假设的世界：一切不能想当然(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：（日）竹内薰

出版社：南海出版公司

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假设的世界：一切不能想当然试读：

恕我冒昧，您的头脑够灵活吗？请看下一页的问题——

答案是，“在澳大利亚随处可见的世界地图”。

可是大家第一眼看到这幅图的时候，是不是觉得有些不对劲？如果是，那就说明你的头脑已经变得硬邦邦的啦。

谁说地图就一定是“上北下南左西右东”了？“总觉得最近脑子越来越不灵活了”——如果你有这种感觉，那科学就是最适合你的灵丹妙药。本书将要呈献给大家的，就是科学的真正本质。“假设”就是本书的主题。

有些人一听到“科学”二字就避之不及，但科学的本质其实很简单。充分理解科学的本质，你的头脑就能变得更灵活。

就算你再讨厌科学，也不想沦为别人口中的“死脑筋”吧。

很好，那我再给你出一道题：

飞机为什么会飞？

请大家开动脑筋，答案在目录后揭晓——序章飞机为什么会飞？其实啊……目前还没人能解释清楚

实不相瞒，飞机的飞行原理还有许多未解之谜。现有的理论都没有超出假设的范畴。除了飞机，还有很多在我们心目中已经经过科学明确论证的事物与现象建立在假设的基础上。科学皆为假设。难以置信的真相

本章的标题是不是吓到大家了？不好意思。不过关于“飞机的飞行原理”，真的还有很多未解之谜。

我可没有欺骗大家。“飞机为什么会飞？”——这是一道超级“难题”，就连最前沿的科学（航空力学）也没法给出一个完美的答案。

也许有读者会说：“啊？可是飞机不是好端端地在天上飞着吗？”

这话当然没错。我们都知道，每天都有许多架飞机翱翔在世界各地。

从莱特兄弟将第一架飞机送上蓝天的那一刻到现在，已经有无数架飞机完成了空中旅程。“飞机都上天那么久了，飞行原理居然还是个谜？”

可这也是没办法的事呀。

毕竟，科学一点儿也不万能。

我们都以为科学早就揭开了飞机的飞行之谜。殊不知，现在的科学还不足以把“飞机上天的原理”解释清楚。

此话当真？

我还是从头说起吧，免得大家误会。以往的说法都是一派胡言

老实告诉大家吧，我原本也以为“飞机的飞行原理”在科学上早就被百分百解释清楚了。

谁知在两年前的某一天，我接到了一位老物理学家的电话。他告诉我：“国外出了一本书，掀起了一场关于飞机飞行原理的大讨论。我想把这本书翻译成日文出版，你能不能介绍一家出版社给我？”

这本引起轩然大波的书，是由美国费米实验室的物理学家戴维·安德森与华盛顿大学的航空力学专家斯科特·埃伯哈特合著的。美国的科学杂志与航空领域的专业杂志对其竞相报道，好不热闹。

如果书里的内容都是胡说八道，它就不会得到社会的关注，专家们肯定也会付之一笑。问题是，一流的科学杂志和专业杂志都一本正经地讨论起了这本书的内容。

但是翻开这本书一看，我大为震惊——因为书里居然是这么说的：“以往的‘飞机的飞行原理’都是一派胡言。”

后来，我还一一查阅了参与争论的人们在杂志和网络上发表的各种意见。

总而言之，这场争论有两大焦点：

第一、流传甚广的“简易版”飞行原理是彻头彻尾的谎言。

第二、专家虽然会用“旋涡理论”解释飞行原理，但这种说法存在微妙的问题。

先看第一点吧。骗小孩的“通俗易懂版”原理

飞机为什么会飞？关于飞机的飞行原理，有一个流传甚广又简明易懂的解释：“飞机的飞行原理可以用‘伯努利定理’来解释。”

听到定理，很多人心里就打怵了。别慌，伯努利定理的内容其实很简单，总结一下就是“空气的速度越快，气压就越低”。

要是把这个定理应用在飞机上呢？请看示意图。

图上画的是机翼的截面。如图所示，机翼的上面是鼓起来的，下面是平的。

当飞机在跑道上滑行时，空气迎面而来，按箭头所指的方向，在机翼处兵分两路。

一部分空气从机翼上方通过，另一部分从机翼下方通过，最后在机翼后方会合。

那么通过机翼上方和机翼下方的两股气流，流动速度更快的是哪一股呢？

大家不妨开动脑筋思考一下。外行也能看出问题的“大前提”“通俗易懂版”飞行原理是这么解释的。“因为机翼上方是鼓起来的，所以上边的距离比下边更长。兵分两路的空气要同时抵达机翼后方，从上面通过的空气必然比从下面通过的空气更快。”“既然上方的空气有更快的流动速度，那么根据伯努利定理，上方的气压就会相应下降。这样一来，机翼上下方就产生了气压差。于是机体就由压力高的地方被‘托’到了压力低的地方，也就是从下往上被抬起来了。”“总之，这就是飞机的飞行原理。”

面向儿童的科普读物里，往往采用这套简明易懂的理论。

听到这套解释的人一般有两种反应。有些人会立刻接受，心想：“哦，原来是这样啊。”有些人却会产生疑惑的想法：“咦？好像不太对头吧。”

没错，这套理论的确有问题，而且问题还不小。

为什么在机翼处一分为二的空气，非要“同时抵达机翼后方”不可？

在这套理论中，“同时抵达”是无须解释的大前提，可是连外行都能看出这个前提很有问题。

那么两股空气会不会同时抵达机翼后方呢？研究人员做了实验。果不其然，空气根本就不会同时抵达。

换言之，被机翼分为上下两股的空气并不是同时汇流到一起的，会产生微妙的时间差。一知半解的歪理

有趣的是，实验结果证实了“从机翼上方通过的空气有更快的速度”。

只是“同时抵达后方”这个大前提是错误的，所以“机翼上边的距离更长，因此从上方通过的空气更快”这套理论就一点说服力都没有了。

这么看来，通俗易懂版的飞行原理简直就是牵强附会的歪理嘛。

上面的空气的确比下面的更快。为了解释这个现象，人们硬是设定了“为了同时抵达机翼后方”这个（不可靠的）前提条件。

可是，人们为什么要编出这么一套歪理？

是这么回事，因为大家不知道真正的飞行原理呀。“为什么机翼上面的空气流动得更快？”谁都说不出个所以然来。

但上面的空气就是流得快呀，怎么办呢？干脆搬出伯努利定理，煞有介事地说，“飞机就是被压力差托上天的。”

这也叫科学？

广为人知的“飞行原理”乍看之下还挺像模像样的，可它毫无“科学依据”。

这件事要是让讨厌坐飞机的人知道了，可怎么得了……飞机是一种曲线球？

再看第二点。

我之前也说了，上面介绍的这套理论是面向普通大众的“通俗易懂版”飞行原理。那么航空力学专家是如何理解飞行原理的呢？

他们认为，“飞机飞行靠的是旋涡”。

换言之，飞机就跟直升机一样，会在空气形成旋涡的地方浮起来。这个说法还挺好理解的吧？

给大家打一个有点突兀的比方吧。请大家在脑海中想象一个棒球。

众所周知，要是球在空气中旋转，就会变成会拐弯的曲线球。

如图所示，右侧的球在旋转，所以它对气流产生了影响。

在球的带动下，从球的上方通过的气流，会比从球的下方通过的气流速度更快。

套用刚才介绍的伯努利定理，速度快的地方气压会下降，于是便产生了向上的升力（飞行动力）。

简单地说，这就是曲线球的原理。

当然，我们不能把球直接比作飞机的机翼。毕竟飞机的机翼和直升机的机翼都与棒球不一样，不会自己旋转。

绝对没有人敢坐机翼会转圈的飞机。（笑）

可专家们认为，机翼上有不停旋转的空气旋涡。这究竟是怎么回事呢？机翼上有旋涡，可是在哪里？

请大家再看另一组示意图。

如果空气来自机翼的斜下方，那周围空气的流动情况应该跟没旋转的球一样。毕竟机翼不会旋转呀。

可要是机翼上存在右图那样的旋涡，空气的流动模式就跟曲线球一样了。这就产生了升力。

也就是说，情况如下：

机翼是不会旋转的，但是机翼上有旋涡，所以打造出了和旋转相同的效果。

为什么专家们认定机翼上有旋涡呢？

机翼明明没有旋转，怎么会产生旋涡？真是难以想象……大概是这么回事吧？

旋涡是个很有意思的东西，因为它不会单独出现。

当一个顺时针的旋涡出现时，一个能将它抵消的逆时针旋涡也会同时出现。这是旋涡的特性。

回到飞机旋涡的话题上，事实是当飞机在空中飞行时，机翼后方始终存在逆时针旋转的旋涡。

人们能用肉眼轻易观测到这种旋涡。可问题是，最重要的“主体”机翼上的旋涡就很难观察到了。

照理说，机翼附近应该有一个能够抵消逆时针旋涡的顺时针旋涡，而且这个旋涡应该能轻易观测到才对……

简单地说，专家的解释还停留在推测的层面上。既然机翼后方有逆时针旋涡，那么机翼上就一定有顺时针旋涡。

既然机翼上有旋涡，那就会跟曲线球一样产生升力。

大家是不是觉得这种说法有点不对劲呀？

可不是嘛，这意味着“旋涡理论”只是间接的推理，是专家的“一厢情愿”。

因此，还是无法断言飞机的飞行原理。即便不能断言，今天专家们依然会用“飞机因为旋涡而起飞”来解释。

这套说法丝毫没有说服力，也没有科学依据。

它根本没把飞行的本质原理解释清楚。不知道原理也没关系，能飞就行

我们对飞行原理的两种解释进行了粗略的分析。第一种“通俗易懂版”解释的大前提就错了，没什么好说的。至于专家的“旋涡理论”，现阶段我们还不能判断它的对错（关于旋涡理论的详细说明，请参考*）。

也就是说，“飞机是怎么飞起来的”这个乍看之下理所当然的事实，不过是通过种种经验法则推测出来的，换句话说，只是种“假设”而已。

这意味着我们还不了解飞行原理的关键部分。怎么会有这种事呢？！

即使不了解飞行的真正原理，在莱特兄弟之后，科学家们还是以“假设”为基础，使航空力学获得日新月异的发展。

不知道原理也没关系，只要能飞就行，结果好就皆大欢喜。工程学就是以反复摸索和经验论英雄的世界。

真追究起原理来，才意外地发现，也许谁都给不了一个完美的解释。地震是微生物引起的？！

想必大家还记得日本政府因为疯牛病（牛脑海绵状病）禁止进口美国牛肉这件事吧。据说疯牛病的病因是一种叫异常朊蛋白的特殊蛋白质。

但是，异常朊蛋白的数量和疯牛病的感染率不成正比。

牛的体内没有积蓄异常朊蛋白，并不意味着它一定不会得疯牛病。“异常朊蛋白是疯牛病的病因”不过是个假设。

因为人们还不了解异常朊蛋白和疯牛病之间的因果关系，所以我们不能凭“没有异常朊蛋白”就认定“美国产的牛肉绝对安全”。

另外，全球气候变暖的原因也是个未解之谜。

人们常说，因为二氧化碳变多了，造成了温室效应，所以全球气候变暖了。但这也不过是个假设。

也许事实正好相反，气候变暖是原因，二氧化碳增加才是因此导致的结果。

近年来，支持全球气候变暖的数据的确在增加，但是还没有科学依据证明谁是因，谁是果。

进一步说，我们其实连引起地震的原因也不清楚。

大陆板块的碰撞导致了地震是比较主流的说法，但引起地震的罪魁祸首，说不定是微生物（详见*）。

具体的例子就介绍到这里吧。我之所以举这些例子，是为了告诉大家，我们以为很多事情已经被科学解释清楚了，一旦仔细推敲，就会发现还有很多没解释清楚的地方。不能盲目相信科学

上面这些言论看似过激，但请大家千万不要误会。我并不是说飞机是不能飞的，我们不能设计出精良的飞机。我也不认为异常朊蛋白就一定不是疯牛病的病因。

我想说的是，科学上的完美诠释与那些建立在摸索和经验上的“成功”是两回事。

前些日子，我正好坐飞机出了一趟国。在机场海关，我惊讶地看到工作人员牵着一条可爱的比格犬。

人家可不是普通的宠物狗。它的职责是闻一闻旅客的箱包，检查里面有没有毒品之类的违禁物品。

可是大家就不觉得奇怪吗？

在这样一个科学万能的时代，人们为什么不使用最先进的化学物质探测器，而要用比格犬来检查行李呢？

化学物质探测器的确是科学技术的结晶。但狗鼻子能精准地分辨出极其微量的化学物质。

这一幕光景也让我深深感受到，现实生活中的成功经验和它是否“科学”，根本就是两个维度的事情。“用科学去解释这件事，就是如此这般……”听到这类言论的时候，我们往往会顾不上“怀疑”，而是立刻接受这种说法，心想：“哦，原来是这样啊。”

然而，上面的例子在我们眼前呈现出了另一番景象。当你刨根问底时，会惊讶地发现，事情的确是这样，但没人能解释清楚这是怎么回事。也许你还会发现，关于这个现象的原理，还有另一种说法。

有些所谓的科学依据，不是草率随意，就是信口胡诌。因此，我们绝不能盲目地相信科学。

科学并不是衡量事物的绝对标准。它不过是一种“观点”罢了。

没有“科学依据”的东西常被人们视而不见，但这种态度万万不可取。

毕竟，科学本来就是一堆“假设”啊。全世界都是假设！

科学完全可以和假设画等号。这可不仅限于上面介绍的例子。这句话一点都不夸张。

那么，假设到底是什么呢？

假设的反义词是定论。照理说，假设经过某种形式的检验，就会变成定论了。然而……

要是所有假设都永远无法得到验证呢？

那所谓的定论究竟算什么？

我可以先把答案透露给大家：在这个世界上，根本就没有真正的定论。用科学的思维方式去思考这个问题，就能得出这样的结论。

只要回顾一下科学的历史，我们就会发现许多“经过了科学验证的定论被彻底颠覆”的实例。

正因为它们经过了验证，所以才会变成“定论”，不是吗？

其实在我们的日常生活中，也有各种各样的定论或者说常识在转瞬间崩塌。

例一，大家都以为山一证券绝不会倒闭，可它一眨眼的工夫就关门大吉了。

例二，大家都以为东南亚某个度假胜地很安全，但它突然间被海啸摧毁了。

例三，某公寓明明通过了检验机构的检验，可它的抗震能力明显不足。

既然可以被“颠覆”，那就意味着它们并不是定论，而是假设。

我要再强调一遍：你心目中那些经过科学方法验证的定论，其实都是假设。你脑子里的各种常识，也都不过是假设而已。

正因为它们都是假设，才会被突然颠覆。假设才是科学的根基

为什么所有假设都永远不可能得到验证，不能成为定论？

我不会这么早剧透的。大家会在阅读本书的过程中慢慢参透其中的奥妙。

本书的中心思想可以归纳成下列三点：

这个世界是由假设组成的。

科学绝不是万能的。

我们的头脑都已经僵化了。

也许看完这本书之后，你的头脑就会变得特别灵活。“假设”才是科学真正的根基。

无论你是文科生还是理科生，掌握科学的思维方式，对今后的人生都有莫大的益处。

无论是科学，还是历史、艺术、政治或经济……其实人生的方方面面，都抹上了一层厚厚的“假设”。

能否意识到这一点，直接决定了你看世界的角度。看待世界的角度变了，你的人生轨迹自然也会朝更美好的方向改变。

准备好了吗？和我一起踏上假设世界的探索之旅吧！第一章世界是由假设构成的

由假设构成的不仅仅是科学。我们周围的世界也充满了假设。父母教给我们的知识、教科书上的答案、无人不知的常识、习惯与定论……这些都不过是假设而已。正因为它们是假设，才有可能被推翻。一对准夜空就出故障的望远镜？

大家应该都听说过伽利略吧？就是那位因为“日心说”在宗教法庭上被判有罪的科学家。

据说他当时撂下了一句狠话：“即便如此，地球依然在运转。”人们将他尊为“天文学之父”。他在比萨斜塔做的实验也广为人知。

伽利略也是最早将望远镜应用于科学研究的人之一。

一六○八年，世界上第一台望远镜在荷兰问世。听到这个消息后，伽利略经过多次失败，自行摸索出了望远镜的制作方法，并用望远镜进行了天体观测。他研制出的望远镜足有三十三倍的放大率。和数码相机的镜头比较一下，便知道这台望远镜的性能相当了得。

一六一○年四月，伽利略在意大利的博洛尼亚召集了二十四位大学教授，向他们展示了自行研制的望远镜。

我的大发现一定能让他们目瞪口呆！

伽利略满怀期许，请教授们透过镜头观看远处的景色。

天哪！遥远的山峦、森林与房屋都赫然出现在眼前。“这玩意儿不得了！”

教授们被望远镜的威力震惊了，对伽利略交口称赞。毕竟在当时的意大利，还没有人用望远镜看过东西。

然而，故事到这儿还没结束。之后，伽利略又请教授们用望远镜观察了天体。

夜空中的群星原本都是朦胧的光点，可是在望远镜的视野中，连月球表面的环形山都清晰可见。

教授们再一次露出震惊的神色。片刻之后，他们竟异口同声地说道：“这望远镜肯定有问题！”

当时首屈一指的天文学家开普勒的学生马丁·霍基也在场。他如此说道：“那个东西（望远镜）在人间能正常运转，但是它一旦对准天空，就会欺骗我们。”

他这是在挑刺儿。他的意思是，伽利略的望远镜看地上的东西没问题，可一对准天空就会出现故障。

为什么！为什么这群人要否定我的大发现？他们不是都亲眼看见了吗！

伽利略瞬间从快乐的天堂坠入痛苦的地狱。他本以为自己会得到人们的无限赞誉。可等待他的是失意的深渊。用主观视角看问题的教授们

教授们的反应相当耐人寻味。他们为什么会突然认定伽利略的望远镜有问题？

这是因为当年的人们认为，天界是由完美的法则支配的完美世界。换言之，天界是神明居住的世界。天界的万物都会有规律地运动，呈现出美丽和谐的姿态。

所以月球的表面不可能凹凸不平（有环形山），因为凹凸意味着不完美。星球的表面应该是光滑平整的。

然而，望远镜中呈现出的星球一点儿都不平整。

别说是月亮了，其他星球也没有呈现出人们想象中的模样。太阳表面居然还有脏兮兮的黑点（太阳黑子）。（直接看太阳会刺痛眼睛，但伽利略特意选择了太阳位置比较低的时间段进行观测。）

教授们脑海中装着关于天体“本来姿态”的固有观念，可是通过望远镜看到的东西和他们的观念截然不同。于是他们立刻翻脸了：“这望远镜不对头！它肯定有问题！”

而当他们用望远镜观察远处的山峰和楼房时，镜头呈现出的景象和他们熟悉的景色完全相同，只是稍微大了一点罢了。

只要走到近处，就能确定被望远镜放大的景色和建筑是不是与现实相符，所以大家能迅速接受望远镜的效果，即通过它看到的地面事物是真实的。

最终，教授们得出的结论是：用望远镜观察地面上的东西没问题，一对准天空就失灵。（笑）他们认定，伽利略的望远镜只有在观察地面的时候才管用。

现在听来，这是不折不扣的歪理。可是在当时，“天界与人间的法则完全不同”才是人世间的常识，所以教授们那么想真是再正常不过。

要是在现代，只要在地面确认了望远镜的性能，人们就会认定望远镜可以正常使用。将它对准夜空时，它也一定能将天界精准地放大——这是现代人的基本思路。

问题是伽利略并没有生活在这样一个时代。教授们大脑中的主观成见，比望远镜的客观性能更强大。

错误的常识渗透到了时代与社会的方方面面。在强大的常识面前，博学的大学教授们也被蒙蔽了双眼。得不到认同的伟大发现……

伽利略当众展示了自己的望远镜，谁知来宾们一口咬定望远镜有问题。伽利略对此作何感想呢？

霍基在手记中这样写道：“教授们都认定，那个仪器（望远镜）会骗人。伽利略无言以对。第二天一大早，他就黯然离去了，甚至没有礼貌性地称赞一下丰盛的餐食。”

我们能通过这段记录看出伽利略有多么消沉。那时没有一个人替他说一句公道话。伟人也会被蒙蔽

伽利略的思路更接近于现代人。

他认为，支配天界与人间的法则是一样的，所以望远镜不可能在对准天空的时候突然出故障。凹凸不平的月球表面也不是望远镜的故障所致，而是具有划时代意义的大发现。“我的望远镜没有坏，这就意味着——是理论错了。”于是，伽利略开始拼命寻找新的理论。

不幸的是，当年并没有任何理论能够证明望远镜的正确性。而且新理论这个东西也是可遇而不可求的。

其实伽利略本人对光学知之甚少，这台望远镜也是他在摸索的过程中碰巧发明出来的。

换言之，伽利略在还没有构筑起理论的时候，就把实物做了出来。他在谁都没看到过天体表面的时代，制造出了能清楚地捕捉到天体的仪器。

发明这架望远镜后，伽利略起初肯定也是一头雾水，但他并没有被常识蒙蔽双眼。他直视眼前的事实，进行了反复的思考，而不是让思维原地踏步。

望远镜的展示会，就是在他摸索的过程中举行的。

伽利略的确没有能够证明望远镜正确性的理论，但他还怀着一线希望——也许这些聪明的大学教授中，会有一个人同意他的见解……也许这就是伽利略举办展示会的初衷。

无奈教授们大脑中的常识实在是太根深蒂固了，连伽利略都束手无策。

这场关于望远镜的悲剧，充分体现出了常识的顽固性。不可思议的行星逆行

再跟大家讲一个和天界有关的故事。

乍看之下，夜空中的星星会花一整年的时间自西向东移动。但如果我们坚持观察，就会发现有些星星突然开始从东往西走。

这就是所谓的“行星逆行”现象。

一般的星星（恒星）是不会逆行的，只有行星（水、金、地、火、木、土、天、海、冥）才会。行星在日语中写作“惑星”，这正是因为它们会偶尔逆行一下，就像是犯了迷糊一样。

那么逆行现象究竟是如何产生的呢？古人无法给出一个明确的解释。

天界是被完美法则支配的完美世界。天界出现这种不规律的现象，本来就是一件不可思议的事情。

后来，古罗马时代的希腊天文学家克罗狄斯·托勒密提出了一个设想。

他试图用两个圆圈来解释这种不可思议的现象。请看示意图。假设逆行的行星是火星好了。

在当时的常识体系中，地球就是宇宙的中心，那么火星自然会围着地球旋转。

托勒密做了什么呢？他在火星的轨道上多画了一个圈。

他认为，火星本身就在围绕着某个点旋转，而这个圈又以地球为中心做圆周运动。

追踪火星的运动轨迹，就会发现图中所示的运转规律。

在地球人看来，火星平时会在夜空中从右往左（自西向东）移动，但是在加粗的虚线处，火星就是从左向右（自东向西）移动的了。

如果说这就是行星逆行的真相，那么托勒密用两个圆圈阐述了其中的原理。慢车也会逆行

乍看之下，托勒密的理论还挺合理的。只要画两个圈，就能把行星逆行现象解释清楚。

然而，随着中世纪天体观测技术不断进步，人们逐渐意识到，托勒密的体系在短期内还说得通，却不符合长期观测的结果。

就在这时，尼古拉·哥白尼出现了。

哥白尼完全否定了统治人类世界近两千年的地心说。他提出了一种全新的理论，即日心说。他认为地球是绕着太阳运行的。只要运用这套理论，就能将天体的运动模式解释得更清楚、更合理。

哥白尼认为，地球和火星都在绕太阳运行，而且两者的运行速度不一样。地球绕一圈只要一年，火星却需要两年。

地球跑得快，自然会在某个时间点超过火星。这个时候，地球上的人们就会产生火星在逆行的错觉。看看下面的示意图便一目了然。

在哥白尼的理论体系中，地球是快车，而火星是慢车。快车超过慢车的时候，坐在快车上的人就会觉得慢车好像在后退（逆行）一样。

哥白尼大胆怀疑了天文学的大前提地心说，这才有了推动历史的大发现。还有人觉得宇宙是这样

哥白尼的日心说颠覆了常识。自不用说，很多人对他的理论提出了疑问，比如丹麦天文学家第谷·布拉赫。

第谷是个脾气暴躁的人。年轻时，他在决斗中被人削掉了鼻子，所以他毕生都戴着义鼻。当年大家一般用他的名字“第谷”称呼他（现在也是如此）。

第谷以二十余年的天体观测数据为基础，提出了与哥白尼的观点不同的宇宙体系。

他对日心说持怀疑态度，但通过长年的观测，意识到地心说也有许多不合理之处。所以他提出的体系，算得上是日心说与地心说的折中方案。

第谷是这么想的：

地球还是宇宙的中心，太阳绕着地球转。但是地球之外的行星都绕着太阳运行。

他跟托勒密一样，都用两个圆圈解释了逆行现象。

在我们现代人看来，第谷的理论未免有些牵强，但他无论如何都接受不了日心说。这是第谷认知上的局限性。

第谷虽然没跳出自我的局限性，但他并不是死脑筋。我们甚至可以说，他是个天才。只是支配了人世间整整两千年的常识“地心说”实在太强大了。天才哥白尼也没摆脱常识的束缚

德语中有个说法叫“哥白尼式革命”。哥白尼是改变了世界的伟人，必将名垂千古。

然而，拥有天才头脑的哥白尼也有无法突破的世界观。

这个世界观，我已经反复强调过很多次了——“天界是被完美法则支配的完美世界。”这不，哥白尼构思的宇宙体系，依然被完美的正圆支配着。

要是所有星体都在夜空中描绘出从东向西的完美弧线，从不逆行，也许谁都不会想到地球居然是绕着太阳旋转的。

可是人们在观察夜空时发现，逆行现象会定期发生。这到底是为什么呢？

为了解释这种现象，托勒密用了两个圆圈，哥白尼用了以太阳为中心的同心圆。问题是，他们构想的都是正圆形的圆圈。第谷的折中方案也建立在正圆上。

怎么会这样呢？因为三位科学家的脑海中都有一条常识：“宇宙是完美的。”

在他们看来，不把所有元素都替换成完美的元素，就不算把逆行现象解释清楚了。

大家不妨设想一下：如果不存在“宇宙是完美的”这个假设，逆行现象就不是什么不可思议的现象了。人们兴许会想，哎呀，星星偶尔换个运行方向也是有可能的嘛。说不定就没有人深入思考逆行现象的原因了。

正因为宇宙中的一切都建立在“完美”一词上，才需要用最完美的元素去诠释宇宙的现象。

这就是哥白尼的局限性。

哥白尼再厉害，也没能想到地球的运行轨迹并不是正圆，而是椭圆。

第谷没跳出地心说的世界，而哥白尼也没跳出正圆的世界。

这并不意味着哥白尼是个死脑筋的人。我们只能说，支配着那个时代的常识实在是太强大了。粉碎天神的世界

现代的、科学的宇宙观，是由德国天文学家约翰尼斯·开普勒一手创立的。他是第谷的弟子。

开普勒在一六○六年发现，行星的运行轨道并不是正圆形，而是椭圆形。

第谷留下了大量的天体观测数据，而且数据的精确度极高。开普勒根据这些数据，重新计算了行星的运行轨道。他发现，光靠哥白尼的日心说，还无法解释一些微妙的误差。

这些误差是怎么来的呢？

开普勒重新分析了第谷的数据，这才发现行星的轨迹并不是正圆，而是椭圆。

开普勒的发现简直像拳击场上的最后一击。

地球根本就不是什么宇宙中心，它的轨道也不是正圆形。“神明居住的天界”终于被彻底粉碎了。

椭圆形的运行轨道和日心说彻底颠覆了人们的宇宙观，具有划时代的伟大意义。常识不过是一种成见

在之前的论述中，我故意使用了“常识”这个词。所谓常识，就是指生活在那个时代和那个地区的大多数人脑中根深蒂固的观念。

在我们这些后人看来，无论是嘲笑伽利略的大学教授、托勒密还是哥白尼，都被错误的常识蒙蔽了双眼。

可是，生活在现代的我们也不能免俗。

今天还牢牢印在我们大脑中的常识，也许到了明天就会被突然出现的天才科学家彻底颠覆。

其实啊，常识是非常脆弱的玩意儿，因为它是可以被粉碎的。

所以在之后的章节中，我会将这类常识称为“假设”。毕竟，常识都不过是假设而已。

那些所谓“有科学依据”的事物还不一定有明确的解释呢。序章中飞机的例子就充分说明了这一点。

我们的世界观，还有父母和学校教给我们的知识，都是假设。

想必大家都在学校里学过，“世界上速度最快的东西就是光”，但这也不过是个假设。

也许到了明天，一个大发现就会彻底颠覆这一假设。到了后天，新的假设又会被新的发现所颠覆……

然而，很少有人能明确意识到我们的常识都是假设。毕竟，要是一一怀疑发生在自己眼前的所有事件与所有现象，那也太令人精疲力尽了。

大部分人都习惯了囫囵吞枣，别人说什么就信什么。在他们的脑子里，常识肯定是正确的，飞机的飞行原理早就彻底解释清楚了，没有比光速更快的速度……他们的脑海已经被成见占领了。

但是，正如我反复强调的那样，其实我们脑子里的东西全都是假设，因为“整个世界都是由假设构成的”。

无论是过去、现在还是未来，等待着这些假设的，都是一次又一次的推翻与修正。

这才是真正的科学。头脑僵硬的人与头脑灵活的人

如果你被常识框得死死的，没有意识到自己脑子里都是假设，那就不得不说，你是一个头脑僵硬的人。头脑越僵硬，就越容易随波逐流，任人摆布。

反之，要是你能养成怀疑常识的习惯，意识到脑海中的假设，那你就是一个头脑灵活的人。

出门旅游是颠覆常识的好机会。

小时候，我父亲被公司派去纽约工作，所以我们一家在美国住过两年。我还清楚地记得刚到美国的时候，我母亲特别手足无措，而且问题并不是出在语言上。

比如坐公交车吧，她不知道是该从前门上还是从后门上。好不容易上了车，也不知道司机会不会在她要下车的地方停车，因为美国的公交车里没有“停车”按钮，要下车，就得拉动车里的绳索，告知司机。

不仅如此，公交车站的站牌上甚至没有公交线路图，也没有车费一览表和目的地示意图。

可是对当地人而言，公交车的搭乘方法就是不折不扣的常识，无人不知。

现在我们总会在车站碰到不知道该怎么买票的外国游客。我们可没资格笑话人家。要是我们哪天去了他们的国家，肯定也会因为缺乏常识分不清东南西北，一筹莫展。

也许有读者会觉得，这哪能跟日心说、地心说相提并论。但我不敢苟同。

如果你能乘坐时光机，前往伽利略和哥白尼生活的时代，那你肯定也会找不到北。

到时候啊，就不是“不知道该怎么坐公交车”的问题了。你不了解那个时代人们的思维方式，也不懂他们的世界观。他们所有的常识都和现代人的截然不同，根本没法沟通。

但这并不意味着古人就比我们愚蠢，只是他们那个时代的常识和我们的常识不一样而已。摆脱根深蒂固的假设的确很难

当然，我们不可能为了摆脱脑子里的常识环游世界，也不可能穿越时空，但可以养成怀疑常识的习惯。如此一来，你看待世界和感知世界的角度也会和原来大不相同。

大胆怀疑常识吧！

本书为大家准备了许多“怀疑常识”的小提示。

在接下来的章节中，我会向大家介绍各种各样的科学故事，让大家充分认识到，科学就是由假设组成的，世界也建立在假设之上，而这些假设又是多么脆弱。

看完这些之后，你也许会意识到，自己以前过于相信科学了……健脑假设①麻醉很管用

请大家开动脑筋，思考下面的假设

大家都知道麻醉是怎么回事吧？

我在拔智齿的时候打过麻醉药的效果会这么好？

麻醉的原理，是不是和脚发麻的原理一样？（答案见*）第二章察觉到自己头脑中的假设

头脑灵活的人都知道，所谓的常识不过是假设而已。而头脑僵硬的人会先入为主，被思维定式牢牢困住，说话做事都会认死理。那我们这样的普通人要如何扒下缠在头脑上的假设呢？科学家为什么要做实验？你能回答这个问题吗？

提起学校里的科学课，大家首先会联想到什么呢？

想必有不少人会联想到用烧瓶、烧杯之类的工具做的“实验”。科学离不开实验，两者的关系密不可分。

可是，我们做实验的目的究竟是什么？

和莎士比亚生活在同一时代的哲学家弗朗西斯·培根曾如此诠释实验与理论的关系：“实验的目的，就是寻找理论的种子。”

让我们先来分析一下最基本的实验流程。

首先我们要进行反复的实验和观察，收集大量的数据。然后把搜集来的数据归纳成图表，找出其中的规律。接着再根据这条规律提出假设。最后进行更进一步的实验和观察，确认假设的真伪。

比如，我们可以观察每天晚上的月亮。

经过观察，你发现月亮的圆缺基本以三十天为一个周期。于是你提出一个假设：“月亮的盈缺每三十天重复一次。”然后你再进行更精密的观察，发现月亮的盈缺周期其实是二十九点五天。实不相瞒，这就是古人编制历法的方式。

我们还可以在斜坡上滚球，用秒表测定滚动的时间，再用卷尺测量滚动的距离。假设你测量到的数据是小球一秒滚一米，两秒滚四米，三秒滚九米。于是你就提出一个假设：“距离等于时间的平方。”在此基础上，你要继续滚动小球，确认你的假设是否成立。

总而言之，通过实验搜集数据，就是发现理论，推动科学发展的捷径。

培根说得很有道理，我们之所以要做实验，就是为了寻找理论的种子。归纳法是自下而上，演绎法是自上而下

培根的思路是通过数据推导出理论。今时今日，他的思路已经成了推动科学进步的不二法门。我们在学校也学习了这种研究方法。

其实培根的方法可以用一个比较晦涩的术语来概括——“归纳法”。

大家肯定都听说过这个词。“归纳法”常与“演绎法”成对出现，但是很多人并不理解这两个词是什么意思。

简单来说，所谓的归纳法，就是通过个别事例推导出普遍理论，在大量数据的基础上总结出一条法则。我们也可以将它理解为“通过数字推导出公式”。

假设我们已知“球A滚落斜坡需要○秒”“球B滚落斜坡需要△秒”“球C滚落斜坡需要□秒”……“球Z滚落斜坡需要X秒”，便可以通过这些单独的事例推导出一个理论：“所有小球滚落斜坡的距离都与时间的平方成比例。”

但是在培根提出归纳法之前，演绎法才是最常用的思路。它与归纳法正好相反，是用普遍的理论解释个别的事例。

在演绎法中，是先有“所有小球滚落斜坡的距离都与时间的平方成比例”这个理论，然后再推导出“球A滚落斜坡需要○秒”“球B滚落斜坡需要△秒”“球C滚落斜坡需要□秒”……“球Z滚落斜坡需要X秒”。

自古以来，演绎法就是科学研究的基本思路。

先有理论，再用这些理论去解释世界上的所有现象。

我曾在上一章中提到，古人都认为“天界是完美的世界”。而当时的学者都是在这一前提（理论）的基础上进行天体观测。这也是因为演绎法是当时最普遍的研究方法。

我们甚至可以把这两种方法说得再简单些：演绎法就是自上而下的思维方式，而归纳法则是自下而上的思维方式。

其实在政治的世界中，也有自上而下与自下而上这两种情况。首相一句话拍板，自然就是自上而下。而大量市民举行签名运动，推动政府采取某项举措，那就是自下而上了。

科学世界的思维方式与社会的构成和形式是相同的。搜集再多的数据也没用

时至今日，培根的思路（归纳法）仍是大多数人头脑中的“科学研究方法”。

然而，曾有一个叫皮埃尔·迪昂的人对此唱起了反调。

他认为，“数据不能推翻假设，也不能改变理论。唯有理论才能推翻理论。”

这里的理论跟“假设”是一个意思。换言之，“唯有假设才能推翻假设。”

这话是什么意思呢？

我在第一章中介绍了伽利略的望远镜。伽利略手里有数据，但他没法推翻教授脑海中的假设。

如果光靠数据就能推翻假设，那么当大家用望远镜仰望天空，看到月球表面的环形山时，“天界是完美的”这一假设就会轰然倒塌。

可是假设并没有被推翻。

假设其实就是一个框架。不属于这个框架的数据，自然就无法发挥出数据应有的功能。“月球表面是凹凸不平的”这条数据，就不属于“天界是完美的”这个框架，所以人们会对它视而不见。

由此可见，归纳再多的数据也没用。再多的数据也无法打破框架。

那我们要如何推翻框架呢？唯一的办法就是构筑起一个全新的框架。必须有人提出一个全新的假设，并在此基础上深入思考，只有这样才能推翻现有的假设。

这就意味着，用数据构筑新理论的培根主义，无法起到打破框架的作用。事实不止一个

正因为培根主义不管用，迪昂才会提出反对意见。给大家举一个“唯有假设才能推翻假设”的例子吧。

我走进一位博士的实验室，只见博士忙得头发都竖起来了。

实验桌上摆满了烧杯，煮着奇奇怪怪的液体，咕咚咕咚直冒泡。三角形的线圈正噼里啪啦迸溅火花。

我这个门外汉只能看出烧杯的液体在冒泡，线圈在冒火花。但是做实验的博士看到的就是另一种光景了。“博士，您在干什么呀？”“嗯？你猜猜看呗。”“我猜不出来呀。”“你看过一部叫《回到未来》的电影吗？”“啊？”“这就是时光机呀！”

这个例子中的玩笑成分比较多，不过我想通过它告诉大家，科学家眼中的事实和我们这些外行眼中的事实是两回事。

在你走进实验室的那一刻，肯定会把眼前的光景放在某个框架下进行分析。是用物理学框架来分析，还是用日常生活框架来分析，会直接决定你看到的“事实”。所谓的事实，其实会随着框架变化。

你所看到的世界，取决于你脑子里的假设。人会从有利于自己的角度诠释事物

我们总以为事实是永恒不变的，但是通过上面这些例子，我们就能看出：事实也都建立在假设的基础上。

世界上并不存在“赤裸裸的现实”这样的东西。也就是说，在你搜集数据的时候，你的心里就已经有了假设。你会在一早搭建起来的框架之中解释你搜集到的数据。

换言之，我们都是“从假设出发的”。

在做实验之前，实验者也会先想好“我要搜集这样那样的数据”。有了假设，才会产生做实验的念头。

如果你连假设都没有，就不会产生“我要做实验”“要观察实验结果”的想法。

神话传说与考古学的关系就是一个生动的例子。

假设某个村子流传着这样一种说法：“这里有一座国王的陵墓。”大多数人都以为这是虚构的传说。可是有一天，一位考古学专业的年轻学生碰巧路过这座村庄。他发现村庄角落里的小山丘有十分独特的形状。“这山丘的轮廓好独特啊，也许它是人工堆出来的。”

于是他便提出了一个假设：“说不定这座小山丘就是国王的陵墓。”

他做了各方面的准备，说服了导师和周围的人，征得了村民的同意，开始了对小山丘的挖掘工作。

一个月后，国王的陵墓出土了。于是神话与传说就转变成了史实。

问题是，如果这个学生的导师是个死脑筋呢？“那种民间传说到处都有，你还当真了呀，别闹了。”

要是导师“枪毙”了学生的挖掘计划，那就没有“然后”了。

学生的新假设被权威否定了，所以他不会进行下一步的实验与观察。

在伽利略的例子中，声名显赫的教授们认定“宇宙是一个完美的世界”，所以当他们通过望远镜看到月球表面的环形山时，都一口咬定这台望远镜有问题。

当事实与现有框架不符时，人们往往会歪曲事实，把它硬塞进框架中。

但当事人并没有意识到自己在歪曲事实。正因为是无意识的，才无法察觉到自己已经被某个假设牢牢束缚住了。严重的误解：以太大发现

再给大家举一个“先有假设”的例子吧。

电磁学的创始人詹姆斯·克拉克·麦克斯韦在他的著作《电磁理论》中提出了一个观点：电以电磁波的形式在空间内传导。在此之前，人类并没有“电磁波”这个概念。

然而，麦克斯韦只提出了概念，并没有证实自己的假设。

直到一八八八年，海因里希·鲁道夫·赫兹才首次在实验中检测到电磁波，证实了电会通过电磁波传导。

赫兹的实验被视作科学的重大进步，为人们广泛接受，并引起了巨大的轰动。

为什么大家会如此欢迎赫兹的实验结果？因为当时的科学家还以为，赫兹的发现证实了以太的存在。曾认为绝对存在的物质

我先给大家解释一下“以太”为何物。

以太的英语是“ether”。在现代，这个单词指的是用于麻醉的化学物质乙醚。但以太的历史可以追溯到古希腊。当时的大哲学家亚里士多德认为：“月下的世界由土、水、火、气这四大元素组成。这个世界是不完美的，在不断重生与消灭，其运动呈直线。而月上的天界是由神秘的第五元素以太构成，它无比完美，所有天体的运动轨迹都呈正圆形。”

在伽利略的例子中，我们也能看到这种思想的影子。

支配着那些大学教授头脑的假设，显然能一路追溯到古希腊的亚里士多德那儿。

我们在这里讨论的以太，就是中世纪哲学家勒内·笛卡尔根据亚里士多德的见解提出的概念。

笛卡尔认为，宇宙空间中充满了一种肉眼看不见的物质。这种物质就是“以太”。他认定，以太就是传播光的介质。（“介质”这个词听上去有些陌生，其实它的意思是“媒介物”，翻译成英语就是“media”，和电视报刊等传播信息的“媒体”是同一个词。）

从那时起，以太就成了一种理应存在的物质，和空气一样。只是没人能证实它真的存在罢了……

其实赫兹不过是通过实验检测出了电磁波而已。他之所以做实验，并不是为了证实以太的存在。以太跟电磁波根本就是两码事。可是当时的人们还是在它们之间画上了等号。

学界沸腾了——“以太的存在终于得到了证实！”

这到底是怎么回事呢？粉碎固有观念的爱因斯坦

且听我慢慢道来。

电磁波里有个“波”字，顾名思义，它是一种波。而波通常都需要在某种物质中传导。好比水波需要在水分子中传导，地震波则需要通过地壳传导。

当时，人们认为波的传导离不开“介质”。

即便是在现代，不太了解科学的人大概也会这么想。波要传导，当然需要介质帮忙。

既然水波和地震波都有介质，那么电磁波肯定也有相应的介质，人们会这么想也是情有可原。而这个介质，就是宇宙空间中无处不在的物质以太。

那时，人们认为电和光是两种极为相似的物质。所以，当赫兹通过实验证实电磁波可以在空间中传导之后，人们就认定这场实验也同时证实了光的介质以太的存在。

然而一九○五年，阿尔伯特·爱因斯坦发表了狭义相对论，否定了以太的存在。从此以后，“并没有充斥着空间的物质，空间本身就能传导光与电磁波”便成了物理学常识。

换言之，波的传导不一定需要介质。

这不就是新假设推翻了旧假设吗？

到头来，从结果来看，空间中有以太、波的传导离不开介质等理论都不过是假设。

但这两个假设太深入人心了，除了爱因斯坦，谁都没意识到它们是假设，所以人们才会在“以太假设”的框架下诠释赫兹的电磁波实验。

瞧瞧，这就是“先有假设”的典型案例。泡沫经济是假设，所以它才会崩溃

大家是不是觉得，这些都是和我们的日常生活没什么关系的科学故事，有点枯燥？

那就来个和日常生活有关系的话题吧。

泡沫经济的崩溃和它留下的后遗症让日本社会一筹莫展。事情发展到现在这个地步，也是因为我们坚信“地价绝不会下跌”，这就是所谓的土地神话。其实，土地神话也是一个假设。

不幸的是，大多数日本人都没有意识到这一点，所以当土地神话突然崩塌时，日本经济也随之重重摔落到谷底。

当时的日本经济体系就建立在这样一个脆弱的假设上。个人与企业不得不处理大量的不良债权，从零开始，从头来过。“假设无处不在”绝不是什么纸上谈兵。牢记这一点，对我们的人生也有极大的益处。

当大多数人被泡沫牵着鼻子走，草率进行危险投资的时候，依然有一部分公司保持冷静，继续采取脚踏实地的经营方针，因为他们考虑到了土地神话崩塌的可能性。

比如为我提供房贷的S银行。虽然只是一家地方银行，但它没有受到泡沫经济崩溃的影响。

跟大家扯两句题外话吧。我是一个自由作家，不是任何公司与大学的员工。早在十多年前，我就有了买房的念头，可是绝大多数大银行都拒绝了我的房贷申请。

我一直在脚踏实地认真工作，收入也还不错，没想到银行会这么不给面子，所以我觉得很受打击。

银行为什么不给我贷款呢？

因为那些大型银行的房贷负责人脑子里有一个毫无根据的假设：有公司和大学之类的工作单位的人才可靠，给没固定工作的人贷款风险太大了。

被“土地神话”耍得团团转的大型银行，自然无法逃开其他假设的束缚（或许他们至今也没能跳出这个框架）。

但是在泡沫经济崩溃时毫发无伤的S银行受理了我的申请。他们的判断标准并不是我有没有工作单位，而是我的工作业绩和实际收入。

这就说明S银行的高层并没有被横行于日本社会的无谓假设牵着鼻子走。

与此同时，我察觉到自己脑子里也有一个毫无根据的假设：“找大型银行贷款才放心。”这件事也让我深刻反省了自己的无知与愚昧。

由此可见，支配着人类的假设不仅存在于科学的世界，在我们的日常生活中，假设也是无处不在。篡改数据的人拿了诺贝尔奖？

聊完了日常生活，再次回到科学的话题上来吧。

大家听说过密立根吗？他进行的“油滴实验”可是相当有意思的。

密立根是一位美国物理学家，一九二三年的诺贝尔物理学奖得主。他的主要成就是发现了“基本电荷”。

基本电荷又名“元电荷”，是电的最小单位，我们也可以把它理解成最小的电荷。

密立根通过油滴实验得出了一个结论，所有的电（“电荷”是更严密的说法）都是他发现的基本电荷的整数倍。

换言之，任何带电体的电荷都能用“基本电荷的三倍”“基本电荷的十倍”“基本电荷的××（整数）倍”来表述。建立在三角关系上的实验

这就是油滴实验的示意图。

实验方法很简单。

如图所示，密立根以两块金属板作为两极，上面是正极，下面是负极。两极之间会产生电压。

然后，他再用喷雾器从上往下喷射油滴。离开喷嘴时，油滴就会带电。

带电是一种很有意思的现象。想必大家都知道，用垫板摩擦毛衣时会产生静电。我们小时候都玩过用摩擦过的垫板吸头发的游戏。把垫板放到头上，头发就会立起来。

用喷雾器喷出来的油滴，就是这么带上电的（为了让油滴更容易带电，密立根还用X光对它们进行了照射）。

带电的油滴会在重力的作用下下落。然而油滴上有电，实验者可以通过多次改变电压，精准控制油滴的下落速度。

具体做法是这样的：

实验者控制的电压、油滴的下落速度和油滴的带电量，处于相互影响的状态。

我们甚至可以说，它们之间存在一种三角关系。

因此，只要能测定出电压和下落速度，就能计算出油滴的带电量了。

这和知道了三角形的两边，就能得出第三边的长度，道理是一样的。

密立根搜集了大量的油滴数据，进行了分析，最终得出了“电存在最小单位”的结论。

这就是著名的油滴实验。这项实验着实伟大，在科学史上写下了浓墨重彩的一笔。把不符合要求的数据统统剔除

别急，好戏才刚开始呢。

其实，密立根手里有一百七十多次观察结果，但他的论文里只用到了其中的五十八条数据。

试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]

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