一转眼，年也过去了。
我（原作者）小时候，乔布斯大爷还在鼓捣动画，网络也没有普及。所谓守岁，就是等电视变成雪花，打着哈欠央求爷爷奶奶讲故事：
从前有只怪兽，叫“年”，每过一段时间，就出来干坏事。人们没办法，只好掐着时间，跑到山上去。有一位老太太，岁数太大了，走不动，自愿留下来。傍晚的时候，村里来了个老头，看上去好几天没吃饭了。老太太瞧着可怜，就给了他一碗吃的。
老头说：“大娘，我看你们村只有你一个人，也是躲年兽去了吧？”
老太太点头称是。
老头为了报一饭之恩，就告诉她，“年兽，一怕灯光，二怕声响，你们只要如此如此，它就不敢来啦。”
年兽
年兽的传说，各地版本略有区别。抛开细枝末节不谈，有一点是相同的：最终，人们通过某种途径，发现了年兽的生理规律，并运用这种规律，打败了它。
在科学史上，也有一些怪兽。它们通常诞生于某个大学者的思维工厂，受够了那里的逻辑严整、井然有序，发誓要颠覆常人的认知，或者，干脆摧毁科学的根基，拆一条定律玩玩。
不同的是，这次没有什么报恩的人了，我们唯一能依靠的，是我们自己。
芝诺的乌龟
阿喀琉斯是佩琉斯与忒提斯的儿子。爹是国王，妈是海洋女神，标准的高富帅；更不凡的地方在于，一般小孩出生之后，也就打打疫苗、维生素K什么的，而阿喀琉斯的母亲，却高瞻远瞩，握着他的脚，把他浸泡在冥河里，从此，这哥们就刀枪不入、勇敢坚毅、八块腹肌跟德芙巧克力一样黝黑结实，成为了战士的代名词。
不过，芝诺老先生说了，“阿喀琉斯你牛什么，你还没有乌龟跑得快！”
我们拿伟大的首都举例子，说一下芝诺的思路。
乌龟和阿喀琉斯都从工人体育场出发，往昌平区跑。乌龟先走，走到北京航空航天大学的时候，阿喀琉斯开始追。阿喀琉斯确实跑得很快，但是人家乌龟并没有闲着啊。所以，等阿喀琉斯跑到北京航空航天大学的时候，乌龟已经挥别了清华大学；等阿喀琉斯在清华买水喝的时候，乌龟已经上京新高速了……
以此类推，这样的过程可以有无穷多个，因此，尽管二者间的距离不断缩小，但是，阿喀琉斯永远也追不上乌龟。
阿基里斯永远也追不上乌龟（图片来源于网络）
芝诺的乌龟悖论，是芝诺的另一个著名悖论——二分法悖论的变形。假如你想跑完一百米，那你首先得跑完五十米；如果你想跑完五十米，你必须先跑二十五米；你可能觉得二十五米没什么，但二十五米还可以再次一分为二。就像愚公跟智叟说的，“无穷匮也”。你怕不怕啊？
芝诺用乌龟悖论和二分法悖论，试图证明，一切运动都是假象，世界的本质，是“不变”。不过他没有想到，他的这俩难题，或多或少影响了物理学和数学，而物理和数学，它们都是求“变”的。
没错，阿喀琉斯要追上乌龟，需要无穷个步骤，但只要知道他俩一开始的距离差和速度差，完全可以无视这些，直接算出阿喀琉斯追上乌龟所需要的时间；没错，一百米可以近乎无穷地分割下去，但随着距离不断减半，所需要的时间也在不断减半，跑五十米需要十秒，跑二十五米就只需要五秒，这些数字累加起来，结果是一定的，接近二十，无穷多个过程，并不意味着永恒。
麦克斯韦的精灵
这前两周，寒潮南下，中国不少城市发生强降雪。很多网友调侃，“寒冷使人年轻——甭管多大岁数，都被冻成了孙子。”
沿着中国的海岸线往南走，珠江三角洲边上就是南海。气候的缘故，这里是终年不结冰的。能不能发明一种装置，自发地吸收海水热量，解决南方的供暖问题呢？或者，把它放到淘宝上卖，多么大的商机，南海哪是水啊，同志们，那都是银子……
可惜，不能。我们可以做一个实验。准备一个水箱，中间插一块隔热的板。左边倒进去一杯开水（100摄氏度），右边倒进去一杯冰水混合物（0摄氏度）。接着，把隔板抽开。在抽开的一瞬间，水箱里仍然是高度有序的，一边水温高，分子运动剧烈，一边水温低，分子运动缓慢。接下来，就是关键的地方。每一个分子，都在一刻不停地进行着无序运动。你可以把分子想象成台球桌上的台球，有无数个球杆毫无章法地击打它们。会发生什么呢？“快分子”与“慢分子”一定会逐渐掺和在一起，几乎不可能出现一开始那种左一堆右一堆的状态。
热力学上，用熵来表示系统的混乱程度。一开始的有序状态，熵很低；后来的混杂状态，熵很高。所以我们可以大胆猜测——其实很多科学家也是这么做的，孤立系统，一定向着最大熵状态演化。
热力学第二定律是一个统计学定律，是人们通过长期观察总结出来的，一直没有严谨的科学证明。所以，很多人都不服气，麦克斯韦即其中之一。
麦克斯韦说：“我养了一只精灵，它能够识别快慢分子，现在让它来操纵隔板，只允许快分子从左侧进入右侧、慢分子从右侧进入左侧。长此以往，慢慢地，左侧就几乎全是快分子，右侧则全是慢分子。”
这是一个孤立系统吗？是。
它的熵增加了吗？没有。
只让快分子从左侧进入右侧（图片来源：中国科学院量子信息重点实验室）
麦克斯韦的精灵困扰了很多人，一直到1929年，线性粒子加速器、回旋粒子加速器和电子显微的发明者利奥-西拉德，才想出了答案。西拉德在论文中指出，信息，是一种低熵状态；也就是说，麦克斯韦的精灵，要想识别快慢分子，必须知道每一个分子的位置和运动速度，要想获取这些信息，必须让它自己处于低熵状态，要想让它自己处于低熵状态，必须先消耗能量。
这就好比是烧水，光看水壶里的水，熵是不断降低的，但是，在这个过程中，水需要从天然气的燃烧中获取能量，天然气的熵却大大增加了，它不但影响壶和水，而且向着空气中弥散，因此，从系统的观点看，整体上，熵仍然是增加的。
热力学有救了，放过南海的海水吧。
爱因斯坦的运动员
爱因斯坦是了不起的物理学家。这种“了不起”，体现在两个方面：一，他推演出了相对论，有了相对论，我们才能研究高速运动，才能在医院见到放射科、享用全球卫星定位带来的便利；二，差不多同一时期兴起的量子力学，到现在还是谜团无数，而爱因斯坦，全凭一己之力，把相对论的方方面面都处理妥当了。
相对论有一个重要的推论：高速运动的物体，长度会变短。我们的故事，也从这里开始。
有一个运动员，不知道吃了什么药，忽然有了接近光速的奔跑速度。虽然略微科幻，但并不是不可能，对吧？运动员老兄拿着一根长杆，向一个谷仓跑去。虽然不好理解，但是人家乐意，有什么办法呢？假如杆的长度和谷仓的长度一致，都是十米。因为高速运动的物体长度会变短，所以，运动员奔跑的过程中，他手里的杆子就不再是十米了，而是比十米略短。为了描述方便，我们就当它是九点五米好了。
运动员手持长杆，向着谷仓跑去。先进入谷仓的前门，而后到达谷仓的中间。这会儿的杆是九点五米，比谷仓要短。因此，如果此时前门后门“duang”一下关上，运动员和长杆很容易就被关在谷仓里面，没错吧？
接下来才是精彩的地方：运动的状态，跟参考系有关，假如从运动员的角度看，他和杆都是静止的，是谷仓以光速向他走来，那么，根据“高速运动的物体，长度会变短”这一前提，此刻变成九点五米的是谷仓。九点五米的谷仓，如何把十米的长杆关在里面呢？
爱因斯坦说：“相对论没错，运动员和谷仓也都没错——杆确实既关得进去、又关不进去。”
前面说到，有了相对论，我们才能享受全球卫星定位。很多人可能对此不理解，这就需要说到相对论的第二个重要推论：物体的运动速度越快，时间就越慢。
速度越快，时间过得越慢
也就是说，你跑步的时候，和坐在电脑前之时，时间的流逝速度并不一样。当然，人的奔跑速度有限，博尔特一秒钟才十来米，因而，这一效应并不明显；而卫星的速度很快，设计全球定位系统的时候，就必须把卫星时间和地面时间的差异考虑进去，不然，后果很严重。
现在我们再回过头来看看运动员老兄。以谷仓为参考系，运动员高速运动，长杆变短，经前门进入谷仓中，而后前门后门关闭，长杆被短暂地关到谷仓中，这些都是没有问题的；从运动员的角度看，谷仓以高速向他走来，谷仓的时间，被无限拉慢，前门和后门，根本不存在什么“同时关闭”，后门关闭，继而打开，杆头通过后门，这时候，在运动员看来，前门才刚刚关上。
拉普拉斯的蝴蝶
上面说到的，麦克斯韦的精灵、爱因斯坦的运动员，虽然影响极大，但都局限在某个领域，接下来就不一样了，后面我们要说的，不仅攸关每个人，而且关系到活着的意义。
拉普拉斯的蝴蝶，准确来说，是打败了拉普拉斯的那只蝴蝶。
我们常爱说因果。因为你吃得多、不运动，所以你发胖；因为寒潮南下，所以最近气温骤降；因为你妈讨厌你玩手机，所以不管你头疼感冒还是拉肚子，都是手机的错。正所谓有因才有果。倘若，每一个结果，都是由某一个原因导致的，那么，假如一台计算机，知晓了世界上所有的因，它不就能预测未来了吗？
拉普拉斯侯爵，是牛顿的狂热粉丝。拿破仑曾经问他，“你的书里，为何没有上帝？”拉普拉斯回答，“陛下，我不需要那个假设”。在侯爵大人看来，世界是机械的、注定的。只要给出物体的初始位置和速度，很容易就能推算它的最终结局。要上帝干啥？
在此基础上，他在《概率论》一书中，进一步假设。如果“某种知性的存在”，它通晓宇宙的所有规律，了解大到星辰、小到原子，一切事物的状态，并且具有无限的计算能力，那么，他可以预测任何事情。
如果世界是注定的、可预测的，那么，自由意志还有什么用呢？我们活着，难道就是作为一系列多米诺骨牌效应中的一张，被动接受前面传递来的推力，按照命运注定的方向，无法避免地倒下去？
二十世纪六十年代，美国气象学家爱德华-罗伦兹，发现了那只打败拉普拉斯的蝴蝶。
当时的罗伦兹，正在运用计算机进行气候形态仿真。在电脑里输入一组初始数据，然后，电脑会进行一连串的计算。每个过程，都会产生一个结果。电脑会把这个结果打印下来。那会儿的计算机，运算能力可以精确到小数点后第六位，但是因为系统限制，打印出来的数字，必须四舍五入到小数点后第三位。
有一次，罗伦兹想重复某计算，就从打印出来的数字中选了一个。按照常理，小数点后第六位和小数点后第三位，差别微乎其微，最终运算的结果应该十分近似才对。然而，罗伦兹吃惊地发现，仅仅初始数据上的极小变化，就产生了极大的不同。
据此，罗伦兹提出了蝴蝶效应：南太平洋上的一只蝴蝶扇扇翅膀，美国东部就有可能降下一场暴风雪。
电影《蝴蝶效应》宣传海报。男主角一次次地试图回到过去改变历史，但却总因为细微改变，造成更严重的后果
牛顿力学，是一个线性系统。一个小球，从斜坡上滚落。小球滚落的距离，一定和小球的初始速度成正比。所以我们只要知道初始速度，代入公式，就能得出结论。而天气，是非线性的，由多种因素共同控制的，即使蝴蝶翅膀所产生的细小气流，也有可能影响其中一个，而一旦初始条件改变，哪怕改变极小，结果也是天壤之别。在这样的情况下，“某个知性的存在”就无能为力了。
蝴蝶效应并没有回答，宇宙是不是“命定”的，但是，它告诉我们，未来是不可预测的。
费米的外星人
和上述艰深晦涩的概念比起来，费米的外星人就讨喜多了。
费米悖论建立在一个很朴素的论点上。比如某天中午，你很想吃烤羊肉串，而附近那家卖羊肉串的店恰好关门了。这时候，你肯定会选择再找一家店。因为做烤羊肉串所需要的东西，羊肉啊，孜然啊，都不算太难得，这么大的一个城市，那么多饭店，多半会有其他卖羊肉串的。结果，你开着车在市区转了俩小时，也没有找到第二家。这时候，你十有八九，就会开始考虑：那家店特殊在什么地方，为什么只有他家卖羊肉串。
现在让我们把目光转向深空。宇宙已经有了百亿年的历史，直径数十亿光年。仅仅银河系，就有数之不清的恒星。有了恒星，就有一定概率出现行星系统。以常理推断，那么多行星，哪怕只有万分之一的概率产生高等生命，宇宙中现在也应该是熙熙攘攘。为什么外星人从来没有拜访我们呢？为什么我们从未发现外星人的蛛丝马迹？难道地球真的如此特殊、只此一家别无分店？
费米悖论可以总结为两句话：如果生命并不特别，那么其他外星生命究竟在哪里？如果生命非常特别，为什么只出现在地球上？
我们小时候有家人陪伴，长大了，进入学校，结识诸多同窗，等工作，进了单位，或者作为甲方，或者作为乙方，有竞争对手，有合作伙伴。难道人类，作为一个整体，在宇宙中就只能孤独吗？
多数人并不这样想，因而，关于费米悖论，“外星人为什么没有出现”的解释更多。
刘慈欣在《三体》中假设，宇宙就像丛林一样，每个人都同时具有猎人和猎物两个角色，所以，大部分文明，都小心翼翼地遮掩自己的痕迹；罗伯特-索耶没这么悲观，他在《计算中的上帝》中提到，不管技术多么发达，肉体上的永恒都是困难的，即使能进行星际旅行的种族，可能也要忍受癌症的折磨，所以，宇宙中的绝大多数文明，选在在某个时刻，将思想上传到电脑，追求另一种意义上的长生。
此外还有已经接触说，外星人已经来了，只是我们尚未发现；自我毁灭说，高等智慧生命有自我毁灭倾向，没等我们发现，他们就消失在战争中了；探索有误说，有人认为，我们以己度人的探索方式是错的，外星人未必和我们一样，非要粗放地获取能源，热衷向外太空发送电磁波。
《E.T.外星人》，科幻作品中，我们从不孤独
当然，也有人不服。他们认为人类在宇宙中占据了极其特殊的位置，宇宙必须让地球产生生命且只能让地球产生生命，去完成某个目的或者使命。
孰是孰非，读者们不妨自己评判。反正，在外星人的宇宙飞船到来之前——不管里面装的是鲜花还是导弹，我们有的是时间。
好了，在科学的征途上，有几座荒废的小木屋。诸位读者，在笔者这个不算称职的导游的带领下，游历了一番。
太阳东升西落，到了夜里，天空就会暗下来。在很多人看来，这是理所当然的，他们也希望这种“理所当然”能够持续下去，田园牧歌，芳草翠绿，这又恰逢农历新年，多么祥和，折腾什么呢？
然而，却有人总是忍不住去问：宇宙中有无数的恒星，每个恒星发出的光，都会到达地球，为什么夜晚仍旧黑暗？
为什么入夜后天空会黑？因为宇宙起源于大爆炸
二十世纪二十年代，地球上的人口还不到二十亿，老牌帝国之间就已经因为利益不够分大打出手；如今百年过去了，人口早已突破了七十亿，更大的战争并没有爆发，因为大部分人还吃得起饭。
这一切都建立在技术进步上，而技术进步，恰恰是从“忍不住去问”开始的。
我们的好奇心，制造出了那些怪兽，它们看上去张牙舞爪，其实却在帮助我们斩断自身的枷锁。
推荐经销商