Unit_3Canweknowtheuniverse

CANWEKNOWTHEUNIVERSE?—REFLECTIONSONAGRAINOFSALTCarlSagan我们能了解宇宙吗？——关于一粒盐的思索1.Scienceisawayofthinkingmuchmorethanitisabodyofknowledge.Itsgoalistofindouthowtheworldworks,toseekwhatregularitiestheremaybe,topenetratetotheconnectionsofthings—fromsubnuclearparticles,whichmaybetheconstituentsofallmatter,tolivingorganisms,thehumansocialcommunity,andthencetothecosmosasawhole.Ourintuitionisbynomeansaninfallibleguide.Ourperceptionsmaybedistortedbytrainingandprejudiceormerelybecauseofthelimitationsofthephenomenaoftheworld.EvensostraightforwardaquestionaswhetherintheabsenceoffrictionapoundofleadfallsfasterthanagramoffluffwasansweredincorrectlybyAristotleandalmosteveryoneelsebeforethetimeofGalileo.Scienceisbasedonexperiment,onawillingnesstochallengeolddogma,onanopennesstoseetheuniverseasitreallyis.Accordingly,sciencesometimesrequirescourage—attheveryleastthecouragetoquestiontheconventionalwisdom.科学与其说是一种知识体系，不如说是一种思考方法。其目的是弄清世界的运行机制，寻求其间可能存在的规律，洞察事物之间的联系——从构成一切物质的亚核粒子，到生物有机体，人类社会群体，以至整个宇宙。我们的直觉并非是绝对可靠的向导。我们的认识可能会因为训练和偏见，或者仅仅由于世界各种现象的局限而受到扭曲。在伽利略时代之前，亚里士多德等其他许多人连在没有摩擦的情况下一磅铅是否比一克羽毛落得快这样一个直截了当的问题也不能正确回答。科学的产生基于实验，基于向旧的教条挑战，基于公开承认宇宙的现实。因此，科学有时需要勇气——至少要敢于怀疑传统的学识。2.Beyondthisthemaintrickofscienceistoreallythinkofsomething:theshapeofcloudsandtheiroccasionalsharpbottomedgesatthesamealtitudeeverywhereinthesky;theformationofadewdroponaleaf;theoriginofanameoraword—Shakespeare,say,or“philanthropic”;thereasonforhumansocialcustoms—theincesttaboo,forexample;howitisthatalensinsunlightcanmakepaperburn;howa“walkingstick”gottolooksomuchlikeatwig;whytheMoonseemstofollowusaswewalk;whatpreventsusfromdiggingaholedowntothecenteroftheEarth;whatthedefinitionisof“down”onasphericalearth;howisitpossibleforthebodytoconvertyesterday’slunchintotoday’smuscleandsinew;orhowfarisup—doestheuniversegoonforever,orifitdoesnot,isthereanymeaningtothequestionofwhatliesontheotherside?Someofthesequestionsareprettyeasy.Others,especiallythelast,aremysteriestowhichnooneeventodayknowstheanswer.Theyarenaturalquestionstoask.Everyculturehasposedsuchquestionsinonewayoranother.Almostalwaystheproposedanswersareinthenatureof“JustSoStories”,attemptedexplanationsdivorcedfromexperiment,orevenfromcarefulcomparativeobservations.除此之外，科学的主要诀窍是实实在在地思考一些问题：云的形状以及偶然可见的云层在同一高度的鲜明边缘；叶片上形成的露珠；一个名字或者一个词的起源，比如说，Shakespeare(莎士比亚)或philanthropic(仁慈)是怎样产生的;人类各种社会习惯形成的原因——例如有关乱伦的禁忌；阳光下的透镜为什么能使纸张燃烧；“拐棍”怎么看上去如此像树枝；为什么月亮似乎跟着我们走；是什么使我们掘洞不能掘到地心；在球形的地球上“下方”的定义是什么；身体如何把昨天的午餐转化为今天的体力和精力；宇宙究竟有多大——是无穷大，还是有边界，询问宇宙的另一边究竟是什么有没有意义？上述的问题有些很容易回答，而另一些问题，尤其最后一个问题，是至今也没人知道答案的谜。这些都是自然要问的问题。世界上每一文化群体都以这样或那样的方式提出过这些问题。所提供的答案几乎都带有“就这么回事”的性质，而试图做的解释总是脱离实验，甚至没有经过细心的比较观察。3.Butthescientificcastofmindexaminestheworldcriticallyasifmanyalternativeworldsmightexist,asifotherthingsmightbeherewhicharenot.Thenweareforcedtoaskwhywhatweseeispresentandnotsomethingelse.WhyaretheSunandtheMoonandtheplanetsspheres?Whynotpyramids,orcubes,ordodecahedra?Whynotirregular,jumblyshapes?Whysosymmetrical,theseworlds?Ifyouspendanytimespinninghypotheses,checkingtoseewhethertheymakesense,whethertheyconformtowhatelseweknow,thinkingoftestsyoucanposetosubstantiateordeflateyourhypotheses,youwillfindyourselfdoingscience.Andasyoucometopracticethishabitofthoughtmoreandmoreyouwillgetbetterandbetteratit.Topenetrateintotheheartofthething—evenalittlething,abladeofgrass,asWaltWhitmansaid—istoexperienceakindofexhilarationthat,itmaybe,onlyhumanbeingsofallthebeingsonthisplanetcanfeel.Weareanintelligentspeciesandtheuseofourintelligencequiteproperlygivesuspleasure.Inthisrespectthebrainislikeamuscle.Whenwethinkwell,wefeelgood.Understandingisofecstasy.但是科学的头脑以挑剔的态度检验世界，似乎有许多其他的世界存在，似乎有一些事物本应出现在这里。于是，我们不得不问：为什么我们看见的是眼前的事物而不是其他别的什么东西。为什么太阳、月亮和行星呈球状?为什么它们不呈角锥体，立方体或十二面体?为什么不呈不规则的乱七八糟的模样?为什么世界上万物是如此对称?如果你花时间构想一些假设，检查看它们是否有意义，是否与我们知道的其他什么理论相符合，考虑一些你能用来证实或摒弃你的假设的实验，那么你将发现自己在从事科学。当你逐渐养成勤于思考的习惯时，你将越来越善于思考。要透彻地领悟一件事物，哪怕是一桩小事——比如惠特曼所说的一片草叶，也会经历一种喜悦，这种喜悦，在整个世界的所有生灵中只有人类才能感受到。人类是智慧的种群，恰当地利用才智令我们愉快。在这方面大脑的功能与肌肉相似。我们思维敏捷的时候，感觉也舒畅。理解具有令人心醉神迷的魅力。4.Buttowhatextentcanwereallyknowtheuniversearoundus?Sometimesthisquestionisposedbypeoplewhohopetheanswerwillbeinthenegative,whoarefearfulofauniverseinwhicheverythingmightonedaybeknown.Andsometimeswehearpronouncementsfromscientistswhoconfidentlystatethateverythingworthknowingwillsoonbeknown—orevenisalreadyknown—andwhopaintpicturesofaDionysianorPolynesianageinwhichthezestforintellectualdiscoveryhaswithered,tobereplacedbyakindofsubduedlanguor,thelotus-eatersdrinkingfermentedcoconutmilkorsomeothermildhallucinogen.但是我们对我们周围的宇宙真正能了解到什么程度?一些希望得到否定答案的人有时候提出这样的问题，这些人害怕有朝一日宇宙中的一切或许会真相大白。有时我们听到一些科学家发表的宣言，他们充满信心地宣称，每一件值得弄清的事物将很快会为大家所知，或者说有些已经众所周知。他们描绘的是狄奥尼修斯和波利尼西亚时代的图画，在这些画中，人们对知识探索的热情已经衰退，取而代之的是一种被征服的怠惰，成了饮用发酵椰子汁和其他一些温和迷幻剂的安逸度日者。5.Letusapproachamuchmoremodestquestion:notwhetherwecanknowtheuniverseortheMilkyWayGalaxyorastaroraworld.Canweknow,ultimatelyandindetail,agrainofsalt?Consideronemicrogramoftablesalt,aspeckjustbarelylargeenoughforsomeonewithkeeneyesighttomakeoutwithoutamicroscope.Inthatgrainofsaltthereareabout1016sodiumandchlorineatoms.Thisisa1fo