马奎德特表示，这项技术并不依赖量子纠缠，和中国的“量子科学试验卫星”项目（QUESS）完全不同，但只需要小小的升级，它就可以在五年内被用于安全通讯中量子密钥的分配。他们的研究成果发布在了《光学设计》（Optical）期刊上。

    马奎德特和其他研究人员猜测，这个领域比公开发表的论文来得复杂也先进得多，美国和其他一些国家可能对其中重要的发展做了官方层面的保密工作。我们或许已经来到了量子通信的时代。马奎德特表示他有一个同事开了个玩笑说，美国的沉默恰似一声惊雷。美国人可是自由空间卫星和量子密钥分配的行家，他们在洛斯阿拉莫斯国家实验室和其他地方都有研究团队，但突然间，就不再公布进展了。我们认为他们不再发声只有两个可能，要么干砸了，要么干成了！

    以上就是《科学美国人》那篇文章的节选，全文会发布在科学有故事的微信公号中。我想，这篇文章可以很好地破除网上流传的很多谣言，例如量子通讯是科学骗局，其他国家都不搞量子通讯，就中国人花大钱在搞之类的。你可以在微信公号中回复关键词“墨子号”三个字观看墨子号 2016 年 8 月的升空。

最后我想补充一下，存在一个广泛的误解，那就是量子通讯就是量子纠缠原理的应用。实际上，量子保密通讯可以用到量子纠缠，也可以不用到量子纠缠。墨子号的量子通讯试验和量子纠缠试验其实是两个不同的实验，它的量子通讯只需要用到单光子密钥分发，并不需要用到量子纠缠。它做的量子纠缠的实验只是为了验证理论的一项纯试验性质的工作，为后续的工作铺路的。

这期，我还找了一个视频，是用 DIC（微分干涉对比）显微镜观察人的血液，这种显微镜可以使图像呈现浮雕状的立体感。

想看视频的话，可以在我的微信公众号“科学有故事”中，回复“红细胞”。

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说明：《宇宙自然生命简史》是我重译、改编的《万物简史》。1， 修正了原书中不准确的知识点。2，更新了最近这 10 年来的科学进展。3，补充新增大量相关知识点。4，语言全部直接来自英文原著，没有使用原译。

我的第一个视频节目《给少年讲相对论》昨天晚上上线了最后一集《令人惊叹的宇宙》，这一集与前九集完全不一样，这一集是原创片，这一集的成本是前面 9 集成本总和的 5 倍，我特别申明没有任何夸张的成分，我说的是实话，这还是没有计算我自己投入的时间和精力折算的成本，只是纯的制作成本。有很多听众已经在前不久结束的 4.29 演讲会上看过了，虽然是小成本的国产片，客观地说，与欧美的大片还有很大的差距，但大家也诚恳地告诉我，至少不算是烂片了，基本可以拿得出手。

今天我把这一集的录音在此全部播放一边，大家可以脑补一下画面。

如果你们不满足于脑补画面的话，可以先找到科学有故事的微信公号，然后在菜单中找到收费节目，点开菜单再点《少年相对论》，就可以找到购买链接了。10 集的团购价是 29.9 元，一顿 KFC 的价格。

这是本人的第一个视频节目，最后一集也是我的科学影视处女作，我也毫不讳言地说，能不能收回成本决定了我是否能在科学视频这条路上继续走下去，希望大家能支持我们这一代科普人最终也能做出像BBC、discovery、美国国家地理那样的科普大片，科普就是培育土壤的工作，科技之花就生长在这片土壤中，你的关注和支持就是和我共同耕耘这片土壤。谢谢你们。

在我的节目中，理性这个词是一个高频词，我经常跟大家说我们要理性，我也总觉得我的听友应该都是一群理性的人。没想到，前天晚上在某个微信群里面拍卖我的书，定价 68 元的《星空的琴弦》精装版，我 1 元起拍的，结果最终成交价居然达到了 80 元，这就显得不理性了。更夸张的是，中标的人付了钱居然失联了，也不主动来找我要书，我也找不到他了。我感觉他好像就是纯粹为了过一把哄抬物价的瘾，一不小心砸手里了，呵呵，貌似不太理性。实际上，经常会有人来问我，到底什么是理性，怎样才能成为一个理性的人呢？

我曾经听到有人说，我们不能盲目崇拜科学，要坚持理性。我听到这样的句子，我的第一反应就是，说话的人应该没有正确理解理性的含义，否则他不会说出这样的句式，把理性放在了比科学更好的那一面。实际上，理性是科学精神中的一部分，坚持理性的人就等于认同科学精神中很重要的一个方面了。那到底什么是理性呢？

在我看来，如果比较严格地界定这个词的含义，那么理性其实指的是哲学中的理性主义，理性主义者最著名的代表就是笛卡尔、康德等。但是，现在经常被挂在老百姓嘴上的理性，我感觉大家并没有对它的一种公认的定义，他的含义非常的丰富，我觉得更倾向于“理工科思维”的意思。在口语中，我们经常说一个人很理性，一般是指他显得很理智，做事很冷静，不会冲动决定，遇事想三分。

那么，在哲学上的理性主义到底是什么意思呢？一般认为，它是在笛卡尔手里成为了一套较为完整的思想体系，笛卡尔就是最重要的理性主义的代表人物之一。可能很多人都听说过笛卡尔那句名言：我思故我在。并且可能你也听说过，笛卡尔是试图证明上帝存在的人，换句话说，他信上帝。那就奇怪了，一个信上帝的人怎么反而成了理性主义的代表呢？在我们普通人的印象中，一个理性的人似乎是不应该信上帝的。如果你也是这样认为的，那就说明你对理性主义有误解，其实，真正的关键问题不在于你相信什么？而在于你为什么相信。理性主义者认为，任何可靠的结论必须经由公理演绎的方法才能得到，不管什么样的结论，我们必须要从一些最最基本的原则开始，通过数学和逻辑一步一步往前推演得出，否则，结论就是不可靠的。一个典型的理性主义者对于归纳法得出的结论都是抱有深深的怀疑的，哪怕千百次的实验结果都指向同一个结论，只要不能得到公里演绎的支持，就依然抱有怀疑。换句话说，在地球和太阳的数学模型没有建立之前，理性主义者不认为明天的太阳必定升起，但数学模型一旦确立了，就信了。这也是为什么我们会在果壳网上看到那些号称是死理性派写的文章，不管什么问题都会套上一个数学模型，然后就是一番复杂的计算推理。

笛卡尔信上帝和别的信徒有一个最大的区别，笛卡尔不是盲信，而是用了自己信奉的公理演绎的方法推导出了上帝存在，当然，他的这种推导是正确还是错误其实是另外一回事。如果你对笛卡尔到底是怎么推导上帝存在的感兴趣，我在公号中放了一个很烧脑的小视频，一个老教授用极快的语速给你嘚啵嘚啵讲哲学，把我的助理翻译的快吐血了。请关注科学有故事的微信公号，然后回复关键词“笛卡尔”就可以观看。一个理性主义者当然也有可能做出错误的结论，就好像一个迷恋数学的人也有可能会做错数学题一样。我们判断一个人是不是理性主义者，关键不是看他信什么，而是看他为什么信。如果一个人没有理由、未经思考地就相信某些东西，哪怕这些东西最终被证明是正确的，那也不是一个理性主义者。

与理性主义经常放在一起说的还有另外一个哲学名词，那就是经验主义。但很多人对经验主义这个词的误解比理性主义还多。在我的节目留言中，经常会看到有人把支持传统医学的人称为经验主义者，实际上这是对经验主义这个哲学名词的误解。在哲学书籍上，经验主义指的是相信现代科学方法，相信采用科学实验得到的证据，着重认为理论应该建立在对事物的观察上，而不是直觉或者盲从。所以，经验主义者其实是最看重实证的人。理性主义者认为公理演绎比实证更重要，而经验主义者认为实证比公理演绎更重要。

理性主义的另一位代表人物，也是著名的哲学家康德，最早的时候也是一个死理性派，坚持认为只有公理演绎才能得到确定的知识，后来他认真研读了大卫·休谟的哲学著作《人类理智研究》后，晚年成了理性主义和经验主义的综合体。

所以，如果我们遵从经典的概念定义，支持传统医学的人士不能说是经验主义者，或许称为经秘主义者更恰当，经表示经典著作，秘表示神秘、未知，一个典型的传统医学支持者，认为经典医学著作是宝库，人们应当敬畏未知，对于尚未搞明白的事情要保持谦逊。这在很多人看来，是非常正确的三观，我也充分尊重这样的世界观。不过，如果大家是我的老听众，应该知道我的立场，我秉承的基本观点就是自然是可以被理解的，我讨厌一切神秘主义的论调，我对未知只有好奇，没有敬畏，如果这里敬畏指的是尊敬和畏惧的含义的话。

比较有趣的是，如果大家看过一些哲学史方面的著作的话，会发现，在理性主义和经验主义的发展过程中，曾经是对立的。古典的经验主义者认为，没有知识是可以被推导出来的，知识的来源只能是经验的总结，当然这里的经验不单单指的是我们感官经验，还包括物理测量。而古典的理性主义者则认为知识是完全可以靠理智，也就是思辨、推理得来。这两派曾经吵的不可开交，谁也说服不了谁。直到现代科学思想的成熟，才将理性主义和经验主义之间的矛盾给消除了。

现在，科学精神统领了理性和经验，当然，在科学中我们一般把经验说成实证。物理上的经验公式，指的就是通过系统实验总结出来的数学公式，虽然还不能在数学模型中推导出来。公理演绎和系统实验都是科学研究中不可缺少的两种方法，相对论就是先通过公理演绎的方法得出，然后再通过系统实验和天文观测来实证。而量子力学刚好相反，先通过观察总结出经验性的规律，再反推出几条与我们在宏观世界所感受到经验非常不同的基本公理。通过这两个例子，我们看到，在现代科学研究中，已经不可能给这两种方法分出一个先后或者高下了。

回到今天最初的那个问题，怎样才算是一个理性的人呢？我给出的答案是，一个有科学精神并且践行科学精神的人就是一个理性的人，如果一个人非常清楚科学精神的内涵，但在实际生活中却不一定按照科学精神去做，那就还不能算是一个理性的人。

不过话说回来，虽然科学声音的演讲会叫做理性的力量，这并不代表我们认为感性没有力量，理性有力量，感性也同样是有力量的。我相信这世界上没有一个人是完全理性或者完全感性的，每个人都是感性和理性的综合体，无非就是血条往左还是往右偏多少的问题。从我的生活经验来看，这个社会上，理性的人和感性的人都能获得成功，但理性的人酿成的悲剧会更少一些。

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说明：《宇宙自然生命简史》是我重译、改编的《万物简史》。1， 修正了原书中不准确的知识点。2，更新了最近这 10 年来的科学进展。3，补充新增大量相关知识点。4，语言全部直接来自英文原著，没有使用原译。

时间：2018 年 4 月 29 日

地点：浙江 · 绍兴

我的节目有时候会引发一些争议，在评论区时常会有听众辩论，听众西西就问我，总是看见有些人互相指责对方没有逻辑，她感觉逻辑这个东西很玄妙，给他的感觉，似乎是只要是自己满意的就是有逻辑，不满意的就是没逻辑。她问我逻辑到底是什么？怎么样才算是有逻辑，怎么样才算是没逻辑呢？

今天跟大家来简单谈一下什么是逻辑。首先，逻辑学是一门很严肃的学问，不过他的枯燥程度不亚于数学，实际上，有种观点认为逻辑学是数学的一个分支。如果按照教科书式的方式来告诉你什么是逻辑，那基本上我只能给你堆砌一大堆不明觉厉的名词，例如，逻辑可以分成三个部分：归纳推理、演绎推理和溯因推理。听听这些名词你就能感受到那种浓浓的教学气息了。如果我再跟你说，如果把逻辑分分类的话，那又可以分为形式逻辑和非形式逻辑，形式逻辑又可以进一步分为符号逻辑和数理逻辑。符号逻辑又有两个分支，命题逻辑和谓词逻辑。正常人听到这些没有不晕菜的。而且，还有大量的与逻辑相关的名词我也不知道该怎么分类，或许这个世界上也没有一个人能真正搞清楚整个逻辑世界的层次结构吧，当然，所谓的层次结构也都是人为定义的，只要是人为定义，也就免不了会有分歧。我给你念一些这些不明觉厉的名词，让你感受一下逻辑学的复杂程度，比如说：布尔逻辑、直觉逻辑、多值逻辑、亚结构逻辑、非单调逻辑、模态逻辑、可废止逻辑、模糊逻辑等等，我大概只念了维基百科上能查到的跟逻辑相关的词条的四分之一的名词吧。我的感受是，逻辑学确实是可以作为一门终生研究的大学问。

为了让你能直观地感受一下，这些教科书式的逻辑学都在研究一些什么样的问题，我找了一道美国研究生入学考试，也就是简称 GRE 的逻辑考题，20 多年前，我也曾经是一名复习备考 GRE 的考生，但是花钱到上海交大学了一个多月的 GRE 培训班后，我做了一个决定，放弃考 GRE 了，因为当时我觉得题目都太变态，要记住几百种乐器的英文单词，要记住表达“下流”的几十个不同的单词，就跟孔乙己说回字的四种写法一样。我觉得我与其花大量的时间学习这些，不如还是直接找一份编程的工作能学到更多有用的知识。不过当时觉得逻辑题还是挺有意思的，我举一个过去 GRE 逻辑题的例子，现在的逻辑题可能改革过了，不再出这样的题了：

　A、B、C、D、E 5个人当中，有两个人是从来不说谎的老实人，但是另外3个人是总说谎的骗子。下面是他们所说的话：

　　A：“B是骗子。”

　　B：“C是骗子。”

　　C：“E是骗子。”

　　D：“A和B都是骗子。”

　　E：“B 和C都是老实人。”

问，到底谁是骗子，谁是老实人。如果你解出了答案，可以留言告诉我。

不过，日常生活中我们讲的逻辑跟这种严格的数理逻辑还是有所区别。逻辑是我们在日常与人争论的过程中，被使用频率非常高的一个词，似乎人人都懂逻辑，讲逻辑。我觉得我今天给大家总结一些日常生活中常见的逻辑谬误，可能才是对大家最有帮助的。我把常见的逻辑谬误分成两大类，一类是形式谬误，一类是非形式谬误，当然这种分法本身也不是有一条清晰界线的，这只是为了便于记忆和表达，我这么分着说，显得条理比较清晰。

先说形式谬误，这是某个观点陈诉中，因为结构上的缺陷而导致论证的过程不符合逻辑的情况。因此，对待这样的逻辑谬误，我们仅仅只需要分析论证的形式，就能发现谬误或者矛盾，根本不用分析具体说的内容到底是真是假，就能得出论证本身是站不住脚的。

最常见的一种逻辑错误就是把一个真命题的逆命题也当成是真的，比如说科学史上有很多伟大的理论一开始不被主流科学界所接受，这是一个真命题，我们能举出很多这样的例子。但是因此就有人以此来论证他的逆命题了，因为我的理论现在也不被主流接受，所以我的理论也是伟大的。再比如，因为发生过少数人是对的情况，所以真理往往掌握在少数人手里，所以我这个只有我一个人相信的理论就是真理。一个命题的逆命题有可能是真，也有可能是假，它们在逻辑上没有必然关系，所以，这么论证就是站不住脚的。

再比如，把整体的具有的属性当成是每个部分也具有的属性，或者反过来，把部分当成是整体。我以前做软件的，我很清楚，尽管单元测试都通过了，就是说软件的每一个模块都通过了测试，但这并不能说明整体软件也一定能通过测试。香蕉和黄鱼单独吃都挺好吃的，但不代表香蕉炒黄鱼也一定好吃。中的 67 味中药，其中的每一味药材在药典中都记载着能治疗某几种病症，但不意味着混在一起就能包治百病了。

再比如，循环论证，把待证明的结论也包含在证明的过程中。例如说，你如果不信上帝，就会下地狱。这句话已经隐含了有一个上帝会把人送入地狱。所以，你不能用地狱去威胁一个无神论者，这没有逻辑。同样的道理，有人对我说，因为你不相信上火，所以你看你昨天吃了那么多瓜子，今天就上火了吧，现在你总该信吃瓜子会上火了吧。这个论证过程中已经把所有吃瓜子产生的后果都归因于上火，因此这种循环论证可以说怎么都不错，也可以说没有逻辑。

最后，还有各种错误的因果关系。把前后关系当做因果关系，或者倒果为因。把相关性当作是因果性，或者忘记了一果多因和一因多果等等。关于这部分内容，可以听我之前的一期听众问答《用概率解释因果关系到底科学不科学》。

以上这些是我认为常见的形式谬误，这类谬误不需要你是某个领域的专家，只需要分析观点的论证过程即可，因此，当有人指责别人不懂不要乱说，或者说你没学过什么，就不要批评时，这个人本身就已经不讲逻辑了。因为对于形式谬误，是不需要关心具体内容的。我们应当听清楚别人到底批评的是什么，再判断他的批评内容是属于形式逻辑上的批评还是对于专业内容的批评，这时候才能继续说他有没有资格批评，否则就很容易变成人身攻击了。

说完了形式谬误，我再来说一些常见的非形式谬误。这类谬误就是五花八门了，我们需要关注的是观点本身的内容。再次申明下面的分类只是为了便于理解和记忆，并不是严格的定义，也不是一个完备的分类，甚至很多情况下，一个例子可以同时分到很多不同的类别下面。

第一种，叫诉诸结果，也就是用一个观点的成立或者不成立的结果好坏来证明这个观点是否成立。例如，如果全球变暖是人类活动造成的，那么人类就不要活动了，因此，全球变暖不是人类活动造成的。宗教人士有时候会说，如果不信上帝，不信善恶有报，人们就会为所欲为，所以，上帝必然存在。

第二种，是竖立错误的靶子，故意用一种错误甚至是滑稽的方式说出别人的观点，然后再证明这个观点是错误的。比如，当年很多人嘲笑进化论，说赫胥黎先生你是否承认自己的祖母是猴子变的。这就是通过歪曲别人的观点来达到攻击的目的。再比如攻击现代医学的人经常会说，现代医学是头疼医头脚疼医脚，实际上，我们都知道你如果头疼去医院做检查，很有可能神经系统出了问题，现代医学要治疗的是你的神经系统。而一个人脚疼，可能是痛风，这时候的治疗方案跟脚完全没有关系，而是要减少嘌呤的摄入。同样说现代医学是治标不治本的，基本上也是同样的逻辑谬误。现代医学只有在实在找不到本或者是知道本但无法治疗的情况下，才会转求能够缓解症状。病理学、毒理学等寻找病因、病源的研究是现代医学最重要的研究方向。

第三种，叫简单归纳，或者说直觉归纳。在统计学上，样本太小，或者样本不具备广泛代表性，是不能得出结论的。例如，有人说我每次鱼刺卡喉咙，喝一口醋马上就好了，所以就得出喝醋能软化鱼刺的结论。这是极端的反例，就因为自己一个样本就敢下结论了。比较普遍的是这样的句式：我周围的人都是靠喝藿香正气水防治中暑的，所以这个药对治疗中暑很有效。上次在我某一期节目的留言中，我看到有人说，自己问了一下奶奶，奶奶说当时村子里面没死几个人，所以就得出结论当时中国也肯定没死几个人。安检就是一个摆设，我从来没有看到过查出什么东西。

第四种，叫万能定义法。这在西方国家，有一个对应的俗称是“不是真正的苏格兰人”，有一个故事是这样，一位叫哈密什的苏格兰人在报纸上看到一个英格兰人犯罪了，于是说：没有苏格兰人会做这种事。结果第二天，报纸上又登了一个苏格兰人也犯了同样的罪，哈密什没有承认自己的观点是错的，而是说“我的意思是没有真正的苏格兰人会做这种事”。这样一来，他就永远不会错了，因为犯错的人都不是真正的苏格兰人。这就好像有些人为出错的风水大师辩护，他们都不是真的，是假的。哪怕这些人确实是根据古籍经典做事，也是假的，因为我们找不到一个什么是真正的风水大师的定义，而是根据结果来作出的万能可变定义。

第五种，是举证责任倒置。很多人会以没有证据证明某个命题是假的，来论证某个命题就是真的。把证据的缺失当成是证据不存在的证据。比如说，因为不能证明某个 UFO 现象是已知的任何自然现象，就当做是外星人飞船的证据。实际上，举证责任应该是提出非凡主张的一方。不能证明不存在可不代表必定存在。另外，绝大多数情况下，想要证明不存在在逻辑上也是没有可能的。

第六种，把自己的无知当证据。例如，我真的难以想象就凭上世纪六七十年代的技术，人类就能登陆月球。我难以相信古人怎么可能建造出金字塔这样的庞然大物。这时候，比较耿直的一种回应可能是：这就是你为什么没有成为科学家的原因吧。

第七种，把偶然当必然。尽管一系列偶然的事件有可能导致一个不好的结果，但论证者会无视这种偶然性的概率，无限放大可能性，以最后导致的可怕后果为证据，来反对某个观点。这种谬误的一种最常见的句式就是“如果人人都怎样怎样”，在我的印象中，采用这个句式的论证几乎全都是霸权式论证。往往对付小学生很有效，例如某个小学生上课的时候尿急，老师就会说，如果人人都像你这样，那我的课还怎么上？类似这样的论证还常见于某些管理部门逃避自己的责任，无限放大偶然事件，以如果人人都怎样来踢皮球。鲁迅先生在《而已集·小杂感》一文中，批评某些卫道士时就写道：一见短袖子，立刻想到白臂膊，立刻想到全裸体，立刻想到生殖器，立刻想到性交，立刻想到杂交，立刻想到私生子。中国人的想象惟在这一层能够如此跃进。现在很多地方的管理制度其实就是建立在这样的逻辑谬误之上，其实质只是想逃避监管责任。

第八种，就是对人不对事。在西方国家有一句广为流传的俗语，是一句拉丁文：tuquoque,用英文说就是 you too，你也一样。就是反驳某人的观点时，不关注观点的内容本身是否有理，而是转而指责这个人的人品。比如，有人说应该保护知识产权，反驳的人就以谁没用过盗版，你也一样来反驳。我看，每次我在节目中提到方舟子的时候，就会出现很多这样的情况。我们中国人常说对事不对人，在讨论一个命题时，最好先把感情因素放下。

第九种，叫诉诸无关权威。一个科学家，哪怕再著名，在脱离了本专业的领域，就也和常人一样有可能犯常识错误。比如生物学家或者化学家发表与理论物理有关的观点时，就不见得比普通人更可信了。有些人可能会因此反驳我说，那你一个科普作家的观点就更不可信了，是的，所以，我从来不在专业领域发表自己的观点，我只是在科学家和大众之间搭起一座语言的桥梁而已，我的职业操守就规定了我在专业领域尽可能地只是忠实地转述科学共同体的观点。个人的浅见偶尔谈谈，但会声明仅代表个人浅见。

第十种，叫虚假两难，也可以叫从一个极端走向另一个极端。论证者会设计出一个其实并不存在的二元选择，人为制造非此即彼的两难境地。例如，你不讨厌我，说明你爱我。你不恨美帝，就是美分。你不仇视日本人，就是精日分子。你不转就不是中国人。等等。他们忘了这个世界是复杂的，人性也是复杂的，这个世界不是简单的黑白世界。

好了，本来还想继续总结下去的，但是一看已经十种了，今天的节目时间也够长了，一定还有很多我没有想到的，也欢迎各位听众留言给我补充常见的逻辑谬误。不过，我必须要指出一点，在某项论证中找到谬误，并不意味着结论一定是假的，结论有也可能是真的，只是需要更好的推理来支持它。

在我看来，一个观点的论证可以分为强逻辑和弱逻辑。那些严格用公理演绎法推导出来的命题，就是强逻辑。例如数理逻辑就是非常强的逻辑，几乎很难找到漏洞。考虑到很多青少年听众，我简单解释一下什么是公理演绎法。就是说从某一个不需要证明，人人都认为是正确的命题出发，有些人可能会问为什么不需要证明，你想啊，如果每一个命题都需要证明，那就会无穷无尽了，必然要有一个最初的源头。这个最初的源头就被称为公理，例如过两个点可以做一条直线，光速是永恒不变的，物理规律不会因为时间的改变而改变，正常人都需要吃饭、喝水、睡觉等等，从这些基本公理出发，一步步地推理下去，就叫公理演绎法。以人类目前的认知水平，用公理演绎法得到的结论是逻辑性最强，也是最可靠的结论。

此外，相对弱一点的逻辑就是用归纳法得出的结论，例如，我们看到每天太阳都是东升西落，我们得出太阳明天还会升起的结论。历史学家从历史中看到压迫和反抗总是相生相伴的，就归纳出哪里有压迫哪里就有反抗的结论。这些都是从有限的事例推向普遍规律的归纳总结法，它的结论可靠性不如公理演绎出的结论，但可靠性随着事例的增多而增大，也是人类获得知识的一个重要手段。

公理演绎出的结论一定能得到归纳法的支持，但是归纳法的结论却不一定能得到公里演绎的支持。比归纳法相对更弱一些的逻辑就是通过哲学思辨得到的结论，比如由中国人的文化传统，民族性得出中国人会选择什么样的道路，它的可靠性又比归纳法更弱一些，但不能算是逻辑谬误。最弱的一种逻辑就是由类比得出的结论，比如在讨论外星人是否会与地球人联络时，把外星人比作人，把地球人比作蚂蚁。把一个国家类比成一个公司。把原子类比成一个小球。把阴阳五行类比成数学模型。等等。用类比得出的结论，按照我的经验，往往错误的居多，大多数情况下，都是不恰当的类比。哪怕是最恰当的类比，也只能是最弱的一种逻辑，可靠性最值得怀疑。

当然，我们科普作家最喜欢用的就是类比的方式，这也是一种无奈的选择，因此，我想告诉各位学子，如果你将来真的想从事科学研究，最好把从我们科普节目中听到的所有类比都忘记，真正的科学研究与科普的差别很大。而科普的目的是激发你们的好奇心，培养你们的科学精神。

这就是本期的听众问答，感谢你们的收听，我们下期再见。

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说明：《宇宙自然生命简史》是我重译、改编的《万物简史》。1， 修正了原书中不准确的知识点。2，更新了最近这 10 年来的科学进展。3，补充新增大量相关知识点。4，语言全部直接来自英文原著，没有使用原译。

最近一段时间有一个与科技相关的重大热点话题，就是中国的中兴通讯公司被美国禁售的事件，好多听众都来问我对这事怎么看？我国为什么都已经厉害了，但是芯片却还是罩门呢？

我想，既然是做节目，还是要简单介绍一下中兴通讯被美国禁售是怎么回事。2018 年 4 月 16 日，美国的商务部下达了对中兴长达七年的禁售令，这个禁售包含两部分意思。一是禁止美国公司向中兴公司出售任何有技术含量的软硬件，准确地说这个出售是广义的，免费赠送也算是出售，用商务部的原话就是不得订购、买卖、使用、送交、存储、交易、转让、运输，包括开源的安卓系统中兴也不能用，因为安卓是谷歌的，说的通俗点就是只要是美国货，中兴公司连碰都不能碰。另一层含义是中兴公司的产品不能在美国销售。可能大家没想到，2017 年的最新数据显示，中兴的手机是墙内开花墙外香，中兴手机在美国的市场份额排名第四，占 11.6%，排在苹果、三星、LG 之后，排名第一的苹果大约是中兴的三倍，中兴手机在美国的出货量大约是 460 万台。禁令是即时生效的，所以也就意味着，从禁令下达的当天开始，中兴原计划销往美国的手机瞬间就变成几乎不值一文的库存了。这个打击对中兴来说是休克性的，中兴的股票也马上就停牌了。在中兴工作的据说八万名员工瞬间不知道该干什么了，当然这是比较夸张的说法，中兴的产品线也并不是完全依赖美国货。我相信在这种公司的危难时刻，一定还是会有大量的中兴员工同心协力、共渡难关的。

那这次美国人为什么下手这么狠呢，原因到底是什么？根据美国商务部的文件，是这么说的，中兴公司违反了 2016 年与美国商务部的一份调解协议，当时中兴公司因为违反了美国商务部关于美国产品的出口限制条例，违规将含有美国技术的产品出售给伊朗等国家，所以美国商务部对中兴实施了 8 亿多美元的处罚，其中有 3 亿美元缓期执行，但前提是中兴公司要承诺做到很多事情，如果不能做到，那就会遭到长达 7 年的禁售令。结果中兴公司实际上没有按照协议规定开除 35 名高管，被美国抓住了证据，于是美国商务部就按照当初的协议下达了禁售令。大致来说就是这样一个过程。我相信详细的具体过程肯定是非常复杂的，中兴公司也一定会有自己的理由。那这中间的是非功过我没有资格去评说，也不是我这个节目的宗旨，我只是把事件的背景给听众们交代一下。

这件事情，我想，会给很多并不理性的爱国者上了一课，那些整天用一种很极端的方式号召抵制美货的人在我看来就并不是十分理性的，这次事件，就告诉他们，有些产品，我们买不到才是更大的悲剧。我们总不能一边高喊抵制美货，一边又骂美国人不卖东西给我们吧，这种情况是很矛盾的。

同时，这件事情也让很多普通中国人吃了一惊，原来在市场经济中，也并不都是顾客就是上帝啊。可能有很多人都觉得现在这个时代甲方都是腰杆子最硬的，谁有钱谁有底气，只有卖货的求着买货的，哪有买家求着卖家的道理呢。在我们作为个人的日常消费中，确实是这样的。但是在世界贸易的大格局中，尤其是涉及到高科技产品的贸易中，其实并不都是这样。

大家可能不知道，很多中国公司，包括中兴、华为这样的大公司，拿着钱去买美国、德国、日本等国家的高技术含量的产品时，那都是要低三下四，有时候还要通过一些有活动能力的中间人才能买到。即便买到了，也必须签署同意非常多的附加条件。但也有很多情况下，我国的公司费了很大的周折，填写了大量调查表格，受尽了屈辱后，人家回一封邮件，写道：很抱歉，我们不能将该产品卖给贵公司。有时候，中国的公司花很高的价钱去收购国外一家负资产的公司，可能就是为了这家公司拥有的某一台先进的设备或者某个有研发能力的团队。我们经常说，钱买不来知识、人品、气质等等非物质层面的东西。实际上，有时候，连物质层面的科技产品也是没法用钱买来的。其中，最最重要的高科技产品就是芯片——一块小小的集成电路。它的原料就是一把沙子，提纯成单晶硅后，在上面刻上成千上亿个半导体单元，就是我国现在面临的一道高高的技术门槛，如果我们不能自己迈过去，就有可能遭到别国一剑封喉式的打击。

芯片到底是怎么做出来的呢？一块芯片的诞生，要经历设计、制造、封装、测试四个阶段，缺一不可，越是前面的步骤技术含量就越高，越往后就相对容易一些。

中国和美国目前最大的差距就在芯片的设计上，这种差距是全方位的差距，不但有技术本身，还有人家先发的专利保护优势。芯片设计本身又要分成很多个层次，最基础的层次就是指令集架构，相当于建楼房的基本框架结构，这种框架结构目前百分之一百掌握在美国人的手上。在框架结构上继续细化的设计中国和美国、日本、德国的差距也很大。如果从销售额上来说，中国的紫光公司是中国最大的芯片设计企业，可是它目前也仅仅具备设计内存芯片的能力。从先进性上来说，华为的海思麒麟芯片是中国自主研发的最高成就了，不过，它依然是建立在美国人搞出来的 ARM 框架下，当然用别人的框架还有很多其他复杂的因素，并不仅仅是技术因素，但技术因素也是最重要的因素之一。还有，麒麟芯片中非常至关重要的数字信号处理器 DSP 买的是美国德州仪器的技术，华为还研发不出替代品。所以，如果美国对华为也禁售，那么理论上，华为的麒麟芯片也无法生产了。除了手机芯片我们勉强还能算有自主研发能力外，其他广泛使用的民用领域芯片，例如 CPU、GPU等等，我们几乎都还是空白。

芯片的设计图出来了，就要进入到制造环节，如果制造技术跟不上，设计的再好也不行。衡量制造水平的高低有一个最重要的参数，就是芯片半导体单元的密度，这个一般用多少纳米来衡量。这个领域最强的是美国、中国台湾和韩国。中国大陆目前具备的最先进的生产线是 28nm 的，但是国际最先进的已经小于 10nm 了，我们还与国际先进水平有至少两代的差距，我这还是用的中国的最好的水平跟国际上的平均水平比，如果跟他们最先进的去比，那差距就更大。总之，我们在制造领域的差距，业内人士都知道，也是非常巨大的。如果台湾能回归祖国的话，这一块的差距倒是可以瞬间抹平，只是台湾问题就更复杂了。

相比设计和制造，我们在封装和测试这两个环节上的差距倒是并不大，甚至在工厂规模上还远超美国，但工厂规模还是不能代表技术，用到的设备和技术依然还严重依赖进口。

总之，如果大家看到有些乐观主义的文章说，设计制造芯片也没什么了不起的，技术没那么神秘，只要愿意投入研发资金，搞出来并不难，这么说是不客观的，如果真这么容易，中国早就搞出来了。用大炼钢铁的精神去搞芯片也就是历史重演罢了。

有些人在谈论中国的成就和世界的地位时，往往眼里只有 GDP，尤其是在谈到日本时，总是拿 GDP 来嘲笑他们发展停滞了，可是，如果从科技的发展来看，日本不但没有停滞，还把中国甩在了后面。我觉得，中国人在对待发展这个问题上，我们也需要一次认知升级，我们不能再只盯着 GDP 来与世界各国比较了，我们还要跟他们比全民的科学素养、科技企业的软实力、科研体制的活力和全民对科学活动的重视程度。

在这次中兴事件后，我也看了大量的评论文章。有两种倾向我都是反对的，一个是速胜论，以为我们只要拿出铁人的牺牲精神，不怕苦不怕累，咬紧牙关就能在三五年内打破国外的技术垄断。还有一个是亡国论，从一个芯片技术的落后就全面否定我国这三十年来在科技发展上取得的所有重大成果。我国的军事技术、航空航天技术、巨型计算机、量子通信、超级工程建设技术等等，那也都是实打实的取得了巨大的进步，该有的自信我们绝不能丢掉，要相信中华民族的伟大复兴迟早会到来。我做了那么多期节目，今天是第一次在节目中喊了一次口号，那是看了很多亡国论的文章实在忍不住了。但是，我其实心理很清楚，喊口号其实是最没有实际作用的做法。

芯片很难做，无论是设计、制造还是封装，都有非常高的技术含量，也没办法靠几个归国的高级人才就能解决。它是一个国家综合科技实力的体现，是一个国家在厚厚的土壤上才能成长出来的花朵，要想造出好芯片，要从娃娃抓起。全民科学素养就是这层厚厚的土壤。我们与美国的真正差距就是这层土壤的差距。

在面对中兴禁售事件中，有些人高喊着口号，有些人痛骂着国民劣根性。也有一些人，默默地咬紧牙关，用自己力所能及的点滴工作为我国的科技发展做一些贡献。而我，通过中兴事件，越发感到自己正在进行的这项科普事业的重大意义，我虽然不能直接为中国今天的科研起到促进作用，但是我在做的是默默地耕耘土壤的工作，或许，明天中国取得的科技成就会有我的点滴贡献，我今天就像是一个农民，为了这片土壤的肥沃，辛勤地翻土、浇水、施肥，这些工作说实话并没有太多的技术含量，只是一些体力活，但这种工作也必须要有人做，一片茂盛庄稼的诞生，每一个环节都需要做好。

而你作为我的听众，或许正在竖立世界观的过程中，或许正在选择未来攻读的方向，也或许是年轻的父母，我想，我们都少

喊一点口号，少骂几声娘，咬紧牙关，志存高远，或许我们今天的努力，可以让中华民族的伟大复兴早一秒钟到来。