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文摘‖人类大脑分这两大阵营,你属于哪一边?

时间:2020-03-07 23:28 浏览人数:
        本文选自《那些听过却从未搞明白的问题》,作者:[西班牙]大卫·加耶,出版:四川文艺出版社,出品:酷威文化
我觉得聊你是理科生还是文科生,比聊你是什么星座有意思多了。甚至对你的择业都影响重大。
我敢肯定,你曾经很多次被问过“你是属于理科还是文科”。甚至,你可能自己也这样回答过:“我是文科的,所以千万别让我算咱们晚饭的账单。”“我是理科的,我可不愿意回答什么艺术和文学的题目。”
上述回答很常见,因为人类是如此热衷贴标签的生活方式。甚至在科研机构中,也已然形成了两个截然不同的群体:一群人热衷于研究自然规律及其特性,并且试图推动科技工具的进步;另一群人则醉心于人类世界,关注人类的思想、历史以及语言,并从事人文与艺术创作。
这是两个有着不同主题和方法论的知识领域,尽管科学方法的成功能促使人文学科变得更加科学化和数学化,但这并没有完全实现,毕竟经济学、历史或人类心理等人文学科比自然要难预测多了。

1959年,英国物理学家、小说家C.P.斯诺在剑桥大学评议会大楼发表了题为《两种文化》的著名演讲。在这次载入史册的演讲中,他提到了这种发生在理工科学生与人文科学生之间的分裂。斯诺认为这种缺乏沟通、缺乏多学科性的现象,在人类未来面对挑战时,可能会带来诸多问题。必须指出的是,斯诺的演讲内容并不完全公正,因为他把物理学家描绘成了进步的英雄斗士,而把作家和停滞不前的传统文化之间几乎画上了等号,认为他们同任何进步都背道而驰——事实上,由于他的介入,人们的争论产生了有价值的成果,但这不是问题的关键。
确实,人文学派和科学学派的人并不理解对方,甚至根本不愿意试图去理解。形容一个人“有文化”,通常同人文学科而不是科学学科的知识联系在一起,比如说,当一个人不知道法国大革命或堂吉诃德的某些基本事实时,人们会认为他没有文化。然而,如果一个人不知道牛顿定律或热力学第二定律——构成我们这个世界的自然基本定律——的含义时,人们并不会认为他很无知。但是,必须承认的是,“科学也是文化的一种”。

许多年来,科学在媒体报道中并不占据多少篇幅,然而也有好消息:近年来,主流媒体似乎更加关注科学及其结果,公众对这些信息的要求也越来越高。我突然想到,这种兴趣的产生或许可以归因于我们正被卷入技术革命之中,它让人们产生了探索现代奇迹的欲望——这些奇迹是如何被发明出来的,以及这些奇迹背后的科学原理究竟是什么。
也许这种繁荣是为了弥补世界上许多国家所遭受的传统科学文化的匮乏。西班牙科学技术基金会(FECYT)就经常调查社会对科学的认识,以了解人们对科学及科学家的认识与看法。在2017年的第8版的报告中,它带来了好消息:对科学感兴趣的西班牙人的比例从2004年的6.9%上升到2016年的16%,累计增长132%;另一方面,44.2%的受访者认为自己所受的科学教育程度较低或非常低(与之前的47.1%相比有所改善)。

另一个有趣的事实是:尽管我们生活在一个高度科技化而且越来越科技化的世界,但实际上科技领域的从业者并不多。2015年时,欧盟委员会预测:到2020年,欧盟境内将有90万个技术职位空缺。社会对科技类和工程类岗位有着极大的需求,然而却没有足够的年轻人选择从事这些行业,公司也很难找到自己所需要的专业人才,而经济和发展恰恰依赖于这些岗位。
人文学科在数字时代也不是一无是处。据专家们所说,人文学科的主要任务之一是引导人类在突破性的技术进步中前进,而不让人们迷失方向。比如说,我们需要技术做什么?如何使其与人类文化的维系相容?如何应对诸如后人类时代、机器人、生态破坏等挑战?

为什么产生文理差异,目前还是一个未解之谜。先天因素似乎比后天影响更大一些。有些研究认为跟个体左右脑活跃度不同有关。
有些人主张建立一种超越这两种文化的第三种文化,如美国出版商约翰·布罗克曼。对布罗克曼来说,现在以及未来的知识分子会从经验和科学的角度来处理人类遇到的所有日常问题(而不是通过分析尼采、弗洛伊德、马克思或法国结构主义的论点)。因此,未来的问题解决者们会来自理工科。这也是进化心理学家史迪芬·平克、生物学家理查德·道金斯和哲学家丹尼尔·丹尼特等人的一致看法。
比如说,语言学家、语言科学家与计算机科学家和工程师合作,就可以开发出语音识别应用程序、自动翻译程序、拼写检查程序、搜索中的语义改进程序,以及我们每天使用的数百种应用程序。如果你不相信我的话,那就去找苹果手机的语音助手Siri来问问吧。

简而言之,重要的是停止对科学和人文的分裂,保持对世界上所有东西的兴趣,不管它们是否在你熟悉的领域内——物理学家会对历史感兴趣,语言学家会对生物学感兴趣。正如斯诺所说,这样,人类将会有更多的技能去面对将来可能出现的问题。我的建议是,你要对你周围的一切都感兴趣,无论是自然现象还是人文现象。当别人问你来自理科领域还是文科领域时,你完全可以回答:“两者皆是!” 

文理学科兼收并蓄,绝对不会是坏事就对了。

 

新书《那些听过却从未搞明白的问题》资料:
作者:【西班牙】大卫·加耶
译者:姜宁
出版:四川文艺出版社    2020年3月
出品:酷威文化
书号:978-7-5411-5599-4
定价:48.00元
开本:32
上架:大众读物 / 趣味科普

更新知识,重建常识
全球十大教师,网红科普博主告诉你
那些你本该明白,却从未搞懂的问题

【新书亮点】
★作者三大身份,全球十大教师+百万网红主播+科普作家。
        他是被教育界的诺贝尔奖——“全球教师奖”评选出来的年度十大教师之一。他是西班牙超级“网红”,百万粉丝订阅的YouTube科普频道播主。他还是《福布斯》杂志“百大创意人”,知名科普作家——大卫·加耶!
        本书探讨的问题不仅成为Twitter、Instagram等社交网站的热门话题,还掀起了新一波网络科普节目的热潮。目前版权已售至十余个国家和地区。获《卫报》、《暂停》杂志、《方法》网站等多家媒体联袂推荐!
★三大版块,科学轶事+凡人亦英雄+流行小知识。
        本书涉及40个生活中常见,大家想了解但却从未搞懂的问题。涵盖从自身到宇宙,从化学到天文学多个领域。书中还设置了3个独立的小栏目——科学轶事、凡人亦英雄、流行小知识。将历史和最新的科技发展讯息收入其中,帮助读者拓展阅读范围,了解更多有趣的来龙去脉。
★边读边看,科普小漫画+知识图解。
        专业画师绘制了30多幅科普小漫画和知识详解图。直观且有趣,让难懂的科学原理一目了然!让科学变得更好玩!

【内容简介】
        把你的房间和宇宙都搞乱的,是同一种“神秘力量”吗?人眼有几百万像素?一朵云等于几头大象的重量?把一个足球送上太空要花多少钱?热血真的能沸腾吗……
        “全球十大教师”之一、西班牙超级“网红”、科普播主——大卫・加耶,用风趣幽默、脑洞大开的方式,帮你解答40个你本该明白,却从未搞明白的问题。
        大脑、生活、宇宙、未来……生物、地理、物理、化学,书中每一个知识点都与你我息息相关,满足你了解自身的好奇心和开拓视野的求知欲,体验迅速获取新知的喜悦。

【作者简介】
        大卫·加耶(David Calle),教师、作家。曾被教育界的诺贝尔奖“全球教师奖”评为2017年度十大教师之一,还被《福布斯》杂志评为“百大创意人”之一。他的个人YouTube科普频道,截至目前粉丝已超百万。

【译者简介】
        姜宁,本名江鉴玲。毕业于北京大学外国语学院西班牙语专业,已取得西班牙语专业八级证书、西班牙语DELE考试C1证书。曾参与2018年CCTV5拉美足球专栏访谈节目的翻译工作。
【目录】
前言
1住你楼下的邻居为什么比你活得久?
2在珠穆朗玛峰之巅水的沸点是多少?
3人眼有几百万像素?
4《星球大战》里的飞船违背了哪些物理定律?
5“π”的粉丝
6给我一个支点,我将会撬起整个地球
7和一个外星人交朋友的概率有多大?
8不存在的颜色
9一朵云等于几头大象的重量?
10左撇子没那么稀罕,只是有点特别罢了
11花椰菜中隐藏的几何秘密
12如何逃离地球?
13恋爱的粒子
14机器人将来会掌控我们吗?
15关于地球的真相和谎言
16天空为什么是蓝色的?
17时间存在吗?
18为什么宇宙和你的房间一样,总是很容易变得一片混乱?
19未来我们会变成半机器人吗?
20一个沙子堆成的城堡能多高?
21怎么划分银河里的各种文明?
22无铅汽油和地球的年龄有何关系?
23为什么月球抛弃了我们?
24镜子是什么颜色的?
25儒勒·凡尔纳是预言家吗?
26把一个足球送上太空要花多少钱?
27晶体管不(只)等于收音机
28为了进行重力实验,伽利略摔坏了多少苹果?
29宇宙中哪里最冷,哪里最热?
30“意外发现”和致幻剂有什么联系?
31时空共振
32你属于理科,还是文科?
33需要几只蜘蛛才能刹住一架波音747?
34风力发电机和霹雳车之间有什么共同点?
35科学不只是男孩的事
36南北磁极倒置的话会发生什么?
37怎么在水面行走?
38地球为什么会变暖?
39未来,世界地图是怎样的?
40关于宇宙中我们不知道的一切

【精彩阅读】

是什么神秘力量,搞乱了宇宙和你的房间?

不知道你有没有发现,不管再怎么整理,房间总会很容易变得很乱:床上被子乱堆,衣服丢得到处都是,书架上的书被乱七八糟地摆在桌面上,坐垫又掉在地上了……起床时明明已经把所有的物品都整理得齐齐整整,可是不知道为什么,一到晚上房间又会变得很乱。所以,我们总是需要耗费一定的精力和时间来整理房间让所有物品归位。当然了,有的时候你可能也会偷懒,对这些置之不理,但是不论你整不整理,房间终归还是会变得很乱。
其实,房间变乱的现象和自然规律如出一辙。宇宙中,每一个独立的系统倾向于往总能量最低、混乱程度最大的状态变化。物理学家们用一个热力学量,也就是 “熵”来描述这种混乱程度。
这个热力学量不仅仅给很多科学家带来了灵感,更激发了很多艺术家、商人,大家都对“熵”具有浓厚的讨论兴趣。

宇宙中的“熵”值具有增长的特性。这个特点是热力学第二定律的内容,也称为“熵增定律”,是我们的现实生活最能直观反映出来的定律之一。
熵增变化也解释了时间是怎么运转的,在日常生活中,我们能通过各种不同的表现形式见证过去到未来的变化。和空间不同的是,时间的运转是不对称的——我们不能回到过去,我们经历的一切都只能面向未来。在时间向未来进行的同时,熵值也一直在增加——整理过后,你的房间还是会越来越乱;当你摔坏一个红酒杯,杯子会碎成若干块,散落在地毯上,并且再也无法被拼凑回原来的酒杯了。生活不能够像播放视频一样倒带,因为时间无法倒退。

熵的概念是在18世纪下半叶,即在工业革命时期德国科学家鲁道夫·克劳修斯提出来的。之后,物理学家路德维希·玻尔兹曼阐明了热力学第二定律的统计性质。那时人类刚开始研究热机,如蒸汽机、火车头等。人们发现热量总是从温度更高的物体传递给温度较低的物体。一个只有25摄氏度的物体不会传递自身的热量给一个100摄氏度的物体。震动频率更高的物体会使得震动频率较低的物体加快震动,但这个过程反过来并不能成立。
但人体是个例外,人体没有遵守热力学平衡规则。体温之所以一直保持在36摄氏度左右,是因为这是能够让身体各个器官正常运作的最佳温度。我们一直靠进食来补充自身消耗掉的能量。人类摄入各种各样的食物,并且消化掉这些食物,使其变成二氧化碳、有机物等等。也就是说,我们解构了环境中的各种成分,使其变得无序,以维持人体的秩序。人类一直在同熵增定律进行抗争。当一个人和环境保持了热力学平衡时,则意味着一个很可怕的事实:这个人已经死了。

科学逸事:
当宇宙的熵值达到无限大以至于无法再增长时,在热力学上,宇宙就已经处于死亡状态了,因为此时宇宙中的一切物体都处于热力学的平衡状态,宇宙的温度也会到达绝对零度。在这种情况下,不会再有任何能量可以用来做功,就好像天塌下来然后世间万物都崩塌了一般。但幸好,宇宙要达到这个状态至少还要10100年的时间。
除了宇宙的崩塌之外,热力学第二定律在我们的生活中还有一个更为常见的表现——我们在做功的过程中始终会消耗掉部分能量,不能实现百分百的能量转换,做功过程中总会将部分能量以热能的形式浪费掉——机器在运转时会发烫变热——而且这种变热并不是我们想要的结果,是一种对我们投入的能量的浪费。一台机器永远无法百分百地实现能量的转化。这个热力学定律解释了为何永动机是不可能存在的——永动机就是能够永远不需要外来能量的补给(不需要电池、燃料供能)、不会浪费任何能量,并能够永远运转的机器。历史上有许许多多的发明家曾想方设法地要创造出一台永动机。显然,他们无一成功。
熵增定律还可以解释事物的不可逆转性。比如说,如果你把一包白糖倒进水中,然后用搅拌棒把糖搅拌开来,糖会融化到水中。这个时候,如果你换相反方向来搅拌,糖还是会融化在水里,而不会恢复成原来的固态。为什么会这样呢?这是因为在搅拌的过程中,糖的熵值增加了,糖分子摆脱了固态时的有序状态,和水分子混合在一起,排列得更加混乱无序了。这符合熵增定律,所以是一个不可逆转的过程。那些不会和外界环境进行热量交换的过程(绝热过程)只有在其熵值不变的情况下能够实现逆转。然而,如果我们发现某个事物的运行过程会降低其熵值,那意味着其周围环境的熵增加了,而且总熵值肯定也是增加的。所以,当我们工作时,我们或许确实可以降低某物的熵,如整理我们的房间。但是,这个过程是一定会消耗许多能量的,毕竟大家心知肚明,收拾房间有多累。
《辛普森一家》有一集,荷马对他老婆发出呐喊:“丽萨,这个家里遵守的可是热力学定律啊!”
我把“为什么宇宙和你的房间一样,总是很容易变得一片混乱?”这个问题发表在了各大社交网站上。
这里有一些充满智慧的评论:
A: 因为熵增定律。如果你有一个强迫症的妈妈,那再好不过了。
B: 这不叫乱,这是行为艺术。
C: 宇宙的混乱是我儿子搞的?胡安,你给我等着,我这就来收拾你! 

水的沸点在珠穆朗玛峰之巅,是多少度?

从小我们就知道,水在温度达到100摄氏度时就会沸腾。我们就可以煮面条或者煮汤了。但是,这个说法其实并不完全正确。毕竟,在科学领域任何一句话都是相对的概念。所以说,水的沸点也是由很多条件共同决定的。
首先,我们要搞清楚的是:液体怎么才会沸腾?一种液体,比如说水,是由很多个分子构成的,若这些分子处在一种比较松散的状态,相互之间的作用力就比固态时小——水的固态就是冰,冰的分子间作用力大于水的分子间作用力——那就会以液体的形式存在。我们平时说的“温度”实质上形容的是组成物质的分子振动频率:一个物体的温度越高,组成它的分子振动频率越高(当分子不再运动的时候,这个物体将会是目前所知的最低温度,即“绝对零度”——零下273摄氏度,也等于0开氏度。虽然热力学原理和量子物理学有研究表明物体不可能达到这种温度)。

因此,当某个物体沸腾时,也就是从液态变为气态时,这些分子的振动频率已经达到一定程度,能让它们摆脱液态时分子之间彼此的相互作用力,然后变得更加松散,融入组成空气的分子之中,形成气体。就这样,水分子不再处于液态时的相互牵制状态,进入到自由游走的气态,各个分子都努力地想要占据更多的空间。事实上,这个现象包含了很多隐藏的条件,比如,我们所说的水在100摄氏度沸腾,指的是纯水和蒸馏水——没有任何杂质溶于其中的水。然而,我们平时喝的水都含有各种各样的杂质,你可以随便从商店里挑一瓶矿泉水出来,看看上面的成分表,上面都写着:钙、镁、钠、铁、碳酸化合物、硫酸化合物……
举个例子,我们厨房中用的盐其实就是氯化钠,当我们往水里加入足量的氯化钠时,这杯水的沸点就会升高。也就是说,这个时候要烧开水需要达到比100摄氏度更高的温度。把1升水的沸点提高1摄氏度需要往里面加大约58克的盐。同样地,这样也能降低水的凝固点——在这个时候,水在低于0摄氏度的时候才会结冰。这是因为组成氯化钠的离子融入水分子之中,让水分子很难凝固成冰。这就是为什么在寒冷的冬天,我们通常会往公路上撒盐,就是为了避免水结冰引发的交通事故。
另外,我们平时说水在100摄氏度会沸腾,是通常默认压强条件是海平面高度上的气压大小。要记住:我们通常都会承受一定的压力(当然了,我指的不是社交软件里聊到的工作压力),所有人都承受着空气重量带来的压力,也就是大气压力。同时,这个气压也会影响水的沸点——大气压越低,液体的沸点就越低。这是为何呢?因为液体中的分子在比较低的气压条件下,会更容易挣脱彼此之间的相互作用力,变成气态。低气压不会带给液体分子那么大的“束缚”。

科学逸事:
珠峰的海拔为8848米,通过计算,我们可以得出在珠峰顶上水的沸点是86摄氏度。在海拔11000米处,水的沸点是71摄氏度。那么,在海拔19000米处(等于奥地利人菲利克斯·鲍姆加特纳那惊世一跳的一半高度),即所谓的“阿姆斯特朗界线”(依照地理位置与大气环境的差异,通常位于18900~19350米的高空),又会是什么样的情况呢?在这个高度上,大气压强是海平面气压的十六分之一,此时水的沸点等于人的体温——36摄氏度。

凡人亦英雄:
2012年10月14日,YouTube全球直播镜头中,在没有借助任何外在机器支撑的条件下,菲利克斯·鲍姆加特纳成为世界上首位成功完成超音速自由落体的跳伞运动员。在经历多次失败后,他终于做到了从距地面高度约3.9万米、悬挂在氦气球上的太空舱上跳下(这个氦气球由高韧性的塑料制成,厚度仅为0.02毫米)。他在40秒内达到373米/秒(1.343千米/小时)的速度,最后成功着陆。这个过程中,有几秒内他甚至处于间歇性失忆的状态。截至目前,高空自由落体世界纪录的保持者是阿兰·尤斯塔斯在2014年完成的——高度为41150米!
那么,假设菲利克斯的特制宇航服在这个高度上破损,会发生什么事呢?会自燃吗?不会。会爆炸吗?也不会(虽然在电影中有无数个这样的镜头)。实际情况会是:他的宇航服变为灰烬和粉末,喉腔黏膜等器官中的水分和眼泪都会沸腾,因此身体会变得干枯——但是不会燃烧起来,因为36摄氏度是身体能够接受的温度。也就是说,在此假设下,他最后会因为缺氧窒息而死。

科学逸事:
血液会沸腾吗?答案是否定的,因为人体的血压比外界气压高70~120毫米汞柱(是的,就是你熟悉的那个体检项目——测血压)。海平面的压强为760毫米汞柱,在这个高度可以算出我们的血压位于830~880毫米汞柱之间。在这个压强之下,血液的沸点为47摄氏度。而在血液沸腾之前,我们就会因为被烤焦而死掉。

我把“水的沸点在珠穆朗玛峰之巅是多少?”这个问题发表在各大社交网站上。
这里有一些充满智慧的评论:
A: 你说在微波炉里还是在锅里?
B: 不会沸腾。当你真的爬到珠峰山巅的时候,水早就被你喝光了。
C: 在珠穆朗玛峰山顶的水是不会沸腾的,很简单,因为没有哪个正常人会想要爬到世界最高的山峰上去烧水!

【千墨艺术网发,2020年3月7日】