一小時思維簡史（二）
上一個30分鐘，我們談了好幾個歷史裡極為重要的思維變革，從原始人的直覺思維、感性思維，希臘哲學家帶來的科學苗子，再到伽利略和牛頓等人掀起的科學革命，以及科學革命帶來的新思考方式。
科學革命往後的幾百年，這場革命帶來的成果為我們提供了更發達的技術和經濟，給提我們提供了從宇宙大爆炸到人類誕生的理解，甚至有宇宙未來走向的大致圖景。
當然，思維思想的更替並沒有到此為止。
前面的思維方式還算是容易理解的，我們可以靠經驗、感官和直覺去體會到，而接下來我們要談的新思維，亦即相對論和量子力學，它們卻是難以被理解的，是極其反直覺的，有違感官體驗的。
也正因為它們是如此反直覺的，所以這些學說誕生幾個世紀以來，始終無法成為人們的常識。
有趣的是，儘管大眾不懂相對論和量子力學，但相對論的提出者，同時是量子力學的奠基者愛因斯坦，卻成為了人們常識中的最高智力象徵。
感官無法觸及的世界
我們接下來要談的是相對論。當然，我們今天這篇簡略的歷史文章，並不打算詳細的解釋清楚相對論的內容（就算我想這麼做，也力不從心啊），而是想直接告訴你相對論帶來的新思維方式。
對此，我們需要用到狹義相對論的兩個效應來舉例子。
請動用你的想像力：
現在，想像你眼前有一條一米長的金屬棒，它被放在桌子上靜止不動。這時，你用任何儀器測量它的長度，你得出的結果都會是一米，這是事實，而且也符合我們的經驗直覺，物體不會無端端變換長度。
但是，狹義相對論的理論指出，如果有一位大力士把金屬棒拿起，然後用盡全力把金屬棒拋出去，那麼這條金屬棒在空中高速運動時，其長度會收縮得小於一米。
這是狹義相對論帶來的第一個結論：當物體運動時，其長度會發生收縮。
一米長的金屬棒在靜止的狀態時是一米長，但在運動的狀態中，卻會收縮得小於一米長。而且運動速度越快，收縮的效應越是巨大。
這一效應很反直覺吧？這效應在被提出來時，就有很多科學家站出來反對。但時間越是往後移，就有越多的嚴格精密的實驗，證明這一效應是完全正確的。
而我們在生活裡是無法察覺到這個效應的存在的，是因為我們生活在一個低速運行的世界，這個效應每時每刻都發生在我們的周圍，但我們察覺不到它。
那麼，愛因斯坦是如何得知這個效應的存在呢？
可以肯定的是，他不是透過感官得出這個結論的。而是運用當時的物理學基礎，加上一個光速不變的猜想，然後隨著這個猜想，一步一步地用想像力提出問題，然後用數學計算得出答案。
現在，我們來談另一個更反直覺的相對論效應。想像另一個場景：
有一對同卵雙胞胎，一位叫做小明，另外一位叫做小強。
小明是一位普通的上班族，在地球上過著普通人的生活，而小強則是一位宇航員，他正要被派往執行一項星際航行的任務。
在小強登上宇宙飛船的那一天，小明和小強都還很年輕，兩人都還頂著烏黑的頭髮，看上去沒什麼差別。小強登上宇宙飛船，以極高的速度向飛往宇宙，在執行任務的過程，宇宙飛船長期維持著這種高速的運動。
上班族小明在地球苦苦的等候了小強30年，終於迎來小強凱旋歸來的那一天，但奇怪的事情發生了，在地球的這30年裡，小明的頭髮全白了，頭頂還禿了不少。
而小強從宇宙飛船下來後，雖然他也老了，但頭髮依然烏黑，並沒有小明那種年老的跡象。
小明原以為這是因為上班族的壓力所導致的差異，但小強卻拿出了自己的鐘錶向小明解釋說，其實我在飛船裡的時間，只度過了23年。
這是狹義相對論帶來的第二個結論，當物體在高速運動時，物體的時間會膨脹，或者說時間會相對的變慢。
用上面的例子來說，就是小強的飛船航行得越快，小強相對於地球而言，他經歷的時間流逝會越慢。
和前面的長度收縮效應一樣，時間膨脹的效應也同樣是無法透過感官感知到的，因為物體需要在極高的速度運動時，狹義相對論的效果才會顯著。所以在地球開車時特意加速，那並不會讓你變得比別人更年輕。
而愛因斯坦得出「時間會膨脹」的結論，也同樣是以光速不變為假設，再加上當時已知的物理學知識，然後在這樣的前提下，用過人的想像力提出問題，然後用數學計算推導出結論。
那麼，愛因斯坦所提出的相對論，對人類的思維方式產生了什麼影響呢？
從大眾的方向說，相對論並沒有對大眾的思維方式造成什麼影響，因為它太難被理解與接受，也太違反直覺了。所以，雖然人人都知道愛因斯坦、知道他是個天才，但相對論卻沒能進入大眾的常識裡。
但另一方面，愛因斯坦卻給物理學界帶來了巨大的思想衝擊，牛頓那200年以來不容置疑的世界觀開始出現了第一道裂痕。在牛頓的世界觀之中，一米長的金屬棒其長度是客觀的，並不會受到運動速度的影響；你的一秒和我的一秒是一樣的，不會因為你是在高速運動而有所差別。
現在，這種每個人都覺得理所當然的「正常世界觀」被相對論給推翻了，並且至今為止，相對論都被實驗一再證實是正確的。
總而言之，愛因斯坦對大眾的思考方式影響不大，但卻為科學界帶來了顛覆感官經驗的思考方式。
在愛因斯坦之前，物理學很大程度是可以被人類的感官所經驗的，就算是粒子這等無法經驗的概念，我們也可以靠與生俱來的物理直覺去體會。
在愛因斯坦之後，感官和物理直覺不再是可靠的手段。
著名物理學家兼科普作家倫納德·姆沃迪瑙（Leonard Mlodinow）曾對相對論這樣評價道：
愛因斯坦的工作對於物理學文化有著重要的含義：它為新生代思想家賦予勇氣，讓他們在考慮挑戰舊有觀念時更加容易。
比如，正是愛因斯坦寫給高中學生的一本關於相對論的書啟發了維爾納·海森堡（Werner Heisenberg）進入物理學領域。
也正是愛因斯坦研究相對論的方法給了尼爾斯·玻爾（Niels Bohr）勇氣，去想像原子遵循的定律，或許與我們的日常存在所遵循的定律，有著根本性的不同。
海森堡和波爾這兩個人，都是量子力學裡，諾獎級的重要奠基人物。
而量子力學，是另一個更具顛覆性，也更違反感官與直覺的真實現象。
讓人困惑的世界
如果說相對論的發現是讓人驚訝的、反直覺的，那麼量子力學則是讓人不安的、讓人倍感困惑的。
著名物理學家理查德·費曼（Richard Feynman）有一句名言，他說：「如果你沒有因為量子力學而感到困惑，那證明你還沒理解量子力學。」
但量子力學到底為什麼會如此讓人困惑呢？我給你說幾個量子力學創立以來得到的結論，你就能體驗那種困惑了。
第一個結論是波粒二象性。在微觀的世界裡，電子（和其它基本粒子）有時會呈現出像海浪那樣互相干涉的波動性，有時則會呈現出像許多個獨立的小球，彼此互不相干那樣的粒子性。
詭異的是，當電子不被觀測時，例如，沒有人或儀器在觀測它時，電子才會相互干涉，呈現為波的狀態；但當它被觀測時，它則會塌縮成粒子，而具體來說電子會塌縮在什麼位置，則有它的概率分布。
如果你覺得上面的幾段話聽起來不知所云，那麼你可以試著這樣想像：
想像你在一個實驗室裡，裡面有一個用來發射電子的科學儀器，你打開這個儀器，發現它可以像發射子彈那樣，一顆一顆的把電子發射出去。
現在，你在這個儀器上設定一個倒數計，讓儀器在1分鐘後自動發射電子，接著你走出了實驗室，儀器則在1分鐘後發射了電子。
但是，由於實驗室裡沒有任何東西在觀測這個儀器發射出來的電子，所以這個電子不會再像子彈那樣一顆一顆的發射出去，而是會以波動性的方式、像海浪那樣的向前方射去。
我想，你現在應該清楚我所表達的是什麼了，但你可能還是會覺得困惑，沒關係，根據物理學家費曼的說法，這種困惑是正常的。
量子力學的第二個結論，是海森堡提出的不確定性原理。
簡單來說，該理論提出了一項限制：電子的速度和位置是不能被同時準確的測量的。
在宏觀日常生活中，如果我們向天空拋出一粒球，我們都可以在任何時候，用牛頓的方程式計算出這粒球的速度和位置，計算出它的運動軌道。
但在微觀的世界裡，電子並沒有什麼運動軌道，因為它會同時出現在不同的位置裡，你在第一毫秒測量它時，它可能在位置A，但下一毫秒你再測量它時，它卻又在位置B了。
我們來看個圖就能明白：
一般教科書裡描繪電子的運動時，會用那種看起來像星系般的圖，那其實是錯誤的，如上圖的左方。真正的電子應該以一種概率雲的方式來描述，如上圖的右方，黃色代表著電子會出現的地方，黃色越深，就意味著這些位置出現的概率比較密集。
但要注意的是，所謂的不確定性原理，不只是說我們無法得知下一次觀測時，電子的精準位置會在哪裡。
而是說，在我們觀測之前，電子根本就沒有一個特定的位置，而是同時存在上圖那片黃色的雲裡的所有位置。
它即在這裡，又在那裡。
如果你覺得困惑，那很好，我們繼續。
量子力學的第三個結論，是推翻了定域性假設的量子糾纏效應。
在愛因斯坦提出的相對論裡，「光速是最快的速度」是他的一項前提假設，這一假設表明，如果在火星的小明向在地球的小麗告白，他向地球射出一道「心形的光」，以此作為告白訊息，那麼這道「心形的光」最快也要182秒左右才能到達地球。
從A點傳到B點，從火星的小明到地球的小麗那裡，光或告白訊息需要傳播，就需要跑一段路。這是愛因斯坦的定域性假設，也是我們的常識。
但是，量子糾纏效應卻展示出了另外一種現象。
假設我們用某種特殊的方法把粒子A和粒子B放在一起，促使它們糾纏在一起並共用一個新函數，這時，如果我們觀測這兩個粒子並記錄它們的數據，我們會發現它們的旋轉方向總是相反的：
如果粒子A是向上旋轉的，粒子B就一定是向下旋轉的。反之，如果粒子A是向下旋轉的，那麼粒子B就一定是向上旋轉的。
接著我們將這兩個粒子分開，把粒子A送給了在火星的小明，粒子B則留給了地球上的小麗。這時，只要小明在火星觀測粒子A，他就能即時的、立刻的影響地球上的粒子B的旋轉方向。
相比之下，光從火星跑到到地球的時間最快也要182秒。
這種量子糾纏效應，經過許多的實驗被證實是存在的。換言之，超光速、非定域性的現象的確存在。不用從火星跑到地球，而是無論多遠，哪怕是在已知宇宙的兩端，都能立刻影響彼此的粒子，是存在的。
值得一提的是，量子糾纏看起來似乎做到了超光速的通信，但其實不然。因為每一次觀測粒子時，其結果都是隨機的，我們根本無法控制觀測結果。雖然我們能影響遠在火星的粒子B，知道它在某一時刻的旋轉方是向上還是向下，但我們控制不了它具體是要向上還是向下。
但到底為什麼會出現這樣的現象呢？其背後的深層邏輯是什麼呢？
科學家給出了許多的猜想，但正確的答案只有一個：沒有人知道正確的答案。
全世界的科學家都對量子力學感到困惑。
但是，有一點是量子物理學家目前已經非常確定的，那就是：
量子的世界是充滿不確定性的。
在牛頓的「決定論」世界觀裡，粒子不過是一個一個的小球，世界全由這些小球所組成，而只要我們能夠知道世界上所有粒子的訊息，再加上無限的計算能力，我們就能精準的預測未來。這一種假想就是著名的「拉普拉斯妖精」。
但現在量子力學告訴我們，我們根本不可能精準的預測單個粒子會如何運動。
這意味著，牛頓的「決定論」世界觀不可能成立。
這也是為什麼有物理學家會說，量子理論的出現，讓人類變得更謙卑了：
無論人類的力量有多大，我們可以預測的未來都是有限的，未來永遠是不確定性的。
好了，量子力學就談到這裡，我們接下來談，這兩週內容裡的最後一個思維方式。
世界是演變而來的，未來會透過演變而成
其實啊，我們現今所處的世界，是如何發展成現在這個樣子的？
為什麼人類會主宰地球？為什麼蘋果會成為2018年市值最高的公司？為什麼每個國家一定會有政府？
對於這些問題，有些人會承認自己不知道。
有些人會說，這是上帝的主意，我們按上帝所指定的藍圖走到了今天。
有些人會說，這些事情的背後都有陰謀，可能是祕密組織的陰謀，或外星人的陰謀。
而懂得演化論的人則會說，這些都是演化的過程、結果。
當我們提到演化論時，很多人首先想到的是一片叢林裡，各種生物為了生存而展現自身特長本領，展開競爭，然後那些比較適應環境的、能在競爭中勝出的生物得以存活下來，其優勢將透過基因繁殖遺傳給後代，而那些無法適應環境、無法在競爭中存活下去的生物則會被淘汰。
這一版本的演化論是經典的生物學版本，現代一般語境裡談到的演化論，大多數說的都是這個版本。但演化論其實不僅僅能被用以解釋生物的演化，它還能解釋我們在所處的世界裡看到的種種現象。
就用漁船來舉例，按一般的思路，現代的漁船是由以前的某個人設計出來，然後隨著時代進展，人們主動地加入越來越多的新技術到漁船裡，導致漁船越來越先進，對嗎？
只對了一部分，完整的故事應該是這樣的：
當一艘最原始的漁船被發明出來後，就等於有人掌握了造船的技術，有造船的技術就意味著，第二艘差不多一樣的船很快就會被造出來了。而如果造船的技術被傳播開來，那麼漁船的複製就會更快。
從這一角度看來，漁船就像是細胞那樣懂得「自我複製」。當然，每一次複製都會有不一樣的地方，而那些複製得特別糟糕的，在出航幾次之後就會沉底了，因此就不會再被複製。而那些複製得很成功的，甚至比上一代漁船更出色的，它們會留下來並複製下去。
一般的角度看來，是人類自己決定要設計出什麼漁船。但是我們也可以說，是大海充當了漁船演化的推手，大海選擇了功能適應的船隻，摧毀了不適應者，從而塑造了漁船。
假設有一個外星人來到地球，那麼從它的眼光看來，漁船可能就像是一個物種，它有著自己的演化史。
從簡陋的構造演化成如今的複雜構造。從不堪一擊的船身，演變成了能抵抗巨浪的船身。
當然，演化論不止能解釋漁船為什麼會是現今這個樣子的，還可以解釋房子、汽車、電腦、手機——乃至所有的技術。
演化論也可以用來解釋市場。例如，如果我們查看過往的歷史，我們會發現，2018年最高市值的公司是蘋果公司，2011年是一家石油公司，2004年是一家電氣公司。
從這些公司的不同性質可以看出，在不同的年代，市場都像大海那樣掌握著生殺大權，它會淘汰不適合當代環境的公司，獎賞那些與當代環境最匹配的公司。
演化論甚至可以解釋，為什麼每個國家一定會出現一個政府。我給你舉個我最喜歡的例子：
想像一個原始的農村，他們對什麼是國家和政府毫無概念。以基本的習俗條約相處而無需第三方插手，因為每個人都認識每個人。但隨著人口的增加，匿名性增加，一個人無法認識村莊裡的所有人了。
接著，由於匿名性的增加，暴力也開始增加了。由於一些人不認識一些人，這些互不認識的人會幹起壞事，這讓暴力增加。
為了抑制壞事和暴力，幫派成立了。接著幫派開始收保護費，慢慢的幫派武力越漸壯大，而越大的幫派管的事情就越多，等回過神來，幫派已經成了人民的政府。
這些事情是那麼自然而然的發生，雖然每個人都參與其中，但過程中卻沒有任何一個人，是打從一開始就想著「我要成為政府」而主導著全部設計的。
更有趣的是，演化論身為一種理論，這理論在被達爾文提出後的幾十年裡，自身也不停的在演化。
人們越是琢磨演化論的含義，就越是發現它可以解釋更多的東西。剛開始，人們只停留在生物學的領域裡討論演化論，但慢慢的，人們發現演化論還可以解釋技術、市場、政治、宇宙，並且在宏觀層面上有指導意義。
我自己就對演化論就有三層認識：
第一層，也就是最基本的認識，就是適者生存。
適合環境的事物會留下，而不適合的會被環境淘汰。
公司裡的馬屁精能上位，這看起來是不公平的景象，但更準確的解釋是，他發揮了某個能適應環境的特點。而且，馬屁精的特性還會被複製到其他員工身上。
那些存在已久的事物，之所以還會存在，往往有它的原因。
第二層認識，是演化的力量要勝於人為的規劃。
演化論學者馬特·裡德利（Matt Ridley）曾寫道：
我們所有人都犯過同一個驚天大錯，存在同一個盲點，那就是：人人都以為，世界這個地方主要仰賴規劃。
神創論者人為世界是由神創造的，人類是由神設計出來的。但是科學的證據一再表明，世界和生物都是演化而來的，而且演化的過程沒有明確目的，人類是碰巧演化成了這個樣子。
我們以為道德是由某個聖人規定下來的，但其實道德是在人類群居的情況下，必然會出現的一種互助規則。幾乎全世界的宗教都在懲惡揚善，是因為全人類都是群居動物，都需要合作方能生存。
我們以為經濟局勢是由政府或神秘組織所規劃出來的，但其實經濟之所以是現在這個樣子，是全人類頻繁交易，用錢投票的演化結果。
第三層認識，是這個世界沒有任何目的。
每一種生物的演化都是沒有目的的。生物在傳宗接代時，不是因為它設定了「讓後代變得更出色」的目標。
地球之所以擁有能孕育出生命的環境，不是因為地球想要孕育出生命，而是剛巧有一系列的物理作用，讓地球具備了孕育生命的條件。
我認為「蝴蝶效應」能更好的說明這一點。蝴蝶搧動了翅膀，促發了一系列的連鎖反應後，讓不遠的某處颳起了龍捲風——
蝴蝶的確為龍捲風的誕生做出了貢獻，但裡面沒有半點是來自蝴蝶的意願。
結尾
現在，我們總結一下本週的內容。
我們先談到了愛因斯坦的相對論，相對論的結論對我們來說，可能是比較難接受，理解起來也比較燒腦的。
在這裡，你只需要記住一點，就是愛因斯坦告訴了我們：
思考是可以超越感官的、是可以很違反直覺的，而我們所認為的最理所當然的常識，都有可能是錯誤的。
量子力學的內容非常的艱深，會讓人感覺非常的困惑，而如果只能讓你記住一個重點的話，那我希望你能記住：
世界的本質，就是不確定性。
最後，我們才談到了演化論。
演化論的思想比較容易理解，但是，如果要讓你記住一個重點的話，那我希望你能記住：
個人的意願是微不足道的。
最後，要說這兩週的思維史有什麼規律的話，那麼顯而易見的，就是我們的思維，以及我們的世界觀一直都在發生革命，每一次我們以為我們能解釋些什麼，卻又都被後來的人證明我們的解釋是錯誤的，或不夠正確的。
與古人相比，我們能做的事情越來越多，但越是認識這個世界，我們就越發感受到自身的渺小。
古人會把自己的地位看得很重，會把人類當作是宇宙的中心。但歷史越往後移，人類的地位就越是渺小。星星不是圍繞著我們而轉的，世界也不是為了我們或其它生物而誕生的。
人類認識世界的角度越多，就越會反思到自身的不足。人類的思考越是升級，就越會察覺自己的渺小，就越是肯定，自己的認識會再一次被顛覆。
我在上一篇的開頭說過，我寫這兩篇思維史的第一個目的，是希望我們能獲得幾個思考和理解世界的角度。
而第二個目的，就是希望你能在看完這段歷史後，除了能收穫知識之外，還能產生一種疑惑和一種慾望：
一種，是「我對這世界的理解是否錯誤？」的疑惑。
一種，是「我想更多的了解這個世界」的求知慾望。
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