盘点那些被科学家“召唤”的妖兽
原文作者：Ramin Skibba
一部妖兽潜行的思维实验史。
强大计算机的运作、演化的过程、推动全球经济的市场力量——为了将这些看不见的力量概念化，研究人员长期以来一直在利用妖、魔鬼、鬼怪或精灵做思维实验。
这些妖兽并不是迷信和伪科学的产物。科学史学家希梅纳·卡纳莱斯认为，它们是很有用的概念，对科学的发展起着重要作用。她的最新著作《魔怔》统计了几个世纪以来被想象出来的妖兽，并梳理了它们的影响。
相关图书
《魔怔：妖兽潜行的科学史》
（Bedeviled: A Shadow History of Demons in Science）
作者：希梅纳·卡纳莱斯（Jimena Canales）
出版社：普林斯顿大学出版社（2020）
物理学家麦克斯韦设想了一个可以逆转熵的妖（demon）。来源：Science History Images/Alamy
十七世纪的法国哲学家笛卡尔（René Descartes）曾设想过一种令人不安的可能性：某个邪恶的精灵可能劫持了我们对现实的感受。这个“歹毒的恶魔”会左右我们以为我们看到、听见、闻到和触摸的东西——预示了虚拟现实如今对我们生活的挑战。笛卡尔的观点让他对自己的理智乃至存在产生了质疑。他声称“我思故我在”（cogito ergo sum），并通过这种方式回到现实。一个理智的人挫败了骗人的恶魔。
物理学的幽灵
十九世纪初，科学家在牛顿物理学的基础上理解了自然力，从而有可能精确计算出原子和行星的运动或是蒸汽机的力。法国数学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯（Pierre-Simon Laplace）顺着这些逻辑提出，如果某个恶魔知道所有粒子和所有作用力的精确位置和轨迹，它就能计算出任何事物的过去和未来。英国数学家艾达·洛夫莱斯（Ada Lovelace）知道了拉普拉斯的工作，1842年，她可以说是第一个思考计算程序是否算有思维生命体的人。从拉普拉斯的恶魔开始的辩论一直持续到了180年后的今天。
1867年，苏格兰物理学家麦克斯韦（James Clerk Maxwell）在尝试了解气体粒子的统计行为时，“召唤”了一个更强大的恶魔。一个充满气体的容器被分为两格，中间连着一道门，麦克斯韦妖控制这道门，选择何时让分子从一边跑到另一边。麦克斯韦妖可以为移动速度较快的分子开门，让速度较慢的分子留在另一边，从而使一格升温，另一格降温——降低熵，违反了热力学第二定律。对一些人来说，麦克斯韦的想法暗示了永动机的可能性，甚至是逆转时间的可能性。
在现实中，麦克斯韦的研究帮助提升了发动机和冰箱的效率。他的妖还展示了概率能带来的惊喜，因为每隔一段时间，确实会发生最罕见的事件，比如只有快速移动的气体分子才会自发地滑过一个洞。
卡纳莱斯还研究了关于量子力学中不确定性的思维实验。例如，与经典物理学不同，量子世界中的粒子似乎可以同时穿过两扇门。但德国数学家格雷特·赫尔曼（Grete Hermann）和后来的美国物理学家戴维·玻姆（David Bohm）提出，如果有“隐藏变量”或未知机制决定了一个粒子是穿过一扇门还是另一扇门，这种悖论就能解决了。一些物理学家将其称为“玻姆的恶魔”（Bohm’s demon）。
纳米级恶魔
卡纳莱斯探讨了科学辩论涉及的众多领域和社会影响，从原子弹到股市波动，无论切不切题，她似乎将过去四百年的每一个恶魔隐喻都编织了进来。她对这些前无古人的恶魔召唤术展开了非常扎实的研究，但一些发散性的历史片段确实有点偏离主题。
今天的恶魔存在于遗传学、经济学和人工智能（AI）之中。“塞尔的恶魔”是以美国哲学家约翰·塞尔（John Searle）的名字命名的，他在20世纪80年代指出，一个强大的纳米机器人，或者说某个纳米级恶魔，可以控制人脑中哪些神经元受到刺激，哪些不受刺激，从而使大脑的基础操作与计算机程序类似。如果存在这样的恶魔，人工智能几乎就与人类智能无异。塞尔将这场关于意识与机器学习的争论向前再推一步，批评了“强人工智能”（strong AI）的想法，即机器的思维能力可与人类媲美，甚至更好，它不仅仅是工具而已，它还是它自己的大脑。（加州大学伯克利分校在发现塞尔违反了学校的反性骚扰政策后，于2019年剥夺了他的名誉教授头衔。）
卡纳莱斯着重介绍了一些女性，包括玛丽·居里（Marie Curie），居里设想了一种能影响辐射的量子级恶魔；她也提到了其他女性，如罗莎琳德·富兰克林（Rosalind Franklin）和莉泽·迈特纳（Lise Meitner），两人分别在DNA和核裂变方面做出了开创性的工作。不过，作者网罗的恶魔以文艺复兴以后欧洲男性科学家想象的为主。如果她能着墨中世纪占星学和科学之间的争端大爆发，比如波斯的阿布·拉伊汗·比鲁尼（Abu Rayhan al-Biruni）和伊本·西纳（Ibn Sina ，Avicenna）等人物之间的纷争，她的故事或许也会更出色。这些学者也探索过理论、观察和实验的局限性，以及它们与伪科学的界限。
天文学家卡尔·萨根（Carl Sagan）在其1995年的经典著作《魔鬼出没的世界》（The Demon-Haunted World）中写道，由于科学家在工作中善用想象力，所以他们在冲破知识边界时不知道会发生什么。卡纳莱斯让我们得以一窥这个鬼魅的世界。
原文以The demons and devils that haunt scientists’ imaginations为标题发表在2020年11月30日的《自然》书评版块
doi: 10.1038/d41586-020-03379-x