後人類時代：探索宇宙，尋找文明的蹤跡，我們是否還能再擁有一顆「藍色彈珠」？

理工知識＋生動文筆＝科普輕鬆讀
人類就像「費米子」？ 為什麼沒人參加霍金的派對？
從太空冒險到民生勘察，科學原來可以這麼有趣！

▎科學的「上天下地」

【物理學是大魔王？！】
電磁學、熱力學、量子力學……
所有人公認難度指數五顆星的物理學，
就連數學家也要搖頭嘆氣！
一起來看他們如何用數學向你證明：它真的很困難。

【地球人！聽到請回答！】
人類至今仍未能明瞭的宇宙中，
是否真的有外星居民？
如果有機會交談的話，你想對他們說什麼呢？

【機器人有自我意識嗎？】
電影《機械公敵》中的三大定律，
其實取材自艾西莫夫的短篇小說《我，機器人》。
它們是如何產生的？
所謂的「第零定律」又意味著什麼呢？

▎離我們最近的科學

【輪盤賭的陷阱】
「小賭可以養家餬口，大賭可以創業發財。」
《賭神》的經典台詞，一語道破賭徒們的心聲。
但這次要挑戰賭場的瞬息萬變的人，
竟然是一群科學家？！

【如果你也聽說】
俗話說：謠言止於智者。
儘管如此，口誅筆伐的威力依舊不容小覷。
而流言的傳播者，都是你交友圈中的哪些人呢？

【億萬富翁的夢想】
問起「夢想」，
最普遍的回答也許就是「變有錢」吧！
那麼，有錢人的夢想又是什麼呢？
健康、親情、愛情……
又或者，「飛向宇宙，浩瀚無垠」？

【手遊vs.物理學】
抽卡又爆死了嗎？轉珠總是不順嗎？
熱愛手遊的你，是否想過遊戲與科學的相關性？
物理學家們透過《憤怒鳥》來證明：
只要出問題，物理學都能搞定！

▎科學與革新

【從零開始的大數據】
大家都在熱烈討論的「大數據」，
你跟上了嗎？
除了觀察和分析資料，
還可以怎麼在生活中應用這項技術？

【你今天「挖礦」了嗎？】
「比特幣」是什麼？要如何得到？
人人都是「礦工」的網路世界裡，
又潛藏著那些不為人知的風險？
一起來看虛擬貨幣背後的財富密碼。

★本書特色
本書透過作者有趣明晰的筆法，深入淺出的介紹當今社會中常見的科學現象和議題。全書語調明快，敘事清晰。書中共有三大主題：科學天地、創新點滴、數位時代，篇篇精彩，實屬科普叢書中的佳作。

盧昌海，美國哥倫比亞大學物理學博士，科普作家，任職於IT行業。著有《那顆星星不在星圖上：尋找太陽系的疆界》、《因為星星在那裡：科學殿堂的磚與瓦》等科普專著，在物理和天文領域上有諸多貢獻。

我的「速朽之作」（代序）

除極個別例外，本書收錄的是我替雜誌撰寫的文章，其中多數是替「格物致知」專欄撰寫的篇幅不超過1,500字的短文――當然，收錄到本書的版本往往比發表在雜誌上的字數略多，內容也更完整。

約稿編輯對此類文章的一個基本要求，是必須聯繫近期的科技新聞――用通俗的話說就是必須「趕流行」。因此那段時間我將幾個英文科技網站的「簡易資訊聚合」（RSS）放在瀏覽器首頁上，以便隨時留意科技新聞。編輯偶爾也邀稿一兩篇「命題作文」。本書的多數文章便是由此而來。

雖然作者總是希望自己的作品有盡可能長久的生命力，但「趕流行」的一個可以預期的後果就是「速朽」。因為定義乃至創造「流行」的是媒體而非歷史，而從歷史的角度來看，媒體的品味往往是「速朽」的。

因此，我曾建議將本書命名為《我的「速朽之作」》，但出版社出於可以理解的理由否決了這一提議，於是我退而求其次，從收錄於本書的文章中選了一個標題作為書名。不過對讀者我願實話實說：本書介紹的很多新設想將會是曇花一現的，本書介紹的很多新研究將很快被證明為錯誤，從統計上講，這是「趕流行」的宿命。

明知「速朽」，為何還要集結成書呢？――讀者也許會問。

這首先不可否認是出於作者固有的「敝帚自珍」心理。收錄於本書的這些文章雖大都很短，話題雖大都來自媒體或編輯，撰寫時卻也依然費了心思，基本上每篇都參閱了原始論文，以避免「讀科普寫科普」那樣的「近親繁殖」，或「讀新聞寫科普」那樣的敷衍了事，因而自信要比媒體的花哨之言更豐富，也更準確。

其次――並且更重要的――則在於寫作手法。具體地說，我對話題的背景介紹通常具有普遍性，從而不會因話題本身的「速朽」而失去意義；此外，我還盡量用思考性的角度來切入話題，啟發讀者帶著開放和懷疑的眼光閱讀新聞，不把結論寫死，也不把問題掩去。

這種寫作手法可在一定程度上延長「速朽之作」的壽命。比如拙作《來自襁褓宇宙的線索》發表後不久，其所介紹的觀測結果就被基本否定了（被基本確定為是星際塵埃造成的干擾），成為本書中「朽」得最快的文章。但我回過頭來讀那篇文章，卻發現不僅占篇幅一大半的背景介紹絲毫不受影響，就連結論部分也無需修改，因為我不僅引述了「在未得到不止一組確認之前，沒有任何實驗能被太認真地看待」那樣的謹慎之語，強調了「覆核」這一「容易因興奮而忽視的環節」，並且具體提到了作為主要覆核途徑之一的「普朗克衛星預計將在幾個月內發布新資料」（後來正是那些新資料為推翻原先的觀測結果提供了依據）。跟同時期的其他介紹相比，拙作可算是為數不多將「速朽」列為重要可能性，而且並非是用「凡事都有可能出錯」之類寬泛而圓滑的理由來搪塞的，這一點我是略覺自豪的。在具體題材「速朽」的背後，具有普遍性的背景介紹及帶著開放和懷疑的眼光閱讀新聞的方法是不會「速朽」的。

最後，還有一個小小的理由也可為「速朽之作」的集結成書略作辯解，那就是這些文字畢竟記述了我們這個時代曾經有過――甚至曾經力捧過――的無數想法中的一部分，哪怕錯了，甚至錯得可笑，作為歷史側記也是不無趣味的。

1938年10月，在將於來年舉辦的紐約世博會（New York World’s Fair）的工地上，一些留給5,000年後的人類子孫的東西被埋入了地下，其中包含了一封愛因斯坦的信。愛因斯坦在簡述了他那個時代的基本特徵之後，在信的末尾寫道：「願後代懷著一種自豪的心情和理所當然的優越感閱讀此信。」在結束這篇自序時，容我拾愛因斯坦牙慧說上一句：「願本書的讀者也能懷著『自豪的心情和理所當然的優越感』來讀這本『速朽之作』。」因為他們看到的是一串探索的足跡，這串足跡裡的「速朽」反襯出的正是他們的進步。

我的「速朽之作」（代序）

第一部分　科學天地
電腦與數學證明
物理學是困難的――數學家的證言？
量子重力在我家中？
霍金的派對
來自襁褓宇宙的線索
災星還是福星？
尋找「地球」
外星球的燈光
假如接收到外星人的資訊……
滿月之咒？
如果人類消失了……
危險的粉塵
塵埃，無處不在的塵埃
挑戰輪盤賭
從「預測」戰爭說起

第二部分　創新點滴
流言止於熟人？
馬丁利模型
高頻交易與金融世界的黑天鵝事件
金融策略 vs. 隨機性
我們都像「費米子」
書店的未來
億萬富翁的夢想
列印出來的世界
讓紅綠燈變得更聰明
交通堵塞的物理學
機器人與艾西莫夫定律
地震與網際網路
地震波裡的「隱形衣」
現實與幻想

第三部分　數位時代
竹筏還是燈塔――資料洪流中的科學方法
消失的「推文」
閒話數位遺產
從塗鴉到擴增實境
代碼混淆――福音還是惡夢？
在大型強子對撞機的幕後
大數據的小應用
大數據的陷阱
網路戰――沒有硝煙的戰爭
薛丁格的貨幣
比特幣――玩家的遊戲還是貨幣的未來？
雲端運算淺談

流言止於熟人？

在拙作《竹筏還是燈塔――資料洪流中的科學方法》中，我曾寫道：「網際網路既是資訊庫，也是垃圾場。」在這「垃圾場」中，有一類「垃圾」具有很大的影響力，那就是流言。網際網路上的流言是如此眾多，我們不僅時常能夠聽到，甚至很可能曾在有意無意中傳播過它。

無論可靠的資訊還是流言，都是數量巨大且深具影響力的。它們究竟是如何傳播的呢？這個問題幾十年來吸引過不少人的關注，心理學家、社會學家、統計學家等都對資訊或流言的傳播進行過研究，其中比較著名的是美國社會學家格蘭諾維特（Mark Granovetter）的研究。在那項發表於1973年的研究中，格蘭諾維特對人與人之間的關係進行了分類，將關係疏遠的稱為弱聯繫（weak tie），關係密切的稱為強聯繫（strong tie）。在這基礎上他提出了一個結論，那就是資訊的傳播主要依靠弱聯繫――或者換句話說，資訊主要是透過關係疏遠的人傳播的。

這一結論多少有些出人意料，因為在直覺上，關係密切的人――即所謂的強聯繫――似乎才是更主要的資訊來源。不過比結論更出人意料的乃是結論背後的資料。那資料――你相信嗎――僅僅來自對經由朋友介紹而找到工作的幾十人的採訪。透過採訪，格蘭諾維特發現那些人多數是經由較為疏遠的朋友（即弱聯繫）的介紹而找到工作的，於是就做出了資訊的傳播主要依靠弱聯繫這一結論。在並不面臨實質困難的情形下，採集的資料如此稀少（只有幾十），選取的例子如此特殊（只是找工作），做出的結論卻如此宏大（針對資訊的傳播），這樣的研究雖一度遭到拒稿，最終卻以《弱聯繫的力量》（The Strength of Weak Ties）為題發表在了《美國社會學雜誌》（American Journal of Sociology）上，並成為了引用數超過23,000次的經典論文，這恐怕是社會科學獨有的奇蹟。

不過，經典自有經典的魅力。2013年3月，美國東北大學（Northeastern University）的研究者卡塞（‪Márton Karsai‬）等人的一項新研究將那篇40年前的經典重新推上了新聞頻道。卡塞等人注意到，資訊傳播領域的研究有一個傳統的局限性，那就是所涉及的大都是對時間平均後的靜態資料。為了突破這一局限性，他們決定對動態資料展開研究。為此，他們採用了某個歐洲國家幾百萬人之間數以億計的手機通話紀錄，那些紀錄每一條都標有時間，從而很便於研究資訊傳播的動態過程。‬

經過研究，卡塞等人提出了一個新的結論，那就是強聯繫對資訊或流言的傳播有著阻礙作用，不僅會減慢傳播速度，而且還會減小傳播範圍。這個結論與格蘭諾維特早年的結論，即資訊的傳播主要依靠弱聯繫，可以說是互補的――當然，也同樣有些出人意料。不過社會科學中的很多東西，當你有了結論之後，往往總能找到定性的說法來「解讀」。拿卡塞等人的觀點來說，那「解讀」就是：關係密切的人乃是熟人，熟人往往形成圈子，從而使資訊的傳播局限在圈子裡――或者換句話說，經由強聯繫傳播的資訊往往會局限在由強聯繫組成的子網路中。聽起來有幾分道理，卻又不盡然，作為「解讀」恐怕就只能如此了。

常言道：流言止於智者。但若格蘭諾維特和卡塞等人的研究結論可靠，這「常言」似乎該改為「流言止於熟人」了。

不過，現在做改變還為時太早，因為卡塞等人的研究以資料多寡而言雖遠比格蘭諾維特的研究強，在其他方面卻仍很薄弱，不僅採用了很特殊的數學模型，所依靠的手機通話這一特殊資訊管道也是缺陷，因為與網際網路、報紙、電視等其他管道相比，手機通話的範圍是明顯偏於熟人（或強聯繫）的，從而並不能對強聯繫與弱聯繫的作用給出有效對比。而且手機通話未必是資訊傳播的主要管道，其代表性也是有問題的。不僅如此，資訊――尤其是流言――的傳播跟國民性格及文化、歷史等諸多因素有著密切關係，從而很可能是因國家、民族而異的。卡塞等人的手機通話紀錄來自單一國家，從而很可能已疊加上了那些因素的影響。事實上，卡塞等人自己也承認，目前尚不存在真正普遍的圖景，對資訊傳播的研究還有很長的路要走。

尋找「地球」

銀河系中究竟有多少顆行星？這在以前是一個理論問題，如今卻更多地成為了觀測項目。

1992年，科學家們在一顆編號為PSR1257+12的脈衝星（pulsar）周圍發現了兩顆行星，由此開啟了觀測太陽系以外行星（extrasolar planet）的時代。截至2012年1月，已被確認的太陽系以外行星達到了700多顆，有待確認的「候選者」更是多達1,000多顆。相應地，人們對銀河系中行星數量的估計也一再飆升，僅在過去一年裡，就從500億增加到了1,600億。

研究太陽系以外的行星有什麼意義呢？首要的意義是説明我們更好地理解行星系統的特點及形成。其次則是探索外星生物――尤其是智慧生物――存在的可能性。後者導致的一個搜索目標，就是尋找類似於地球的行星，或曰尋找「地球」。

什麼是類似於地球的行星呢？首先，它所圍繞的必須是所謂的主序星（main-sequence star），即像太陽這樣尚處於「壯年」期的恆星，而且「塊頭」與太陽相近（否則會因各種原因無法長期維持生物演化所需的穩定而適宜的環境）。其次，它必須是「類地行星」（terrestrial planet），即像地球這樣具有固體表面的行星。此外，它還必須能長期維持液態水和大氣，這要求它與恆星的距離適中，即位於所謂的「可棲息帶」（habitable zone）中，而且質量不能比地球小太多（否則不會有足夠的引力長期維持液態水和大氣）。

為了尋找「地球」，科學家們進行了長期努力。1995年，他們在一顆編號為「飛馬座51」（51 Pegasi）的類似於太陽的主序星周圍首次發現了行星，可惜那是一顆像木星那樣的氣態巨行星（gas giant）。這是觀測手段造成的自然篩選（因為氣態巨行星比較容易被發現）。直到十年後的2005年，科學家們才在一顆編號為「格利澤876」（Gliese 876）的紅矮星周圍發現了一顆質量約為地球7.5倍的類地行星。這種比地球大的類地行星被稱為「超級地球」（super-Earth）。2009年之後，隨著克卜勒太空望遠鏡（Kepler space telescope）的啟用，「超級地球」的大小逐漸向「地球」靠攏。2011年底，科學家們終於在一顆編號為克卜勒20（Kepler-20）的類似於太陽的主序星周圍發現了兩顆質量與地球相近的行星。這一消息不僅令科學家們感到振奮，也引起了媒體的關注。

但美中不足的是，這兩個「地球」離它們的恆星都太近，從而並不位於可棲息帶中。這也是觀測手段造成的自然篩選（因為克卜勒太空望遠鏡需要觀測三個公轉週期才能提供一個行星候選者，因此先發現的只能是公轉週期較短，從而離恆星較近的行星）。科學家們期待在不久的將來會發現位於可棲息帶中的「地球」。

但即便是那樣的「地球」，它們與存在智慧生物之間也仍可能有著很大距離。有些科學家認為，智慧生物的產生有可能需要極為苛刻的條件，包括一些粗看起來無關緊要的條件――比如在適當的距離上存在木星那樣的氣態巨行星，以及擁有月球那樣相對質量很大的衛星等。因為前者可以在很大的範圍內掃清小天體，使「地球」上的生物不至於頻繁遭遇毀滅性的隕石撞擊；後者則可以維持「地球」自轉軸的穩定等等。根據那些科學家的估計，考慮了所有條件之後，有智慧生物存在的「地球」是極為稀有的，即便在已大大「擴容」了的銀河系數以千億計的行星之中，也仍有可能是獨一無二的，這被稱為「地球殊異假說」（rare Earth hypothesis）。

當然，這是一個有爭議的假設，它的一個最有可能的缺陷就是過於依賴於人類自身這一智慧生物的單一樣本。其實，尋找「地球」的過程本身就多次顯示出了單一樣本的不可靠性。比如人們曾經認為類地行星離恆星較近，氣態巨行星離恆星較遠。但實際上，太陽系以外的一部分氣態巨行星卻出現在離恆星極近的地方；2011年底所發現的那兩個「地球」更是如三明治一樣與氣態巨行星交錯分布著。這一切都無情地打破了人們曾經由太陽系這個單一樣本所推斷出的行星分布「規律」。

不過，爭議歸爭議，尋找「地球」的努力仍將繼續。即便存在智慧生物的「地球」真的極為稀有，尋找在某些方面類似於地球的行星依然是一項重要的探索。也許有一天，人類會向那樣的「地球」移民，甚至如艾西莫夫（Isaac Asimov）小說所描繪的那樣組成一個「銀河帝國」（galactic empire）呢！

從塗鴉到擴增實境

我剛到紐約時，對建築物上的「塗鴉」（graffiti）頗感新奇，它們的內容從單純的亂塗亂抹到頗具藝術水準的畫像不一而足。後來我知道，塗鴉在很多其他城市及其他國家也很常見。在多數情況下，塗鴉乃是塗鴉者的自我表現，與所塗的建築物或周圍環境並無關聯。不過，一百多年前美國的一些外出找零工的遊民（hobo）卻時常用塗鴉來做一件不同的事情――向同伴傳遞有用資訊：比如哪家的主人比較和善，哪家的院裡養著惡犬等等。

那些遊民也許沒有想到，他們賦予塗鴉的資訊功能會在一百多年後的數位世界裡以一種全新的形式獲得重生，成為所謂的「擴增實境」（augmented reality）。

擴增實境是一種新興技術，其主要功能是將數位化資訊疊加在現實世界上，像當年流浪者的塗鴉那樣，為使用者提供指南。比如當你來到一個陌生的街區時，擴增實境技術有可能提示你每棟建築的名稱、住戶、功用等；當你來到一家餐館門前時，擴增實境技術有可能告訴你該餐廳的特色菜餚，及以前客人對它的評價等；甚至當你遇見一個陌生女孩時，擴增實境技術有可能告訴你此人姓甚名誰，任職何方，是否單身，最近在網路上發過什麼貼文等！

不要以為這是科學幻想，這種技術現在就已部分地成為了現實。

擴增實境技術的興起離不開一些核心技術的發展。首先是定位技術，很多數位化資訊（比如街區資訊）是透過它疊加到現實世界上的；其次是圖像識別技術，當你用具有擴增實境功能的設備掃視現實世界時，是它幫助你識別其中的某些部分（比如站在你面前的陌生女孩）；還有就是資訊搜索技術，它負責為你即時提供資訊；最後但並非最不重要的，是可攜式的智慧設備，它是擴增實境技術走向大眾的實施平臺。

對今天的大眾來說，擴增實境技術的主要實施平臺是安裝了擴增實境軟體的智慧手機。它可以用鏡頭辨識目標，然後在螢幕上顯示疊加了數位化資訊後的圖像。不過，像Google那樣的公司正在開發更方便的實施平臺，比如眼鏡――甚至隱形眼鏡（後者對未來的監考人員可是不小的挑戰）！如果你戴上那樣的眼鏡――Google眼鏡（Google glass），呈現在你眼前的將直接就是現實世界與數位化資訊的即時疊加。那情形還真有幾分科幻意味，但它卻也許很快就會出現在商店裡。
不過，隨著擴增實境技術普及前景的逐漸明朗，一些細節性的問題也隨之出現了。比如在購買Google眼鏡之前，你也許想知道如何才能讓它只顯示你感興趣的資訊（並不是所有人都關心化妝品店在哪裡的）；你也許想知道即時顯示在眼前的資訊會在多大程度上分散你的注意力（這有時可是很危險的）；你甚至還想知道它是否會被「駭客」用來顯示欺騙性的資訊。

更棘手的問題則來自於擴增實境技術對個人隱私的挑戰。多年來，數位世界與現實世界彷彿是兩個平行世界，很多人甚至因此而發展出了兩套不同的行為模式：現實世界裡的沉默寡言者也許是數位世界裡的狂放之士；現實世界裡的粗莽大漢也許在數位世界裡撰寫著綿綿情詩。當人們這樣做時，心目中觀眾往往是不同的，他們在一個世界裡的行為相對於另一個世界，有時甚至是形同隱私的。而擴增實境技術卻將這兩個世界疊加在了一起，這對很多人來說是有違心意的。

為了在擴增實境技術面前保護自己的隱私，未來的人們也許不得不在數位世界裡更多地隱藏自己的身份，或約束自己的行為，整個數位世界的文化都有可能因此而改變。另一方面，有些人則開始從法律層面思考擴增實境技術帶來的挑戰。比如有人提出建築物的主人對疊加在自己建築物上的資訊應該有決定權，就像他們對是否允許別人塗鴉有決定權一樣。不過，且不說法律是否認可將建築物的主權延伸到數字層面，即便認可了，也還面臨一個與數位遺產問題相類似的法律有國界、網路無國界的老問題。 當一位別國客人戴著別國生產的「眼鏡」前來旅遊時，依法摘去他（她）的眼鏡恐怕不是待客之道。