这篇文章不是关于冠状病毒大流行。必威体育西汉姆官网它首先出现在鹦鹉螺2015年我们的“缩放”问题。但它今天的论文共鸣。
Y你看不到它的到来。如果你试着去做,你可能做不到。大规模变化的影响往往超出我们的感知能力,甚至超出我们的想象。它们似乎凭空出现:气候变化的累积效应、黑洞的产生、量子力学的诡异、当富人拥有数十亿而不是数百万时所达到的社会引爆点——甚至是慢慢加热的锅里的水突然沸腾。
几乎任何事情或多或少都能改变几乎一切。
最近,当我在圣塔莫尼卡(Santa Monica)附近看到迷你豪宅的爆炸式增长时,我一直在思考这个问题。一场拆房潮让老房子看起来就像被遗弃的玩具,夹在宏伟的新建筑之间,它们的地界已经绷紧了。它们高耸入林,更容易瞥见海洋,投下阴影,挡住光线。
现实与想象之间的微妙界限
我们都生活在两个世界里:一个是外在的世界,里面有别人也能看到、听到和触摸到的东西;另一个是内在的世界,里面有我们的思想和想象,它们只存在于我们自己的头脑中。通常,…阅读更多
我还看到人行道上狗屎越来越多,黄昏时分散步的老人越来越少,邻居们打招呼的次数也明显减少。越来越多的店主不是本地人;街那头的房子是由伯克希尔哈撒韦公司出售的。一点钱可以使一个社区焕然一新。大量财富的注入可以把它完全变成另一种东西。
这些趋势都不是全新的。但我看到的相变甚至让我自己都感到震惊——过去30年里,我一直在写关于定量变化如何产生如此巨大的质量变化的潜在数学和科学。物理学家菲尔·安德森(Phil Anderson)几十年前就说得很清楚:“越多越不一样。”我那过于人性化的直觉很难接受这一点。
巨大的领域就是圆形的领域,因为重力压碎了一切。
100万美元和10亿美元听起来都“很多”,所以目前还不清楚这些财富的变化会如何改变建筑商眼中的“足够大”的房子。即使是那些在智力上理解这些数字之间的真正鸿沟的人,也不一定总是发自内心地“理解”它。感觉上,一百万和十亿之间的差距更接近3倍,而不是1000倍。这是因为我们的大脑自然地使用对数尺度来工作,所以它可以有效地压缩响度和亮度等信息。
这可能会使我们陷入麻烦——例如,应对紧迫的环境问题。已故的物理学家阿尔伯特·巴特利特(Albert Bartlett)担心,人们没有完全理解指数人口增长以及资源枯竭的必然性(和速度)。“人类最大的缺点,”他说,“是我们不能理解指数函数”——也就是说,变化建立在以前的变化之上。气候变化能够悄悄降临到我们大多数人身上,因为它以同样的方式滚雪球,嗯,就像雪球一样。每个后续的更改都建立在之前的更改的基础上。它变得越大,增长得越快。
就像我们的大脑在处理数字上有局限性一样,我们的感官在处理大小上也有局限性,远远超出了我们个人的大小,人类的大小,而不同的自然法则支配着我们。苍蝇可以在墙上行走,因为在苍蝇的尺度上,重力是一种几乎察觉不到的拉力,而电力就是一切。在量子物理学的亚原子尺度上,规则完全改变了。粒子可以同时出现在这里和那里;在被测量之前,距离、时间、能量和速度都处于不确定的模糊状态。
然而,这些粒子的大团块却不表现出这些行为。我们的日常世界是由涌现的属性组成的,比如颜色、人、思想或音乐。这些品质并不存在于它们最基本的部分。当你在一个地方得到足够的东西时,它们就会“涌现”出来,就像不知道从哪里冒出来一样。即使你能以某种方式理解猫体内每个原子的一切,你仍然不知道它是会在你的腿上呜呜叫,还是会在你的地毯上呕吐(或两者都有)。
大规模令人惊讶的是他们自己的原因:在重力规则的情况下,一切都开始看起来很像。日常物体可以是正方形,或尖锐的或绚丽的;但是巨大的领域是圆形的领域,因为重力将所有东西压碎成球形和磁盘。或者作为伟大的物理学家菲尔·莫里森如此恰当地说:“在我们的世界中,没有像茶叶的直径一样。”
在盛大鳞片上的重力得到了如此奇怪,它可以追逐最好的思想家。当近100年前,爱因斯坦自身的一般相对论方程预测,巨大的恒星可能会影响一个黑洞 - 留下任何东西,而是一直落后,而是一个极端的空间翘曲 - 他不相信它。你可以说他看到了黑洞。但看到相信,爱因斯坦不相信。这就是说:预测定量变化的定性效果不仅仅是天才。它需要愿意接受不可接受的东西 - 爱因斯坦定期做的事情。但即使是他,这种推断也走得太远了。
考虑到我们的大脑在面对大数字时的困难,以及我们的感官在看到超出我们自己的东西时的困难,缩放欺骗了我们也就不足为奇了。但正如柏拉图用一个关于洞穴墙壁上阴影的故事来传达感知如何欺骗我们一样,今天的科学家也用故事来帮助我们理解尺度。
当诗人穆里尔鲁克斯勒放入黑暗的速度,“宇宙是由故事而非原子的。”对于科学家来说,必然都是。科学家们经常有想出故事来翻译他们用乐器和方程式看到的东西,进入他们 - 我们可以理解的东西。
J。b·s·霍尔丹(B.S. Haldane) 1928年发表的文章《论体型合适》(On the Right Size)优美地表达了人类体型视角的局限,使我们能够生动地想象体型如何影响生命——以及为什么巨人是不可能存在的。一个人的身高翻倍,其体积(和质量)就会增加8倍;但由于她的骨骼横截面只增加了四倍,仅仅站着就足以折断一条腿。相比之下,鼠标的质量与其表面积成比例很小;霍尔丹写道,如果它从1000码高的悬崖上掉下来,它可以安然无恙地离开。猫会被杀死的。他告诉我们,一匹马“溅起水花”。
物理学家当然需要故事来传达核弹的危险。很难让人们明白(即使是今天)它们不仅仅是更大的炸弹。它们在性质上是不同的——相差1000倍。弗兰克奥本海默,Rukeyser的同学和终身朋友,举了一个例子,在家里扩大一个晚宴派对。如果你邀请了4个人,结果出现了4000人呢?你还得将就着用同样的厨房,同样的罐子,同样的玻璃器皿?他说,这是一个公平的比较,因为毕竟,地球本身——人类、家园、文明——不会随着火力的增加而改变。核武器的引入带来了翻天覆地的变化,以致于爱因斯坦说:“我不知道第三次世界大战将用什么武器,但第四次世界大战将用棍棒和石头来打。”
关注资源枯竭的物理学家巴特利特(Bartlett)提出了一个关于细菌生活在可乐瓶中的故事。想象一下,上午11点,把两个细菌放在一个苏打水瓶里。假设人口每分钟翻一番,到中午,瓶子就满了。什么时候才能让“细菌之地”的政客们注意到,细菌的种群空间即将耗尽?答案是11:59。毕竟,11点59分,瓶子还剩一半!如果有胆大的细菌决定在近海钻探瓶子,并带回三个全新的空瓶子呢?这给了细菌多少时间?两分钟。
在一个“科学比小说更离奇”的离奇案例中,现实生活中的细菌似乎直接从巴特利特的故事中吸取了教训。也就是说,某些种类的细菌已经发展出了一种通过“群体感应”对周围环境做出合作反应的能力。当细菌达到一个关键的局部密度时,它们似乎会一致行动,发出一个信号——例如发出生物发光,或者开始向我们的身体喷射有毒物质,使我们生病。社区知道当数量有足够的变化创造了一个定性不同的环境,即使个人可能不知道。
这样的故事不仅仅具有叙述的力量。按照细菌的策略,或许社交媒体可以被用作一种群体感应和众包感知。这当然是一种了解社会何时达到临界点的好方法,而且它使快速反应更容易。社交媒体也是传播故事的好方法。一个YouTube视频巴特利特讲述其指数增长故事的故事已经被浏览了500万次。再乘以家庭和朋友(比如巴特利特的细菌)的两倍,你就看到了真正的影响。
遵循细菌的策略,或许社交媒体可以被用作一种群体感应。
媒体可能已经有助于我们了解这个国家发生的经济规模变化。Bernie Sanders的令人惊讶的成功通过在线讨论收入不平等。罗斯福研究所的迈克尔·康茨尔指出,在1980年至2006年间,国内生产总值增加了五倍,而金融部门利润增加了十六多头。在1984年至2014年间,分别增加了四倍和十倍。以此速度,我们可以在黑洞大小的相变。
即使是亿万富翁也知道这里正在发生一些质的新变化——一些非常不同的东西,旧的规则已经不适用了。“我很害怕,”广告巨头Young and Rubicam的董事长彼得·乔治斯库(Peter Georgescu)写道纽约时报最近,谈到收入差距。“我们可能会失去给我们带来巨大经济成功的资本主义引擎。”他说,他的亿万富翁朋友们也很害怕。他们知道我们看到的不仅仅是千篇一律的东西。
权力和金钱的集中真的会改变社会吗?甚至个人行为?证据越来越多。一项社会学研究表明,较昂贵汽车的司机不太可能为行人停车。诺贝尔经济学奖得主丹尼尔·卡尼曼(Daniel Kahneman)指出,有研究表明,“生活在一个充满金钱提醒的文化中,我们的行为和态度可能会以一种我们不知道、也可能不会感到自豪的方式影响我们的行为和态度。”
W我们确实有办法“预见它的到来”,无论是环境临界点还是金融临界点。这是科学。科学的全部意义在于穿透人类感官的迷雾,包括常识。巧妙的实验和简洁的方程式就像感官的延伸,让我们能看得更远、更精确——超越我们自以为知道的范围。计算预测可能的未来,在几乎恒定的噪音中找到清晰的信号。
科学预测,大规模的明星会局促,核弹会爆炸,人类可以摧毁自己的栖息地(如果他们没有开始严重的问题,如人口过剩和资源消耗等问题)。
有时科学要求我们接受不可接受的,当然是不可接受的:什么?开越小车?放弃我的草坪?对一个小房子感到满意吗?
看到即将发生的事情并不总是有趣的,尤其是在看不到简单的解决方案的时候。承认我们的无知需要勇气。
话说回来,我们真的别无选择。巴特利特称那些拒绝接受自己生活在封闭的像可乐瓶一样的世界里的人为“扁平地球社会”——因为在扁平地球上,空间可能是无限的。将会有无穷无尽的土地用于耕种或倾倒垃圾,无穷无尽的水和燃料供应,我们可以向无限的大气中泵入的毒素的数量将是无限的。
唉,我们生活在一个球体上。埃拉托色尼(Eratosthenes)在数千年前就发现了这一点,当时也没有人喜欢它。但他肯定预见到了。
作为南加州大学安纳伯格传播学院的教授,kc科尔是畅销书的作者吗宇宙和茶杯:真理和美丽的数学,以及最近令人难以置信的奇妙发生:弗兰克·奥本海默和他的惊人探索博物馆。








