NO.705 罗胖精选 | 用有限信息也能找到真相


和你一起终身学习,这里是罗辑思维。

这周我们上线了一门新课程,高爽老师的《天文学通识30讲》。

天文学是我们一直希望开设的一门课程。因为它代表了一种非常高级的思维方式,那就是怎么在信息极其有限的情况下,还能还原出世界的真相。这是一门非常奇妙的学问。最终,经过我们的努力,我们请到了天文学家高爽老师来主持这门课程。经过一年时间的筹备,现在这门课程终于打造完成。

接下来,就邀请你收听这门课程的发刊词:天文学是一门什么样的学问?

你好,欢迎来到《天文学通识》,我是高爽。

在我准备这门课的时候,我就知道有一个问题肯定绕不过去,那就是如果你对宇宙不感兴趣,天文学对你还有意义吗?

天文学研究的是宇宙,离我们非常遥远,但是它在研究宇宙这么一个庞然大物时,也练就了一项独门绝技,那就是能够通过极其有限的信息去寻找事情的真相。

甚至可以直接说,天文学就是一门能在信息极其有限的情况下,还原出宇宙真相的学科

在人类获取知识的方法中,这其实还挺特别的。尤其是在人类进入信息时代之后,我们如果想要寻找一件事情的真相,想到的最直接的方式就是获取更多的数据,从更多的数据中发掘出更多的信息。

尤其是现在,到了大数据时代,对数据的依赖已经不是简单的数量多就可以了,而且还要全,恨不得把所有的数据都存起来。

可是在现实中我们往往面对的就是数据不全、信息不足的局面啊。找工作的时候,我们希望找到一家靠谱的公司,但是只能去网站上看看它的简介。做投资的时候,我们希望找到一家稳定增长的股票,但是只能看到一些公开信息。甚至在选择创业方向时,连靠谱的信息都没有。

难道这个时候只能选择放弃认知,放弃行动吗?

至少天文学不是这样的。天文学作为人类智慧的宝库,它提供了一整套方法,让我们在信息有限的情况下仍然可以认知世界。这也是我自己内心对一开始那个问题的回答,我相信天文学对你一定有意义。

在我准备这门课的时候,天文学发生了一件大事,我想你一定知道。2019年4月10日,人类第一次给黑洞拍下来的第一张照片发布了。我们一起见证了历史。

不过你可能没有注意到这张照片真实的大小有多大。用我们天文学的话来说,这张照片只有几十微角秒的大小。这是什么意思呢?就像是你检查视力的时候去看视力检测表,最下面那个视力2.0的符号都比这个黑洞看起来大500万倍,相当于站在地球上看月球上的一个橘子。

这就是说,如果直接去看的话,是不可能看到任何东西的。其实如果不作任何处理的话,照片上的黑洞只能有半个像素的大小。我们在照片上看到的所有的细节,都是天文学家后来进行补充和还原的。也正是这样,我们才能通过如此有限的信息看到了一个真实黑洞的样子。

像黑洞照片这种从一丁点儿信息就能推测背后真相的事情可不是什么特例,而是在天文学中到处可以看到。

比如,前几年钱德拉望远镜,观测到了一次超新星爆发。整整持续了6个小时的观测,但只接收到了139个光子。139个光子是什么概念?我们人能看到的最暗最暗的光,也要让视网膜在1秒钟之内接收3万个光子。但是天文学家就是能通过这么点的信息推断出很多东西。比如,天文学家就知道这次爆发释放出了大量的金属钛,不只是这样,而且可以确定释放的钛的质量相当于115个地球。

还有,比如2013年,普朗克卫星观测宇宙微波背景辐射,仅仅靠着几十万分之一的温度变化,就还原出了宇宙早期的物质构成和分布情况,更新了研究宇宙的模型。

用小信息撬动大真相,这些情况在天文学里经常能被看到。你别以为天文学家不想获得更多的信息啊。想啊,但是真的做不到啊。能被研究的信息极其有限,这件事是刻在天文学基因里的。

我们研究的对象,动不动就几十亿、上百亿光年那么远。就比如除了太阳天空中任意一颗恒星,它们就是一个个没有大小的亮点。就算是用哈勃望远镜去看,看到的仍然是一个个没有大小的点。但是,我们就是要知道它们的元素构成,它们的寿命,它们周围还有没有不发光的行星。

我们研究的问题,动不动就跨越几十亿、上百亿年。太阳年龄是45亿年,银河系年龄是135亿年,宇宙年龄是138亿年。而我们人类的文明历史只有不到1万年。如果把宇宙诞生到现在的时间压缩到1年的话,我们人类对宇宙的信息记录,最多只有一两秒的时间。但是,我们就是要知道它们过去都发生过什么,现在正在发生着什么,未来又会变成什么样子。

所以天文学只能另想办法,然后才练就了自己的独特本领。我的这门通识课呢,想要告诉你的就是天文学家们是怎么做的。他们如何靠着手上仅有的几块拼图,就能补齐缺失掉的信息,还原出一件事情的本来面貌。

我经常这样来作比喻,天文学就是一部史诗级的侦探小说:嫌疑人是“造物主”,他非常狡猾,留下的线索非常有限;犯罪现场是整个广阔的宇宙,真相可能隐藏在任何一个角落里;侦探就是天文学家了,他们靠着自己的理性和想象力在有限的信息中寻找真相。

我自己也是这些侦探中的一员。

为你介绍一下我自己。我是高爽,2011年博士毕业于德国海德堡大学天文专业,先后在中科院国家天文台和北京师范大学做研究和教学,现在是一名全职科普人。

我为你准备的这门天文学通识课,不只是带你去欣赏这部侦探小说,更重要的是我会从一名天文学家的角度为你还原出,我们是如何发现线索的,是如何推理证据链条的,又是如何验证最终真相的。

在这门课里我不只会告诉你:

  • 恒星只是一个一个的小亮点,我们是如何知道它们每一颗的寿命的?
  • 外星生命从来没有被发现过,我们是如何探索的?
  • 暗物质、暗能量我们到现在也不知道它们是什么,我们是怎么知道它们是一定存在的?
  • 宇宙那么大,我们又是如何知道它的形状的?

更重要的是让你通过天文学了解到,人类利用有限信息,还原可靠真相的顶级智慧。如果你对这些内容感兴趣,这门课会非常适合你。

假如还没有说服你的话,我还有另外两个理由。

第一,宇宙为我们提供了最遥远的他者视角。在宇宙中回望地球,所有幸福与烦恼、胜利与失败都是如此渺小。宇宙能为我们提供最大的慰藉。

第二,宇宙为人类的思维提供了最大的舞台。从埃隆·马斯克的登陆火星计划,到刘慈欣的小说,只有宇宙才能装得下人类的想象力。

非常期待与你一起理解宇宙。

我是高爽,我们课程里见。

内容听完了,我是罗胖。

感谢高爽老师的精彩讲解。你看,天文学的魅力,可不仅仅是研究的对象宏大,而是天文学家有一种独特的能力,可以像侦探一样,发现线索,拼接证据,然后揭示真相。这项能力是我们每个人都应该拥有的思维武器。不管你思考的对象是不是头顶上的天空。

如果你希望了解天文学家是怎么工作的,怎么思考的,高爽老师的《天文学通识30讲》,推荐你加入学习。

好,罗胖精选,明天见。