天为什么是蓝色的(转)

“天为什么是蓝色的”一百年
发表于 2010 年 04 月 16 日 由 FLZ
“天空为什么是蓝色?”正确的物理解释完成于1910年,迄今整一百年。“天蓝”物理学的一个重要应用,是光纤通讯,即高锟先生去年获得物理诺贝尔奖的项目。
“天蓝”物理学似乎很普及。凡是看过“十万个为什么”的初中生,都能说出它的“标准答案”:
“空气中会有许多微小的尘埃、水滴、冰晶等物质,当太阳光通过空气时,波长较短的蓝、紫、靛等色光,很容易被悬浮在空气中的微粒阻挡,从而使光线散射向四方,使天空呈现出蔚蓝色。”
中文世界中,大小权威的教育和科学网站,大多仍采用上述“标准答案”,几乎一字不差。
这个“天蓝”解释,基本上是十九世纪中叶的水平。它是英国物理学家丁铎尔(John Tyndall,1820-1893)首创的。常称作丁铎尔散射模型。确实,“波长较短的蓝色光,容易被悬浮在空气中的微粒阻挡,……散射向四方”。但它并不是“天蓝”的真正原因。如果天蓝主要是由水滴冰晶等微粒的散射引起的,那末,天空的颜色和深浅,就应随着空气湿度的变化而变化。因为当湿度变化时,空气中水滴冰晶的数目会明显变化。潮湿地区和沙漠地区的湿度差别很大,但天空是一样的蓝。丁铎尔散射模型解释不了。到十九世纪末叶,丁的天蓝解释已被质疑。
1880年代,瑞利(John Rayleigh,1842-1919)注意到,根本不必求助尘埃、水滴、冰晶等空气中的微粒,空气本身的氧和氮等分子对阳光就有散射,而且也是蓝色光容易被散射。所以,空气分子的散射就可以作为“天蓝”的主因。
然而,各个分子有散射,不等于空气整体会有蓝色。如果纯净的空气是极均匀的,分子再多也没有“天蓝”。就像一块极平的镜子,只有折射或反射,而极少 散射。在均匀一致的环境中,不同分子的散射相互抵消了。就如在一个集体纪律超强的环境(如监狱)中,每个人的独立和散漫行为被彻底压缩。而“天蓝”靠的就是分子各自的独立和相互不干涉,或少干涉。
为此,瑞利假定,空气不是分子的“监狱”。相反,氧和氮等分子,无规行走,随机分布。瑞利由这个模型算出的定量结果,很好地符合天蓝的性质。1899年,瑞利写了一篇总结式的文章“论天空蓝色之起源”[1],开宗明义就说:
“即使没有外来的微粒,我们依旧会有蓝色的天”。
“外来的微粒”即指丁铎尔散射所需要的。从此,丁铎尔的天蓝理论被放弃。瑞利散射成为“天蓝”理论的主流。
瑞利的天蓝理论虽然很成功,瑞利的分子无规分布假定,也有根据。然而,瑞利实质上还要假定空气是所谓理想气体,这是一个不大的,但也不可忽略的弱点。因为空气不是理想气体。
1910年,爱因斯坦最终解决了这个问题。爱因斯坦用当时刚刚发展的熵(混乱的度量)的统计热力学理论证明:那怕最纯净的空气,也是有涨落起伏的。空气本身的密度涨落也能散射,也是蓝色光容易被散射。密度涨落的散射,不多也不少,正好能产生我们看到的蓝天。如果空气是理想气体,爱因斯坦的结果就同瑞利的一样。所以,简单地说,天空蓝色之起因是:
“空气中有不可消除的‘杂质’,即空气自身的涨落。密度涨落等对阳光的散射,形成了蓝天。”
“天蓝”起源物理不是爱因斯坦首创,但最完整的理论是爱因斯坦奠定的。所以说,“天蓝”物理学,完成于1910年。
瑞利和爱因斯坦的“天蓝”理论,是普遍适用的。可以用来解释纯净空气中的“蓝天”现象,也可以用来解释纯净的水,纯净的玻璃等液体或固体中的“蓝天”现象。当然,也有该理论不适用的地方。多年前,听到过有人对着“蓝天”发(歌)情,“我爱祖国的蓝天”,千万不要误听为“我爱祖国的独立而又无规游荡的分子们”。
高锟先生在他为“光纤通讯”奠基的第一篇论文[3]中引用的第一个物理公式,就是爱因斯坦的“天蓝”瑞利散射公式(即Einstein-Smoluchowski公式)。玻璃是凝固了的液体。即使最理想的玻璃,没有气泡,没有缺陷,玻璃中依旧有不可消除的‘杂质’,即玻璃本身的不可消除的涨落。在光纤中传播的讯号(光波),会被玻璃的涨落散射。“天蓝”机制,是光纤通讯讯号损失的一个物理主因。它是不能用光纤制造技术消除的。只能选择“不太蓝”的光,减低它的影响。
不少权威的教育和科学(中文)网站上,正在报导高先生是“影响世界的华人”之最。高先生的影响,确实遍及全球。有趣的是,这些网站本身,似乎并不在“被影响”之列。比如,本文开头引用的“天蓝”解释,就还完全没有“被影响”。对青少年来说,那些“标准解释”虽然不算是有毒奶粉,但也是过期一百年的奶粉。
[1]J.Rayleigh,Phil.Mag.XLVII,375,1899
[2]A.Einstein,Ann.Physik,33,1275,1910
[3]C.Kao,Proc.IEE,113,No.7,1966 2010

普适性一例(转)

普适性一例——伽利略相對性原理
发表于 2012 年 01 月 02 日 由 FLZ
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
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。
哥白尼日心地动说
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。
C是普适的
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。
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
华夏文摘 第一○八四期(cm1201a)

气候变化报道没有善恶的逻辑

刚刚在松鼠会举办的媒体科学报道工作坊上做了一个关于气候变化报道的讲座,现场一共有30多名记者,大家讨论得很热烈。下面趁热贴一篇我去年接受张志安采访的录音整理稿,张老师当时是复旦新闻学院院长助理,现任中山大学传播与设计学院副教授。那是我第一次正式接受媒体采访,张老师不愧是科班出身,提的问题逻辑严密,思路清晰,内容全面,给我留下了很深的印象。正值联合国气候大会德班会议召开之际,贴出来供记者朋友参考。(主文标题和小标题都是张老师加的)

许多质疑是因为记者过于自信
张:你在美国生活15年,然后再回到中国,这样的经历,会使你在报道气候变化时和其他记者不同吗?
袁:完全不会。因为这不取决于我在哪生活过,更多是我的科学训练决定了对这个事情的看法。我在法国留学一两年,结果会是一样。科学问题跟经济、政治都不一样,政治和经济考虑的东西更复杂,不一定有个黑白分明的结论。但是气候,往往很多的结论是有的,起码主流是有的。再加上我的无知,在气候专业上,不够资格形成我的判断,我一直遵循报道主流,没有资格对它下判断。
张:你刚才说所说的“科学训练”主要指的是什么?
袁:如果你做过多年的科研,就会知道这个领域是怎么思考的,它的判断好坏的标准是什么,怎么判断出来的。所谓“科学共同体”是怎么一回事情,它有什么样的规则,同行评议是怎么一回事,它的好处和坏处都知道。在这个时候,判断一个科学选题,就会知道这个选题是谁说的,什么情况下说的,说完这个话,后面有没有列参考资料,这些都直接关系到这句话的准确性。要说主流的话,如果IPCC 的报告出来了,IPCC说的话我觉得基本上是都是对的,哪怕最近出现了几个门,“气候门”、“喜马拉雅门”等。我说句不公平的话,媒体把这个无限扩大了,因为这几个门犯错误的点是非常小的。IPCC第一部分讲科学现象的部分几乎没有错,没有人指出过错误来。“喜马拉雅门”和“亚马逊门”错误的地方都不是关键问题,比如说“喜马拉雅门”是说2035年会融化,很可能是提前了20或30年,但是对人类来讲,它如果2085年化了也是很大灾难,这个不是根本的问题,根本的错误。
张:概括来讲,就是你原来自己做生物的研究,经受科学训练,在你做气候变化议题的科学报道的时候,是不是为你提供了一个更好的更完整的认知框架以及辨别、理解这样一个科学成果的理论背景?
袁:对。
张:因为它内在的逻辑是相同的,评议的方法、研究的思路,包括你去看论文的时候,其实是很典型的理科思维,你也知道这个论文发展,什么大致上是权威或者非权威,一看这个文献综述,也知道这个成果的脉络。不会像一个非专业出身的人,去看这个东西的时候,不一定能看得懂,所以有可能只关注结论,没有办法关注过程。
袁: 举一个例子吧,我曾经买过一本书,是一个气候变化反对者的书,去查这个作者,标的名字也许是某某大学理科专业,甚至是气象专业的教授或者地理专家。但是你看他的论文,他不是搞这个方面的,即使他的头衔听上去很牛,也没有用。
张:因为他没有前期的积累,我们很难相信他忽然间冒出来的质疑声音有公信力。一般的科学记者在做这个东西的时候,不管是专业性,还是平常工作的功利性,使得他们不可能说对科技成果在脉络、谱系、框架中去理解把握,很多时候只能是迷信科学家,迷信某主流的刊物,比如说海外媒体做的一个报道,我们把它援引过来,更多的是这样。
袁:对。海外的报道,就是科技的报道,我也会去查证。因为现在我们的科学信息来源都在网上。外语网站优点就是它会给个超链接指向原文,我都会把原文找出来看,起码看看摘要是怎么一回事,就可以判断这个记者引用这篇论文错没错。
张:你能基本勾勒一下你平常收集信息、获取信息源的方式方法吗?你会跟踪哪些网站,以哪种方式来订阅等。
袁:《Nature》、《Science》、《科学美国人》、《新科学家》、《纽约时报》、《卫报》、《时代周刊》、《Discovery》、《The Scientist》。这些杂志全有网站。我基本上在家的时候每天必看。早上起来后,把所有的网站打开,看一下他们有什么新东西,然后感兴趣的去搜索一下。只看一遍的话,基本上至少要两个小时,如果看到一个非常有意思的,接下去的话,时间就很快没了。
张:刚才你列举的这些东西,对你平常做报道有帮助大吗?
袁:非常大。像我的文件夹里,比如说气候变化的理论,我可能积攒了有近百个网站。每个网站都会去点点看,过会儿把觉得有价值的文章进行链接,国外一般都会有这种。又比如说我突然要做这个,我会去看看以前积累的文章。
张:这里遇到一个问题,记者报道科学问题的时候,本身专业上有欠缺,更何况是这种本身存有争议的气候变化议题,在这里头,你用什么东西来说服自己说主流或者非主流的判断,你更相信主流而不是非主流。
袁:IPCC这个标杆,因为它毕竟是全球两千多个顶尖科学家出来的一个报告。这么说吧,一个学者忽然发表一个观点,严重违背IPCC的,我几乎先把它定罪为是假的,再去看看它有没有一点道理。哪怕是中国最权威的一个科学家站出来说的这个话,这个事情遇到过,哪怕是中国的科学杂志说过的话,我也遇到过,都一比,然后再去查,都出现过这种问题。
张:关于气候变化这个议题,其实有些人也不相信,包括做这个报道的人。比如现在搞商业报道的,觉得这个里面并没有所谓的科学,只有金钱、政治。
袁:对。我现在已经积攒了差不多六七本国外出的讲气候变化科学的书。我已经看了其中的两本,还有三本在看,就是英文的,没有被翻译成中文的,也非常全面,从二氧化碳讲起的书,给你把整个这个过程讲清楚,那其中涉及到的物理、化学知识我都能懂,因为它面对的是比较大众的,全部能懂。你看过这两本书,如果再不信,那么我们可以坐下来再讨论。如果你连这样一本基础的科学书都没有看过,就不信的话,那记者不要做了。
张:没有必要的验证过程、缺乏足够的知识积累,单纯凭着感觉,就持一种怀疑论。
袁:我曾经在博客里面写过,很多人误解以为这样的记者有探索精神、有质疑精神。我觉得这些记者最大的毛病恰恰是过于自信。他们可能觉得不要信主流,我们要怎么怎么,不对!你这样做,你怀疑IPCC的(报告),后面的逻辑就是,你不相信大多数在这里面研究了几十年的专家的集体结论,要有多大的勇气才能这样做。靠直觉,靠本能,靠自己所谓的知识,去做一个判断,这个判断在气候领域里没有任何对的可能性。
张:如果你把这个东西指出来,它也未必能够改变一部分同行的这种偏见,有办法改变这样偏见吗?
袁:你不能强迫一个人去信一个东西。我不喜欢别人强迫我去信,我也不希望强迫别人信。只能慢慢地讲道理,通过博客、通过文章、通过对话慢慢去讲道理,只有这样。那不成也没有办法,或者说,不成也没有关系,一个人反对,你写几篇文章又能怎么样。
气候变化问题等不了了
张:气候变化可以从不同的角度分开看,你比较倾向于在前一个科学范围里谈,是不是?
袁:我比较擅长做这个,所以我更多的精力就花在这,但我非常承认政治、经济领域是不能用我这个思维来做的。
张:那么有人马上就说,其实相不相信是一回事儿,做报道呢,就有自己专业领域的那套东西。比方说,在美国,往往会有那种媒体比较愿意去扮演一个挑战者或质疑者,或者倾向于把自己的声音发出来,因为他觉得这是种民主,或者变革。做文本比较,美国人那些质疑IPCC的报告的这些文章,他还是关注的。但是在中国呢,很少看到,我们的报道比较多的是把这个东西当成既定的事实。
袁:不是,现在越来越多的质疑出来了,我觉得这个是与两国的科学家的态度有关,中国的科学家从上到下是不敢说话的。
张:这个“不敢说话”指的是什么?
袁:就是在涉及到这样一个与政治和经济联系非常紧密的科学问题上,没有大牌科学家。这样说吧,现在说的比较好的科学家都是退休的,在职的科学家说不出来,我们采访过,有感觉,他的顾虑非常多。
张:顾虑什么?
袁:这个问题涉及到政治和经济,说错一句话,这句话可能对中国谈判代表团不利。在早期的时候呢,可能这个根本也没有这么热,他们也不愿意出来说话。但是你现在去看,相当多的报道提到了反对的声音,而且反对的声音很多是来自谁呢,来自中国的科学家。因为中国政府在这个里面转调了,可能他把这个看成一个政治问题,把基调给定了,定了之后呢,底下科学家就不敢站出来说,敢也是因为讲的话跟上面的调子一样,就敢说了。
张:这个转折是不是跟哥本哈根大会密切有关?
袁:太有关了,我有一个采访,其实这个转折在科学家里面发动的蛮早,尤其是高级的,代表中国去参加联合国谈判的IPCC的人,中国在IPCC也有人,这些人早就收到上面的指示。
张:你说的这个转向,就是说要对这个东西表示适度的质疑,并且试图把这个往政治上引。
袁:对,这个全部都是政治性的问题,你会看到,中国的科学家受政府的左右,这是很好的例子。
张:回到刚才那个议题,你之前说气候变化本身不是一个坏的东西,有质疑的声音你也不倾向于去报,是因为你觉得这些质疑的声音不够可信呢,还是你更想通过推动的这个角度出发?
袁:我觉得不可信。在写报道的时候,要报道最真实的事情。并不是我不信这些质疑的声音,才会不给篇幅,只是我通过调查,认为质疑的声音不够资格登上我这篇文章,所以不用你的。
张:所以其实你把我们平常在报道上的已经习惯的所谓形式上的平衡,看作是内在的实质上的内容是不平衡的,或者一种伪平衡。
袁:对。我绝对不相信所谓的平衡报道就是百分之百正确,有很多决定来判断你是不是平衡报道。
张:其实这么做,真的蛮难的。因为对我们来说,省事就在于呈现。那么如果按照这样一种习惯的话,你做出来的报道,因为你强调准确或者你相信这个科学,就不那么有冲突,那么好看呢?
袁:是这样的,这么说吧,科学问题即使它有一个所谓的标准答案、正确答案,不意味着它就不冲突。冲突很多时候是可以找到的,是可以用知识和技巧写得很好看、很有戏剧性。但是同时传达出主流正确的观点,其实很看功力。也不是说非得让双方在文章里吵的不可开交,这个文章才有戏剧性。
张:你有没有也看过一些外国记者写关于气候变化报道一个非常重要的原则,就是所谓的不确定性,就是说科学记者应该保持这样一种不确定性。
袁:是这样,即使IPCC的报告,也没有说它百分之百会变暖。但是你去看IPCC的前四次报告,它的措辞越来越强,什么意思呢,就是它的模型算的越来越多,它的可能性越来越少。比如说以前的50%的可能,到70%的可能了,现在已经到了90%了,说这个可能已经非常高了。那你要传递什么消息呢,就是说我们现在有90%的可能性,是人类意识到地球变暖,而且很严重,我们有10%的可能确实是不是这样的。如果我们不为这90%现在做准备的话,去赌那10%的话,就像你赌钱,你是压90%,还是10%,那你肯定要压90%。这是一个逻辑关系。第二个逻辑关系呢,那就是你即使压了这90%,错了,最后那10%是对的,你损失了多少呢?在我看来,几乎没有损失,因为不光是气候变暖影响你,石油快没了,煤快没了,再生资源耗尽了。从这两个逻辑去想的话,你都应该是去压90%,压10%是百无一利,压90%是百利无一害,你压错了又会怎样?所以现在国家就应该要重视它,要投很多的钱、精力去做这件事情。不是说你再等等看,等不了了。
张:可能你的专业背景正好可以作为一种比较,报道气候变化和报道别的领域有什么差异呢?
袁:我觉得像很多其他报道,起码以我的智力,很难百分之百定义坏人和好人,我没有胆量说这话。比如城管打小贩,假如我报道这事,我就不敢说这城管就是百分之百坏的。说实在的,也有说不清道不明的各种结构制度的安排。气候不一样,气候基本上我是能下判断的,这个90%是错的。
互联网放大了劣质报道的影响
张:作为一个在气候变化领域里冲了这么多年的记者,你不觉得焦虑,或者痛苦吗?理性的声音发不出来,反倒是非理性的,误导的结论在。
袁:在现在的中国,只有慢慢来。说实在的,这也不是天大的事,你信了气候变化怀疑论,不能说明你是个坏人,我们还是朋友。
张:但是这一下子就抹杀了你一开始的那种期待:大家对这个东西要更多地相信,并且产生行动。
袁:那怎么办呢?我所能做到的是影响,你又不能强迫人家把稿子凑上去。
张:回到这个话题来讲,你觉得做科学报道,最好还是有科学背景。可我们现在搞科学报道的记者的比例,你判断,有科学背景的多吗?
袁:非常少,但越来越多了。像我在国外遇到的报道科学的人,比例是倒过来的。比如说我们这里有80%的科学记者是文科生,要倒过来。
张:我有时候对科学记者这个群体不了解,它没那么热闹,没那么多人关注,做这个报道岂不是很没意思?什么因素会让记者在科学报道这个领域走的时间长一点?
袁:做任何一个工作,都有枯燥的一面,但是我承认我很喜欢这个工作,就像你对待电饭锅,或者开车一样,多大乐趣也说不上,也宁愿花时间去海滩游泳,但是这是工作,你要付出这个代价,不能成天玩。
张:是不是中国的其他记者圈一样,其实中国的科学报道,气候报道这个记者圈,其实也是没有共识,没有共同体的。
袁:逐渐开始有。
张:你觉得现在的这个圈子啊,关于气候变化的报道,从行业上来讲,最大的问题是什么?除了刚才讲的那个以讹传讹,信源不准以外,还会有什么问题?
袁:我顺便还补充一个,就是互联网。互联网影响非常糟糕,假如我们这里媒体共同发出平均的声音,如果平均的被老百姓接受,那还没有太大问题。现在的问题在于被互联网放大了,而它放大的恰恰是差的。所以你去看新浪、搜狐、腾讯、网易,在哥本哈根期间做的那一些专题,每个网站全都是专题,而且那段时间点击率相当高,我在哥本哈根期间,随时观察这四个网站的消息,他们把所有媒体中最弱、最差的报道放到首页,放大。这有两个原因,第一就是差和弱的媒体往往非常快,我都还没写出来呢,他们早就发出来了。这样代价就是他的时间成本不够,于是就出这个问题。第二就是这些网站它的目的很简单,点击率。反主流、反IPCC、反UN,然后爱国的,这样类型的文章全部被点了无数遍。
张:这些网站会说,好像说起来我们在迎合,或者在商业导向,实际上这也许恰恰说明了民意呢?老百姓喜欢这样的。
袁:科学跟民意没有关系。
张:甚至它可能用科学来纠偏,对民意进行引导。
袁:对。最近无数个例子,奶粉事件,小龙虾事件,这么说吧,最近新浪连续冒出科学事件,几乎全是误导的,比例相当高的媒体误导。
张:这里面涉及到一个问题。你要是就事论事而言,比如说关于奶粉、小龙虾,中国的多数记者,反正我接触的,都有反政府情绪,所以呢,他们基于对整个政府、整个政治的不信任,不倾向于信任所谓不发表的结果。你觉得他们错了吗?
袁:当然错了,我现在不拿你当记者作要求,我当你以一个公民,都不对。原因在哪呢,你抱的这个想法是好的,但是你抱着好的想法,做了一个错误的事情,会丧失可信度,会误打好人。结果呢,是让你这一派人越来越失去可信度,而你的理想越来越被质疑,而你就越来越糟了。如果报道不准确的话,就等于把自己给毁了。
为中国谋利益不是记者的本职工作
张:气候变化跟国家利益是有关的。你相信一个记者在做这个报道的时候能跳出这种框架吗?能超越所谓的国家意识和国家利益的框架吗?
袁:只能尽量中立,因为它确实涉及到很多的国家利益。但是我愿意这样说,在琢磨的时候,更多地报道中国相关的事儿,不要完全以中国的视角去看。原因在于你是个记者,你的工作不是借这篇文章去拯救中国,或者为中国谋利益,能做到这一点的是政治家、民众和经济学家,他们看你报道的时候,他会去分析。所以你给他提供正确的、平衡的观点,让他来做这个决定,才是你的职责。不是说你的文章挑动政治家去做什么,你没有能力,也不是你应该做的。
张:可是这里面有个难点,记者很少能够跳出所谓的国家利益的框架,站在更高的全球视野上来呈现这样一种利益差异,或者博弈过程。因为这好像忘却了自己的国民身份了。
袁:不是,我刚才说的那个即使你有国民身份也没有关系,你报道平衡恰恰是最好的爱国。你这篇文章并不能说就能决策中国的决策,决策还是由中央来做,那你提供一个正确的情况,你告诉他现在发生什么,会帮助领导人去做出更正确的选择。
张:但是我们的报道太容易受政治左右了,因为我们那个政治框架确定以后,基本上我们的媒体就在议题当中。
袁:是啊,这也是问题,这就是我控制不了的。你说《人民日报》不可能按我这样写。所以你看哥本哈根的谈判,我们在国内看到的都是中国作为正义的声音在那边遭受的屈辱,然后我们还毅然捍卫,这个被美国人使了坏,这么一场本来可以出好的结果的回忆,被美帝国主义给破坏掉了。我们看国内新浪的报道,得出这种民族感情,你知道吗?但是因为这种报道,然后政治家看了你这个报道,信了你这样报道,而去做出相应的政策改变的话,吃亏的是中国。
张:马上就有人会讲,你以为你可以超越国家利益,比方说美国新闻界,他们也超越不了,比如说关于伊拉克战争或者本•拉登,美国记者什么时候把拉登的声音和美国政府的声音平衡地处理,如果按你刚才这样的要求来做呢?你能说那些同行不专业吗?
袁:第一你采访不到拉登,第二政治报道完全有另一套规矩,我也不懂,你让我去评价这个事情,我也没有资格,让我写本•拉登,让我写伊拉克战争的报道,我也不知道怎么写。我觉得政治领域和经济领域报道,第一它本身就决定了不会像科学领域那么干净,第二就是这两个领域,哪怕在美国,也是左派占多数。左派利益往往是跟老百姓利益相反的吧,冲突天生存在,造成这个领域非常混乱。在科学界、哪怕是中国科学界,都会有一个小团体,你写个傻报道,大家都会看出来,但是你写一个伊拉克的报道,这是你的看法,我们不能说“错”,可是你写个圣元奶粉,错了就是错了啊。
张:科学本身有一种超越国界的特质,所以你能够回到科学本身规范的报道来讲,必然会强迫你自己,你得跳出国家层面,在一个更高的层面上展现冲突,展现差异,或者是寻求更本真的东西。但是政治就不一样,而这个议题本身又这么容易和政治有关,想要在政治的角度中解决这个问题,就不可能感觉是超越国家的,所以这里面这个对象和你报道的路径本身可能也就确定了你站在什么层面看问题。但是这还是等于说回到前面的问题,从科学出发又回归科学,坚持本位,实在是太难了,或者说是不太可能。
袁:越来越多的人在这么做,真的。
张:你觉得越来越多的人在这么做吗?
袁:我看到的趋势是越来越多的记者,通过各种渠道,帮助新入行和没有理科背景的记者理解理科的思维是什么样子的。这个就在最近五六年就可以看出来很多的转变。
任何类型的报道都需要自洽的逻辑
张:现在说说你的工作经历,你说你也做调查,还写专栏,那么气候的这块会占多大比例?
袁:10%。
张:就你的感受来讲,政治或者商业因素对你报道的影响大不大?
袁:非常小,《三联》是一个很讲究记者发挥个人能力的地方。可能他在记者团结或者协同做事,这个方面比别的媒体差一些,但是他鼓励你发展个性,鼓励你在某个行业说下去,比如说我做的报道,它无一例外都支持。
张:领导会给你派任务吗?比如说哪个广告商需要配合。
袁:我从来没被派过。
张:你为什么喜欢做记者?而没有选择别的职业,或者继续从事原来的研究工作。
袁:我觉得我可能其他职业也做不好。反正一开始回国后就做这个,一直很高兴。
张:很多人到你这个年龄,就开始觉得做记者就倦了,然后都转行了。你比较过吗,10%的关于气候报道的带给你的收获或者快乐,跟别的90%做其他领域的有什么不同吗?它实际带来给你的快乐和收获也是10%吗?从量来讲你把它定为10%,但是从质来讲,你觉得是怎样?
袁:我可能花的时间比10%多一点,我觉得就是对人类未来遗憾蛮大的。它比我其他的报道有更深远的影响,因为你做个什么核污染,哪怕是地震,死那么多人的地震,你可能从长远来讲,都是小事,这是个大事。
张:但是你看,我们中国人,或者中国记者,或者中国当下普遍的文化和行事方式,谁关心三五十年以后的事儿,眼前行的才是最重要啊,凭什么关心大的东西。
袁:那你觉得你认同哪一个?
张:我当然认同关心大的东西了,问题是现实摆在那里,以小的以眼前的为主。
袁:现实是一个一个人组成的。那你只有从你自己做起了,关心大事,慢慢会有很多人来,用你的行为或者你的语言去影响他。你也不用去考虑影响不影响这么大,你就说做你想做的事儿,就好了。你愿意关心大事情,觉得这很重要,那就去做,就去做调查,做报道。
张:你觉得这里面,哪个是你觉得是起主导因素,是因为做了这个领域从事了,所以再型塑了一个人去关注大的事情,还是一个人骨子里是一个大情怀的人,所以他才去做,哪个是主要的?再深刻探究一下,什么东西会深刻影响一个人,让一个人从骨子里更加喜欢大的事呢?
袁:这个真不好说了。跟他的生活经历、视角都有关系吧。比如我可能出国出的多了,我在很多国家生活过,见过很多东西,知道中国实在只是一小块,还有很多很多世界的,所谓地球是平的还是什么,很多概念就会很鲜活地在你面前出现。
张:关于气候变化报道这个领域,你还有什么要补充的?
袁:就是有一条吧,敬业。很多东西归根到底就是敬业。当你做一件事情,你尊重这件事情,就要把这件事情做好,很多东西都是顺理成章的,自然就会出现在你脑海里面。你有很多想法,或者三心二意、混日子,就有很多因素造成你不在乎这件事情,那各种毛病都会出来。
张:所以我越来越觉得,其实你没有那么多的时间去投入,关系也不太,但是你要有一个态度,也要有一个方法论做气候变化报道。这个东西要比别的都重要。如果把气候变化报道归入科学报道,它跟一般类型报道的不同可能就在这里。你说社会新闻,热情多重要。
袁:但是社会新闻应该也有自洽的逻辑。自己能说服自己的逻辑,就不光是热情,热情是没有逻辑的。
张:社会报道很多时候是善恶逻辑。
袁:气候报道实质上没有善,它的善是要为人类服务,但是说到国家、企业就没有了。
访谈/张志安 整理/平措卓嘎

关于阴谋论的阴谋论

是人就有两面性。公开场合谁都会说,讨论问题要摆事实讲道理,但私底下,好多人都在偷偷玩儿阴的。这也难怪,谁都有辩不过对方的时候,如果心态不正,输不起的话,在原始社会还可以约着打一架,现在文明社会了,只能走下三路,要么公开造谣,要么背后说对方坏话,但最阴损的一招,就是散布阴谋论。
我很讨厌阴谋论,一方面是因为散布阴谋论的人都自以为高人一等,掌握了别人没有掌握的“秘密”。另一方面,散布阴谋论是一种很糟糕的争论方式,它让原本很正常的讨论偏离了轨道,最后往往双方都忘记了讨论的初衷是什么。而最糟糕的一点,就是阴谋论往往特别好使,这就逼得另一方也不得不降低身份,也用阴谋论去攻击对方,最后演变成泥浆摔跤,无论谁胜了都是一身泥。
话虽这么说,可我越来越发现,有时候还真的必须以彼之道还施彼身,尤其是讨论一些重大问题的时候,必须放下身架,和对方死拼,告诉他们:爷不是好欺负的!比如转基因农业,常年受到绿色和平组织、毛党和相当一部分媒体记者和公知们的阴谋论式攻击,在中国几乎变成了一个人人喊打的东西。可这项技术不但能造福农民,还能造福环境,如果听任这帮人造谣,最终受损失的是整个国家。所以,当那些反对者指责我是为美国大公司服务的时候,我必须站出来揭露他们的小算盘,明确告诉公众:阴谋论背后也是有阴谋论的!
以下依次说明他们的动机都是什么:绿色和平组织:为了蛊惑公众,从而获得更多捐款;蒋高明之类科学家:为了推销自己的所谓“有机农业”产品;少数媒体记者:为了多卖报纸;部分公知:为了把自己树立成“道德英雄”;毛党:为了反美,他们什么龌龊事都干得出来。
当然,上面这段反击太简单了,我再来说一个高级的。两位美国科学史作家Naomi Oreskes和Erik M. Conway去年出版了一本非常好看的书,叫做《贩卖怀疑的商人》(Merchants of Doubt》,这个书名有点拗口,翻译成通俗语言就是:阴谋论者通过向公众散布怀疑论,从而达到反对的目的。

那么,他们反对的是什么呢?书中列出了以下几条:酸雨、臭氧洞、吸烟有害、气候变化、蕾切尔·卡森……这些都是被妖魔化很多年的环境和健康问题,这本书的作者用了5年时间研究了各种历史资料和文献,找出了妖魔化背后的黑手。
令人惊讶的是,他们居然都是同一拨人!
必须指出,每一个环境和健康问题的背后都有一些明显的黑手,比如攻击吸烟有害结论的人背后都有烟草公司撑腰,攻击气候变化的人大都从化石能源公司领支票,等等。不过这些都属于小儿科,一旦被揭露出来,公众很容易辨别真假。但所有这些阴谋论的背后还有一个更大、更阴险的黑手,普通民众很难辨别真假,这就是乔治·C·马歇尔研究所(George C. Marshall Institute)。这个研究所成立于冷战的鼎盛时期,最初的目的是为了帮助里根政府制定“星球大战”计划。该所雇佣了一大批物理学家,很多人都在物理学界做到了很高的位置。
该书列举了很多案例,详细分析了他们所使用的策略,我就不多说了,大家去看书吧。总结起来,他们的招数就是那个拗口的书名,即通过制造怀疑来达到目的。相当多的案例证明,制造怀疑是最有效,同时也是最容易实现的手段,因为普通老百姓都喜欢阴谋论,这是人性使然。媒体也喜欢制造争论,只有这样才能多卖几张报纸。
不过,怀疑可不是那么容易就能制造出来,必须满足很多条件,最重要的一条就是怀疑贩卖者必须把自己打扮成科学家,只有这样才能骗过公众和媒体。(插一句,这本书讲的是美国,在中国根本不用这么复杂,任何一个名人都很容易操纵媒体达到自己的任何目的)那么,这都是些什么样的科学家呢?该书作者列出了马歇尔研究所的“四大金刚”,他们分别是:
Fred Seitz,原子能专家,前美国科学院院长,前洛克菲勒大学校长,原子弹设计者之一:

Fred Singer,火箭专家,第一任美国国家气象卫星服务机构(National WeatherSatelliteService)主席,曾任里根政府交通部首席科学家:

Robert Jastrow,天体物理学家,前NASA戈达德太空研究所(Goddard Institute for Space Studies)所长:

William Nierenberg,物理学家,前斯克里普斯海洋研究所(Scripps Institution of Oceanography)所长:

怎么样,够级别吗?如果你是一个记者,你敢保证不被他们唬住吗?
接下来一个很自然的问题就是:为什么一帮顶尖物理学家会如此煞费苦心地在环保和健康领域制造阴谋论呢?他们的动机是什么呢?我在该书的最后一章找到了答案。作者认为,这四大金刚全都是坚定的反共人士,生平最恨的就是共产主义。冷战胜利后,他们希望能巩固成果,而在他们看来,环保主义者就是一群“西瓜”,意思是外绿内红。他们认为环保主义者骨子里都是一些左倾人士,试图通过宣传环保理念来达到颠覆资本主义的目的。
环保和资本主义这两件事看似风马牛不相及,但其实两者确有些内在的联系。资本主义拥趸信奉自由市场,而前文提到的那几个环境和健康问题恰好都是市场失败的经典案例,这就是为什么环保主义者主张政府出面干预市场,这就等于触到了前者的命根子。
金融大鳄索罗斯曾经发明了一个词描述这些人:自由市场原教旨主义(Free Market Fundamentalism)。他们不但相信自由市场是解决经济问题的最佳方案,而且相信自由市场是保证个人自由不被侵犯的唯一方案。虽然后者已经被很多历史事实证伪了,但这不妨碍他们继续相信自由市场具有无穷大的效力。换句话说,他们所相信的已经不再仅仅是一种理论体系,而是一种宗教信仰。
也许你会问:什么样的人这么热爱自由市场呢?答案其实很好找,网上非常活跃的铅笔社就是典型。在当今中国的特殊情况下,铅笔社在普及经济学知识和自由市场价值方面做出了很大的贡献,这一点必须肯定。但他们的原教旨本性导致他们盲目地和环保主义者作对,这是他们的败笔。
据我所知,《Merchants of Doubt》这本书已经翻译成了中文,如果不出意外的话很快就能出版了。

为什么要保护大熊猫?

答案一,大熊猫可爱。
真的是这样吗?我前几天去了趟四川省峨边彝族自治县黑竹沟保护区,那里的村民告诉我,大熊猫每年冬天都会下山抓羊吃,还会翻垃圾堆找猪骨头啃。野生的大熊猫也不咋地,不但掌握了一边吃饭一边拉屎的神功,甚至还会一边睡觉一边拉屎!这么个邋遢鬼你还觉得它可爱吗?

(上图为大熊猫粪便,闻上去有淡淡的清香。)
答案二,大熊猫是濒危动物。
这在几十年前当然是没错的,但是有人说,目前野生大熊猫约为1600只,已经不那么濒危了,不用再花大力气保护了。可他们不知道的是,大熊猫仍然面临很多危险,比如竹子大面积开花导致大熊猫断粮。这事过去也经常发生,但大熊猫可以搬到别的地方找没开花的竹子吃。现在低海拔的地方都被人类占了,大熊猫基本上都被赶上了山,很难再迁徙了。再比如,目前的野生大熊猫被人为地分割成了18个种群,种群内的近亲交配现象非常严重,部分种群面临着灭绝的风险。

(上图为黑竹沟保护区巡护人员,彝族人李时黑布,他们每年都要巡山几十次,密切监视大熊猫的生存状况。)
答案三,大熊猫是生态群落的指标动物。
这是很多环保人士挂在嘴边的理由,但你想过没有,大熊猫为什么是指标动物?大猫熊的生存状况为什么能够作为衡量一个生态系统好坏的标准?这里面有大学问。
答案四,大熊猫要保护,但圈养在卧龙保护区就行了,因为大熊猫离开人类就没办法生活,放出去太危险。
这也是很多人的真实想法,我只想说一点:大熊猫已经在长江中上游地区生活了几百万年,比人类的历史要长得多,大熊猫不是离开人就没办法生活,而是正相反,没了人会生活得更好。
答案五,大熊猫可以先在卧龙人工繁殖,然后再择机野化。
估计有不少人想过这个办法,但大熊猫是巢域动物,野生大熊猫应该是怕人的,这两条决定了大熊猫野化将非常困难,得不偿失。
答案六,大熊猫与人争地,当然应该先保护人民群众的利益,再考虑大熊猫。
这话对,但为什么不能两全呢?世界自然基金会(WWF)正在做的替代生计项目就是一个很好的例子。而且,随着经济的发展,也许再过几年当地人就主动把山林让给大熊猫了。
如果你想知道更多的细节,请关注本周出版的三联生活周刊,封面是温州钱史)
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每周一歌:彝族老大爷弹奏二弦琴,弹着弹着红歌旋律就出来了:

中国的乡村,其实是左右并存的,任何一方的话都不能信。