NO.705 羅胖精選| 用有限信息也能找到真相-宇宙星球沒你想的那麼難

和你一起終身學習，這裡是羅輯思維。

這週我們上線了一門新課程，高爽老師的《天文學通識30講》。

天文學是我們一直希望開設的一門課程。因為它代表了一種非常高級的思維方式，那就是怎麼在信息極其有限的情況下，還能還原出世界的真相。這是一門非常奇妙的學問。最終，經過我們的努力，我們請到了天文學家高爽老師來主持這門課程。經過一年時間的籌備，現在這門課程終於打造完成。

接下來，就邀請你收聽這門課程的發刊詞：天文學是一門什麼樣的學問？

你好，歡迎來到《天文學通識》，我是高爽。

在我準備這門課的時候，我就知道有一個問題肯定繞不過去，那就是如果你對宇宙不感興趣，天文學對你還有意義嗎？

天文學研究的是宇宙，離我們非常遙遠，但是它在研究宇宙這麼一個龐然大物時，也練就了一項獨門絕技，那就是能夠通過極其有限的信息去尋找事情的真相。

甚至可以直接說，天文學就是一門能在信息極其有限的情況下，還原出宇宙真相的學科。

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在人類獲取知識的方法中，這其實還挺特別的。尤其是在人類進入信息時代之後，我們如果想要尋找一件事情的真相，想到的最直接的方式就是獲取更多的數據，從更多的數據中發掘出更多的信息。

尤其是現在，到了大數據時代，對數據的依賴已經不是簡單的數量多就可以了，而且還要全，恨不得把所有的數據都存起來。

可是在現實中我們往往面對的就是數據不全、信息不足的局面啊。找工作的時候，我們希望找到一家靠譜的公司，但是只能去網站上看看它的簡介。做投資的時候，我們希望找到一家穩定增長的股票，但是只能看到一些公開信息。甚至在選擇創業方向時，連靠譜的信息都沒有。

難道這個時候只能選擇放棄認知，放棄行動嗎？

至少天文學不是這樣的。天文學作為人類智慧的寶庫，它提供了一整套方法，讓我們在信息有限的情況下仍然可以認知世界。這也是我自己內心對一開始那個問題的回答，我相信天文學對你一定有意義。

在我準備這門課的時候，天文學發生了一件大事，我想你一定知道。2019年4月10日，人類第一次給黑洞拍下來的第一張照片發布了。我們一起見證了歷史。

不過你可能沒有註意到這張照片真實的大小有多大。用我們天文學的話來說，這張照片只有幾十微角秒的大小。這是什麼意思呢？就像是你檢查視力的時候去看視力檢測表，最下面那個視力2.0的符號都比這個黑洞看起來大500萬倍，相當於站在地球上看月球上的一個橘子。

這就是說，如果直接去看的話，是不可能看到任何東西的。其實如果不作任何處理的話，照片上的黑洞只能有半個像素的大小。我們在照片上看到的所有的細節，都是天文學家後來進行補充和還原的。也正是這樣，我們才能通過如此有限的信息看到了一個真實黑洞的樣子。

像黑洞照片這種從一丁點兒信息就能推測背後真相的事情可不是什麼特例，而是在天文學中到處可以看到。

比如，前幾年錢德拉望遠鏡，觀測到了一次超新星爆發。整整持續了6個小時的觀測，但只接收到了139個光子。139個光子是什麼概念？我們人能看到的最暗最暗的光，也要讓視網膜在1秒鐘之內接收3萬個光子。但是天文學家就是能通過這麼點的信息推斷出很多東西。比如，天文學家就知道這次爆發釋放出了大量的金屬鈦，不只是這樣，而且可以確定釋放的鈦的質量相當於115個地球。

還有，比如2013年，普朗克衛星觀測宇宙微波背景輻射，僅僅靠著幾十萬分之一的溫度變化，就還原出了宇宙早期的物質構成和分佈情況，更新了研究宇宙的模型。

用小信息撬動大真相，這些情況在天文學裡經常能被看到。你別以為天文學家不想獲得更多的信息啊。想啊，但是真的做不到啊。能被研究的信息極其有限，這件事是刻在天文學基因裡的。

我們研究的對象，動不動就幾十億、上百億光年那麼遠。就比如除了太陽天空中任意一顆恆星，它們就是一個個沒有大小的亮點。就算是用哈勃望遠鏡去看，看到的仍然是一個個沒有大小的點。但是，我們就是要知道它們的元素構成，它們的壽命，它們周圍還有沒有不發光的行星。

我們研究的問題，動不動就跨越幾十億、上百億年。太陽年齡是45億年，銀河系年齡是135億年，宇宙年齡是138億年。而我們人類的文明歷史只有不到1萬年。如果把宇宙誕生到現在的時間壓縮到1年的話，我們人類對宇宙的信息記錄，最多只有一兩秒的時間。但是，我們就是要知道它們過去都發生過什麼，現在正在發生著什麼，未來又會變成什麼樣子。

所以天文學只能另想辦法，然後才練就了自己的獨特本領。我的這門通識課呢，想要告訴你的就是天文學家們是怎麼做的。他們如何靠著手上僅有的幾塊拼圖，就能補齊缺失掉的信息，還原出一件事情的本來面貌。

我經常這樣來作比喻，天文學就是一部史詩級的偵探小說：嫌疑人是“造物主”，他非常狡猾，留下的線索非常有限；犯罪現場是整個廣闊的宇宙，真相可能隱藏在任何一個角落裡；偵探就是天文學家了，他們靠著自己的理性和想像力在有限的信息中尋找真相。

我自己也是這些偵探中的一員。

為你介紹一下我自己。我是高爽，2011年博士畢業於德國海德堡大學天文專業，先後在中科院國家天文台和北京師範大學做研究和教學，現在是一名全職科普人。

我為你準備的這門天文學通識課，不只是帶你去欣賞這部偵探小說，更重要的是我會從一名天文學家的角度為你還原出，我們是如何發現線索的，是如何推理證據鏈條的，又是如何驗證最終真相的。

在這門課裡我不只會告訴你：

恆星只是一個一個的小亮點，我們是如何知道它們每一顆的壽命的？
外星生命從來沒有被發現過，我們是如何探索的？
暗物質、暗能量我們到現在也不知道它們是什麼，我們是怎麼知道它們是一定存在的？
宇宙那麼大，我們又是如何知道它的形狀的？

更重要的是讓你通過天文學了解到，人類利用有限信息，還原可靠真相的頂級智慧。如果你對這些內容感興趣，這門課會非常適合你。

假如還沒有說服你的話，我還有另外兩個理由。

第一，宇宙為我們提供了最遙遠的他者視角。在宇宙中回望地球，所有幸福與煩惱、勝利與失敗都是如此渺小。宇宙能為我們提供最大的慰藉。

第二，宇宙為人類的思維提供了最大的舞台。從埃隆·馬斯克的登陸火星計劃，到劉慈欣的小說，只有宇宙才能裝得下人類的想像力。

非常期待與你一起理解宇宙。

我是高爽，我們課程裡見。

內容聽完了，我是羅胖。

感謝高爽老師的精彩講解。你看，天文學的魅力，可不僅僅是研究的對象宏大，而是天文學家有一種獨特的能力，可以像偵探一樣，發現線索，拼接證據，然後揭示真相。這項能力是我們每個人都應該擁有的思維武器。不管你思考的對像是不是頭頂上的天空。

如果你希望了解天文學家是怎麼工作的，怎麼思考的，高爽老師的《天文學通識30講》，推薦你加入學習。

好，羅胖精選，明天見。

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