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一个有意思的问题：牛顿第一定律（惯性定律），是否是建立在被实验证明的基础上的？

先来复习一下牛顿的原文：任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。

实际上，因为我们无法找到一个严格意义上“保持匀速直线运动或静止状态”的物体，所以，第一定律是无法通过实验被严格证明的。牛顿第一定律，根本上就是一个假说，而这个假说，得到了大家的公认，到现在也没有实验现象可以推翻这个假说，所以就成立了。

-- 牛顿定律尚且如此，何况是宇宙大爆炸理论，或者是霍金提出的有关黑洞的理论假说。

-- 任何科学理论，都是尚未被证伪的假说。而科学假说或者理论的生命力，就在于被更多的科学工作者认可和运用。

-- 教科书上的“经典”理论，都是多年前的老古董，是用来教学的，而不是用来“证明”或者“说明”什么才是“科学”的 -- 这一点，习惯于应试教育的国人，尤其需要搞明白。

-- 科学，不是一些知识或者标准答案的罗列，而是具有鲜活生命力的方法。在一线科学家眼里，一个理论说的是否正确是否已经被证实，在理论的内涵和突破现有框架，开拓一个新的研究领域面前，根本就是次要的问题。

霍金和达尔文这两位坚定的无神论者都下葬西丝敏斯特大教堂 -- 那才叫信仰自由和思想宽容，才是科学发生和昌盛的基础。

在中国，只有当大家能够做到：不同的信仰能够平和理性的交流的那一天，才是文明和科学真正成为我们民族的一部分，而不是靠嘴上吹牛 。。。

不断的进行自我否定，与时俱进的科学理论，首先就是来自研究科学的人的思考。现代文明能够出现科学，就是因为人和人之间能够平等交流，每个人都有自由选择支持某一个理论的权利，因而有了充分的独立思考的空间。科学理论从来都不会自称是什么“真理”，所以科学方法比较利于平等交流展开：在科学的平台上，无论什么信仰的人，都可以平等交流，没有谁天生高人一等。所以：在科学方法里把谁当成神的问题是永远不可能发生的事情。与此相对的，就是各种僵化的原教旨主义，把经典捧为天经地义的教条，不敢越雷池一步，并以此作为垄断话语权，打压异己的理由。

一个人，只要是有独立思考的能力，进行自由的选择，那么他相信无神论，有神论，还是不可知论，相信任何一个宗教，都不会因此变成原教旨的无脑信徒。中国历史上的传统思想里，无论是道家，儒家还是佛家，都有无神论的因素。但是现在的中国，不具备独立思考的能力的无神论者相当多。这些人，一旦发现他们原有的无神论特别是从小被教育的唯物主义不能符合他们的期望，也同样很容易变成无脑的宗教原教旨主义信徒，以继续他们可以不思考而获得高人一等的“真理”的“权利”。所以：我们的教育中对哲学宗教方面的各种学说缺乏介绍，应试教育对标准答案的片面追求而忽视科学方法的系统训练，让许多人不去学会独立思考，缺乏科学精神，是造成人云亦云的跟屁虫们捧起不知所云的神棍的重要原因。

我希望，在本帖中想谈宗教问题的时候，可以用符合形式逻辑的方法，摆事实讲道理，也可以谈谈自己的感受。但是希望大家不要动不动就拿圣经某章写了什么，来给尚在争议中的话题下一个“神”的定义。那就没有办法在两个人之间平等交流了。

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最近看到一篇文章，说到自从5亿多年多细胞生物繁荣以来，当之无愧的生物界霸主，除了我们熟知的恐龙，在此之前还有四类动物：5.3亿年前的寒武纪，一种身长1-2米，具有强壮嘴部结构类似巨型大虾的奇虾，而同时期的人类祖先：原始鱼类只有2-3厘米长。到了4.4亿年前，一次灾难（有人说是冰冻星球的寒冷，有人说是超新星爆发）-- 奥陶纪-志留纪大灭绝摧毁了当时85%的物种，包括奇吓在内的许多动物门全军覆灭。此后本来弱小的鱼类蓬勃繁衍，占据了整个海洋。4亿年前出现了身长6-8米，超过1吨的巨无霸：盾皮鱼，那时的鲨鱼也常常成为它的食物。海洋中的霸主如此可怕，人类的祖先：弱小的提塔利克鱼被逼到了浅海大陆架，甚至开始通过鳍支撑尝试上岸以求生存。过了3千万年，海洋生态遭到一次大破坏 -- 有说是因为藻类过渡生长，有说是因为海底火山大爆发 -- 82%的海洋生物灭绝，这就是泥盆纪大灭绝。此后，从海洋上岸的两栖类和爬行类，在茂密的原始森林中成为最为繁盛的动物种群，众多霸主中最为出名的是身长5米，第一次长出锋利的犬齿的丽齿兽。而比这些霸主小得多的犬齿兽 -- 人类的祖先，有些只有普通猫的大小，吃一些小动物和虫子。到了2.5亿年前，史上最严重，多种灾难（火山，陨石，海底甲烷。。。）同时爆发的二叠纪大灭绝，让96%的海洋生物，70%的陆地生物灭绝了，此后的三叠纪，地球上称霸的是各种体长达到十几米的巨型鳄类，而原始的恐龙此时也还是比较小型的动物。很快，三叠纪大灭绝又造成了以鳄类为代表的近岸和底栖生物的大灭绝，此后一蹶不振，地球就进入了我们耳熟能详的恐龙时代。直到1.6亿年后的一次小行星撞地球，又一次改变了格局，让本来被迫像老鼠一样生活在地下的小小的哺乳动物，成为了新的生物圈的主宰，最终就是最新霸主 -- 人类的出现。

我们可以看到：每一次循环开始，最适应环境的生物种类很快变大，占据生物圈的霸主地位，但是一次新的巨变，让本来适应环境的大型动物首先灭绝，让小型而比较灵活，适应新环境的动物成长为新的巨无霸 -- 在过去的5次循环中，生物是向着越大越强的方向发展，直到我们人类出现，第一次依靠智力和集体，而不是绝对的单体力量和体型，成为了地球上的霸主。人类的优势，不是被动的适应环境，而是改造环境。那么这一次，人类能否在未来不可避免的地球自然环境巨变中成为第一个不被灭绝的动物那？

@范哥小青年翰wy 2018-04-06 22:03:15
问一个问题，进化不可逆吗？为什么气候环境变回来了，爬行类，节肢类不能变大回去？海洋里的哺乳动物不能重新进化登陆？如果一个物种人为给它倒推生存环境，就像录像倒带一样，那么它们会因为环境的修复而回到原始的形态吗？
真正最适应环境的难道不是那些小型生物吗？只不过它们没有站在食物链顶端。那么什么叫做适应环境呢？
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进化不可逆，大致上有三个原因：
1.地球环境变化不可逆。气温，湿度，大气成分，植被，地貌 。。。每一个时期都不同
2. 基因异变是偶然的，不可逆的
3. 一旦新物种占据了原来物种的生存空间，就会自然的抑制老物种卷土重来。

适应环境的物种，不能单单从大小来看：船小好掉头，那些小动物是生活在生物圈的边缘地带，在环境变化时比较灵活，容易跟上形式。但并不意味着最适应现有的环境。有一种算法，不是按照单体的大小，而是按照某一个物种全体加起来的总重量来计算，相对更加说明问题。

@梦毁她城2018 2018-04-07 16:20:36
未来基因科学可以把生物技术变成人头牛身，人身猴头等等，难道不是又创造一个种类了吗，如果创造一个比人更加优秀的文明也不是不可能，科学未来人工智能取代人类也不是不可能，所以进化论我是反对态度，这个世界应该是比人类高级文明创造的，不过是一个高级文明的一个试验场，宇宙在我们眼里无穷大，却在他们眼里不过是一个试验室，
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逻辑不通：自然孕育的人类，具有在未来改变自身的力量，不能推翻人类来自自然演化的过去 -- 在找到外星人创造地球生命的证据之前，你只能说：我们无法排除这个万一的可能性。特别是：当我们考虑到，至今无法发现外星人曾经光顾地球的可靠证据，你这个“世界应该是比人类高级文明创造的”这个假设，其可能性并不太大。

特别是：你的假设还需要回答一个问题：他们外星人的世界又是谁创造的？ -- 这个问题，上帝假说不需要面对，确是外星文明创造地球的一个死穴。

目前来说，在这个方向上最符合逻辑的假说，也就是像爱因斯坦或者牛顿那样，把创造世界的第一动力，归于一个完全超出我们理解能力的“造物主” -- 对于造物主，我们连造物主是在实验室里创造宇宙，也并不能肯定，妄加猜测，同意吗？

@梦毁她城2018 2018-04-07 16:29:34
而且人类现在通过基因技术可以改变植物基因，让植物更加优秀，未来可以改变人和动物，也可以说所谓的神改变了远古野人，给了神的文明基因，诞生了人类基因，赋予他们环境生存进化的能力，未来人类也可以改变某些事物，让他们活得人类文明基因，他们不一定会知道我们存在，因为他们没有我们的高度文明，他们也会认为我们是神，
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什么基因技术，不过是我们人类现今对地球生命的理解。如果，一个造物主只有这么点能力，老实说，我会相当失望，并不会认为，那当的起“造物主”的称号 。。。因为：那样的文明，其背后还另有真正的造物主，是必然的。也是需要我们的科学进步，进一步去发掘其秘密的。

所以：域外文明的假设，不是终点，也和进化论不矛盾，而只是一个中转站 。。。

老实说：这个世界应该是比人类高级文明创造的，其背后仍然是广义的进化思想，和真正的造物主神创论，并不是一回事 。。。

@梦毁她城2018 2018-04-07 16:39:16
所以我们永远也不会了解这个宇宙，只是一个囚笼里面微小的生物，
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既然你认为：我们永远无法认知这个世界，那么任何科学理论，在你面前都是可笑的 。。。 实际上，你只是止步于此，不敢前进，罢了 。。。

@范哥小青年翰wy 2018-04-06 22:03:15
问一个问题，进化不可逆吗？为什么气候环境变回来了，爬行类，节肢类不能变大回去？海洋里的哺乳动物不能重新进化登陆？如果一个物种人为给它倒推生存环境，就像录像倒带一样，那么它们会因为环境的修复而回到原始的形态吗？
真正最适应环境的难道不是那些小型生物吗？只不过它们没有站在食物链顶端。那么什么叫做适应环境呢？
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@Ridiculogical 2018-04-06 23:07:18
进化不可逆，大致上有三个原因：
1.地球环境变化不可逆。气温，湿度，大气成分，植被，地貌 。。。每一个时期都不同
2. 基因异变是偶然的，不可逆的
3. 一旦新物种占据了原来物种的生存空间，就会自然的抑制老物种卷土重来。
适应环境的物种，不能单单从大小来看：船小好掉头，那些小动物是生活在生物圈的边缘地带，在环境变化时比较灵活，容易跟上形式。但并不意味着最适应现有的环境。有一种算法，不是......
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@范哥小青年翰wy 2018-04-07 22:18:11
第三点容易理解，
第二点乍看有理，但细想偶然似乎和不可逆是矛盾的。
第一点也容易理解。但是生物几乎总是在一个相对封闭的小环境里生活，所以才会不断细化出新的分支。如果给予足够的时间还原一定的小环境，比如把蜥蜴放在史前温度湿度植物动物类似的环境中，是不是最终能长成史前巨无霸？
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扑克牌54张，重复牌局需要多久? 基因组成百万的组合，重复产生一次已经灭绝的物种，等到宇宙灭绝，可能也做不到 。。。所以:偶然变化不可逆。

最近看到一篇谈论黑洞的科普文章，挺有意思。

霍金结合了相对论和广义相对论，预言了黑洞的视界表面会向外辐射大量的高能粒子，而越小的黑洞这种“热”辐射就让它们越快的消失，同时：黑洞的质量大小决定了它的边界的大小，也和这个黑洞的“熵”，或者是包含的信息直接相关。

由此引发的这些年来进一步跟进的研究，定义出了四大类黑洞：1）在宇宙诞生之初的量子涨落形成的微型黑洞（目前只是停留在理论可能） 2）比太阳大的恒星死亡坍缩后形成的黑洞 （已经有许多发现）3）比太阳大很多的古老恒星形成的黑洞 （还没有被观察到）4）巨大的星云坍缩后形成的巨型黑洞 -- 比如银河系中心的巨大黑洞，和在其他一些星系中观察到的巨型黑洞，这些黑洞的引力可以影响到整个星系的形状，变化，甚至星系中新的恒星的诞生。

一个有趣的理论设想是：我们整个宇宙，不是来自一次大爆炸，而是来自一个四维空间的巨大的原始恒星的坍缩后形成的3维的“边界” -- 我们就像是生活在一个四维世界的三维表面。这个理论，可以很好的和现有的大爆炸理论和宇宙背景辐射的数据相吻合，揭示了相对论的宇宙大爆炸和黑洞奇点两个极端现象之间的可能联系。

霍金和其他物理学家提出的关于黑洞的热辐射，以及对黑洞的熵和表面的信息的理论，有一个重要的推论：黑洞，乃至后来被证明的更加广泛的三维空间的物理体系，其物理性质可以从研究其二维表面的物理性质得到完整的描述。-- 就像一个可以投射出三维全息图像的二维表面。

这个似乎具有某种颠覆性方法的理论背后，隐含了一个绕不开的悖论。首先我们要知道：根据量子力学理论，一个微观粒子的量子信息，是不会凭空消失的，或者说：量子信息是守恒的。那么问题来了：黑洞通过霍金辐射的不断“蒸发”，总有一天会消失无踪的。那么：原来进入黑洞的物质的量子信息，既然无法通过霍金辐射的无序热运动跑出来，当黑洞消失之后，这些信息到哪里去了？这就是黑洞的量子信息消失的悖论。到现在，这个悖论还没有得到完美的解释。

最近几年有一种新的假说，很有趣：我们设想一个理想中的尚未产生时空的宇宙，其中的量子涨落形成的光子形成量子纠缠，最终又形成一对互相纠缠着的微小的黑洞。这样的量子纠缠中的黑洞之间，实际上就发生了爱因斯坦曾经预言过的空间“虫洞”，大量这样的微小黑洞纠缠一起，就形成了宇宙的时空。从这个假说看来，黑洞的量子纠缠=虫洞，又形成时空，那么黑洞中的量子信息就是随时可以和外界通过时空保持“纠缠”，不会消失了。这就可以解决量子信息消失的悖论了。

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还是忍不住谈一谈哲学：

很多中国人没有基本的哲学逻辑素养，即使受了高等教育的所谓"精英"，除了自高自大，基本的做人道理实在乏善可陈。对于现代人文中的宽容精神，就更别提了。中国的教育，坏就坏在“圣人之言”上：整个社会只有一家圣人之言，那么不论“圣人”本人有多伟大，无论这个圣人是姓孔还是姓马，最后都只剩下固步自封的结果了 。。。-- 科学早已证明：各人种之间不存在智力上的根本分别，中国人的学习能力不差，更不会出现天生素质差不可救药这样的神话。生活在大染缸，那就想办法打破染缸的阻隔多引入活水呗。

西方哲学的源头之一，哲学大师苏格拉底说过一句话：清晰的定义是智慧的开始。

-- 每一个公认的定义和概念，都代表了人类集体智慧的结晶。人类一切的知识和智慧的积累，都可以反映在一个个通过清晰的概念的定义表达出来的理论之中。

-- 人类知识的进步，也可以反映在对原有的概念的内涵和外延的不断扩展和突破之中。

挑战一个公认的概念的定义，用自己的理解“弱化”或者歪曲一个定义的含义，就是挑战这一个时期人类的集体智慧的认知结果。这样的挑战，成功了自然可以开拓人类的眼界。 -- 但是我们看到：很多人基于日常使用的一些现有的商业产品中，一切手段和实验方法都是在业界标准（也就是人类集体智慧的一个子集）中进行的业余爱好者，要进行这样的挑战的尝试。我除了说：good luck，就没别的好说的。

在各种科普和论战帖子中，常常见到一些所谓不信邪的“民科”爱好者，成了一个个要用自己的“高智商”挑战业界标准和权威理论的“疯子”，凡是指出其错误的人都是“脑残弱智”。和这样的人论战，挑战的不是自己的智商，而是自己的底线 。。。

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毕达哥拉斯的神秘主义的万物皆数，后来通过柏拉图经院哲学，被基督教吸收，表述为：数学是上帝用来描述世界的语言。

相对于西方对纯数学和逻辑推理的追求，中国的数术则偏向于实际的算法和神秘主义哲学的结合，缺乏理论抽象。其最高成就不外是多元方程解法，圆周率的近似计算，等等。

而西方的数学和科学传统，最后到了牛顿这里，得到了一个物理学的定义：物理就是自然哲学的数学原理。作为一个物理学专业出身的人，我这里负责的说一句：凡是无法量化，无法用精确的数学公式表达的物理概念和理论，都是在忽悠人！

昨天看到一篇文章，介绍Nature 上一个最新成果，在微米级别的二维薄膜上实现了量子纠缠。半导体上两个15微米的金属薄膜，在宏观尺度上纠缠了半个小时。实验是在接近绝对零度的超低温下实现的。这个实验，要做理论解释，牵扯面可能很大。

吐糟一下，最近比较热门的量子卫星和量子通讯，以及感动人物潘院士。

量子现在成了一门“显学”，吃香得很，恨不得什么都往上扯，粘点边就觉得了不得了，也不管实际上在说什么。记得前些年流行的是“纳米” 。。。 讲故事才能吸睛有市场吧。其实那，爱因斯坦都没有搞懂的量子纠缠，是因为他对宏观世界的物理的精准直觉。他在量子纠缠问题上的错误，就来自于量子物理世界和信息，宏观物理世界的信息之间的巨大鸿沟。— 对于宏观世界的人类来说，我们最终需要的永远是宏观信息。所以：就算是量子通讯的终极状态，也只能将信息分成量子和宏观两部分，利用量子纠缠得到的量子信息，还需要配合另一部分的宏观信息，才能得到完整的有效信息。而后者的信息传递，永远是无法超过光速的。当然，潘院士的工作，目前只是准对加密这一块，就更加狭窄了。-- 但是爱因斯坦都搞不懂的东西，用来忽悠领导，确是一个利器。

实际上，量子通信乃至量子计算，在世界上都还是基础科学和实验室阶段的工作。目前同时进行的研究方向，没有十几20个也差不多了。潘的方向并不是唯一的，未来充满了不确定性。而且老实说，他的方向比较冷门。冷门的意思是：许多人不太看好。但是在科学界，只要有一线希望，就可以坚持，并被精神上鼓励的。至于我们这么大一个国家，如此押宝，就不值得了。在基础科学领域，国家讲究的就应该是百花齐放，多方撒网，不要过度宣传和投向其中一个方向。靠国家大力投入搞一个特定的基础科学研究，效率根本无法保证。

最后总结一下：对于潘的科学上的工作成果，我没什么需要特别质疑的地方。我质疑的，是他和周围与科研无关的团队，把一个研究项目包装成一个宣传项目，相当程度上误导大众和引领国家在不确定的方向上过度投机的事实后果。潘院士既然把他的科研项目搞成了一个公众项目和国家项目，就不能不同时接受公众和科学两个方面质疑 — 只靠科学界对各种探索项目的宽容，利用信息不对称获得超出其科学意义的公众关注和国家支持，就是一种最大的不公正！

“Each year the government asks 10 simple questions to test the public's knowledge of science. Can you correctly answer them all?”

— 美国的国家科学基金会对国民的科学常识的问卷调查报告出来了。他们拿出十个简单问题对美国和其他一些国家的人进行抽查，最后一个问题是有关进化论的。看来人是动物进化而来的结论也是为大多数各国人民接受的。

关于科学，无神论和宗教信仰之争，特别是教徒们嘲笑知识分子的“狭隘”。以下一段反思和感言：

知识分子普遍容易因为大量具体知识而陷于繁琐的细节，忘了讲故事和听故事的能力。人类文明，本来就是建立在一个个故事的基础上的。

用物理来打比方：不同的物理尺度下，就可以通过忽略更加精细的细节而得到相应尺度下的物理规律。- 其实也是说：不同的对象就适用于不同的故事。对不同的故事情节和细节的需要，可能只是出于不同的应用场景而已。

科学的严谨和宗教哲学信仰的奔放之间，各种的不同语境的背后，不过是不同的人，在不同的时间和场合的不同需求。— 上帝笑人，不过是有人假设自己站在上帝的角度，而已 。。。

人和人之间，少一些嘲笑和攻击，多一些宽容和相互理解，我们距离真相，可能就近了一些 。。。

说明一下：

纯粹的嘲笑攻击是在各自语境的定义里出不来，无法进行正常的交流，鸡同鸭讲的结果。宽容理解的基础是实事求是，对不同想法不做居高临下的评论和道德动机绑架，对于手段和结果的理性追求大于对动机的怀疑。

革命性的物理定律，最关键的是新的概念提升了人们对世界的认知。而不一定是可证伪性。这里需要强调一下，如果是物理实验角度，那么证明一个理论和证伪一个理论，可以是同一个实验。如果物理定律的概念和数学公式不成立了，就被证伪了。

在物理学中，最基本的牛顿第一定律：物体在没有受到外力作用之前，保持匀速直线或者静止状态。实际上是肯定了伽利略最早提出的惯性的概念。这个物理概念非常了得，之后的惯性质量就基于这个。这个定律和牛顿第二定律独立成章，所以对于牛二的证明，不应该直接适用于牛一。实际上，广义相对论之后，牛二被证伪不再适用的场合，牛一仍然成立，也仍然是相对论隐含的前提理论。牛一关键的惯性这个概念，如此的基础，以至于在物理实验的范围内，基本上不可能被证伪。

比如：如果我们设想在太空中找到一个收到地球，月亮，太阳的引力抵消为零的地点做为不受外力的实验场所来观测卫星的直线运动轨迹。这个和大学实验室里用气浮来模拟零合力，拍摄物体运动的直线轨迹其实是一个路子。— 你要模拟零外力环境，就必须先假设你的牛顿力学计算的结果是成立的，得到一个多体计算这样的近似解。如果发现卫星轨迹有一些误差，你还可以进一步根据偏差量来修正你的实验设置 — 要达到极高的实验精度，就不可避免的进行这样的修正。这个过程，就好像是基本粒子标准模型的质量修正，可以自洽，但是不能算是对物理理论的纯粹证明。有循环论证的嫌疑。

在量子世界用不着惯性定律，这个事实，也不能说明牛一错了，被证伪了。只能说：牛一在量子世界不再适用。而不是不再成立了，被证伪了。

-- 目前的物理意义上，牛顿第一定律不可证伪。