天才与凡人的差距：他们发个呆，就发现了世界优雅运行的奥秘！

古希腊时期，有一个国王让工匠给他做了一顶纯金的王冠。但做好之后，这位国王却怀疑工匠私吞了黄金。于是，国王找了城中最聪明的人，要求他在不损坏王冠的前提下测量出这其中是否掺假。这位聪明的人，苦思冥想，终于有一天在洗澡的时候得到了灵感，那就是：用测量固体在水中排水量的办法，来确定金冠的密度。

这位聪明人，就是大名鼎鼎的古希腊哲学家阿基米德，而他在这个过程中意外发现了浮力定律。在这种生活小事中，都能发现真理，阿基米德浮力定律不是个例。在“对话最伟大的头脑”这套书中，100多位科学家就关乎人类命运的大问题进行了探讨，今天湛庐君带大家一起了解，那些让世界美妙而优雅运行的“地球密码”，他们被发现的故事。

1910年的一天，年轻的德国科学家魏格纳躺在病床上，他看到墙上贴着一副世界地图。魏格纳看着看着，突然发现非洲西海岸和南美洲东海岸的轮廓凹凸竟然完全吻合！为了解开迷惑，魏格纳开始查阅典籍，冥思苦想。不久他便萌生了“大陆漂移”的奇想。

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魏格纳认为：“就像撕开的报纸，如果我们把参差不齐的边缘拼接在一起，看到两边印刷的文字恰好可以衔接起来，那么应该足以证明这两张报纸残片原本就是一个整体。

按照这一思路，他开始寻找地质证据，即便是在应征参加第一次世界大战时，他也没有放弃研究。经过艰苦的考察，魏格纳提出了3个方面的证据：第一，大西洋两岸的岩石、地层和褶皱相吻合；第二，在古气候方面也有相对应关系；第三，大西洋两岸的许多生物有亲缘关系。

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魏格纳提出大陆漂移说之后，因为技术条件的限制，并没有得到学术界的肯定，而魏格纳也在1930年的一次野外考察中意外丧生。直到他去世30年后，板块构造机制才清晰地出现在人们眼前。

美国国家海洋和大气局的科学家，通过对海龟迁徙产卵的研究发现，它们在非洲西海岸交配后，会一路跨越南大西洋，最后在南美洲东岸产卵。而它们之所以有这样兴师动众的生殖计划，是因为当初有这样的行为的时候，冈瓦纳大陆才刚刚开始分裂，当时这些海龟仅仅需要游过狭窄的海峡，便可以产卵。后来，因为大陆板块移动，它们每一年会多游一点，或许就一英寸左右，这些距离差逐年累加，最终，一条狭窄的海峡变成了世界第二大洋，而海龟们为了繁衍竟要跨越整个大西洋。这也证明了“大陆漂移”假说的合理性。

埃拉托色尼是埃及托勒密王朝时期一位著名的学者，他在数学、天文学、地理和历史以及人文方面都做出了开创性的贡献。他最重要的成就，是在一次阴错阳差中意外测算出了地球的周长。

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埃拉托色尼当时亚历山大任图书馆馆长，他听人说，每年有一天正午的阳光会直射赛伊尼斯城中的一口深井，这表明太阳此时正在赛伊尼斯的天顶。埃拉托色尼知道，太阳离地球太远了，以致于射向地球的阳光几乎平行。

于是，他测量了这一天正午亚历山大城中石碑的阴影长度，从而确定了图中r2的角度为7.2度。这是利用这个角度，他才可以测出亚历山大与赛伊尼斯两地之间的地球曲度。由于7.2度是360度的1/50，埃拉托色尼便用这两城之间的距离乘以50，计算出地球的圆周是252000斯塔德（古希腊的长度单位），这个结果与现在精准测量的结果40008千米，只有1%的误差。

当时的学者对于地球圆周的计算结果各持己见，埃拉托色尼对此提出了挑战。他发现结果的差异在于学者们运用了不同的数学原理和工具，如何把复杂多样的观测数据转为切实的证据来运用才是问题的关键。他的目标是找到一个清晰且有说服力的解答。因此他思考的是一个简单的整体，避开复杂的内部因素，化繁为简，从整体出发。

香农是赫赫有名的信息论之父，不过在他开创信息论之前，香农还曾是一位著名的密码破译员。二战时期，他所在的破译团队主要是追踪德国飞机和火箭，当时克劳德·香农正着手处理防控目标的定位，雷达的定位信息并不准确，它只能提供飞机的近似位置，无法精准定位。这种局限性迫使香农在战争结束以后，继续思考滤波的本质和信息传播的动力。

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香农视通信为工程学科最具数学特性的学科，于是他转而开始进行这方面的研究。在麻省理工学习的早期，香农研究了微分分析类比计算机，发表一篇有大量数学运算的博士论文《理论遗传学的代数》，香农综合了各种学科的知识，在理解信息处理的基本原则方面，香农游刃有余。在1948年，香农发布了最重要的核心观点，该观点精简高明：信息学识不确定性的分辨率。

“什么是最为简洁的不确定性分辨率？”香农解释道：就如同掷硬币，得到的结果无非是两种，非正即反，任何类型的信息都可以用”是或否“标记，这个标记就是比特1和0，这两个数字组成了电子邮件，数码相片，音乐光盘或是高清视频等一切信息，不可思议的是，由这样简单的标识记录出来的信息竟然能做到几乎没有任何杂质或误差。

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为了解决雷达的精准定位问题，香农意外开创了信息论，让他的学生们得以在香农的理论成就上继续完成了调制解调器、计算机成像，数据压缩，人工智能和数位无线电通信等一系列重大突破，使信息理论成为一项颠覆文明的技术，影响我们工作、生活、社交的每一个角落。这种始料未及的意外，开启了科学史上一个个崭新的篇章，正是有这些意外乍现的瞬间，我们的世界才得以更加美妙而优雅地运行。

本文改编自“对话最伟大的头脑”之《世界因何美妙而优雅地运行》。下滑至文末【阅读原文】，即可购买本书。

营销编辑：Ciryal   文字排版：恬恬

全球100个伟大头脑坐在一起，解答关乎人类命运的1个大问题！“世界上最聪明的网站”Edge年度问题之一：世界因何美妙而优雅地运行？今天我们要分享的是，来自问题的提出者史蒂芬·平克对这个问题的回答……

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