引子
这次从国内回来终于误机了。了解我办事马虎的会觉得我误飞机早在意料之中，然而我的熟人们没有料到何以误机直到现在才出现。
星期六, 一月 28, 2012
Philosophy of science
Philosophy of science is about as useful to scientists as ornithology
is to birds.
科学哲学之于科学家，就如鸟类学之于鸟类。
科学哲学之于科学家，就如鸟类学之于鸟类。
——Richard Feynman
星期四, 一月 26, 2012
中国发展的两大拌脚石
清华大学宫鹏教授在 Nature 上撰文称中国的文化包袱正在阻碍科学进步。文中提到在中国的知识分子中，有两种文化基因已经传承了 2000 年之久。一个是孔夫子的思想，他提倡知识分子应当忠实于统治者。另一个则是庄子的著作，他提出和谐社会。
原文free，下载地址：http://www.nature.com/news/cultural-history-holds-back-chinese-research-1.9901
前一段批评了一下孔老二，其实庄子的那些糟粕更容易迷惑一般人。而一旦进入权力和利益的圈子，可能又会觉得前者香甜。但是二者都应该从中国文化中彻底批判，连根拔除。
原文free，下载地址：http://www.nature.com/news/cultural-history-holds-back-chinese-research-1.9901
前一段批评了一下孔老二，其实庄子的那些糟粕更容易迷惑一般人。而一旦进入权力和利益的圈子，可能又会觉得前者香甜。但是二者都应该从中国文化中彻底批判，连根拔除。
民众素质无野别，但民主素质有高下
王志安
我不是韩粉，也不是韩黑，我承认过去基本没读过韩寒的作品，大家在网上狂转韩文的时候，偶尔我也会看一眼。直观的感受，这是位聪明独立的年轻人，但文章中有许多民粹的成份。一段时间，他和大眼的文章比着谁能赢得粉丝的心，相映成趣。
韩三篇发表的时候，说实话我也没太认真读，但知道网上不少人因此而讨论，《环球时报》好像还表扬韩寒来着。中国的事就是这么蹊跷，韩寒那些话要是换个人说，没准都给跨省了，但韩寒一说，却得到胡锡进的赞扬，这让我知道了韩寒的厉害。
麦田质疑韩寒之后，韩寒多少有些气急败坏，我有些意外。多大个事？在外国，民众对名人的质疑比比皆是，如你风度不佳，厚德不住，失分是常事。方舟子加入后，火烧连营，双方焦土抗战，也让我实实在在领教了韩寒的影响力。夜里无事，把韩三篇找出来仔细来看，感觉在民众素质和民主之间的关系，韩文错得离谱。大眼辛辛苦苦写了好几篇文章，但反驳也不在点儿上。考虑到韩寒的影响力，我愿意写篇文章回应，希望对韩寒的思考有帮助。毕竟他可以影响那么多人。
如果我没理解错误的话，韩寒看到了人们普遍缺少规则意识，公共意识，并对这些现状一旦放开投票产生的后果担心。这种担心有一定道理，但我们首先要搞清楚两个问题：什么是素质？什么是民主？所谓素质，是指识字率，还是规则意识？甚而，是一种对一种现代制度文明下公正观念的认同和依归？如果指识字率，今天的中国估计早就超过了美国建国之时。如果指一般意义上的公共道德，守法程度，大眼说的对，许多民主国家的国民，未见得就超越今日之中国。民众的素质，不是投票游戏的前置条件。
接下来说说什么是民主，如果没有受过规范的政治学训练，多数人都会把它简化为多数决定。如果不去搬教科书，这句话必须加上一个限定条件，票决的范围仅限于公共事务，除此之外票决都没有正当性，如自由和产权的问题，都不适合用票决定规则。和美国宪法几乎同时通过的十条权利法案，开宗明义就讲：“国会不得制定法律尊奉国教或禁止宗教自由。国会无权通过限制公民的言论、出版、集会、请愿自由的法律。”这其实就是在明确给票决制度划定范围。宗教自由，言论，出版等自由，不但国会管不着，谁也管不着。
我在微博上曾经讲过：“如果你打算通过选举选出一个全能政府，那民众素质就太重要了。如果选出的只是一个有限政府，素质就没啥了不起。”因为全能政府什么都管，选错了自然天崩地裂，但如果是个有限政府，错了也就错了，反正你还有机会四年之后让他滚蛋。如果细读美国宪法会发现，其实能够票决的地方并不普遍，尽管在制度上，几乎处处体现了选举精神，因为大多数权利已经由宪法做出了规定。说句不甚客气的话，美国的选举其实就是装装样子，选谁上台都差不多，因为总统实在没多大权力（议会也如此）。但也正是这样的规定，凸显了制宪会议那些先贤们的远见卓识。他们不相信政府，也不相信民众，他们是自由的信徒，他们的想法是，通过一部好的宪法，维护在他们看来，那些值得珍视，不容剥夺的权利。
在这样的游戏规则下，民众的素质真的变得不那么重要了，反正民众能够决定的事务也有限，玩玩投票游戏，出不了什么大乱子，还能让每个人都认为自己当家作主了。民众和制宪会议的精英相比，素质永远也不可能相提并论，事实上美国宪法的前一百多年，远没有我们今天看到的那么完美，私刑，贿选，在投票上歧视妇女，支持种族隔离，简直是罄竹难书。但幸运的是，美国宪法的构架是精英治理模式，在精英集团内部，尊重宪法是共识。经过漫漫岁月长河，大家才看到今日的美国。
既然如此，为什么还要费劲设计一个普遍投票，多数决定的游戏规则？有人说民主是纠错机制，错。民主其实经常犯错误，社会学的研究，不支持集体理性高于个体理性的假设。而且，有些错你根本没有纠错的机会。当你把希特勒选上之后，一切都晚了。
这里要稍稍回溯个人和政府之间的关系。在前现代时期，人们普遍认为君权神授，民众最多也就是个能载舟亦能煮粥的水军，但自大宪章已降，社会契约论等著作之后，主权在民的观念逐渐深入人心。人们的公正观念变了。根据鲁迅小说《药》改编的电影里有这么段场景：革命党人夏瑜对着围观的群众喊：“大清朝的天下是大家的”。等着拿人血做药的栓子说：“这厮疯了，竟然说大清朝的天下是大家的”。双方言论的背后，就是这种价值观的差异。但这里还有价值和事实判断之分。夏瑜说大清朝的天下是大家的，说的是应然，而栓子说的是实然。如果夏瑜不被砍头，双方在微博上仔细沟通，我相信，夏瑜可以说服栓子，因为大家的事大家决定，不需要什么素质，人人都可理解。只不过这几乎是人类与生俱来的正义观，被长期压抑了。从这个意义上讲，由人民通过投票决定权力的归属，就不仅仅只有工具价值，而是终极价值之一种。任何良善的制度，恰恰都该给这种公正观念以足够的尊重。否则，明君再体恤臣民，也可能被赶下台。老百姓对着卡扎菲说，我们要房子，卡扎菲指着旁边刚盖好的房子大手一挥，这是你们的了。可结果怎样？
说到今天的中国，在我看来，首先还真不是票选的问题，而是我们的政府基本是个全能政府。火车票买不起要管，房子买不起要管，在北京买个车都要摇号限购，权力大的无边。这样的政府，就只能对，不能错。一旦错了，2012。幸好，过去的三十年，中国政府的决策层基本路线是对的。但着眼未来，中国的首要之意依然在限制权力，尤其是限制政府的权力，市场的归市场，政府的归政府，划定边界，权以群分，将全能政府逐步改造成有限政府，同时警惕民粹主义对政策的影响（也就是限制民众的权力）。说白了，就是法治。如果没有上述前置条件，投票的后果必然是灾难性的。
最后我想对韩寒以及韩寒的粉丝说句话，民众的素质无野别，但民主的素质有高下。这一切，不知道韩寒理解否。
我不是韩粉，也不是韩黑，我承认过去基本没读过韩寒的作品，大家在网上狂转韩文的时候，偶尔我也会看一眼。直观的感受，这是位聪明独立的年轻人，但文章中有许多民粹的成份。一段时间，他和大眼的文章比着谁能赢得粉丝的心，相映成趣。
韩三篇发表的时候，说实话我也没太认真读，但知道网上不少人因此而讨论，《环球时报》好像还表扬韩寒来着。中国的事就是这么蹊跷，韩寒那些话要是换个人说，没准都给跨省了，但韩寒一说，却得到胡锡进的赞扬，这让我知道了韩寒的厉害。
麦田质疑韩寒之后，韩寒多少有些气急败坏，我有些意外。多大个事？在外国，民众对名人的质疑比比皆是，如你风度不佳，厚德不住，失分是常事。方舟子加入后，火烧连营，双方焦土抗战，也让我实实在在领教了韩寒的影响力。夜里无事，把韩三篇找出来仔细来看，感觉在民众素质和民主之间的关系，韩文错得离谱。大眼辛辛苦苦写了好几篇文章，但反驳也不在点儿上。考虑到韩寒的影响力，我愿意写篇文章回应，希望对韩寒的思考有帮助。毕竟他可以影响那么多人。
如果我没理解错误的话，韩寒看到了人们普遍缺少规则意识，公共意识，并对这些现状一旦放开投票产生的后果担心。这种担心有一定道理，但我们首先要搞清楚两个问题：什么是素质？什么是民主？所谓素质，是指识字率，还是规则意识？甚而，是一种对一种现代制度文明下公正观念的认同和依归？如果指识字率，今天的中国估计早就超过了美国建国之时。如果指一般意义上的公共道德，守法程度，大眼说的对，许多民主国家的国民，未见得就超越今日之中国。民众的素质，不是投票游戏的前置条件。
接下来说说什么是民主，如果没有受过规范的政治学训练，多数人都会把它简化为多数决定。如果不去搬教科书，这句话必须加上一个限定条件，票决的范围仅限于公共事务，除此之外票决都没有正当性，如自由和产权的问题，都不适合用票决定规则。和美国宪法几乎同时通过的十条权利法案，开宗明义就讲：“国会不得制定法律尊奉国教或禁止宗教自由。国会无权通过限制公民的言论、出版、集会、请愿自由的法律。”这其实就是在明确给票决制度划定范围。宗教自由，言论，出版等自由，不但国会管不着，谁也管不着。
我在微博上曾经讲过：“如果你打算通过选举选出一个全能政府，那民众素质就太重要了。如果选出的只是一个有限政府，素质就没啥了不起。”因为全能政府什么都管，选错了自然天崩地裂，但如果是个有限政府，错了也就错了，反正你还有机会四年之后让他滚蛋。如果细读美国宪法会发现，其实能够票决的地方并不普遍，尽管在制度上，几乎处处体现了选举精神，因为大多数权利已经由宪法做出了规定。说句不甚客气的话，美国的选举其实就是装装样子，选谁上台都差不多，因为总统实在没多大权力（议会也如此）。但也正是这样的规定，凸显了制宪会议那些先贤们的远见卓识。他们不相信政府，也不相信民众，他们是自由的信徒，他们的想法是，通过一部好的宪法，维护在他们看来，那些值得珍视，不容剥夺的权利。
在这样的游戏规则下，民众的素质真的变得不那么重要了，反正民众能够决定的事务也有限，玩玩投票游戏，出不了什么大乱子，还能让每个人都认为自己当家作主了。民众和制宪会议的精英相比，素质永远也不可能相提并论，事实上美国宪法的前一百多年，远没有我们今天看到的那么完美，私刑，贿选，在投票上歧视妇女，支持种族隔离，简直是罄竹难书。但幸运的是，美国宪法的构架是精英治理模式，在精英集团内部，尊重宪法是共识。经过漫漫岁月长河，大家才看到今日的美国。
既然如此，为什么还要费劲设计一个普遍投票，多数决定的游戏规则？有人说民主是纠错机制，错。民主其实经常犯错误，社会学的研究，不支持集体理性高于个体理性的假设。而且，有些错你根本没有纠错的机会。当你把希特勒选上之后，一切都晚了。
这里要稍稍回溯个人和政府之间的关系。在前现代时期，人们普遍认为君权神授，民众最多也就是个能载舟亦能煮粥的水军，但自大宪章已降，社会契约论等著作之后，主权在民的观念逐渐深入人心。人们的公正观念变了。根据鲁迅小说《药》改编的电影里有这么段场景：革命党人夏瑜对着围观的群众喊：“大清朝的天下是大家的”。等着拿人血做药的栓子说：“这厮疯了，竟然说大清朝的天下是大家的”。双方言论的背后，就是这种价值观的差异。但这里还有价值和事实判断之分。夏瑜说大清朝的天下是大家的，说的是应然，而栓子说的是实然。如果夏瑜不被砍头，双方在微博上仔细沟通，我相信，夏瑜可以说服栓子，因为大家的事大家决定，不需要什么素质，人人都可理解。只不过这几乎是人类与生俱来的正义观，被长期压抑了。从这个意义上讲，由人民通过投票决定权力的归属，就不仅仅只有工具价值，而是终极价值之一种。任何良善的制度，恰恰都该给这种公正观念以足够的尊重。否则，明君再体恤臣民，也可能被赶下台。老百姓对着卡扎菲说，我们要房子，卡扎菲指着旁边刚盖好的房子大手一挥，这是你们的了。可结果怎样？
说到今天的中国，在我看来，首先还真不是票选的问题，而是我们的政府基本是个全能政府。火车票买不起要管，房子买不起要管，在北京买个车都要摇号限购，权力大的无边。这样的政府，就只能对，不能错。一旦错了，2012。幸好，过去的三十年，中国政府的决策层基本路线是对的。但着眼未来，中国的首要之意依然在限制权力，尤其是限制政府的权力，市场的归市场，政府的归政府，划定边界，权以群分，将全能政府逐步改造成有限政府，同时警惕民粹主义对政策的影响（也就是限制民众的权力）。说白了，就是法治。如果没有上述前置条件，投票的后果必然是灾难性的。
最后我想对韩寒以及韩寒的粉丝说句话，民众的素质无野别，但民主的素质有高下。这一切，不知道韩寒理解否。
星期一, 一月 23, 2012
三虫门——也说韩寒
这几天中文网络的热闹莫过于方舟子与韩寒的笔仗了。老实说，我看到的韩某文章大体也就是他这几天回复代笔质疑的几篇。这场质疑由麦田点火，而后方舟子接力。韩某的文章读罢颇让人失望，其行文要文采没文采，要逻辑没逻辑，要文品没文品，且每每直奔下三路。
更让人失望的是不上三合，韩某落荒而逃。这已十分对不住看戏党了。然而故事好就好在作战的一方是方舟子，有他在，结局通常不会太让人失望。韩某虽欲遁形，仿佛间听到有人断喝一声：“底裤留下！”于是乎，韩寒这位阳光、天才、叛逆的光环少年很快变成了光腚少年。
最致命的一击要算韩某所得意的成名作《三重门》。其时，韩某十八，被采访，问及书名何以叫做《三重门》。韩某说“忘了”。后来韩父代为解释了一下。直至现在，韩某在他的新三篇中又重新解释了一下：
三虫故事到这里并没有结束，韩父先前对此的解释是 ：
后记：此是借用网友羽矢新发现材料仿方舟子作文一篇。只希望国内将来所谓的包装上市，鼓吹反智，人生导师有一个倒一个，最后绝种才好。
http://www.xys.org/xys/ebooks/others/science/dajia13/hanhan5.txt
更让人失望的是不上三合，韩某落荒而逃。这已十分对不住看戏党了。然而故事好就好在作战的一方是方舟子，有他在，结局通常不会太让人失望。韩某虽欲遁形，仿佛间听到有人断喝一声：“底裤留下！”于是乎，韩寒这位阳光、天才、叛逆的光环少年很快变成了光腚少年。
最致命的一击要算韩某所得意的成名作《三重门》。其时，韩某十八，被采访，问及书名何以叫做《三重门》。韩某说“忘了”。后来韩父代为解释了一下。直至现在，韩某在他的新三篇中又重新解释了一下：
“《三重门》的名字来自《礼记.中庸》——"王天下有三重焉，其寡过矣乎"。这是啥子意思呢，朱熹批注了以下，三重就是礼仪，制度和考文。虽然郑玄对此有着不同的解读，但我当时的确是以礼仪，制度，考文为释而取的书名。为了如何让书名显的有文化一点我反复的思量，终于才有了取自《礼记》的一个书名，而且这两个字往前其实应该追究到《周礼》。诸位觉得装逼么，于是我在之后的采访中便不好意思再回答。而那次采访，我完全是不想搭理一帮笨蛋，就像我这次打心底不想搭理另一帮笨蛋一样。”于是就有了方舟子问他的“三众门”还是“三虫门”的笑话。按上面韩某的解释，应当读作“三众”，而韩某及大众一直是将其读作“三虫”的呀！
三虫故事到这里并没有结束，韩父先前对此的解释是 ：
据说“三重门”出自《礼记·中庸》，即王天下有三重焉：礼仪、制度、考文。但不知怎么，“三重门”三个字，总让我们隐隐约约地感到中学生生活的沉重。韩父所说见http://vip.book.sina.com.cn/book/chapter_71539_55948.html，不知道这篇文章还能保存多久，反正我是亲眼去看了一眼，的确有上面引用的文字。列位看官此时便要看仔细了，《礼记·中庸》到底说啥是“礼仪”呢？
谓议论礼制。《礼记·中庸》：“非天子不议礼，不制度，不考文。” 郑玄 注：“礼，谓人所服行也。” 朱熹 集注：“礼，亲疏贵贱相接之体也。” 宋 袁燮 《资政殿大学士赠少师楼公行状》：“丞相言议礼之地，最要得人。” 明 王祎 《唐五礼序》：“是用为之序论，以著其説，庶议礼之家，得以慎所择焉。” 刘师培 《论近世文学之变迁》：“惟两汉议礼之文，博引数説，以己意折衷，近於考据。”原来韩父误把“议礼”当成了“礼仪”，让中学生们议论“亲疏贵贱相接之体”，这生活的确很沉重。（以上引用见http://www.zdic.net/cd/ci/5/ZdicE8ZdicAEZdicAE260252.htm）。看官且不要着急笑，“考文”的意思也很精彩：
原指考正书名。《礼记·中庸》：“非天子，不议礼，不制度，不考文。” 郑玄 注：“文，书名也。”后泛指考订文辞。 清 顾炎武 《答李子德书》：“愚以为读九经自考文始，考文自知音始。” 清 龚自珍 《古史钩沉论三》：“将欲更定 姬周 之末之文章，不有考文之圣，其孰当之？”元来孔家老二早就让韩氏父子把书名起好，这爷儿俩愣给拧了个儿，孔家老二终究不是好相与的。（以上引自http://www.zdic.net/cd/ci/6/ZdicE8Zdic80Zdic83285023.htm）
后记：此是借用网友羽矢新发现材料仿方舟子作文一篇。只希望国内将来所谓的包装上市，鼓吹反智，人生导师有一个倒一个，最后绝种才好。
http://www.xys.org/xys/ebooks/others/science/dajia13/hanhan5.txt
星期五, 一月 20, 2012
普适性一例——伽利略相對性原理
方励之
普适性，普世性，普识性，等等“普”族词汇近年变得相当普及，普通。至于什么是普适性？什么是普世性？有没有区别？似乎还没有一个被普遍接受的理解。但，至少在实证科学和宗教信仰两个领域中，它们的意义还是清楚的。
在物理学中，universal 的中译是，普遍的，万有（引力）的，普（遍）适（用）的等，从来不用普世。普世的则是 ecumenical 的中译，如普世教会，普世神学等。直到 1989 年出版的“辞海”中，只在“普世牧首”一处用到“普世”二字。
可见，普适等用于实证科学；普世用于基督教领域。
“科学月刊”（台北）邀我在 2011 年 11 月号上写了一篇文章，介绍中微子超光速实验的意义。其中不可避免地涉及伽利略相对性原理的普适性。它是经典物理学的第一个普适性。趁此机会老调重弹，再说一遍这第一个普适性的来龙去脉，多少有助于了解甚么是实证科学中所说的普适性，普遍性，甚么不是。
1979 年是爱因斯坦诞生一百年。在那前后一年多里，世界各地都在举办纪念活动，缅怀这位伟人。纪念活动的范围，超出了物理界。临近 1979 年 3 月 14 日，即爱因斯坦的百岁生日时，我在罗马，住在林琴科学院 (Academia de Lincei)。它建于 1603，伽利略是最早的成员之一。那里是纪念活动的中心之一。
意大利国家第二电视台（Rai2）的一个主题节目，是相对论观念的起源。一般公认，1632 年出版的伽利略一书“关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话”（简称“对话”），包含有伽利略相对论观念的最早起源。它是在以下的一段话里：
萨尔维阿蒂大船中描写的现象，是很平常的。在现代，凡乘过飞机的人都应当注意到，当飞机平稳飞机行时，无论飞行速度如何，机舱里的水滴，苍蝇、和鱼（如果有的话）的行为同萨尔维阿蒂大船里描写的一样。如果你一直没有注意到这一点，下一次乘飞机时，你不妨带一个宽口罐，再向服务员要一瓶水，做一做水滴实验。
Rai2 的记者来林琴科学院访问我，企图为他的节目增加一点中国或东方的色彩。电视记者劈头一个问题就是：
后来，我告诉记者，萨尔维阿蒂大船描写的现象，在中国是古已有之的。 “尚书纬·考灵曜”中写有：
修改后的脚本，“考灵曜之舟”一句话被放在萨尔维阿蒂的大船之前，因为“考灵曜”比“对话”早一千多年。电视编导也邀我去比萨，在斜塔前用中文念一遍“舟行而人不觉也”。4月初，我随电视拍摄队去比萨，完成了这个镜头。
虽然，“舟行而人不觉”的意思同萨尔维阿蒂的大船一样，在 Rai2 电视中又被排在萨尔维阿蒂的船之前，但二者有很大差别。萨尔维阿蒂大船中有伽利略相对论观念，而“考灵曜”之舟中阙如。
上引萨尔维阿蒂大船一段文中字，包含两部分，第一部分是描写在大船中看到的现象，苍蝇、蝴蝶，水滴和鱼等等。第二部分——从“只要运动是均匀的，也不忽左忽右地摆动”……到“船是在运动还是在停着不动”——不是观测到的现象，而是一种推测，猜测或假定。
第二部分中，“只要运动是匀速的，也不忽左忽右地摆动”一语，是条件，即所谓惯性参考系。“你将发现，所有上述现象都没有丝毫变化，你无法从任何现象来确定，船是在运动还是在停着不动”，则是推测。这一理论推测被称为为伽利略相对性原理。
推测强调“无法从任何现象”。即，无一例外地普遍适用。这就是普适性或普遍性。
一个具有（或假定有）普适性或普遍性的原理，应无例外地适用于所有情况。伽利略相对性原理断言，在“一条大船的甲板下的主舱里”的“任何现象”，“无一例外”地都不可能“确定船是在运动还是在停着不动”。
“任何现象”包括今天已知的现象，以及将来可能发现的现象。实验检验总是有限的，不可能穷尽“任何现象”。所以，普适性不是经过了“任何现象检验”出来的“真理”。而是从有限的实验（苍蝇、蝴蝶，水滴和鱼等）,推测或猜测的论断。如果在将来发现的现象中，有一个不符合上述理论推测，伽利略相对论性原理就被证伪。一个反例就可以使一个普适性破功。
“尚书纬·考灵曜”之舟的陈述，只包含萨尔维阿蒂大船的第一部分，即描述一个已知现象—— “舟行而人不觉”， 而没有萨尔维阿蒂大船的第二部分——关于普适性的推测或猜测。所以，考灵曜之舟不被认为是相对论观念的一个起源。
萨尔维阿蒂大船与考灵曜舟之间的差别，不是偶然的。这要从五百年前说起。
1492 年，哥白尼发表日心地动说后，曾受到当时天主教廷的强烈反对和压制。这一段历史很出名。宗教的压制，主要是基于普世的教义。
从物理角度看，哥白尼日心论和托勒密地心论等都是物理模型，都是可质疑，可证伪的。围绕哥白尼日心论的物理争论与宗教压制是两回事。
赞同托勒密模型而反对哥白尼模型的人，对日心论的一个重要物理诘难是：如果真的是地动，而日不动，地球的运行速度会很高。在高速运行的地球上，哥白尼以及拥哥派们如何能稳稳地生活在地球上，而不被高速运行的地球甩掉？
拥哥派和反哥派双方为“甩掉诘难”争论了一百多年。
伽利略在写“对话”时意识到，要彻底解决“甩掉诘难”，相对性原理的普适性是必不可少的。如果没有普适性，在萨尔维阿蒂大船的甲板下的主舱里，就有可能用“被甩掉”现象来“确定船是在运动还是在停着不动”。那也就有可能确定是地动还是天动。相反，如有普适性，就是断言，不存在任何“被甩掉”现象。
伽利略相对性原理要求，所有物理动力学（飞虫的，水滴的，或游鱼的动力学）相对于“船是在动还是静止不动”是不变的。或者，用更明确的物理语言说：在惯性参考系中，所有物理动力学规律，在伽利略变换（Galilean transformation）下，都是不变的。19 世纪之前已知的物理动力学，的确都满足伽利略变换之下的不变性。不存在“被甩掉”现象。
“考灵曜”一文中虽也有“地恒动不止”的想法，但无人执著于讨论：“如果地恒动，你会不会被地动甩掉？。以至，“舟行而人不觉”并没有触发一场物理科学辩论，没有导致普适性猜测。想来，就是现在，也只有不太多的人有兴趣弄明白“为甚么你不会被高速运行的地球甩掉？”。思考这类问题，常被讥为杞人忧天。相反，“不争论”才是博大精深文化的精髓之一。
“猜测（想像）比知识更加重要”（爱因斯坦）。辩论和争论则是导致想像和猜测的源头之一。
到 19 世纪末，电磁和光学的动力学建立之后，爱因斯坦等物理学家很快注意到，在伽利略变换下，电磁或光的动力学并非不变。那末，只要在萨尔维阿蒂大船的甲板下的主舱里观察光学或电磁现象，就可能“确定船是在动还是停著不动”。果如此，光学或电磁现象就是伽利略相对性原理一个反例！ 为证实这个反例，有人认真去做光学或电磁实验，以“确定船是在动还是停著不动”，或确定是日动还是地动。结果都失败了。
矛盾重重，又开始争论。
十九世纪末到二十世纪初，围绕光学现象和伽利略变换，不断地争论-猜测，猜测-争论，再争论，再猜测。这是物理学史中的精彩一章。
爱因斯坦以狭义相对论解决了这个问题。他选择的出路是，坚持伽利略相对性原理，放弃伽利略变换。在狭义相对论中，萨尔维阿蒂大船揭示的相对性原理依然成立。即，仍然可以说，在大船甲板下的主舱中，“你无法从其中任何一个现象来确定船是在动还是停著不动”。现在，“任何一个现象”也包括光和电磁现象。
在狭义相对论中，伽利略变换被放弃。而是假定，在惯性参考系中，所有物理动力学规律的不变性，不是对于伽利略变换，而是对于洛伦兹变换（Lorentz transformation）。洛伦兹变换中，包含参数 c，即光速。如果光速无限大，洛伦兹变换就回到到伽利略变换。
相对性原理要求所有物理动力学相对于洛伦兹变换应是不变的。以此不变性建立的电子的相对论量子力学，预言有正电子存在。很快正电子就被发现了。所以，就正电子而言，先有基于相对论时空观的理论，而后才有实验和观测。这是相对论时空观普适性最成功的事例之一。
既然要求所有物理动力学相对于洛伦兹变换是不变的，光速 c 就会进入所有的动力学。譬如，著名的质（m）能（E）公式 E = mc2，适用于所有自由粒子，无论是质子，电子，中微子，或者将来发现的粒子。
亦即，c 是普适的。用任何现象测得的c，都应等于 299792458 公尺/ 秒，不能大，也不能小。
因此，如果“中微子超光速”成立，那不仅是中微子粒子本身的问题。而是相对论时空观的普适性的一个反例。所以引起高度关切。
因此，如果“中微子超光速”成立，那不仅是中微子粒子本身的问题。而是相对论时空观的普适性的一个反例。所以引起高度关切。
从托勒密，到哥白尼、到伽利略，到牛顿，再到爱因斯坦，时空理论经历的是典型的实证科学历史：发展-被证伪-再发展-再被证伪…… “任何现象”，“任何粒子”的物理规律都无例外地符合时空性质。所以，普适性则是证伪的关键。
总之，普适性，普遍性，万有性等是实证科学研究的一个框架，无关于宗教信仰。此语并非贬抑信仰，只是再次说明实证科学不能被信仰替代。在实证科学领域中，不应当用普世（ecumenicity）一词替代普适，普遍和万有（universality）。
2012 年元旦，Tucson
普适性，普世性，普识性，等等“普”族词汇近年变得相当普及，普通。至于什么是普适性？什么是普世性？有没有区别？似乎还没有一个被普遍接受的理解。但，至少在实证科学和宗教信仰两个领域中，它们的意义还是清楚的。
在物理学中，universal 的中译是，普遍的，万有（引力）的，普（遍）适（用）的等，从来不用普世。普世的则是 ecumenical 的中译，如普世教会，普世神学等。直到 1989 年出版的“辞海”中，只在“普世牧首”一处用到“普世”二字。
可见，普适等用于实证科学；普世用于基督教领域。
“科学月刊”（台北）邀我在 2011 年 11 月号上写了一篇文章，介绍中微子超光速实验的意义。其中不可避免地涉及伽利略相对性原理的普适性。它是经典物理学的第一个普适性。趁此机会老调重弹，再说一遍这第一个普适性的来龙去脉，多少有助于了解甚么是实证科学中所说的普适性，普遍性，甚么不是。
萨尔维阿蒂的大船
1979 年是爱因斯坦诞生一百年。在那前后一年多里，世界各地都在举办纪念活动，缅怀这位伟人。纪念活动的范围，超出了物理界。临近 1979 年 3 月 14 日，即爱因斯坦的百岁生日时，我在罗马，住在林琴科学院 (Academia de Lincei)。它建于 1603，伽利略是最早的成员之一。那里是纪念活动的中心之一。
意大利国家第二电视台（Rai2）的一个主题节目，是相对论观念的起源。一般公认，1632 年出版的伽利略一书“关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话”（简称“对话”），包含有伽利略相对论观念的最早起源。它是在以下的一段话里：
把你和一些朋友关在一条大船的甲板下的主舱里，让你们带着几支苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫，舱内放一支大碗，其中有几条鱼，然后，挂上一个水瓶，让水一滴一滴地滴到下面的一个宽口罐里。船停着不动时，你留神观察，小虫都以等速向舱内各方向飞行，鱼向各方向随便游动，水滴滴进下面的罐中。你把任何东西扔给你的朋友时，只要距离相等，向这一方向也不比向另一方向更多用力。你的双脚齐跳，无论向哪个方向跳过的距离都相等。当你仔细观察这些事情之后，再使船以任何速度前进，只要运动是均匀的，也不忽左忽右地摆动，你将发现，所有上述现象都没有丝毫变化，你无法从任何一个现象来确定，船是在运动还是在停着不动。即使船运动得相当快，在跳跃时，你也将和以前一样，你跳向船尾也不会比跳向船头更省力。这条船，俗称为萨尔维阿蒂大船。萨尔维阿蒂是“对话”一书中的三个主角之一，他是哥白尼日心地动说的支持者。其观点实际上代表伽利略本人。
萨尔维阿蒂大船中描写的现象，是很平常的。在现代，凡乘过飞机的人都应当注意到，当飞机平稳飞机行时，无论飞行速度如何，机舱里的水滴，苍蝇、和鱼（如果有的话）的行为同萨尔维阿蒂大船里描写的一样。如果你一直没有注意到这一点，下一次乘飞机时，你不妨带一个宽口罐，再向服务员要一瓶水，做一做水滴实验。
“尚书纬·考灵曜”之舟
Rai2 的记者来林琴科学院访问我，企图为他的节目增加一点中国或东方的色彩。电视记者劈头一个问题就是：
“中国与爱因斯坦有甚么关系？”中国与爱氏的直接历史关系极少，爱氏一生中只有两天算是在中国。1922 年底，当爱氏从日本搭船去耶路撒冷时，在上海停泊了两天，即年除夕 12 月 31 日和 1923 年元旦。爱氏在上海的活动，主要是在上海犹太人圈子里。电视记者对此兴趣不大。
后来，我告诉记者，萨尔维阿蒂大船描写的现象，在中国是古已有之的。 “尚书纬·考灵曜”中写有：
“地恒动不止，而人不知，如坐闭牖舟中，舟行而人不觉也。”果然，这句古话提起了 Rai2 电视编导的兴趣，他觉得有“卖点”。编导立即修改了脚本。按照原来脚本，萨尔维阿蒂的大船一段，由罗马大学物理系一位教授讲解，并以安诺河为背景拍摄。安诺河连接着佛罗伦萨和比萨，是伽利略长期生活并被监禁的地方。萨尔维阿蒂大船的原型，很可能就是安诺河上的航船。
修改后的脚本，“考灵曜之舟”一句话被放在萨尔维阿蒂的大船之前，因为“考灵曜”比“对话”早一千多年。电视编导也邀我去比萨，在斜塔前用中文念一遍“舟行而人不觉也”。4月初，我随电视拍摄队去比萨，完成了这个镜头。
萨尔维阿蒂大船和考灵曜之舟的差别
上引萨尔维阿蒂大船一段文中字，包含两部分，第一部分是描写在大船中看到的现象，苍蝇、蝴蝶，水滴和鱼等等。第二部分——从“只要运动是均匀的，也不忽左忽右地摆动”……到“船是在运动还是在停着不动”——不是观测到的现象，而是一种推测，猜测或假定。
第二部分中，“只要运动是匀速的，也不忽左忽右地摆动”一语，是条件，即所谓惯性参考系。“你将发现，所有上述现象都没有丝毫变化，你无法从任何现象来确定，船是在运动还是在停着不动”，则是推测。这一理论推测被称为为伽利略相对性原理。
推测强调“无法从任何现象”。即，无一例外地普遍适用。这就是普适性或普遍性。
一个具有（或假定有）普适性或普遍性的原理，应无例外地适用于所有情况。伽利略相对性原理断言，在“一条大船的甲板下的主舱里”的“任何现象”，“无一例外”地都不可能“确定船是在运动还是在停着不动”。
“任何现象”包括今天已知的现象，以及将来可能发现的现象。实验检验总是有限的，不可能穷尽“任何现象”。所以，普适性不是经过了“任何现象检验”出来的“真理”。而是从有限的实验（苍蝇、蝴蝶，水滴和鱼等）,推测或猜测的论断。如果在将来发现的现象中，有一个不符合上述理论推测，伽利略相对论性原理就被证伪。一个反例就可以使一个普适性破功。
“尚书纬·考灵曜”之舟的陈述，只包含萨尔维阿蒂大船的第一部分，即描述一个已知现象—— “舟行而人不觉”， 而没有萨尔维阿蒂大船的第二部分——关于普适性的推测或猜测。所以，考灵曜之舟不被认为是相对论观念的一个起源。
萨尔维阿蒂大船与考灵曜舟之间的差别，不是偶然的。这要从五百年前说起。
哥白尼日心地动说
从物理角度看，哥白尼日心论和托勒密地心论等都是物理模型，都是可质疑，可证伪的。围绕哥白尼日心论的物理争论与宗教压制是两回事。
赞同托勒密模型而反对哥白尼模型的人，对日心论的一个重要物理诘难是：如果真的是地动，而日不动，地球的运行速度会很高。在高速运行的地球上，哥白尼以及拥哥派们如何能稳稳地生活在地球上，而不被高速运行的地球甩掉？
拥哥派和反哥派双方为“甩掉诘难”争论了一百多年。
伽利略在写“对话”时意识到，要彻底解决“甩掉诘难”，相对性原理的普适性是必不可少的。如果没有普适性，在萨尔维阿蒂大船的甲板下的主舱里，就有可能用“被甩掉”现象来“确定船是在运动还是在停着不动”。那也就有可能确定是地动还是天动。相反，如有普适性，就是断言，不存在任何“被甩掉”现象。
伽利略相对性原理要求，所有物理动力学（飞虫的，水滴的，或游鱼的动力学）相对于“船是在动还是静止不动”是不变的。或者，用更明确的物理语言说：在惯性参考系中，所有物理动力学规律，在伽利略变换（Galilean transformation）下，都是不变的。19 世纪之前已知的物理动力学，的确都满足伽利略变换之下的不变性。不存在“被甩掉”现象。
“考灵曜”一文中虽也有“地恒动不止”的想法，但无人执著于讨论：“如果地恒动，你会不会被地动甩掉？。以至，“舟行而人不觉”并没有触发一场物理科学辩论，没有导致普适性猜测。想来，就是现在，也只有不太多的人有兴趣弄明白“为甚么你不会被高速运行的地球甩掉？”。思考这类问题，常被讥为杞人忧天。相反，“不争论”才是博大精深文化的精髓之一。
“猜测（想像）比知识更加重要”（爱因斯坦）。辩论和争论则是导致想像和猜测的源头之一。
c 是普适的
矛盾重重，又开始争论。
十九世纪末到二十世纪初，围绕光学现象和伽利略变换，不断地争论-猜测，猜测-争论，再争论，再猜测。这是物理学史中的精彩一章。
爱因斯坦以狭义相对论解决了这个问题。他选择的出路是，坚持伽利略相对性原理，放弃伽利略变换。在狭义相对论中，萨尔维阿蒂大船揭示的相对性原理依然成立。即，仍然可以说，在大船甲板下的主舱中，“你无法从其中任何一个现象来确定船是在动还是停著不动”。现在，“任何一个现象”也包括光和电磁现象。
在狭义相对论中，伽利略变换被放弃。而是假定，在惯性参考系中，所有物理动力学规律的不变性，不是对于伽利略变换，而是对于洛伦兹变换（Lorentz transformation）。洛伦兹变换中，包含参数 c，即光速。如果光速无限大，洛伦兹变换就回到到伽利略变换。
相对性原理要求所有物理动力学相对于洛伦兹变换应是不变的。以此不变性建立的电子的相对论量子力学，预言有正电子存在。很快正电子就被发现了。所以，就正电子而言，先有基于相对论时空观的理论，而后才有实验和观测。这是相对论时空观普适性最成功的事例之一。
既然要求所有物理动力学相对于洛伦兹变换是不变的，光速 c 就会进入所有的动力学。譬如，著名的质（m）能（E）公式 E = mc2，适用于所有自由粒子，无论是质子，电子，中微子，或者将来发现的粒子。
亦即，c 是普适的。用任何现象测得的c，都应等于 299792458 公尺/ 秒，不能大，也不能小。
因此，如果“中微子超光速”成立，那不仅是中微子粒子本身的问题。而是相对论时空观的普适性的一个反例。所以引起高度关切。
因此，如果“中微子超光速”成立，那不仅是中微子粒子本身的问题。而是相对论时空观的普适性的一个反例。所以引起高度关切。
从托勒密，到哥白尼、到伽利略，到牛顿，再到爱因斯坦，时空理论经历的是典型的实证科学历史：发展-被证伪-再发展-再被证伪…… “任何现象”，“任何粒子”的物理规律都无例外地符合时空性质。所以，普适性则是证伪的关键。
总之，普适性，普遍性，万有性等是实证科学研究的一个框架，无关于宗教信仰。此语并非贬抑信仰，只是再次说明实证科学不能被信仰替代。在实证科学领域中，不应当用普世（ecumenicity）一词替代普适，普遍和万有（universality）。
2012 年元旦，Tucson
星期四, 一月 19, 2012
星期一, 一月 16, 2012
汽车是中国现今最大的污染源
这次回国，主要是看父母，顺便参加北京的创新年会，老关系了；以及到青岛看看老朋友，顺便汇报一下俺的工作。
一下飞机，一股刺鼻的煤烟味儿迎面扑来，嗓子随之发干，眼前灰黄一片。从北京回老家，从快速奔跑的列车以及后来的汽车看出去，这灰黄的雾从帝都一直延续到了我的老家。离开老家的前一天，我特意爬到了附近的几座小山头上。四周看去，地平线没有了，稍远一些的村庄失去了轮廓。生活在这灰黄雾中的人们已经没有躲藏之处。
05年我第一次回国，那时候家属院里面刚刚有几辆新车，属于稀罕玩意儿。刚过一年，家属院里面已经没有停车的位置。之前泰安的阴阳分界线就在我的住所附近。阴界脏兮兮的，阳界则可以呼吸到新鲜的空气；之后，阴阳分界线就到了山顶上。泰安就在泰山的阳面脚底下，北方常见的北风吹不过来，这种情况下，汽车污染的效应非常明显。有一天下雪，路上没有几辆车。这一天就这样能看见蓝天了，是那种让人心醉的蓝。第二天，汽车上路，天就又看不到了。我正是从此才见识到汽车污染之烈。
我的招远老家往北是空地，北风可以直接吹过来。我以前上学时离家很远，饱受凛冽寒风之苦，这个一段时间竟然也成为优势。然而今年老家也终于沦落到了这种境地。毕竟到处都是汽车了。
发达国家尽管整体空气质量远远好于国内，但汽车污染也时有发生。例如地广人稀的挪威，其第一大城市奥斯陆位于一个小盆地之中，每当气流循环不畅时也有这个问题。挪威的第二大城市卑尔根同样背靠高山，2011年有一段时间也是因遭受汽车污染对车辆根据车牌号限行。另外，柴油汽车对本地的污染较汽油车更严重。
尽管汽车工业能够极大推动一个国家的经济，但是时候对这么多的汽车说不了。
一下飞机，一股刺鼻的煤烟味儿迎面扑来，嗓子随之发干，眼前灰黄一片。从北京回老家，从快速奔跑的列车以及后来的汽车看出去，这灰黄的雾从帝都一直延续到了我的老家。离开老家的前一天，我特意爬到了附近的几座小山头上。四周看去，地平线没有了，稍远一些的村庄失去了轮廓。生活在这灰黄雾中的人们已经没有躲藏之处。
05年我第一次回国，那时候家属院里面刚刚有几辆新车，属于稀罕玩意儿。刚过一年，家属院里面已经没有停车的位置。之前泰安的阴阳分界线就在我的住所附近。阴界脏兮兮的，阳界则可以呼吸到新鲜的空气；之后，阴阳分界线就到了山顶上。泰安就在泰山的阳面脚底下，北方常见的北风吹不过来，这种情况下，汽车污染的效应非常明显。有一天下雪，路上没有几辆车。这一天就这样能看见蓝天了，是那种让人心醉的蓝。第二天，汽车上路，天就又看不到了。我正是从此才见识到汽车污染之烈。
我的招远老家往北是空地，北风可以直接吹过来。我以前上学时离家很远，饱受凛冽寒风之苦，这个一段时间竟然也成为优势。然而今年老家也终于沦落到了这种境地。毕竟到处都是汽车了。
发达国家尽管整体空气质量远远好于国内，但汽车污染也时有发生。例如地广人稀的挪威，其第一大城市奥斯陆位于一个小盆地之中，每当气流循环不畅时也有这个问题。挪威的第二大城市卑尔根同样背靠高山，2011年有一段时间也是因遭受汽车污染对车辆根据车牌号限行。另外，柴油汽车对本地的污染较汽油车更严重。
尽管汽车工业能够极大推动一个国家的经济，但是时候对这么多的汽车说不了。
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