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牛排从多高的地方掉下来正好能烤熟?别人大开的脑洞,都被他用科学给填上了丨读书者说

2018-01-05阅读 199 中国日报双语新闻 我要关注



2018年的第一期读书者说,想在一年的开头和大家聊几句。


女生:2018是不是闰年呢?

男生:不是,对吧?

女生:我猜现在没人知道。

男生:绝对不是闰年,闰年可以被4整除。

女生:对,那么奇数就肯定不是,但2018年是偶数,还有一半可能性的。

男生:用计算器算下不就知道了吗?

女生:不行!如果这么容易就能分解多位数,那现代密码学就该崩溃了。

男生:好吧。

女生:我希望,到二月我们就能知道答案了。


过去的一年,我惊险地爬出了“论文坑”,顺利毕业,成为北漂,遇到了一群有趣又有才的同事,做着喜欢的工作,于是得到了理想中的“温柔过渡”。

2018年的开头,我想着,尽管很多人说“一年更比一年苦”,但我也会一年更比一年拥有温暖自己的勇气和能力。


希望屏幕那头的你也是一样。



今天想聊一本好玩的科普读物,反正开脑洞不用花钱。


文科生如我,看不懂很多科学道理,但关于这本书,也许可以说点别的。




牛排从多高的地方掉下来正好能烤熟?


如果地球上所有人都拿着激光笔同时照向月亮,月亮的颜色会发生变化吗?


如果把元素周期表里的元素制作成立方砖头,并按照周期表的排列方式把这些方块一个个排起来,会发生什么?


……


“再荒诞的问题都可能有一个科学答案(Serious Scientific Answers to Absurd Hypothetical Questions)”,这就是这本书——《那些古怪又让人忧心的问题what if?》——想要告诉我们的。





作者兰道尔·门罗(Randall Munroe)曾在美国国家航空航天局(NASA)工作,制造机器人。2006年成为全职网络漫画家,是美国科普漫画网站xkcd的创立者。


这本书就是该网站上他的“what if?”科普问答专栏合集。


兰道尔·门罗(Randall Munroe)


对于门罗来说,问题越古怪越好。


Reflecting Mr. Munroe’s NASA background, the questions lean towards physics and space science, though biology makes an appearance: an excellent chapter on inbreeding explains the risks, and the reasons for the evolution of sex, through an analogy with the character-creation system of Dungeons & Dragons.
这些问题偏向物理学和空间科学,能反映门罗曾在NASA工作过的背景,不过生物学的内容也曾出现过:在一个关于近亲繁殖的精彩章节中,他通过与(角色扮演游戏)《龙与地下城》中的角色创造系统进行类比,解释了性别演变的风险和原因。


原版书


本书的校译者Ent是科学松鼠会成员、果壳网编辑。偶然之中,我关注了他的微信公号ImagineNature,虽是低频率更新,但文章很暖。


Ent把这个公号视为一个“写作实验”:为现实中的自然故事赋予抒情性(文章全部首发在果壳网,在他的微博和豆瓣账号也能够看到)。挺有意思的,借楼推荐一下。



“大家一起跳(Everybody Jump)!”



门罗说,这是他的网站中被问得最多的问题之一:


Q:What would happen if everyone on Earth stood as close to each other as they could and jumped, everyone landing on the ground at the same instant?- Thomas Bennett (and many others)

Q:如果地球上的所有人都尽可能挤在同一个地方,一起跳起,然后全部在一刹那间同时落地,会发生什么?——托马斯·贝内(以及很多人)


……



我们一起来看门罗的回答:


和其他地方讨论的结果一样,这个举动对地球一点影响都没有(doesn’t really affect the planet)。地球的质量是所有人类质量的10万亿倍以上(Earth outweighs us by a factor of over ten trillion)。正常人良好发挥时平均可以垂直跳起0.5米左右的距离,即使地球是刚体(rigid,在任何力的作用下,体积和形状都不发生改变的物体)并能瞬时做出响应,它也只会被向下推不到一个原子宽度的距离。


接下来所有人都落到了地上。



严格来说,落地这个过程确实会传递给地球巨大的能量,但是受力的面积太大了,产生的影响最多也只是在好多花园里留下一堆脚印而已。一股轻微的压力波会穿过北美大陆并消散掉(门罗将场景设定在了美国罗得岛),几乎不会产生任何影响。所有人落地时产生的巨大声响(a loud, drawn-out roar)可能会持续几秒钟。


最终,一切都安静下来。


你以为事情就这样结束了?不不,门罗的高明之处还在后面:


几秒钟过去了。大家都开始四下环顾。


我们刚才那么做到底是为什么?这里是罗得岛吗?


尴尬的目光(uncomfortable glances)。一些人开始咳嗽。


一个人掏出了手机。几秒钟后,余下的50亿人都拿出了手机。所有的人,即使手机兼容当地网络的那些人,都将看到手机屏幕上有一句相同的话:无信号。所有的手机网络都在史无前例的重压下崩溃了……



随之而来的,还有史无前例的拥堵(堵飞机、堵轻轨、堵私家车……),即便爬上集装箱船,也难以搜集长途海上航行所需的食物和淡水。更要命的是,没人能阻止耗尽燃油的私家车主们直接抛弃这辆车而再去偷一辆车,因为警察被堵着,来不了。


Any two people who meet are unlikely to have a language in common, and almost nobody knows the area. The state becomes a chaotic patchwork of coalescing and collapsing social hierarchies. Violence is common. Everybody is hungry and thirsty. Grocery stores are emptied. Fresh water is hard to come by and there’s no efficient system for distributing it.
任何两个相遇的人几乎都不可能说同一种语言,也几乎没有人熟悉这片区域。整个州变成了由时分时合的社会阶层组成的、混乱无序的群体。暴力随处可见,每个人都又饥又渴,杂货店早已被洗劫一空,淡水资源难以获取,有效的分配机制也无法建立起来。


不出几周,数十亿人将在罗得岛上死去(graveyard of billions)



The survivors spread out across the face of the world and struggle to build a new civilization atop the pristine ruins of the old. Our species staggers on, but our population has been greatly reduced. Earth’s orbit is completely unaffected- it spins along exactly as it did before our species-wide jump. 
幸存者们散布在世界各地,努力尝试在旧文明的废墟之上重建新文明。人类不至于灭绝,但人口将会锐减。讽刺的是,地球的轨道没有受到丝毫影响,仍然像人类惊天一跳之前那样默默旋转着。


对于书中收录的问题,门罗给出的解答十有八九最终会导致人类灭绝、地球毁灭。总有一万种办法让我们制造危险,“作”死自己。


“有时候换种思路,不去破坏任何东西的感觉真好。”


这令我想起多年前看过的一本小说,劳伦斯.布洛克(Lawrence Block)的《八百万种死法》Eight Million Ways to Die,以及前阵子刚看完的畅销书,尤瓦尔.赫拉利(Yuval Noah Harari)的《人类简史》Sapiens: A Brief History of Humankind,无一不显示出个体、甚至人类的渺小。


而在另一个故事里,门罗告诉我们,全世界所有蚂蚁大脑的总复杂度已经和所有人类大脑的总复杂度相当……


After all, we’ve caught up to ants, and they don’t seem too concerned.
毕竟,我们追上了蚂蚁,但蚂蚁一点也没着急嘛。


——人如蝼蚁,真真一点都没错,实在没有太多理由自视甚高。




书中有个叫“纽约式时间机器(New York-Style Time Machine)”的问题,通俗来讲就是穿越啦,问题是这样的:


Q:I assume when you travel back in time you end up at the same spot on the Earth’s surface. At least, that’s how it worked in the Back to the Future movies. If so, what would it be like if you traveled back in time, starting in Times Square, New York, 1,000 years? 10,000 years? 100,000 years? 1,000,000 years? 1,000,000,000 years? What about forward in time 1,000,000 years?
Q:我总认为当你回到过去时,你会到达和穿越前同一位置的地方,至少在电影《回到未来》中是这样的。如果真是如此,那么站在纽约的时代广场向前穿越1千年会怎样?1万年呢?10万年呢?100万年呢?10亿年呢?如果是向未来穿越100万年呢?



调皮的门罗这样回答穿越回“10亿年前”的部分:


10亿年前,各个大陆板块(continental plates)被挤到一起,是一个超级大陆(supercontinent)。这个超级大陆并不是人们所熟知的泛古陆(the well-known supercontinent Pangea),而是联合大陆的前身:罗迪尼亚超大陆(Pangea’s predecessor,Rodinia)


……


在这个古老的世界中,没有植物也没有动物。海洋里孕育着大量生命,但都是简单的单细胞生物(single-cellular life)。海洋表面漂浮着大量蓝藻(mats of blue-green algae)。这些其貌不扬的生物(unassuming critters)是生命长河中最为致命的杀手(deadliest killers)


蓝藻细菌(blue-green algae, or cyanobacteria)是第一种进行光合作用的生物(photosynthesizers),它们吸入二氧化碳(breathed in carbon dioxide)并释放出氧气(breathed out oxygen)……当蓝藻刚出现时,它们释放出的氧气对于其他几乎所有种类的生命来说都是有毒的(toxic),随之产生的物种大灭绝被称为大氧化事件(the oxygen catastrophe)

After the cyanobacteria pumped Earth’s atmosphere and water full of toxic oxygen, creatures evolved that took advantage of the gas’s volatile nature to enable new biological processes. We are the descendants of those first oxygen-breathers. 
在蓝藻使地球大气层和海洋中充满有毒的氧气后,其他生物慢慢进化出了新的能力,能够利用氧气的化学活性进行新的生物过程。我们就是那些第一批呼吸氧气的生物的后代。”


氧气,由曾经的剧毒杀手,到为生物所适应,再到成为我们赖以生存的必需,说是“汝之蜜糖,彼之砒霜”也好,抑或“风水轮流转”,或许正映证着那一句,除了变化本身,没有什么是不变的。喜怒哀乐终将过去,高潮也好,低谷也罢,就连人类本身,都不过昙花一现。


Eventually, humans will die out. Nobody knows when, but nothing lives forever. Maybe we’ll spread to the stars and last for billions or trillions of years. Maybe civilization will collapse, we’ll all succumb to disease and famine, and the last of us will be eaten by cats. Maybe we’ll all be killed by nanobots hours after you read this sentence. There’s no way to know.

人类终将灭亡。没有人知道会是什么时候,但没有什么东西能够永远存活下去。也许我们会逃到其他星球上继续存在百千万亿年;也许文明会崩溃,我们都会死于疾病或是饥荒,最后的人类会被猫科动物吃掉;也许我们所有人都会在读完这个句子后的几小时里被纳米机器人杀害。未来充满了各种可能。

……



没有了人类,地质活动依然会继续进行(grind on)。风雨和呼啸的沙子会逐渐分解并掩埋我们文明的印记(dissolve and bury the artifacts of our civilization),人类造成的气候影响(human-caused climate change)很有可能会延后下一次冰河期(glaciation),但我们不会终结冰河期的循环。最终,冰川会继续向前进发。几百万年后,没有多少人造物体还能保存下来。


Our most lasting relic will probably be the layer of plastic we’ve deposited across the planet…

人类存留时间最长的遗物可能是我们埋在地球各处的那一层塑料……


我们留下的塑料会被撕碎(become shredded)并掩埋(buried),或许一些微生物(microbes)会进化出消化塑料的能力。很可能(in all likelihood)在几百万年后,一层无处可去的(out-of-place)碳氢化合物处理品(processed hydrocarbons)——包括洗发水瓶子和购物袋转化后形成的碎片——会成为我们文明存在过的化学纪念碑(will serve as a chemical monument to civilization)



读到此处,觉得这座“化学纪念碑”格外刺眼——真的很不情愿人类文明最终留下的只是一堆丑陋的塑料啊!


回想起小时候喜欢在老家溪边捡石头,形状规整、表面平滑而没什么瑕疵的小石头,也不怕重,每天都藏在口袋里,像个护身符,也是颇有仪式感的存在。


而在漫漫历史长河之中,石质器皿、石刻石雕,都曾是人类文明的重要承载者,最终都逃不过风化的命运。而至于塑料——作为人类智慧代表的时日尤为短暂,更多时候却是殃及自然的证据——却要被长久地留存在世,不禁一阵唏嘘。




还有一个扎心的、关于孤独的问题:


Q:What is the farthest one human being has ever been from every other living person?Were they lonely? -Bryan J. McCarter
在这个世界上离其他活人最远的人是谁?他们孤独吗?——布赖恩·J·麦卡特


门罗的答案是:


最有可能的人是阿波罗登月计划中曾待在位于月球轨道上的指令舱里的6位宇航员了……


在每次任务中都会有一位宇航员留在指令舱中,与此同时两位宇航员会踏上月球表面。当指令舱位于轨道的最高点时,登陆月球的宇航员离留守指令舱的宇航员约有3585千米。



他们孤独吗?来看看阿波罗11号指令长迈克尔·科林斯(Michael Collins)的自述:


Far from feeling lonely or abandoned, I feel very much a part of what is taking place on the lunar surface… I don’t mean to deny a feeling of solitude. It is there, reinforced by the fact that radio contact with the Earth abruptly cuts off at the instant I disappear behind the moon.
我丝毫不觉得孤独或者被遗弃。相反,我觉得自己是月球表面上发生的一切的
一部分……但我并不是说我没有一种孤寂感,这种感觉确实存在,尤其是当我转到月球的背面,和地球通信的无线电信号突然中断的时候。


迈克尔·科林斯(Michael Collins)


I am alone now, truly alone, and absolutely isolated from any known life. If a count were taken, the score would be three billion plus two over on the other side of the moon, and one plus God knows what on this side.
我现在是一个人,真的是一个人,与任何已知的生命形式隔绝。如果数一下的话,在月球的另一边有地球上的30亿人和两位登月的宇航员,而在这边只有我,加上天知道什么东西。


阿波罗15号指令长阿尔弗莱德·沃登(Alfred Worden)甚至还十分享受这个过程:


阿波罗15号资料图


There’s a thing about being alone and there’s a thing about being lonely, and they’re two different things. I was alone but I was not lonely… I thoroughly enjoyed it. I didn’t have to talk to Dave and Jim any more… On the backside of the Moon, I didn’t even have to talk to Houston and that was the best part of the flight. 
一个人是一回事儿,孤独是另一回事儿,二者全然不同。我现在是一个人,但我不觉得孤独……我完全享受它,我不用和戴夫和吉姆通话……在月球的背面,我甚至都不用和休斯顿联系,这真的是这次旅途中最棒的一部分。


对此,门罗的总结是:


Introverts understand; the loneliest human in history was just happy to have a few minutes of peace and quiet.
内向的人都明白:史上最孤独的人类非常乐于享受这几分钟的安宁与寂静。



这大概是我第一万次想起本科时的一份作业:一个人的无媒体生存实验,让我印象深刻。


那是2013年。那天,我没有带常用的智能手机,但又怕走丢,最终还是带上了备用的、只能发短信和打电话的老爷机,不过没有开机。我出了门,坐上一路不熟悉的公交车,试图扎入城市的陌生地带,最终发现仍是在熟悉的区域打转,只是一些没有去过的角落最终接入了我脑海中的城市地图。


我有意切断自身与外界的媒介化连接,试图制造恐慌感,却发现媒介无处不在——就连街头报刊亭屋檐上的滚动屏幕都在时刻告诉我,这个世界的其他角落正在发生什么。



我想到更久以前,在香港,那时手机还不那么智能,没有微信,也很少用手机地图。一个人出门,没有事先预设好的路线,只是随意游荡,有时还故意选择海边的冷僻去处,不知不觉就变成了“与飞鸟作伴”。


那是一个周末,我曾被淹没在市心街头的人群中,曾走进闹市中宁静的天后古庙,也曾经过城市角落里穆斯林的路边聚会,颇有些波德莱尔笔下“游荡者” (flaneur)的味道。



奇怪的是,置身人群、建筑之中,却愈发感受到距离;人迹罕至的自然场景之下,却与他人显得格外亲近。分不清是恐惧让人产生了孤独感,还是孤独感生成了恐惧。总之,我很快逃离了那种状态。


那份作业已经过去很久,但我仍时不时会想,如果要把这个实验做得更久、更彻底,我应该怎么做?我能怎么做?屏幕那头的你也不妨想想,或许会有意想不到的发现。


以及,如果是门罗,又会给出怎样的回答?


2017年我看完的书很少,惭愧到无以复加。但如苗炜老师、东野圭吾、郝景芳、赫拉利等等,他们的书或多或少提供了另一种看待世界的角度,重新燃起我对世界的好奇心。开卷有益,或许在此。

最后提示:门罗的书,或许搭配动画片《瑞克和莫蒂(Rick and Morty)》效果更佳哦!



编辑:李雪晴



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