科學(xué)探索：和不確定性一起科學(xué)地生活下去


圖片來源：Pixabay
COVID-19對人們生活的沖擊也包括一些具有不確定性的方面。如果我們能夠看到病毒，我們就可以避免接觸它，并且可以照常進(jìn)行我們的其他工作，處理各種事情。但事實(shí)是我們不僅看不到病毒本身，而且可能也看不到病毒攜帶者的癥狀。因此，我們對長期暴露會大量接觸病毒的特定場所以外都采取了極為嚴(yán)格的預(yù)防措施。我們和哪怕并不會對我們構(gòu)成任何風(fēng)險(xiǎn)的未感染者都避免接觸；我們避免聚集開展保持經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展乃至繁榮昌盛的活動(dòng)。就好像當(dāng)附近有毒昆蟲時(shí)，我們會因?yàn)椴荒芸吹剿谠亍?br>

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Albert Camus在著作《瘟疫》（The Plague）中，用一種威脅到人類生存的疾病生動(dòng)地說明了我們的生存現(xiàn)狀。我們都知道生命終將逝去，但卻無法為之做好準(zhǔn)備，誰也無法知道明天和意外哪一個(gè)先來臨。切實(shí)存在的不確定性還會超出我們的個(gè)人生活范圍進(jìn)入到社會領(lǐng)域，比如在北部灣事件上模棱兩可的解釋造成了越南戰(zhàn)爭升級，而這也重塑了一代人的生活。
我們也許可能會天真地認(rèn)為，生活中的不確定因素僅僅反映了信息的缺乏，只要追尋到缺失的信息，我們就能清除未知的迷霧。但是，量子力學(xué)已經(jīng)在物理現(xiàn)實(shí)層面上揭示：人們有望達(dá)到的清晰度是有限的。海森堡不確定性原理也指出，總會存在殘余的觀測量的不確定性。如果我們試圖完善對電子位置的認(rèn)識，那么我們的測量過程將增大其動(dòng)量的不確定性，而位置和動(dòng)量不確定性的乘積具有普朗克常數(shù)設(shè)定的基本最小值。
而這意味著，即使我們通過一個(gè)完美的實(shí)驗(yàn)程序檢索到了所有可用的信息，我們也無法確定地預(yù)測電子的未來。通常來說，我們的生活是由大型物體塑造的，例如汽車，而汽車的海森堡不確定性是完全可以忽略不計(jì)的。隨著信息技術(shù)、人工智能和量子計(jì)算的出現(xiàn)，量子世界可能會在生死攸關(guān)的情況下敲定醫(yī)療決策。概率是現(xiàn)實(shí)的基石，我們能做的只有將各種可能性分配給不同的結(jié)果。


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與愛因斯坦（Albert Einstein）在1926年給馬克斯·玻恩（Max Born）的信中所說的相反，我們現(xiàn)在已經(jīng)知道大自然確實(shí)扮演著骰子的角色。感染COVID-19后我們很有可能會死亡，但是仍然有一些人在這種情況下拋棄社交距離去參加泳池派對玩俄羅斯輪盤賭。這些人中或許大多數(shù)能夠生存下去，但仍有人會死。
當(dāng)然，醫(yī)學(xué)預(yù)防措施會強(qiáng)有力地影響到諸如因COVID-19死亡的罕見結(jié)果?，F(xiàn)實(shí)生活中的事件通常是復(fù)雜多因并且難以解讀的，只有在特定情況下，我們才能明確知曉某一現(xiàn)象的主要原因。獨(dú)立單因素實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃屛覀兏玫乩斫饽撤N影響的誘因，而這正是科學(xué)控制變量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的原因。
當(dāng)數(shù)據(jù)不足時(shí)，科學(xué)界可能會有截然相反的看法。最近對病毒突變的RNA測序的結(jié)果表明，整個(gè)美國的COVID-19感染途徑與以前人們所認(rèn)為的大相徑庭。
但是，即使收集了大量的數(shù)據(jù)，我們理解其真實(shí)含義的能力卻限制了我們預(yù)測的可靠性?，斞盼幕诼L的世紀(jì)長河中收集了大量的天文數(shù)據(jù)并且將天像和人類歷史事件關(guān)聯(lián)起來，期望通過這種方式對戰(zhàn)爭結(jié)果進(jìn)行預(yù)測進(jìn)而獲得政治利益。我們現(xiàn)在知道，人類自身行動(dòng)的不確定性并不能通過監(jiān)測月亮、水星、金星、火星、木星或土星在天空的位置變化而消除，越南戰(zhàn)爭就是最好的例子。與之相反的是科學(xué)當(dāng)前的目的是以一種可重復(fù)的方式將原因與結(jié)果聯(lián)系起來，而不是一廂情愿地想當(dāng)然或偏見。例如，天文學(xué)告訴我們，行星和恒星的運(yùn)動(dòng)與人類的行為無關(guān)，而遺傳學(xué)啟發(fā)我們，人類的能力與膚色無關(guān)。
盡管如此，我們和科學(xué)理解仍有巨大差距，許多人在面對不確定性時(shí)會依賴自己一廂情愿的想法做出他們一生中一些最重要的決定，包括是否在COVID-19大流行期間仍舊加入泳池派對。參加派對在年輕人看來似乎是很自然的事，畢竟在1918流感大流行肆虐的時(shí)候，這些年輕的聚會者并沒有經(jīng)歷過。
有沒有更好的辦法？我們又該如何應(yīng)對影響我們生活的那些基本的不確定因素呢？這里有一個(gè)簡單而又負(fù)責(zé)任的建議：考慮所有科學(xué)證據(jù)，并對未知因素采取可控風(fēng)險(xiǎn)的處理措施。就像我們過馬路時(shí)會評估通過的風(fēng)險(xiǎn)并采取安全的措施通過，只有傻瓜才會因?yàn)榇嬖陲L(fēng)險(xiǎn)而選擇永遠(yuǎn)不穿過馬路。如果想學(xué)會游泳，就必須先跳入水中，雖然這樣會有溺水的風(fēng)險(xiǎn)但回報(bào)往往取決于風(fēng)險(xiǎn)。現(xiàn)階段，您最好避免前往任何公共場所，直到科學(xué)家為COVID-19創(chuàng)造出可靠的疫苗。
作者：Avi Loeb，哈佛大學(xué)天文學(xué)系的前任主席（2011-2020年），也是哈佛大學(xué)黑洞行動(dòng)計(jì)劃的創(chuàng)會理事以及哈佛-史密森天體物理學(xué)中心理論與計(jì)算研究所所長，同時(shí)他還擔(dān)任美國國家科學(xué)院物理與天文學(xué)委員會主席和“突破星空”項(xiàng)目顧問委員會主席，并且也是總統(tǒng)科學(xué)技術(shù)顧問委員會成員。
翻譯：張守萍
審校：馬曉彤
引進(jìn)來源；科學(xué)美國人
引進(jìn)鏈接：https://www.scientificamerican.com/article/living-with-scientific-uncertainty/


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