舅舅

我的幼儿园生涯是在徽州岩寺小镇上开始的。那时住在外婆家，每天要走相当一段乡间小径上下学。只记得学校是街头的一间大厅子，里面众多的孩子整天跟着老师朗读《老三篇》。如果往学校的另一方向再走上差不多的一段路是舅舅的家，那里除了舅舅、舅妈，还有三个表哥可以一起玩。

小学时离开了岩寺，到休宁县城跟奶奶住。每年暑假还会去岩寺外婆家。刚开始是父亲在自行车后座上绑上一块洗衣板加长后载姐姐和我两人来回，稍后便是我们两个孩子自己坐长途汽车。那时的人胆大，这边把我们两个七八岁的孩子送上车，叮嘱一句留神看到岩寺车站记住下车便不管了。到了岩寺下车，多半是舅舅带着某个表哥来接站，把我们送到外婆家。在那个没有电话的年代，大人之间是如何联络的我至今也不明白。

外婆去世后，假期再去岩寺便是直接去舅舅家了。


虽然从小就浪得了一个“书呆子”的虚名，1970年代却是一个没有书读的荒唐时代。告别小人书之后，无论是学校还是当地图书馆，都很难找到可读的书。小学期间读到的稍微厚一点的只有一本没头没尾的《红岩》。初中则把《欧阳海之歌》翻烂了——那比学校里统一购买的《雷锋的故事》强多了。记得小学实在无聊的时候几乎每天翻阅邻居的《参考消息》，还曾饥不择食地拜读过《哥德纲领批判》、《反杜林论》这样的巨著。以至于做作业造句时便带上了今天网上愤青的风格，动辄以国际大事论述形势，害得老师都不敢轻易批改，唯恐着了小屁孩的道而犯上立场错误。

在那样的一片沙漠中，舅舅的家便是稀有的世外桃源。那时只知道舅舅是岩寺乡村小学的语文老师，居住的农房后面便是自己的菜园和猪圈。但楼上有一间光线昏暗的“书房”，里面堆积着他的藏书和报刊，绝大多数是文革前出版的。他曾经订阅了大量刊物，按年份用棉线装订成册，竟比图书馆还专业。也许是因为荒乡僻野的缘故，这些藏书经历“破四旧”和文革依然完璧。

只有在舅舅家里我才得以成为真正的书呆子。不知道有多少个暑假炎热的日子里，我一个人躲在阁楼里漫无目的地翻看各种书籍，只在舅妈的大嗓门呼唤中才出来吃饭。那些文革前的小说和散文打开了一个与当时主旋律写作风格截然不同的文学世界。

初中时舅舅家翻修了新房子，有了水泥地板，楼上的书房明亮多了，也有了书架陈列新书。那时我的读书兴趣也与时俱进，开始跟随《物理世界奇遇记》里的汤普金斯先生似懂非懂地接触到相对论和量子世界。


至少我在的时候，舅舅自己从来不进书房，他也许出门在外，也许在自己的房间里读书。黄昏降临不再能读书时（那时候没有电灯，煤油灯也不怎么点），一家人晚饭后会聚集在大厅或小院里乘凉聊天。这时候舅舅会询问看了哪些书，然后凭记忆对书的内容做些许点评。似乎所有的藏书他自己都是读过的。

也是初中时有一年我在岩寺度寒假，正月里有很多天跟随舅舅四处走亲戚拜年。徽州乡下过年的传统是春节前准备好大量食物，主要是炸肉圆、烧肉之类。正月里不怎么再烹调，有亲戚上门便把这些年菜下锅一热就好。那些天来回拜访，到各家吃的几乎都是同样的菜肴，见的则是只有舅舅才明白的一些远房关系。这些记忆中早已淡漠了，只剩下那没完没了地走在乡间小道上的感觉。不知为什么舅舅只是带着我一个人去各地拜年，我们俩似乎走遍了岩寺附近的乡邻，经过无数徽州所特有的民居、牌坊和祠堂。

那时候没有旅游业，徽州浓郁的人文历史还属于“四旧”的范畴。还没有破败或被拆毁的古建筑像孤儿一样自生自灭，没有任何保护或铭牌介绍。我们不经意间就会走过棠樾牌坊群或者独一无二的女祠堂。只有舅舅能够随口讲出这些古迹的历史渊源和背后蕴藏的家族历史，不过限于当时的政治形势他也多是点到则止。

一路上讲得更多的是文字。舅舅津津乐道诸如“此木是柴山山出，因火起烟夕夕多”等文字游戏般的对联。还有“矮”与“射”两字是否被用反了的历史典故。都是当时课堂上绝对不会涉及的趣味知识。

我们很少遇到过客。四周总是空旷的田野，衬以皖南冬天云雾缭绕的绿水青山。现在想来，我们两人走在那乡间小道上的情形在城里有闲情的人看来恐怕很有诗情画意。那却不是少年的我所能体会的，记得的只是寒冷和寂静，伴随着舅舅不高不低、不急不缓娓娓道来的声音。


从舅舅家后门出去沿着一条小径走不远就到了一条河边。当年那里没有桥，过河靠的是撑篙的渡船。当年也没有污染，河水清澈，正是夏天洗澡的所在，偶尔还可以搭上渡船来回玩耍。舅舅是从来不参与这些户外活动的。或许是因为他有作为一家中唯一吃商品粮的资本，或许他秉承着中国传统士大夫的清高，他也从来不作农活，不怎么帮忙家务，只是有时半得意、半自嘲地吟诵几句“君子远庖厨”的古话。舅妈没有什么文化，自己读不了那些藏书，却豪爽大气，农活、家务一手包揽，井井有条。两人相濡以沫，我从未见过他们红脸、吵架。

那个年代，但凡有点知识的人多半都怀着各种冤屈。即使是在乡村，我在亲戚邻居中也见过不少因各种缘由怀才不遇的、牢骚满腹的、借酒浇愁的，甚至动辄打骂家人孩子出气的。我至今不知道舅舅是否受到过任何冲击，因为他永远是那样温文尔雅，喜怒不形于色。他也不像那时有些大人一样热衷传播街头的“奇谈怪论”或针砭时弊。我记得他说过唯一有点“出格”的话是十大元帅中好几个人不够格，只有林彪最能统帅云云。

历史是在我上初中时开始变迁的。高考恢复了，有知识的人开始重新吃香。我上高中时有一次舅舅来到县城看我，告知他被临时聘请到徽州师范学校（当地的中专）为那里一名教授做研究助手。虽然这个位置实在微不足道，但我却体会到他那平静外表之下所深藏的喜悦。

之后不久我就离开家乡上大学、出国留学了。三十多年间与舅舅只见过非常难得的几面。我知道他后来被正式聘请到徽州师范教学，再后来便退休了。又听说他退休后积极参与家乡后来兴起的收集民粹、修地方史活动，还热衷于书法、拉胡琴唱京戏，得到颇多的奖项。而他这些艺术才能我当年竟是一无所知，大概还是因为那时的政治形势被他深藏不露了。

几年前回国再见到舅舅时他已深受糖尿病折磨，但一如既往地乐观、温和。他最得意的不是那些奖状，而是他的大孙子，曾经也像我一样整天躲在书房里翻阅他的藏书。

再后来，听说他们那房子也被拆迁了，老两口搬进小区楼房做了寓公。舅妈说搬家时他们的书籍便有700斤。却不知道他们是否还能拥有一间书房，那么多的宝贝藏书是否还有自己的天地。


舅舅方志远，徽州师范退休教师，于2014年2月22日辞世。

（2014年3月5日）


怀旧

当年的大学毕业论文

北大学制四年，物理系在第三年最为痛苦。残酷的“四大力学”再加上与之配套的几门数学基础课和没多大实际用途电子技术课等等，确实是压得人喘不过气了。记得有一个学期期末其它系的学生都考完试在宿舍里通宵狂欢了，我们还剩下两门课要考，郁闷。

第三年过去后，绝大多数学生报名参加当时的CUSPEA出国考试，考上的便一劳永逸，再也不用背书考政治了。其余的学生则在几个月之后考国内的研究生。这样，等到四年级的最后一学期——也就是没有课，专门做毕业论文——的时候，一部分学生正屁颠屁颠地准备出国，另一部分考上了国内研究生的也大松了一口气。剩下的人数比较少，他们因此可以在毕业分配中有比较多的选择余地，也在为此上下忙乎着。没多少人把毕业论文当回事。
笔者属于第二类，因为前面考取CUSPEA出国的人比较多，留出了空位而勉强混得一个北大研究生的位置。毕业论文选的是理论物理，与另一位同学一起分到了秦旦华老师的名下。


依稀记得当时做实验的毕业论文需要有实验报告，而做理论的只要求写读书报告。我们第一次见到秦老师，她给我们各自准备了一大叠影印的国际期刊文献。是同一个专题：某一个原子光谱的精细结构（具体内容早记不得了）。但我们俩拿到的方向略为不同。那位同学的文章比较纯粹理论化，我拿到的则偏向于计算。要计算光谱，需要知道电子的波函数。因为不可能完全求解多体的薛定谔方程，波函数只能通过某种近似方法取得。我拿到的文章里主要的一篇是用变分法，即猜测一个波函数的数学形式，设置一些系数变量，然后用数值方法找出具有最小能量的系数数值的组合，这样便得到一个比较好的近似波函数。那篇文献上用的波函数模型相当复杂，好像有30还是50来个参数。

我还没看明白呢，一天秦老师把我们找去，给我们介绍了她多年的好朋友，理论物理所的研究员庆承瑞。原来这个课题是她们两个当时一起在研究的。庆老师极其爽快，上来就说那文献中的波函数太繁杂，应该可以用一个简单的形式代替。她说着就在黑板上演示起来，波函数的尾巴应该是什么样的，头应该是什么样的，中间又大致是什么形状（也就是薛定谔方程在那几个极限情况下的精确解）。说着说着就把几条线连在了一起，组合成一个波函数的形式，只用了5个参数。

我们刚刚学过量子力学，学的都是书上按部就班的公式推导。还从来没见过这么去“猜”波函数的做法，觉得甚是新鲜。

庆老师画完了，就说，5个参数，你要愿意就可以去试试求能量的极值，看看这些参数应该是什么。我一看这大概比写读书报告有意思，当即就跃跃欲试。那是1984年，计算机进入中国还不久。科学院刚刚有了成套的IBM大型机，具体型号不记得，是那种每个用户有自己的虚拟机（virtual machine, VM/CMS）的那种。庆老师对我们津津乐道地吹嘘了半天。我半懂不懂，对这种技术上的事情也没多大兴趣，只听到会有一台大计算机可以由着自己怎么折腾都没事。那时候我们刚刚上过一堂计算机基础课，也就知道一点“IF”、“GOTO”的语句，其它一无所知。

庆老师给我弄了一个账户，带我去当时好像还是位于荒郊野外的一座不起眼的房子。里面是我第一次领略到“现代化”的机房设备，第一次踏上垫高的地板，看到泡沫塑料式的天花板。那时候还没有单人隔间，也就是沿着墙摆放一排终端，像图书馆那样，去了后自己找一个空着的终端上机。里面的人年龄都比我大出一截，互相好像从来不打招呼。大家都埋头干活，只是偶尔有人进出或起身到打印机取那宽大的绿纹打印纸。


波函数和变量有了之后，变分法求极值原理上极其简单。最后无非是要解一个多元方程组，方程组里的系数则通过对波函数的数值积分而来。用FORTRAN语言写这个程序，做积分和解方程都有现成的程序库可以调用，并不需要自己写。但我是两眼一抹黑的新手，拿着机房里的厚厚的一本程序库说明愣是花了好几天才琢磨出那东西该怎么个用法。接下来把自己的函数什么的写成程序，更是花了九牛二虎之力才得以运转。

那阵子是北京的初夏，天气炎热。那个机房是我所知道的附近唯一有空调的所在，因此倒也心旷神怡。每天一早就骑自行车奔那里而去，中午出来吃顿饭，然后一直到晚上才回宿舍。后来有同学说我那两三个月似乎失踪了，他们毕业前的各种活动我也基本一无所知。

方程最后解出来了。用我们自己5个参量的波函数计算出来的精细结构与文献里几十个参数的结果在误差范围内符合得很好，因此是很成功的。记得当时两位老师一起讨论时说起过可以写成论文发表。但那时我们已经毕业在即，又因为1984年大阅兵暑假不许留在北京，发配回乡，这事也就搁下了。更重要的大概是那会儿大家都还没有重视发表论文，两位老师不在乎。我也还没到准备自己申请出国的时候，未能前瞻到发表论文可能会有的重大意义。

当然毕业论文还是写了的。具体写了什么、怎么写的一点印象都没有了，只记得那时因为没有复印机可用，还必须买复写纸来手写出一式几份的稿子。论文的写作过程中也没有任何指导，全是自己琢磨着写。因为有自己的工作，论文的主体应该都是自己的内容。但现在回想起来，其引言、结论部分大概难免会有从阅读的文献里直接抄袭或剽窃过来的成分。


这个毕业论文的工作是我第一次直接参与科研的经历。那时对课题本身的意义毫无所知，是老师布置的；所用的波函数模型是老师一手提供的，对其含义也只是一知半解。自己实际上所作的事情不过只是技术员性质，就是把别人的思想和模型写成程序，运算出结果。但对于在当时中国大学里教育出来的我，这却是一次大开眼界的过程。后来在美国上研究生，看到这里的教授随手分析物理问题，脑子里便会回想起庆承瑞老师信手在黑板上“猜”波函数的过程。那是对物理真正理解的开始。

毕业论文的另一个收获是结识了秦旦华老师。后来在北大上研究生时虽然没有师从她，却联系频繁，经常晚上到她家里拜访，甚至会专门去她那里看足球赛。她对我们几位研究生一直怀有慈母般的亲近，那是后话。

（2011年5月1日）


怀旧

世界杯1982

八十年代初的北大有着一种与今天不那么相似的浮躁。那时候的大学生会因为中国男排反败为胜赢了南朝鲜便大肆聚众闹事，并据说因此喊出了“振兴中华”的口号——那还是女排叱咤风云之前的事情。而那时候的中国男足也还是一支众望所归的队伍，在容志行、古广明、李富胜等球星的带领下在世界杯亚大（亚洲、大洋洲）区资格赛过程中狠狠地出了一次风头。虽然最后遭到新西兰和沙特阿拉伯的暗算，其功亏一篑的悲壮在中国足球史上也属于空前绝后了。

尽管中国队未能出线，亚大区的赛事还是为1982年的世界杯吊足了胃口。如果没记错的话，那也是中国第一次大规模实况转播这个级别的国际赛事，开创了大学生不分早晚看球的先河。

说是看球，其实能看到的非常有限。那时候的学生宿舍拥挤不堪，大约几百个人才摊得上一座可怜的小黑白电视。学生干部掌管着电视机，或者把它置于室外空地，或者架在走廊角落。无论室内室外，电视机前是一片凳子的海洋，后面的人更是用桌子和凳子叠罗汉，爬到高处颤颤巍巍地伸长着脖子。与其说是在看球，还不如说只是在听前面的人起哄。一有精彩镜头便是一片混乱，欢呼雀跃的与轰然倒地的交相呼应，喝彩声与叫骂声不绝于耳。


虽然看不到多少真正的球艺，世界杯的魅力还是不可阻挡。那时的报纸杂志发了疯似的渲染着著名球队的风格和阵容。在记者天花乱坠的描述中，大家熟悉了巴西的济科、苏格拉底和法尔考，法国的普拉蒂尼和中场铁三角，意大利的佐夫，还有比利时红魔——因为电影《尼罗河上的惨案》而被称之为“比利时小人”。

比赛从一开始就没有辜负大家的期望——那是第三世界第一次崭露头角的世界杯，阿尔及利亚赢了西德，喀麦隆逼平了意大利。然而这两支非洲新秀都还是未能出线。西德与奥地利打了一场和平球挤下了阿尔及利亚；意大利一场未赢，却因为多进过一个球淘汰了同样一场未赢、也一场未输的喀麦隆。

第二轮的比赛安排很是奇特，三个队一组循环厮杀，一个淘汰俩。波兰的博涅克开局就让人们第一次知道了什么叫做“帽子戏法”。但大家关心的还是那支所向披靡的巴西队，这个至今还被人津津乐道的强劲阵容在第一轮中把所谓的“桑巴足球”发挥得淋漓尽致，分别以2比1、4比1、和4比0的比分轻取苏联、苏格兰和新西兰，十个进球几乎都可以进入最佳进球的集锦。

巴西在第二轮与阿根廷分为一组，再加上那个半死不活的意大利。不过后者这时候却有点出乎意料，稀里糊涂地居然先以2比1赢了阿根廷。巴西自然不甘落后，很轻松地也以一个3：1将其宿敌送回了家。巴西和意大利最后相遇，比赛出乎意料地精彩激烈。直到此时还无所建树的意大利神童罗西突然现身，开赛5分钟就头球攻门成功。巴西队不慌不忙，很快就由苏格拉底扳回。好景不长，罗西突然又抢断了巴西后卫漫不经心的横传，轻松地捡到一个便宜。巴西下半场大举反击，由法尔考再度追平。此时大局已定，巴西只要保持平局就可以出线。离终场只有十几分钟时，巴西后卫回传大门有点偏，其门将懒得去扑救，眼睁睁地看着球滚出底线，白送对方一个角球。不肯善罢甘休的罗西立刻发难，利用角球发起后的混乱捅进了最后一球。一刹那间，拥有有史以来最辉煌进攻阵容的巴西队终于败在了她那阿基里斯脚后跟上——防守太不经意。迷人的足球艺术不敌于意大利牛皮糖式的贴身防守。

也许是因为赛前的渲染实在太过分，巴西队的离场似乎已经宣告了1982年世界杯的终结。此时被莫名其妙地称之为“欧洲拉丁派”的法国队凭着她精巧娴熟的中场配合仍然试图接过巴西艺术足球的接力棒。他们在半决赛中与强悍粗鲁的西德队相遇。西德门将舒马赫尔出击时挥拳打落一位法国球员两颗大牙外加脑震荡，为这场比赛奠定了“好人与魔鬼”决战的基调。终场1比1平手后，“好人”法国队在延长期相继两次得手，胜利在握。“魔鬼”西德却死里逃生，奇迹般连续扳回两球，其中鲁梅尼格乱军中竟以脚后跟偷射得手，颇让好人气馁。双方最后互射点球，魔鬼得胜，世道不公也。

另一方面，意大利和罗西则越战越勇，突然表现出世界强队的风采。半决赛2比0淘汰波兰，决赛3比1胜西德，捧得大力神杯。罗西更以独得6球的战绩获得金靴奖，大家更为感兴趣的似乎是报载意大利的商家纷纷慷慨大方，许诺为罗西提供终身享用的皮鞋啤酒等等。还没有真正接触到商业社会的大学生很觉得这匪夷所思。

1982年的世界杯也以其结局宣告了巴西艺术足球的破产。几年后，巴西以一支摒弃了自己的风格的欧洲式队伍出战，才终于重振雄风。国际足联也因为比赛中出现的一些怪现象修改规则：小组赛最后一场比赛必须同时举行，减少和平球的可能；守门员持球时间有了限制，不再能像意大利门将佐夫那样频频在禁区带球“散步”拖延时间。

更重要的是，1982年世界杯为中国人打开了世界职业体育竞技的第一扇窗口，那时候我们还不知道什么曼联、皇马或巴萨。

（2010年6月7日）


怀旧

“看”原子

自从英国物理学家卢瑟福（Ernest Rutherford）的散射试验确定了原子的存在和的基本组成后，人们开始处心积虑地试图直接“看到”原子的形状，甚至其内部结构。在卢瑟福的模型中，原子由一个极小的原子核和一些外围电子组成，原子核的大小在10^-15米左右，除了通过散射实验能探测到它的存在以外，就当时乃至今天的科学技术都没有办法直接看到它们。但原子本身因为外围电子所占据的空间比原子核大得多，大约是在10^-11或10^-10米的数量级，也就是说比原子核大上一万倍或更多。通常原子的大小尺度由以瑞典物理学家Anders Jonas Ångström命名的长度单位“埃”来量度。一个埃是10^-10米，正是原子的尺度。近年来，属于国际单位制的“纳米”越来越时髦，一个纳米是10埃，所以原子大小正好在纳米之下。随着科学技术的发展，纳米早已经不再是微不可及的尺寸了。

物理学家几乎立刻就知道卢瑟福的模型没法成立。如果带正电的原子核与带负电的电子在空间上分离，他们无法和平共处——正负电荷的吸引必然使得电子与原子核结合到一起。唯一可能是电子像行星那样围绕原子核转动，但运动中的电子会发出电磁辐射，从而逐渐损失能量无法保持其轨道。为了解决这个悖论，丹麦物理学家玻尔（Niels Bohr）提出了一个不伦不类的模型，毫无理由地硬性规定电子只能在固定的轨道中运行，运行中不辐射能量，而只在不同轨道间跃迁时才有辐射。这个模型完美地解释当时所测量到的一系列原子辐射数据，因此尽管其出发点很荒唐，还是被大家所接受。电子在轨道上运行的图像更是深入普通大众的人心。在上个世纪相当长的时间，那是一个几乎所有与电有关的图像。中国的中央电视台就长期使用一个带这个图像的标志。

玻尔原子模型的内在矛盾直到量子力学发展以后才得以解决。在量子物理中，电子不再是一个经典意义的粒子，也就谈不上沿着什么轨道运行。电子只是处于某个由波函数描述的量子态上，其波函数描述电子在原子核周围各处存在的几率。因此电子既不在某个点上，也不在某条轨道上，而是近乎均匀地散布在空间。这个分布状态被形象地称作“电子云”。这对习惯于经典物理中的粒子世界的人是非常匪夷所思。


为了探测微观世界，科学家们陆续发明了各种各样的显微镜。我们通常看东西的可见光波长在几百个纳米范围，可以通过显微镜看到诸如细菌、细胞等微小物体，但对于几十纳米以下的结构就无能为力了。可见光之外的X射线以及电子束等的波长能达到纳米级甚至更低，可以用来探测物体的内部结构。这一类的显微镜利用的是波的反射、折射或衍射原理，能够推算出固体、液体及大分子内部原子之间的距离和角度，从而勾画出原子的排列图像。但它们看不到原子本身。

早在1930年代，科学家就发现可以利用另一种方式来观察物体的表面。通常，物体中的电子被原子核的吸引力束缚，除非获得很强的能量无法逃逸。当它们在诸如阴极射线管那样的被加热下作为射线逃出时，它们获得的能量已大大超过了它们原来在物体中的能量，从而无法通过它们获取物体表面的信息。这样的电子发射为“热发射”，即用热能来激发电子超出逃逸的壁垒。

神奇的量子力学提供了另一种逃逸的可能，即电子可以在没有获得超出壁垒的能量的情况下也能逃出，这个现象叫做“量子隧道”，就像电子没有翻山却挖了一条隧道通过壁垒一样。这样“冷发射”中逃出来的电子能量比较低，被探测后还可以顺藤摸瓜地反推出它的来源。1936年，德国物理学家穆勒（Erwin Muller）利用这个原理发明了第一个场效应显微镜，在超高真空中通过电场引发金属微小表面上电子冷发射，然后通过探测电子的分布还原出金属表面电子的分布（严格地说是电子能量或“功函数”的分布）。因为逃出的不是自由电子，而是束缚在一个个原子核周围的电子，这样的分布恰好就是原子本身的分布。在场效应显微镜的成像上，“原子”是一个个模糊的亮点。1955年，已经搬到美国的穆勒进一步发明了场离子显微镜，直接使失去了电子的原子，即离子，逃逸出来被探测到。这样还原出来的影像便直接就是原子在表面所处的位置，在照片中可以清晰地看到一个又一个规则排列着的原子。因此，穆勒常被称之为第一个看到原子的人。

场离子显微镜下观察到的原子排列。

场效应和场离子显微镜都只能在极小的探针头上的表面看到原子。近几十年发展成熟的扫描隧道显微镜（STM）和激光制冷技术则对看到和操纵原子上产生了突飞猛进的飞跃。采用这样的技术，今天科学家们不但可以看到平面上原子排列的清晰图像，还可以动手搬动单一的原子，把它们放到人们愿意它们去的地方。IBM公司就曾经因为人工制作了一个由单个原子排列出的IBM标志而轰动一时。

不过，这样看到的原子还只是原子作为一个整体的自身。能不能看到原子的内部结构和那神秘的电子云呢？

2009年，乌克兰的科学家第一次成功地直接看到了原子内部电子云的结构。他们利用最新技术把单个的碳原子排成一列，然后用精度极高的场效应显微镜观测单一原子。他们得到了下面的图像：

这里的原子不再只是一个亮亮的斑点，而开始呈现出内部的结构。左边的图像是处于基态（S)的电子云，就像一个球一样完全对称。右边那一个则是第一激发态（P)的电子云，像一只哑铃那样有两个极点。这正是教科书里常见的理论计算出的电子云的形状，现在我们能直接“看到”它们了。

最近（2013年5月），科学家又获得了进一步的突破，他们利用原子力显微镜（扫描隧道显微镜的改进型）不但能看到石墨烯中原子周围的电子云，而且还观察到原子之间形成化学键的变化过程。他们获得的图像再一次表明量子力学所描述的电子云和化学键是极其真实的存在。

（2009年9月19日初稿，2013年5月31日补充）


科普

一个物理学家的万米长跑和玻色-爱因斯坦凝聚

物理学家康奈尔（Eric Cornell）即使年轻时也不是什么运动健将，只能说是一个俊秀的文弱书生。他1961年出生时父母都是斯坦福大学的研究生，其后便在大学校园环境中长大。他是在人到中年之后才对跑步感兴趣的。他任职的科罗拉多（Colorado）大学所在的伯德市每年春夏之交举行著名的“大胆伯德”（Bolder Boulder）万米竞赛，他一年不拉地参加。几次跑下来，他发现可以达到一个不大不小的目标：让自己的万米长跑成绩（以分钟计算）低于自己的年龄。2004年之际，当时42岁的他跑出了50分47秒的成绩。那时他正值壮年，跑步成绩在提高，同时年龄也在增长，可以说达到他的目标是指年可待了。然而，就在那年十月份，他的命运发生了重大转折。

玻色-爱因斯坦凝聚

笔者认识康奈尔的时候大约是1990年代初。那时我还在物理学界做博士后，有个机会到意大利参加一次别致的学术会议。之所以别致，是因为其人员组成很有意思。会议规模不大，只有三四十人，却涵盖了物理学界几乎所有领域。从天体物理、高能物理到凝聚态均荟萃一堂。会议的主题是讨论玻色-爱因斯坦凝聚，或更确切地说，是在哪一个领域可以率先直接观察到这个奇特的物理现象。

还是在量子力学初具规模的1920年代初期，印度一位名不见经传的物理教师玻色（Satyendra Nath Bose）写了一篇论文，认为量子论中的光子与经典概念中的粒子不同：如果多个光子处在同样的量子态上，它们之间会没有区别、不可分辨。因此它们遵从一种特殊的统计分布。虽然玻色用他的新统计思想成功地推导出当时令所有人头疼的普朗克辐射定律，他的论据是如此地离经叛道以至于其论文被所有的科学期刊拒绝。无可奈何的玻色把论文直接寄给了爱因斯坦（Albert Einstein）寻求支持。爱因斯坦如获至宝，不仅亲自将玻色的论文从英文翻译成德文，推荐给当时最权威的德国物理杂志，而且自己还写了一篇论文推广了玻色的理论，要求同时发表。爱因斯坦认为玻色的新统计不仅适用于光子，而且适用于原子，是量子力学中所有粒子都应该遵从的统计规律。（当时还没有发现自旋和泡利不相容定律。量子世界中的粒子最终会被分成两类：符合上述统计的——自旋为零或整数的——玻色子和另一类自旋为分数值的费米子，后者遵从与玻色统计不同的费米统计。）

玻色统计最有意思的便是粒子的不可分辨特性。如果有大量的粒子处在同一个量子态上，这些粒子将不再是一个一个的单独粒子，而成为一个怪异的整体。有人把这个整体称作是“超原子”，但一般就直接叫作“玻色-爱因斯坦凝聚体”。在通常条件下，原子只有在气体状态时才可以忽略它们之间的相互作用而进行统计分析。但气体温度很高，原子按照其动能分布在不同的能量态上，并不能实现玻爱凝聚。一旦降温，气体变成液体乃至固体，其间相互作用显著，便失去了进行统计分析的前提。因此，玻色和爱因斯坦的这个预言提出70多年间虽然一直被高度重视，却也无法直接验证。

间接的证据却有很多。大家最为熟悉的是超导体：某些金属在一定温度之下可以在传导电流时没有任何阻抗。电流是通过电子的运动传导的，虽然电子自旋是分数，属于费米子，本来与波爱凝聚扯不上关系，但两个电子可以通过金属体内原子排成的晶格作用构成一个“电子对”。这样的电子对的总体自旋或者为零（两个电子的自旋相互抵消）或者为一（相互叠加）都是整数，因此为玻色子。在低温下，大量的电子对进入波爱凝聚状态成为一个整体，便是实现无阻尼的超导现象的内在根源。但这样的电子对并不是能够直接观测的实体——形成电子对的两个电子之间的实际距离往往比金属内电子之间的平均距离大很多。因此它在一定程度上只是一个数学模型，无法对波爱凝聚态做直接的观察研究。

与超导相类似的是液氦的超流现象。我们知道的所有元素在温度从高到低的降温过程中都会经历气态到液态到固态的状态变化，只有氦除外。氦原子之间的吸引力非常小，原子本身又非常轻，即使把温度降到接近物理上可能的最低温度——绝对零度（摄氏零下273度）——氦仍然呈现于液态。只有在这样的极低温时再施加很强的压力才能使得氦冻成固态。就在这接近绝对零度的极低温下，液氦会突然进入超流状态——其液体流动时没有任何粘滞阻力。通常所说的氦是原子数为4（氦-4）的玻色子，其超流相变的确很可能就是波爱凝聚的结果。但遗憾的是，液态的氦显然不是统计力学里喜欢采用的“理想气体”。虽然氦原子之间作用力极弱，但还远远不是没有相互作用，不能直接应用波爱统计理论。确实，对超流状态下的液氦做中子散射实验时发现其中处于波爱凝聚态的原子大概只占全部原子的百分之十左右，而这时几乎百分之百的液体都已经处于超流状态。（氦还有一种原子数为3的同位素，是费米子。氦-3也会进入超流状态，但需要比氦-4更低得多的温度。作为费米子的氦-3也是通过类似超导中的电子对那样的“配对”机制实现这个相变的。）

还有众多的更为间接的波爱凝聚范例。那个会议上最热门的是一位教授对半导体材料中某种激发子的测量，认为他观测到了激发子的波爱凝聚。激发子不是真正的物理实体，也属于数学模型。因此虽然其结果很有意思，却也没有被完全认可为对波爱凝聚的直接观察。而其他专家们更是百花齐放，从物理学各个领域阐述对这一神秘现象的探测。最有意思的一位宇宙学家，上来就说不明白你们这些人费这么大功夫在这里吵个啥。他们早就明确知道我们所赖以生存的宇宙本身就是一个波爱凝聚体。

但无论如何，对波爱凝聚最理想的观测状态还是近似于理想气体的稀薄气体状态，也就是需要在保持气态的情况下将气体降温到接近绝对零度的极低温。激光制冷便是为此设计的一个实验手段。

激光制冷

康奈尔那时和笔者一样是博士后，刚从麻省理工学院（MIT）毕业不久到科罗拉多大学工作。我们会上会下经常在一起。他个子不是很高，但瘦长清秀，非常健谈。在大学期间，他曾经花了近一年时间到中国大陆和台湾教英语并借机学习中文，试图以此为业。但所幸的是他最终还是回到了物理学领域。因为是小字辈，会议没有安排他发言。他所从事的激光制冷领域是由他原来在麻省理工学院的导师介绍的。因为大会上的介绍比较过于抽象，康奈尔在一次吃饭时间坐下来在一张餐巾纸上画了个简图，专门给笔者开了个小灶。

在通常情况下，热量是通过传导、对流、蒸发和辐射等手段传输。让一个物体降温便需要将其所含有的热量传输出来。当物体的温度降到一定程度，这些手段都会逐渐失去效用。对流是流体内部的热量传递，与降温关系不大。低温的物体几乎没有热辐射。蒸发虽然总是存在的，但蒸发在带走热量的同时会失去一部分已经降温的材料，因此不能作为降温的主要手段。传导更是不可能：在极低温的情况下，实验材料的温度比外围容器要低得多。传导只能导致其温度升高，因此需要避免或减小。在这样的条件下，激光制冷几乎成为唯一的途径。

激光是因为频率同一而聚集性能非常好的光束，可以将强大的能量集中在很小的地方。因此激光在工业界有很多应用途径，甚至可以制成武器摧毁敌方的导弹等目标。正因为如此，用激光来制冷似乎是南辕北辙。然而，激光制冷的原理也正在于激光传输能量的定向性和可调性——激光可以提供大量步调一致、特定频率的光子。

早先，玻尔（Niels Bohr）在构造其原子结构的经典模型时曾假设原子只能吸收和发射特定频率的光。爱因斯坦更进了一步，认为那是原子与带有特定能量的单个光子相互作用的结果，并据此奠定了量子世界中原子与光相互作用的机理——原子通过不断地吸收和发射光子与周围的电磁环境达到热平衡。但能够与原子实现相互作用的只是那些频率与原子能级跃迁共振的光子。也就是说，光子的频率必须与原子的两个状态之间能量差相同时才能被原子吸收或发射，其它频率的光子则只能与该原子“擦肩而过”。

也还是爱因斯坦首先指出，光子虽然质量为零，却仍然具有动量，其动量大小与能量一样取决于光的频率。当原子吸收光子时，除了得到光子的能量，还得到光子的动量。动量与能量不同的是它具有方向性，因此不是简单的相加。原子本身也在运动，如果光子从后面追上原子，被吸收后就像从后面推了原子一下，原子本身的速度会稍微增大一点。反之，如果同样的光子迎面撞上原子，原子受到阻碍，速度便会减低一点。因为原子的质量很大，从光子那里获得的动量几乎微不足道，所以速度的改变是微小的。然而集腋成裘，如果一个原子屡屡被光子迎面相撞而吸收，原子的速度便会逐步减小。因为速度正是其热运动的表现，速度的降低便意味着温度的下降。

不过原子本身的热运动是随机的。如果光子来自一个方向，有的原子会被迎面相撞，有点则就被从后面推上一把。这样有的被减速，有的则被加速，并不能达到整体的降温效果——除非原子只能吸收迎面来的光子而对后面追上来的光子置之不理。

恰巧的是，这也是能够做得到的。

学过中学物理的人都知道多普勒效应：如果一辆火车鸣笛开行，其到来时汽笛声会比较尖利，离去时汽笛声却会比较低沉。当然火车的汽笛本身并没有改变，但站台上的人听到的汽笛发出声音的频率却因为相对运动而改变了。光和声音一样具有波动性，也会产生多普勒效应。当原子与发光的光源有相对运动时，原子所“看到”的光子频率并不是光子的固有频率，而是因为原子与光源之间的相对运动而改变了的频率。原子“看到”的迎面而来的光子会因为原子朝向光源运动频率提高。反之，后面追来的光子频率则降低。这样，如果把作为光源的激光调整一下，使其发出的光子的频率并不与原子共振，而是比共振频率略低一些，但恰恰在与原子迎面相撞时因为多普勒效应正好与原子共振。反之，与原子同一方向运动的光子频率会因为多普勒效应更远离了共振频率。这样原子就会只吸收迎面而来的光子了。

当然，以上描述的是理想状况。实际上，原子本身的速度和光子的频率都有一定的分布，它们之间并不是绝对的是否能吸收，而是吸收的可能性大小不同。通过微调激光的频率，可以做到原子吸收迎面而来的光子的几率远大于吸收后面追来的光子的几率。这样，原子每吸收光子一次，便因为撞击而减速一次。长期积累，其速度越来越小，也就是温度越来越低。

原子吸收光子后会自发或受激发射出光子回到基态，这样才可能再度吸收光子。原子发射光子时会因为动量守恒而反弹，也会改变速度。如果发射的光子方向与原子运动方向一致，反弹的效果也是减速。反之则会令原子加速（变热）。因为发射光子时方向是随机的，其效果平均下来相互抵消，并不影响整体的降温效果。

在1990年代初期，激光制冷的技术已经有了十多年的历史。那时物理学家不仅能使用激光把原子的速度降得很低，还能“锁定”单个原子，用激光束控制它的运动，随心所欲地牵着其鼻子转悠。但在稀薄气体状态同时降温大量的原子令其发生波爱凝聚还是一个新课题。

康奈尔当时正在设计这样的一个装置。他准备用电磁场将大量铷原子以稀薄气体状态悬浮在空中，不与任何容器接触。然后用多束激光同时以计算好的角度照射，在各个方向都有光子去撞击中间的原子。这样，一个个原子的热运动速度被逐渐减慢。他的设计还可以在最后时刻“打开盖子”，让比较热的原子蒸发出去，这样剩下的原子便都是极低温的气体，正是实现玻爱凝聚的理想材料。

会议的最后一天是自由发言，与会者济济一堂，争先谈论会议中提出的一些热门话题。笔者注意到旁边的康奈尔坐立不安。他一会儿在纸上写着画着，一会儿低头默默地念念有词，跃跃欲试地想举手发言。但最后还是放弃了。通过激光制冷原子气体来达到波爱凝聚的想法也没有人在那会上认真提及。

人生变故

那次会议过去几年之后，笔者已经告别了学界开始IT打工生涯，与物理学渐行渐远了。1995年，康奈尔的大名上了新闻，他设计的实验获得了巨大成功，把铷原子冷却到了170纳度以下。那是人类所知的世界里从来没有达到过的低温，距离绝对零度只有1.7/10000000度的距离。在那个温度以下，他们观测到处于零动量附近的铷原子数目突然大幅增加，形成一个醒目的团体——正是人们等待了70来年的波爱凝聚体。当时，康奈尔年仅33岁，正值新婚燕尔。

这一成就是如此辉煌，仅仅6年以后，康奈尔和他的合作者卡尔·威曼（Carl Wieman）以及另一位同期实现了波爱凝聚的物理学家就荣获了2001年的诺贝尔物理学奖。（在这之前，朱棣文（Steven Chu）和另外两位物理学家已经于1997年因为在激光制冷技术上的贡献获得了诺贝尔奖。）

康奈尔获得诺贝尔奖时才刚刚人到中年，正是春风得意之时。但他不久却厄运临头。

三年后——也就是他在万米竞赛中跑出最好成绩的2004年——的一天，康奈尔突然觉得左肩膀疼痛难忍，不得不去医务室检查。那里的医生没发现什么问题，给了他一点止痛药和一个吊带，让他自己挂起胳膊、冰敷了事。第二天他痛得晕了过去，被送进急救室。找不到病因的医生不得不紧急实施手术切开他的肩膀，意外地发现里面大片的肌肉已经死亡。那是一种非常罕见的食肉细菌的杰作。对这种细菌的侵蚀没有治疗手段，唯一的办法是切除已经感染的部分以阻止进一步恶化。医生切除了他的左手臂，又进一步切除了肩关节，然后是切除锁骨和肩胛骨，才看见健康的肌肉。最后，他们还不得不从腿上切下健康的皮肤来缝合失去了整个肩膀的巨大伤口。但幸运的是，他的命保住了。

康奈尔手术后两个半星期才从昏迷中醒来。他几乎无法自主呼吸，不得不施行气管切开术。更不能自己坐起来。但他保持了乐观和坚强的精神，一步一步艰难地走上康复的道路。

虽则九死一生，康奈尔还是很快就回到了他的实验室，继续从事教学和科研工作。他的左臂不见了，整个身体失去了平衡而不得不很别扭地向右倾斜。但他还是没有忘记他的梦想。手术后才七个月，他便再一次出现在“大胆伯德”的跑步者行列里。只是他没能真的跑，而是陪同他当时8岁的女儿一起走下了那一万米的征途。他们总共花了2个小时。

三年之后，已经46岁的他又跑出了53分35秒的好成绩。下一年——2009年——他进步到52分43秒，又一次看到了实现梦想的希望。

但希望并不一定意味着成功。也许因为他的跑步姿势过于怪异——他说，如果我跑步的样子把别人吓着，那就让他们见鬼去吧——他的膝盖和脚跟陆续出现伤痛，成绩开始下降。2010年他的成绩是1小时5分51秒。

然而，2011年，49岁的他跑出了50分5秒，超越了过去的最好成绩。2012年，50岁的康奈尔成绩是49分41秒，一举实现了年轻时的目标。

他也没有就此满足。今年，2013年5月27日，51岁的他再次跑出49分47秒的成绩。


同时，物理学界对波爱凝聚的研究也在不断地取得进展。凝聚体不再局限于康奈尔的那少得可怜的铷原子气体。科学家们陆续用多种不同的原子气体实现了波爱凝聚。1999年，光子的波爱凝聚——玻色最初研究的粒子——也被观察到。2003年又实现了分子气体的波爱凝聚。其后不久，在由费米子构成的气体里也观测到了（通过“配对”机制实现的）波爱凝聚。这一历史悠久的理论预测已经成为物理世界的普遍现实。

(2011年7月24日初稿、2013年5月28日修改、补充）


科普、人物

负温度：颠倒了的物理世界

小孩子玩的游戏中有一种“反了的世界”，那里一切都是反着来的：说左边指的是右边，说对意味着错，说好则表示坏等等。这样颠倒了的世界并不仅仅是人们的想象，它们在物理世界中也存在着。比如大家可能听说过的反物质，它与相应的寻常物质在很多性质和行为上都是反着来的。

今年（2013）元旦刚过，德国物理学家斯奈德（Ulrich Schneider）便发布了一项新成就：实现了处于比绝对零度还低的“负温度”状态的气体。这个结果通过新闻界报道引发了对温度的好奇。其实，所谓的“负温度”并不是一项新发明，也不是不可思议的极低温。恰恰相反，那可以说是非常高的温度，以至于无法用通常的温度概念描述。这也是一个与经验相反的颠倒世界。


人类对温度的认识起始于日常生活中的体验：夏天很热、冬天很冷。日晒、火烤等可以使物质由冷变热。热的物体又可以通过接触等方式使冷的物体变热，同时自己变冷。温度便是物体冷热程度的一个度量。

初始的温度也就以大家熟悉的状态来衡量。我们沿用至今的摄氏温标和华氏温标都是早在18世纪就已发明的。前者将水结冰的状态定为0度，水沸腾为100度；后者则用水的冰点和人的体温做标度参照。这两种温标所表示的温度都只是相对性的，其数值本身没有意义。摄氏零度以下的“负温度”只是说比水结冰的温度还要低，在冬天很常见，并没有什么不寻常的地方。

19世纪中期，物理学家通过热力学研究逐渐认识到所谓的热其实是物质中分子或原子的运动，热的传导便是这种热运动能量的传递，而温度便是对该能量的度量。温度越高，分子热运动越激烈，而温度越低，热运动便趋于缓慢。由此推论，温度不是没有下限的——可以想象，在某一个极其寒冷的低温，所有的热运动都会停止，所有的原子分子都静止，这便是最低温度的极限，不可能存在比那更低的温度。

1848年，英国物理学家开尔文爵士（Lord Kelvin）据此提出一个更为科学的温标。所谓的开尔文温标实际上就是摄氏温标，只是重新标度了0度。开尔文温标的0度便是上述的温度极限——也就是“绝对零度”，相当于摄氏-273.15度。因此，水的冰点在开尔文温标中便成为273.15度，而水沸腾的温度则是开氏373.15度。

热力学研究还发现，不仅仅不存在绝对零度以下（负温度）的状态，绝对零度本身也是无法达到的。此后发现的量子力学之测不准原理更说明原子是不可能绝对静止，因此不可能存在处于绝对零度的系统。目前所知的最接近绝对零度的物质是在实验室里人为创造出来的。科学家通过激光制冷手段可以将处于气体状态的原子冷却到极低温，并因此实现玻色-爱因斯坦凝聚。2003年，麻省理工学院的实验室将钠原子降到450pK（1pK是10的负12次方开尔文度），是现在的最低温记录。


温度也是热平衡的标志。不同温度的物体放到一起，热的会变冷，冷的会变热，直到它们都有着同样的温度为止。但温度不是平衡态的唯一标志。两杯温度相同，但一杯染了红色一杯染了黄色的水接触后也会互相混合，直到颜色达到一致（橙色）为止。不同颜色的融和过程是一种从有序走向无序的过程。混合前两种颜色泾渭分明，混合后则一片均匀，失去了按颜色“站队”的秩序。

这两种走向平衡的过程都是所谓的“不可逆过程”。不同温度物体放一起会自动地达到同样温度，却不可能自动地恢复一头热一头冷状态；两种颜色的液体会自动混合，却绝不会自己回到分离的颜色情形。同样地，一杯水打翻在桌面上，水会自然地流散开，却不会聚拢回到杯子里，这也就是常说的“覆水难收”。

为了描述这种不可逆过程，德国物理学家克劳修斯（Rudolf Clausius）在1865年提出了一个叫做“熵”的概念。这个生僻的词在希腊文中的原意是“转变的方向”。克劳修斯指出，一个孤立系统会自发地向熵值增加的方向演变，而相反方向的过程必须通过外力帮忙才能实现。

后来的统计物理学研究为熵作出了更为清楚的定义：熵值描述的是系统在可能占有的微观状态上的分布程度。如果一个系统只占有小部分的状态，比如固体中分子只在固定的晶格点附近振动或者按照颜色站好队的水，它的熵值便比较低。反之，流体中分子可以完全自由运动；不同颜色融合后的分子间的分布组合也大大增加，其熵值也就比较高。


熵还为温度本身提供了一个更为严格的定义。因为热运动并不是系统唯一的能量来源，把温度简单地看作热能的衡量并不准确。物理系学中的温度是改变一个系统的熵所需要的能量。在不同的状态下，将一个系统的熵改变一定量时所需要的能量是不同的，而这正是系统温度的不同。

在我们日常的世界中，能量和熵的变化总是步调一致的，系统在获得能量的同时熵会增加。物体获得能量（热量）后会膨胀，扩大状态空间，甚至从固体融化成液体、进而蒸发为气体，这都是趋向无序的过程。反之，能量减少时熵亦会减小。这样得出的温度数值随状态变化虽然不同，却永远是正数，也就是绝对零度以上。

然而，在量子世界里，我们却可以遇到甚至构造出一些奇异的体系，与日常经验不符乃至相反。在经典世界里，随着能量的增加，系统中粒子动能会越来越大，没有止境。它们能占据的态也因此越来越多，更加无序，所以系统的熵会随着能量增加。

而量子世界中的粒子只能占据量子化的能量态。随着能量的增加，越来越多的粒子会进入高能量态。绝大多数的量子系统有着无止境的高能量态，粒子占据越多的高能量态，系统的熵越高。这与经典系统没有区别。的确，量子系统在高温条件下通常可以用经典物理描述。

但在非常特殊的情况下，人们可以设计出只存在有限能级的量子系统。在这样的系统中，粒子所能占据的能量态有限。能量增加的结果使得越来越多的粒子集中在最高的能级上。这样集中的结果是系统趋于有序，熵反而减少了。如果所有的粒子都集中在最高能级上，系统会变得完全有序，熵因此变成零——与所有粒子都集中在最低能量态的经典意义上的绝对零度情形一样，只是完全颠倒了。因为能量增加导致熵减少，按照“改变系统的熵所需要的能量”的定义，该系统的温度是负数！

这个意义上的负温度虽然匪夷所思，它其实是很早就被科学家认识的。它之所以稀有，是因为它在经典物理世界中不可能存在，在量子世界中也需要非常特殊的条件才可能。这样的负温度系统早在1951年就被物理学家在核子自旋系统中证实了。差不多同时，科学家发明了激光。他们选择合适的材料和条件，使得其中原子只有少数几个能级可供电子跃迁，然后输入能量将大量原子激发到其中的高能激发态，使得处于高能量态的原子多于基态。这样的原子体系便处于负温度状态。而这些原子步调一致地从激发态跃迁回基态时所付出的光子便成为激光束。

核自旋和激光系统都不是“纯粹”的负温度系统。它们只是在特定的自由度（自旋和原子能级）上实现了负温度，而原子本身所处的还是平常的正温度环境。今年德国物理学家所实现的突破便在于他们把一些经过激光制冷的原子通过调制整体地进入了负温度状态，这些原子完全处于负温度，不再另有正温度环境。但这样实现的状态非常不稳定，只能存活非常短暂的时间。


如果负温度系统接触到正温度系统是会发生什么样的现象？处于负温度状态的系统是不稳定的，会自发的释放能量。激光束正是这种能量释放的表现。它们接触到正温度系统时会自发地将能量传递给对方。正温度系统接收热量后能量和熵都会增加，温度增高。同时负温度系统在损失能量时（如果没有外来能量补充的话）熵也会增加，直到失去负温度状态。因此整个系统正像热力学定律所要求的那样向熵增加的方向演变。因为这个过程中能量（热量）是从负温度一方传向正温度一方，负温度并不比正温度更“冷”，而是比任何正温度还要“热”——这正是一个颠倒了的物理世界。

（2013年1月13日）


科普

对称性自发破缺与希格斯粒子

朋友们出去聚餐时有时候会遇到一点小尴尬：不知道自己座位边上的水杯或餐具是给自己还是旁座用的。但这点麻烦很容易解决，因为我们作为人类有自己做判断、决定的智力和与别人交流的能力。如果没有自主意识的自然界遇到了同样的问题，它是否也能找到解决方法？这个问题听起来匪夷所思，但正是这方面的研究导致了20世纪物理学最辉煌的成就——对称性自发破缺。

其实，早在14世纪，人类便开始思考这个问题。一个以法国哲学家让·布里丹（Jean Buridan）命名的“驴子悖论”设想有一头位于两堆草料之间的驴子。因为草料相对于驴子完全对称，驴子没有任何理由选择是吃左边还是右边的草料，最终只能眼睁睁地看着美味食品饿死。（“布里丹之驴”是作为道德和理性选择的困境提出的，但其根源在于对称性。）

在1950年代前后，物理学家在基本粒子领域里也遇到了同样的难题。但与哲学家不同的是，物理学家不会满足于思辨悖论本身的“奇妙”，而是寻求解决的途径。他们更感兴趣的问题是，假如驴子饿极了“冒昧”吃了左边（或右边）的草料，因此打破了原有的对称性，会发生什么样的情况？而这样的情形是否确实是在自然界发生着？

这一研究过程非常不顺利，很多物理学家在距离答案咫尺之遥时裹足不前痛失良机，最后的成功则是在走了大量的弯路后才取得的。在那之前，物理学界已经意识到对称性的重要性。一个能够描述自然界的理论必须保证做到“规范”对称，否则会导致发散，也就是得出荒唐的结果。但在规范对称的方程里，传递作用力的粒子质量必须是零，因此以光速传播，造成作用力是长距离的。这对于电磁相互作用天然吻合——该作用由无质量的光子传递。但核子的强、弱相互作用都是非常短距的，传递这些相互作用的粒子必然有质量，才会在短距离（时间）内衰变，不能将作用力传递很远。但几乎一切在规范场方程中引进质量的尝试都因为破坏了对称性而导致结果发散的失败而告终。


设想一张圆形的餐桌，沿着桌边为每个座位摆放了供人就餐的食品。假如座位和餐具摆放得精细，它会有一种非常优美的旋转对称性：我们如果从上而下俯视桌面，把桌子旋转一定角度后，所有座位、餐具均与原来位置重叠，就像没有旋转过一样。这便是旋转对称的一个表现形式。旋转便是这个例子中的“规范”，这张餐桌便具备了一种规范对称性。食客坐下后可以按部就班地享受自己面前的美味，不需要与邻座或他人打交道——相对于质量为零的规范粒子。

接着设想摆桌子的人正好把水杯放在两个座位的中间位置，这样并没有破坏原有的旋转对称性。但坐下来的食客发现自己左右各有一个水杯，却无法决定哪一个是为自己准备的——他们陷入了那头驴子的困境。如果就此不喝水的话显然不是一件很爽的事情。这在物理学的语言里叫做该系统没有处于能量最低的基态，因此具有一定的不稳定性，会自己找到并转换到更合适的基态。

如果餐桌上的食客都与那头驴一样犟，我们无疑会陷入僵局。但如果能有一个渴极了的家伙不顾社交礼仪，伸手去取右边的水杯。这个随机的动作会立刻解决桌上所有人的困境——大家都会随之看出自己右边的水杯是属于自己的，可以伸手取之。（如果那个人是左撇子，拿的是左手边的水杯，其他人也会跟着他取左边的水杯，结果是一样的。）这样，就餐的食客的行为突然与邻座相关了。

其实，这样的对称破缺在现实世界中比比皆是。一个放置在尖顶上的大球有可能平衡在针尖上面，但极其不稳定，总会自己滚下来，虽然该球本身没有依据选择往哪个方向滚。液体中的分子是均匀分布的，也就是具备完全的空间平移和旋转对称性。足够冷却之后，液体会突然凝固成固体，分子只能出现在特定的晶格点上，不再具备当初的对称性。液体与固体之间的这种变化叫做相变，而很多相变都会伴随着类似对称性的永久破缺。这一事实原先没有引起太大注意，因为在经典物理中并不存在理想的对称性。一丝微风的轻拂便能够为尖顶上的大球提供滚落的方向，而液体中的杂质和边界环境主宰了晶体结构形成的方式。微风、杂质、边界等等的存在表明这些系统本身并没有具备完全的对称性，而是早就已经破缺了。

后来，相变的研究进入了量子效应在宏观世界的表现，尤其是固体中的超导（也就是金属在低温时电阻突然消失的）现象。1957年，超导现象由一个被称作BCS理论的模型完全解释。后续的研究发现，BCS理论实际上就是规范场论的一种特殊形式，其中也包含了对称的破缺。更神奇的是，该理论中的对称破缺不依赖于杂质等外在因素的存在，而是系统本身完全自发的作为。这一发现令物理学家豁然开朗：原来我们的自然世界并不是一头蠢驴。


但规范场论的问题并没能因此解决。我们进一步想像一下那个餐桌上的人反应比较迟钝的情形。第一个人拿起水杯的动作首先被他身边的人注意到，他们也随之拿起（现在知道是）属于自己的杯子。这个行动再度影响他们的邻居而持续下去。这样在外人看来大家的动作并不是同时的，而是取水的行为像一个“波”一样从第一个人那里向外传播，直到所有人都拿起水杯。波动在相应的数学语言中代表一个“场”的存在。也就是说，我们发现了一个新的场，也相应地发现应该有一种新的粒子作为这个场的激发子。

如果就餐的人记忆不好，他们还可能一会儿用右边的水杯，一会儿用左边的水杯。只要大家不顾忌由此带来的卫生问题并保持步调一致的话，我们可以看到刚发现的这个粒子不断地出现和消失，却没有改变系统的状态。在物理模型中，不改变系统能量状态的粒子质量为零。这个零质量的新粒子初始是由物理学家南部（Yoichiro Nambu）和杰弗里·古德斯丁（Jeffrey Goldstein）通过数学推导发现的，被称为“古德斯丁玻色子”。古德斯丁还证明了在规范对称的理论中必须存在这样的玻色子。

问题是这样的粒子在我们这个现实世界中并不存在。古德斯丁的发现一度宣判了规范场论的死刑，尽管其理论本身很漂亮。其后几十年中的理论上的诸多突破（其中一些后来获得诺贝尔奖）在发表时都因此未能引起注意。


回到我们的餐桌上。现在设想餐桌很大，人很多。能够自作主张打破对称性取水的可能不止一个人。如果餐桌某处的“第一个人”取了右手的水杯，而另一处却有另一人取了左手的水杯，他们邻近的人分别随他们的选择行事，这样出现的两个波必然会在某些地方相遇，造成有人两边的水杯都被邻座取走没有水喝，而另有人却面对左右两杯水都属于自己的尴尬局面。这显然不爽，也就是我们没有能够到达所要的基态。

要解决这个不愉快的场面，餐桌上的人不能再保持绅士风度默默地取水。他们必须与他人商量，调换水杯。这样，原来的对称便完全被打破了，造成了一个局部的“混乱”。如果就餐的人足够理智，每一次混乱都是暂时的，很快便能平息。但如果他们不能吸取教训，这样的混乱便会此起彼伏，成为一个常规的现象。

乱却也有乱的好处。在数学上，原来井然的秩序对应于规范场论的那个重要特征：其中所有的粒子都是零质量的。被搅乱的情形则相当于这些粒子被迫与所处的环境发生作用，而在这过程中改变了自己的性质：它们的效应变成暂时的、短距的，也就是它们获得了质量。

那么，这个“混乱”本身又是什么呢？想像一下那个从尖顶上轰隆隆地滚下来的大球。如果底部并不是平面，而是一个凹槽，这球不会一下子停留在凹槽的底部，而是在底部附近的槽面上来回振荡。这和餐桌上的冲突使得系统不能实现能量最低的基态是同样的情形。这种在基态附近的振荡便是“混乱”的根源。而振荡本身也是一种波动，说明还存在有一个新的场，是这个场与规范粒子的相互作用而使后者获取了质量。这个场便是现在大家所听说的“希格斯场”，它相应的激发子便是那神秘的“希格斯粒子”。

希格斯粒子与规范粒子作用使其获取质量的同时也破坏了当初古德斯丁发现其定理的前提条件——在存在混乱的餐桌上不可能再有步调一致的取杯子动作，也就是说，那鬼魅一般的古德斯丁粒子其实的确并不存在。

希格斯场是在1960年代中期由多名物理学家几乎同时提出的。希格斯（Peter Higgs）本人并不是首先提出者。该场和粒子后来以他命名其实是一个历史的巧合或误会。但这一机制的提出，既解决了规范场论中粒子零质量的难题，也清除了子虚乌有的古德斯丁粒子，可谓一举两得，为后来的弱电统一理论以及一举统一弱、电磁和强相互作用的所谓“标准模型”奠定了坚实的基础。


“标准模型”的成功当然并不只在于上面描述的模型之自洽和漂亮，而是该理论可以精确预测其中诸多规范粒子的质量。过去几十年来，高能物理试验实际上便是在按图索骥，一个个地发现了所预测的粒子，一次次地证明该理论的正确和准确。就连因为质量最大而最难捕获的希格斯粒子本身也在今年7月被观测到（虽然尚未完全证实）。在这个重大发现之前，许多物理学家曾评论道，找到希格斯粒子并不稀奇，如果找不到才是稀奇。

这一系列实验证明，自然界的确能够自发地作出会导致对称破缺的选择，而这样的选择机制完全能够被智慧的人类所理解。这才是比“悖论”更为奇妙之所在。

也就是这样，在近10个世纪的哲学家盯着一头垂死的蠢驴苦思冥想之际，物理学家已经以不断地新发现将人类对自然的认知推进到新的境界。

（2012年9月17日）


科普

探求薛定谔之猫而得到的诺贝尔奖

近一个世纪以前，物理学家开始探索神奇的微观量子世界，相继发现了一些匪夷所思的现象。其中之一是波粒二相性，即微观粒子同时呈现粒子和波动的特性：它们可以同时在不同的地点出现，或同时占据不同的能量态。因为这样的行为与我们日常所熟悉的经典世界格格不入，这两个世界之间是否存在确定的分界线，又是如何相互影响的便成为一个难题。

为了解释这些新现象，丹麦物理学家尼尔斯·玻尔（Niels Bohr）等人在1920年代中期逐步发展出一套系统的理论：在纯粹量子世界中，粒子的状态完全由其波函数描述，波函数的平方值决定该粒子在某处出现的几率。我们对这个微观世界的观察和测量是通过经典世界的仪器进行的，只能测量到经典意义上的性质，而无法直接观测波函数及其演变。只有在对大量的重复实验结果做统计分析才能得到量子世界原有的几率发布。这便是量子力学的“哥本哈根诠释”。

比如一个具备放射性的原子会在某个时刻自发地放射出某种粒子而衰变成其它原子。我们在对大量同种原子的衰变过程观测后可以知道其衰变的速度（半衰期）。但对任何一个单个原子，我们只能知道它有一定几率会发生衰变，却无法确知它是否会在一个特定的时刻衰变。在量子理论中，这个原子处于一种“既衰变又没有衰变”的状态——其波函数是衰变态和未衰变态的叠加。两个态的相对比重决定其在该时刻发生（或不发生）衰变的几率。

而我们用经典世界的仪器观测这个原子时，在任何时刻都只能看到它或者尚未发生衰变，或者已经衰变了，无法看到所谓“既衰变又未衰变”的状态。在哥本哈根诠释中，这样的结果是经典世界和量子世界接触时的必然结果。量子世界的原子的波函数在被经典世界仪器观察时发生了“塌缩”：从原来的叠加态变成了其中的某一个态。而这个塌缩是瞬间完成的，其过程本身亦无法观测。

这个理论从一开始便引起许多著名物理学家的怀疑和挑战。1935年，说过“上帝不掷骰子”名言的爱因斯坦（Albert Einstein）便与同行一起设想了一个在这个诠释中可能出现超光速而破坏因果关系的假想实验（即EPR悖论）。其后不久，薛定谔（Erwin Schrodinger）在与爱因斯坦讨论后提出了一个更为简明的假想实验，也就是著名的“薛定谔之猫”：设想在一个封闭的箱子里有一只猫和一个放射性原子，原子衰变时放射出的粒子可以将箱子里的一个毒气瓶打开，将猫毒死。这样，原子是否衰变与猫的生死变得息息相关，成为统一状态。我们打开箱子时，猫可能死了（原子衰变了）也可能活着（原子尚未衰变）。然而无论是死是活都只是打开箱子观察的那一瞬间猫和原子波函数塌缩的结果。在那之前，猫与原子一起却是处于“既死又活”的状态中。

薛定谔这一假想实验的意义在于把量子世界的原子与经典世界的猫直接地栓到了一起，或者说两个世界的状态发生了耦合或“纠缠”。这使得哥本哈根诠释的前提——两个世界有着泾渭分明的行为——变得模糊可疑。如果说人们对量子世界中的奇特现象比较容易接受的话，没有人会认可经典世界的猫也能处于一种既死又活的荒唐状态。


当然，物理不是哲学的思辨。几十年来，物理学家在对此问题百思不得其解的同时更加致力于将这个假想实验付诸实施，在一些不同的领域实现了与薛定谔之猫等价的物理真实。这些努力中的两个突出例子便是2012年诺贝尔物理学奖的获奖工作。

诚然，我们现在还没法在一个箱子里存放单个的反射性原子并让其放射出的粒子打开一个有毒气的瓶子。（更何况那会激怒所有的爱猫人士和动物保护者。）所谓经典世界与量子世界的耦合或纠缠还只能在很小的尺度，也就是介于微观和宏观之间的“介观世界”（mesoscopic）中实现。

美国科罗拉多（Colorado）大学和国家标准与技术研究院的大卫·维因兰德（David Wineland）教授的研究组采用的是带正电的铍离子。他们通过激光制冷等手段把单个的铍离子“锁定”在一个电场势阱里，只允许它在势阱里做轻微的振动。由于铍原子质量相对较大，这样的振动基本上不具量子特征，相对于经典世界的“猫”。同时,铍离子中的电子在激光的激发下可以在两个邻近的能级之间跃迁，或被调制为处于同时具备两个能级的叠加态上，这便相当于量子世界的放射性原子。他们用一连串不同频率的激光“操纵”这个离子，先让它进入量子的叠加态，然后将这个叠加态与离子本身的振动耦合起来，便实现了经典和量子两个世界的“纠缠”。

法国巴黎高等师范学院的赛尔日·阿罗什（Serge Haroche）教授则反其道而行之。他们将少量的光子引入两面金属铌制成的镜子之间。在极低的温度下，光子与周围环境几乎没有作用，镜子因为成为超导体能够完全反射光子。这样，光子可以在两个镜子之间来回反射达100多微秒的时间不被吸收。它们在这相距大约3厘米的两个镜子之间的运动成为这个实验设计中的经典世界部分（猫）。同时，阿罗什让一个处于高激发态的铷原子穿过光子的路径。因为频率的差异，铷原子无法吸收该光子，但能在与光子的碰撞过程中与光子所处的态实现耦合或纠缠。当铷原子被调制成处于两个高激发态的叠加态时，光子与其纠缠后便成了薛定谔之猫。

这两个实验不仅能够制备出相当于薛定谔之猫的“经典”与量子世界的纠缠态，还可以对这种态进行动态的测量。测量的方式与制备本身相同。美国的实验用激光再次照射处于纠缠态的离子，而法国的实验则将另一个相同的铷原子送入光子的路径，获取纠缠态的数据。

阿罗什在法国的实验中还发现，他们那些处于纠缠态的光子并不稳定。因为镜子表面不是理想的反射面，某些光子会因为散射逃出。而即使有一个光子逃逸，都会令剩下的光子失去纠缠。在宏观世界中，一只真正的猫由无数的原子分子组成，几乎没有可能让它们保持在同一纠缠态上。因此，现实的薛定谔之猫大概是无法实现的。

但在这些实验中，阿罗什却发现通过改变制备和观测的两个铷原子进入光场的时间差，他们可以测量到光子失去纠缠的经过。在他们的实验中，叠加态的塌缩并不是哥本哈根诠释中所描述的“瞬时”作用，而是有一个明确的衰减过程。这种衰减在物理上叫做“去相关”过程，与瞬时的塌缩概念相对。类似的衰减过程也在维因兰德的离子实验中观测到。


维因兰德和阿罗什的实验都打破了原始的哥本哈根诠释为量子测量规定的条条框框。他们不仅在原子和光子作用的领域实现了等价于薛定谔之猫的场景，并通过对这些原子和光子的操纵得以直接研究这一状态的演化过程。因此，诺贝尔奖委员会认为他们做到了在此之前被认为是不可能的事情，打开了实验量子物理的一个崭新时代的大门。

（2012年10月16日）

科普

穿越时空的伽马射线

天上的星星数不清。虽然我们看到的夜空是黑暗的，那无数的星星正在不断地发出无数的光，其中只有微乎其微的光线能够到达地球。而星星发出的光也只有极少数被物质吸收。如果想像一下今天的宇宙已经有了100多亿年的历史，其中存在的光似乎是一个无法描述的浩瀚概念，连“天文数字”一词都显得苍白无力。

然而，今年11月1日，美国航空航天局（NASA）召开记者会宣布人类已经能够“看到”宇宙中全部的光，而且明确指出是宇宙创始以来“所有星星所发出过的所有的光”（the total amount of light from all of the stars that have ever shone）。

NASA采用的方法是接收来自宇宙深处的伽马射线，这些穿越了宇宙全部时空的信使不仅给我们带来所有光场的讯息，还带来了宇宙演化的历史记录，甚至还可能让我们得以窃探看不见的暗物质。

伽马射线和费米望远镜

伽马射线是上世纪初首先在镭原子的放射性实验中被发现的。科学家后来才知道那是一种能量非常高的光子，也是目前所知能量最高的光。因为其能量太高，伽马射线在介质中只能被吸收，不能像普通的光或电磁波那样发生折射和反射现象。能量比较低的伽马射线被吸收时会令原子电离产生光电效应，能量高的则会蜕变为正负电子对。它对人体有害，接触时需要用比较厚的重金属材料做保护。

除了放射性原子的衰变，伽马射线也会在大气层中因为闪电、雷雨或宇宙射线的激发产生。但其最大的来源还是天外的宇宙。好在地球的大气层是天然的屏障，来自天外的伽马射线基本上全在大气层中被吸收而不会损害地球生物的健康。

也正因为如此，观测宇宙射线中的伽马射线必须走出大气层，用高空气球或人造卫星转载专门的仪器测量。为此，NASA早在1991年便发射了一颗叫做“康普顿伽马射线观测站”的卫星，初步描绘出宇宙伽马射线来源的全景。2002年，NASA发射“费米伽马射线太空望远镜”卫星，携带更为先进的仪器取代已经失效坠毁的康普顿观测站。

“望远镜”只是一个俗称。因为伽马射线不能被反射或折射，也就不可能像望远镜那样聚焦。卫星上装载的两个探测仪都只是大面积的被动接收仪器，分别通过探测正负电子对和光电效应来辨别伽马射线，并能相当准确地还原射线的来源方向、时间和能量等参数。也正因为不需要定向聚集，它们可以同时接收大范围的信号。因此，该卫星每3小时绕行地球2周时便能将整个天幕扫描一次。这样不断地扫描的结果便能得到宇宙中几乎所有的伽马射线光源分布和它们随时间的演变。

宇宙中所有的光

自然，这个“望远镜”接收到的最亮的伽马射线来自我们地球所在的银河系，大部分产生于高能的带电宇宙射线与银河系中星际物质和光子的碰撞和作用。通过对这些伽马射线的分析可以得到那些星际物质、光和电磁场等分布的数据。

更有意思的是那些来自银河系之外遥远星空的伽马射线，从那里能够来到地球的伽马射线便少得多，带来的信息也尤其珍贵。在距离我们几十亿光年之外有着大量的星系，其中心是巨型黑洞。这些黑洞在吞噬其周围的星体物质时会向外发射以伽马射线为主的能量流。如果这个发射的方向正好对着地球，便能够被费米望远镜探测到。这样的黑洞在天文学上叫做“耀变体”（blazar）。虽然我们刚刚才接收到，这些伽马光子是在几十亿年前就已诞生，在那漫长的时间中穿越了浩瀚的距离才来到我们的门前。它们不仅仅带来了远古的信息，而且在征途上经历了宇宙几乎从初始到今天的种种变迁。

我们这个宇宙是在将近140亿年前的大爆炸中产生的。大爆炸4亿年后，早期的星球逐渐形成并开始发光。从那以后，越来越多的星球乃至星系不断地诞生和死亡，并不断地将自己的光线遍洒于宇宙空间。这些经过100多亿年间积累的光至今仍在浩茫的空间中徜徉，形成主要由可见光和紫外线构成所谓的“星系背景光”。因为地球附近星光环境的干扰，我们不可能直接观测到宇宙深处相对微弱的星系背景光。而那来自宇宙边缘耀变体的伽马射线便为我们提供了一个探测的途径。

伽马射线因为其高能量在宇宙空间几乎完全畅通无阻，所以能够来到地球附近。但它们之中的一些在途中也会偶尔与无处不在的星系背景光中的光子碰撞而衰变为一对正负电子，不再能抵达地球。NASA的研究计划锁定了150颗耀变体，长期跟踪它们向地球发射的伽马射线的强度。它们之中，距离地球比较近的耀变体的伽马射线强度较高，而那些真正处于宇宙边缘的遥远耀变体的伽马射线则需要精细测量才能辨识。这些数据的总和汇集了宇宙所有区域星系背景光的密度分布。也就是NASA所称的我们得以见识宇宙创生以来所有星星所发出过的所有的光。

图为NASA发布的整个宇宙伽马射线源分布图，中间明亮的部分是银河系射线源。绿色标明的那些点则是这项研究中采用的150个耀变体位置。

不仅如此，来自距离地球较近的伽马射线途中只穿过了近代宇宙所含有的背景光场，而来自遥远耀变体的射线则在那之前还经历了早期宇宙的背景光。通过对不同距离射线源数据的分析我们可以获得大爆炸后的宇宙早期星球及其发光的知识以及随时间而变的过程，为宇宙描绘出一份独特的演化历史。NASA科学家现在认为宇宙最初星球诞生的时间可能比以前所猜想的晚一些。而这些早期星球与现在的恒星也大为不同，它们主要有氢原子组成，比今天的星星更大、更热、更亮也更为短命。

暗物质

接近一个世纪以来，天文学家一直出于不同的原因怀疑宇宙中有我们看不见的物质存在。当代科学家根据现有的广义相对论计算得出的结论是我们现在所看到的星星、尘埃和气体等等只是宇宙中物质不到20%的部分，其余80%以上是尚未能观测到的所谓“暗物质”（Dark Matter）。暗物质有质量，能够影响星系的分布和运动，但本身不发光也不与光子发生作用，所以无法被人类观测到。

对暗物质的成分猜想很多，一个比较占主流的理论是它们由质量相对较大、但相互作用非常弱的某种粒子组成。这种粒子的英文名字有一个简单的缩写叫做“胆小鬼”（Weakly Interfacting Massive Particle——WIMP）。它们还有一点非常特别，就是它本身便是自己的反粒子。如果两个“胆小鬼”粒子相遇就会窝囊地自行湮灭，衰变为一对高能量的光子，即伽马射线。

如果这样发生的伽马射线不是极为罕见的话，费米卫星上的“望远镜”自然也应该能接收到其信号。的确，在对费米望远镜采集的数据分析中，科学家今年发现了一些异常、来路不明的伽马射线。但他们目前还没法确定这些信号是来自神秘的暗物质还是望远镜本身的故障。


2008年发射的费米望远镜设计寿命为5年，但希望能有10年的运行时间。目前它正值壮年，已经获得显著的新成果。而新一代的“望远镜”已经在设计之中，将能够直接观测星系背景光。更多的伽马射线探测资源也将加入对可能是暗物质射线源的研究。人类对宇宙的认识在继续推进着。

（2012年11月24日）


科普

与诺贝尔奖失之交臂的惠勒

2009是物理学家惠勒（John Wheeler）逝世一周年的纪念日，《今日物理》（Physics Today）杂志在2009年4月号发表了几篇回忆文章。惠勒不算是非常出名的物理学家，大家知道他可能出于两个原因，一个是他号称是“黑洞”这个名字的发明人（其实他不是，那是在他的一次讲座中一个听众即兴提出而被他认可的），再一个便是他是众所周知的费曼（Richard Feynman）的导师。

惠勒拿到博士学位时还不到二十二岁。那是1933年的事。与那时几乎所有的年轻物理学家一样，他不久便远走欧洲，拜师于哥本哈根的玻尔（Niels Bohr）门下。在那里他做了好几个很像样的工作，但都被玻尔觉得“只是有意思”而压下没有发表，只有一篇论文侥幸过关面世。惠勒回国后开始了他漫长而硕果累累的教学生涯。但战争也随之而至。

1939年1月，玻尔乘船远赴美国访问，在哥本哈根的码头上，弗里希赶来送行，在他的耳边悄悄地说了几句话。许多天以后，玻尔在纽约的码头上见到了前来迎接的费米和惠勒，便又分别地同他们耳语了几句。人类实现原子核裂变的消息就是这样飘洋过海的。（《今日物理》上另一篇文章说当时玻尔并未透露这个新闻，而是他一个学生擅自传给惠勒的。）在接下来的几个月里，玻尔和惠勒进行了一场著名的合作，奠定了原子核裂变的液滴模型，为后来研制原子弹打下了先期的理论基础。

费曼也就是在这期间成为惠勒在普林斯顿的学生的。惠勒当时着迷于正电子，因为突然醒悟到正电子不过是在时间里倒着跑的电子而激动不已，半夜三更跑到费曼宿舍把他叫起来神侃。若干年后，费曼把这个图像用箭头画出来，成了量子电动力学中不可或缺的费曼图。费曼的毕业论文也是惠勒当时的一个怪想法，把所有的东西都看成粒子，而把场的效应归结成“远程作用” （action at a distance）。即使是在拉斯阿拉莫斯造原子弹的期间，这师徒两人仍然忙里偷闲的发展这一怪异的东西，但没什么结果。又是若干年后，费曼终于看出奥妙，把这个原来是作为经典物理研究的东西套在量子世界，发展出一套叫做“路径积分”（path integral）的对量子物理的一个新表象。

二战打完后，惠勒再度跑到欧洲游学，以巴黎为基地并不时去哥本哈根拜会玻尔。每每作出成果便巴巴地献给玻尔审阅，却又一如既往地被玻尔压下。1949年的秋天，惠勒作出了对原子核非对称形状的解释，寄送玻尔后长达一年未见回音。在这个期间，惠勒收到了一个预印本，他在哥伦比亚大学的同行雨水（James Rainwater）已经作出了同样的理论。又是若干年后的1975年，雨水因这一工作获得诺贝尔奖。玻尔的儿子也在那年分享了这个荣誉。

素有绅士风度的惠勒无怨无悔，从来没有抱怨过玻尔一句，也未曾自我哀怜什么“擦肩而过”的伤感，只是偶尔会提醒自己的学生如果他们作出重要的发现应该立即发表，不要消极等待更多的成果。惠勒也没有太多时间反思——苏联的原子弹爆炸了，他赶回美国投入到老朋友泰勒（Edward Teller）主持的氢弹研究工作。

惠勒是在九十六岁高龄时去世的，他的本子上还留有九十五岁时写下的物理研究笔记。与其他著名物理学家相比，惠勒最突出的是他那些群星灿烂的学生们。《今日物理》做了一个统计，在普林斯顿（Princeton）施教期间，惠勒无论是在培养的研究生学位，其他学生对他的致谢，还是辅导本科生论文的数目上都远远超出了其他任何教授。他曾经说过，大学之所以需要有学生，纯粹是为了教授们能受到教育。

（2009年4月9日）


科普、人物

古老的阳光

对科学知识有一定了解的人都知道，我们抬头看到的太阳实际上是8分钟以前的太阳。这是因为我们是通过太阳发的光来看的，而光从太阳来到地球需要大约8分钟的时间。但如果追根问底，我们所看到的“阳光”，却远远不是8分钟以前产生的。其年龄其实非常久远，最低估计有1万年之久，甚至可能超过十几万年。

这是因为阳光并不是在太阳表面产生的。

人类很早就认识到地球上几乎所有的能量都来源于太阳光，但对太阳本身的能量来源却一直只能猜测。19世纪中叶，达尔文（Charles Darwin）的生物进化论受到的挑战之一便来自于对太阳年龄的推测。物理学家、现代温度测量标准的创立者开尔文勋爵（Lord Kelvin）认为太阳的能量主要来自引力，并根据热力学原理估计太阳的年龄为3千万年，远小于达尔文对生物进化过程大致需要3亿年的估计。这一冲突曾经让达尔文大为困惑，不得不在其《物种起源》最后一版中删除了有关进化时间的讨论。

但那时的开尔文勋爵不可能知道太阳的能量其实另有来源。这个直到1930年代在相对论质量和能量转换关系的建立和对核反应的认识才揭晓：在太阳内部，高温的质子（氢原子核）经过一连串的聚变反应产生氦原子核，并随之释放光子和中微子。这个过程与氢弹爆炸的原理相似，但在太阳或其它恒星中是一个可持续发生几亿年的稳定过程。我们看到的阳光便是处于可见光频率范围的光子。而根据这个理论推算，太阳的年龄已经有50亿年，远远大于地球上生物进化需要的时间。

现在知道，太阳中心的内核部分温度高达1千5百万摄氏度。正是这样的高温使得带正电的质子能够克服它们之间的排斥力实现聚变反应。而太阳表面温度相对低得多，“只有”5千摄氏度。因此，核反应完全是在内核区域进行的。然而，在那里发生的聚变所产生出的光子和中微子其后的经历却大相径庭。

中微子是否有质量目前尚有争议，但即使有的话在微观粒子中也属于微乎其微。如果中微子质量为零，那么它与光子一样是以光速运动的。（今年初有报告说探测到超光速的中微子，一度引起轰动，但后来被证实是仪器问题。）与光子不同的是，中微子与其它物质几乎不发生任何作用，无论在哪里都没有阻碍，畅通无阻。据估算太阳内核中产生的中微子只需要2秒多的时间便到达太阳表面。然后在8分钟左右来到地球。

同时产生的光子就没那么顺利。聚变所产生的光子起初是能量非常高的伽玛射线。太阳内部主要是有氢和氦组成的高温高密度气体，在那里面，光子平均走不到1毫米的距离就会与气体中的离子发生碰撞而改变方向，或者被吸收。被吸收的光子很快会被再度发射出来，而发射的方向又是随机的。这样，“寸步难行”的光子不断地被吸收和再发射，所走的路径便是漫无目的的四处流窜，需要经过长久的跋涉才能到达太阳表面而逃出来。而在这一过程中，光子的能量也有所下降，形成太阳光的光谱分布，包括我们肉眼能够看到的可见光以及红外、紫外线等。

光子从内核到太阳表面的这个过程可以用数学上的“醉汉行走”模型描述。但推算其所花的时间则需要知道太阳内部气体的密度和分布。目前的估算结果是在1万年至17万年之间。

因此，虽然同样来自太阳，我们在地球上探测到的中微子的确是8分钟之前的产物。而我们看到的阳光却不是这些中微子的兄弟，而是它们极为古老的祖辈。通过对直接来自太阳内核的中微子的测量，我们可以了解太阳中心的状态。而光子在太阳内部几万年的漫长旅途中早已失去了其出生地的特征。我们对太阳光的观测只能还原出太阳表面的影像和性质。在这个意义上，我们也可以说看到的阳光是8分钟以前的，尽管它们的实际年龄——或者说它们的祖先——要古老得多。


参考：

1. NASA科普文章 Ancient Sunlight

（2012年9月10日）


科普

美国的新年，大学橄榄球的节日

十二月十日，川普（Donald Trump）在组阁、谈判的百忙之中抽空来到巴尔的摩（Baltimore）市的球场，现场观看美国陆军学院（Military Academy）——也就是大名鼎鼎的西点（West Point）军校——和海军学院（Naval Academy）之间的橄榄球比赛。美国总统是五军总司令，经常会莅临这场球赛，与下一代的官兵同乐。川普尚未上任，是迄今为止第一个以候任总统身份出现在赛场的。川普自己年轻时是军校毕业，一直宣称对军人极为尊重，这次等不及上任便来鼓舞士气。

在这位未来统帅的关注下，陆军以21:17的比分战胜海军，结束了后者长达14年的赢球记录。赛后陆军官兵从看台上冲进球场，庆祝这一难得的胜利。

陆海军校大战是传统的压轴戏。随着这场球赛的结束，美国大学橄榄球三个多月的赛季暂时性落下帷幕。十二月份，球员和他们的球迷们都需要收一收心，回到课堂专心应付期末考试。但等不到圣诞节的来临，此起彼伏的季后杯赛（其实是“碗赛”）又会再度兴起，一直到新年之后，让大学生、校友球迷们再最后地疯狂一次。

美国的元旦，便是大学橄榄球的盛大节日。


美国的橄榄球运动历史悠久，最初便是在大学里起源的。1869年11月6日，新泽西（New Jersey）州的罗格斯大学（Rutgers）和邻近的普林斯顿大学（Princeton）举行了第一场校际橄榄球赛。那时的球以及玩法与现在所看到的不可同日而语，基本上是沿袭当时欧洲的类似游戏加上自己临时凑出来的一些土规则。东北部的耶鲁（Yale）、哈佛（Harvard）等老牌院校很快加入战团，一边更新规则一边切磋技艺，一项独特、崭新的体育竞技开始在美洲大陆成长起来。

由于旅行、经费等条件的限制，早期的球赛只是在比较邻近的学校之间举行，很少能出远门征战。二十世纪初，西海岸的洛杉矶（Los Angeles）市每年元旦玫瑰游行（Rose Parade）的组织者急需用钱，动起了举行一场跨区橄榄球赛的念头。他们出资邀请斯坦福（Stanford）大学代表西部、密歇根（Michigan）大学代表东部，在1902年元旦那天在洛杉矶市赛上一场，既是热闹又能卖门票筹款。

不料想那时密歇根大学校队正如日中天，打遍东部无对手。他们雄赳赳气昂昂地杀到西海岸，没两下就以49:0领先。实在招架不住的斯坦福在下半场便缴械投降，比赛没结束就弃权了。

西部人花了14年才缓过劲来，在1916年元旦举行了第二场“东西大战”，这次西部的华盛顿州立（Washington State）大学打败了远道而来的布朗（Brown）大学。此后，该项比赛每年元旦时举行，由玫瑰游行的组织者出钱邀请不同的队伍参赛。1923年，大型球场“玫瑰碗”（Rose Bowl）在洛杉矶落成（因为室外球场的形状像一只碗，美国的球场通常都被命名为“某某碗”），作为这项比赛的固定场地。该比赛本身也被称为玫瑰碗。

也是在1905-1910年间，美国大学橄榄球通过实战摸索，不再拘泥于欧洲橄榄球的原始套路而根本性地改变了进攻和防守的阵型，尤其是允许向前传球，打起来焕然一新。经过这场脱胎换骨，美式橄榄球很快在全国范围普及。尤其在传统的南方，更是为之疯狂，成为那里宗教的一部分——“星期天上教堂，星期六去球场。“（传统上，大学橄榄球赛全是在星期六举行。）

1930年代以后，南方的一些城市也效仿玫瑰碗办起了他们自己的新年比赛，比如迈阿密（Miami）市的“桔子碗”（Orange Bowl）、新奥尔良（New Orlens）市的“糖碗”（Suger Bowl）、德克萨斯（Texas）州的“太阳碗”（Sun Bowl）和“棉花碗”（Cotton Bowl）等等。每年赛季结束，这些“碗”的组织者便四处邀请球队在元旦那天决战。

电视转播在1950年代的出现更把橄榄球推向新的高潮。元旦从早到晚，一个又一个的碗赛在电视上连续播放，是橄榄球迷的最大节日。（如果像今年，元旦正好是星期天，这些碗赛会推迟到一月二日举行。把星期天让给职业队比赛。）

及至今天，美国已经有400多所大学拥有橄榄球队（橄榄球只有男子队，女子不参加这个“野蛮”的运动）。他们按照实力分为三个不同级别，水平最高的一级（Division 1 FBS）也有128所学校。而季后赛的“碗”也多达40多个。因为电视转播的需要，这么多碗赛无法全挤在元旦那天举行，便分布在圣诞节和元旦之后那两三个星期里，几乎天天有比赛。整个新年前后，都是大学橄榄球赛的盛会。


现代的大学橄榄球已经成为财大气粗的体育项目。球队包机长距离奔袭找合适的对手比赛轻而易举，不再受地理区域的限制。但这么多球队，如何决定孰强孰弱、谁是最后的冠军，却一直是个大难题。

橄榄球比赛规模庞大、时间长，对体能要求很强。这点与足球类似，赛完一场后大致需要一个星期的恢复时间。因此，三个多月的赛季每个队也就只能打十二、三场比赛，所能遇到的对手数量很有限。今天，基本上每个球队都属于某个根据地理区域组成的校际联盟。每个赛季联盟会安排每个学校在自己内部打8场左右的比赛，决出联盟冠军。其它时间由学校自行安排，在联盟外找对手。这样可以增加联盟之间的交流，也不至于让球迷年复一年地只能看与同样对手的球赛。

但即使这样，要在全国范围内评判球队的强弱依然很困难，因为没有直接相遇的球队难分伯仲，只能根据他们各自的战绩猜测。在大学橄榄球急速发展的半个多世纪中，这个可以说是美国最引人注目的比赛却一直无法产生正式的全国冠军。


早在1936年，美联社（Associated Press）便组织其各地报道橄榄球赛事的记者投票，按结果排出实力最强的25个校队。投票在每星期六球赛结束之后举行，星期天公布，就像音乐、图书界的排行榜一样成为大学橄榄球的成绩单。碗赛在新年结束后，最后一次的投票结果便是全年的最终排名，排名第一的学校被认可为“全国冠军”。

为了与美联社竞争，合众社（United Press International）只好另辟蹊径，在1950年搞了一个由各学校教练代表投票决定的排名。两个排名虽然排名结果大体相同，但其差异却突显了这种排名的主观、随意性。

1985年，麻省理工学院（MIT）的毕业生撒加林（Jeff Sagarin）开始使用计算机技术对每个队的成绩进行数据分析，不只是看他们的胜负记录，还综合考虑他们对手的成绩、不同球队与共同对手之间的记录、比赛是在主场还是客场、胜负比分差异等因素。他的程序所产生的排名可以涵盖所有的球队，而且在既定的算法之外不包含人为的主观影响。

继撒加林之后，又有一些类似的计算机排名出现，各自采用不同的标准和算法。这实际上是现代“大数据”分析方法的雏形。大学橄榄球因为球队众多、交集小，给他们提供了最早的用武之地。

但无论是专家还是程序，由排名产生冠军总会很尴尬。有些年份，一支球队技压群雄，明显高人一筹，在各个排名中都会名列前茅，被命名为全国冠军理所当然。但很多年份往往有两三支甚至更多的球队难分伯仲，谁被授予冠军都难以服众。堂堂的橄榄球赛因此沦为体操、跳水、花样滑冰一般为人诟病。

笔者的母校宾州州大（Penn State）就是一个特别“受气”的典型。这个学校在1887、1912、1968、1969、1973、1986、1994年赛季7次获得全胜的战绩，但只在1986年因为是唯一的全胜队伍才被投票选为冠军。其它6次全胜战绩却只能眼睁睁地看到别的学校获得桂冠。不过，宾州州大另外在1982年以只输一场的成绩被选为冠军。那年没有全胜的队，却也另有一所学校没有输过球、只平了一场但在投票结果中屈居第二，很不服气。

几十年来，球员、教练和球迷等要求举行季后淘汰赛（playoff），在赛场上决出冠军的呼声一直不绝，但持续遭遇强劲的阻力。一方面，大学不希望球员打太多场次比赛，认为那会影响学习；另一方面，季后淘汰赛必然会冲淡季后各“碗赛”的重要性和吸引力，各个碗赛组织者作为既得利益者而极力反对。

形势终究比人强。在几次折中、妥协的试验失败后，大学橄榄球赛终于在两年前（2014）有了一个有限的季后淘汰赛：每年赛季结束后，由一个13人组成的委员会选出他们认为最强的四个队进入淘汰赛，先分别举行两场半决赛，然后由胜者决赛产生冠军。今年的两场半决赛将在年底12月31日举行，而冠军赛则推后到1月9日。

这样一来，冠军队的资格基本上无可争议了。但哪四个队有资格进入决赛却还是非常主观的。在淘汰赛举行的这两三年里（今年比赛虽然尚未举行，四个队的选择已经作出。）排名第五、第六等无缘决赛的队伍都有一定理由很不服气。今年赛季结束，宾州州大爆出冷门，赢得所属“大十”（Big Ten）联盟的冠军，却因为总体成绩被委员会排为第五名与淘汰赛无缘。取而代之的居然就是他们的手下败将、没有取得联盟决赛资格的俄亥俄州大（Ohio State）。（不过宾州州大接受邀请，将出战历史最悠久的“玫瑰碗”，也不算太落魄。）


虽然冠军问题上一直不尽人意，美国的大学橄榄球在市场、热情上仍然无与伦比。全世界最大的球场，除了排名第一的是北朝鲜首都平壤的五一体育场之外，第二到第九都是美国大学的橄榄球场（依次为密歇根、宾州州大、俄亥俄州大……。这些球场还总是在扩建中，因此排列只是暂时的。）。这些球场都能容纳10万多观众，远远超过欧洲、南美的足球场或美国的职业橄榄球场。

大学橄榄球的拥趸除了校内的学生之外，还有众多的校友、家长等等。在橄榄球传统雄厚的学校，无论球场建多大也会一票难求。大凡球赛的日子，校友们会从全国各地赶回学校，与年轻的学生共享学校的骄傲。球场内，大学生占据了大半个球场，他们整场不停地高唱校歌、呼喊口号。加上庞大的学生乐队、啦啦队助兴。这是职业球赛所不可能拥有的热情。

更多的球迷还是在电视机前为自己的球队激动。过新年看球是很多家庭的传统节目，更是校友与母校感情交流的重要纽带。今年赛场上鹿死谁手，很快就要见分晓了。


米帝囧事

谁在看管米帝的足球？

11月，大家都热衷于美国总统大选时，美国的国家男子足球队开始了他们为2018年世界杯资格的最后一轮决赛。不料开场不利，先在主场输给宿敌墨西哥，再在客场被哥斯达黎加打得溃不成军。一时业界大哗，不几日，美国足球协会（United States Soccer Federation）宣布撤销主教练克林斯曼（Jurgen Klinsmann）的职务。

前美国男足主教练克林斯曼

男子足球并不发达的美国曾经多次聘请过外籍教练，包括曾经执教过中国队的米卢（Bora Milutinovic）。但克林斯曼可以说是第一个“明星”级教练。他年轻时是德国乃至世界的著名前锋，曾带领当时的西德队赢得1990年世界杯冠军。退休后，他改做教练，又在2006年率领一支非常年轻的德国队夺得世界杯季军，那支队伍的骨干后来在巴西赢得2014年世界杯。

如果说克林斯曼的名字在足球界家喻户晓的话，美国足协却异常低调。也只有在球迷鼓噪换教练或者出现什么重大问题时，新闻里才会出现足协的影子。即使是美国的一般球迷也搞不清楚国家队主教练的老板是谁。或者，是谁在看管美国的足球事业？

其实，虽然美国不属于传统的足球国家，美国足协早在1913年即已成立，与加拿大一起是国际足联在欧洲和南美之外最早的成员国。美国队参加了1930年第一届世界杯，以小组第一成绩出线，在半决赛中被淘汰。1934年第二届世界杯没有小组赛，美国队在第一轮即被淘汰。在此之后，美国队只是在1950年世界杯中以1:0战胜英国队而“震惊世界”了一下，其余无足挂齿。那之后漫长40年，美国队与世界杯无缘，再也未能出线。

1990年美国队侥幸得以重返世界杯，继而又主办了1994年世界杯，开始了现代的足球黄金时代。与此同时，女子足球崛起，美国女足从一开始便是世界强队，屡次夺冠，也大幅提高了足球在美国的群众基础。


与美国其它体育竞赛项目的管理方式一样，美国足协与政府无关，是一个纯粹民间非营利组织。足协的宗旨是在美国普及、推广和管理足球运动、组织各类国内和国际比赛、协助培训球员、教练、裁判和管理人员等等。足协内部设有四个相对独立的理事会（Council），分别负责青少年、成年、职业足球及运动员利益的事务。

足协的成员主要以团体为单位，揽括遍布全国各地的足球地方组织、竞赛联盟、协会以及球员、教练、裁判组织等，外加少数比较特殊的个人会员。每年一度，团体会员推选出自己的代表，与个人会员一起在足协代表大会上决定各项基本政策、规则修改、预算以及选举足协官员。

代表大会选举的官员其实只是主席和副主席各一人，任期四年。他们与各个理事会选出的官员、代表以及代表大会选出的独立代表一起组成董事会（Board of Directors），是足协的最高决策机构。通常情况下，比如国家队的教练的去留，基本上便由主席拍板，除非董事会反对。

这里最有意思的是足协的章程规定这些董事会官员不能从足协领工资，只能报销为足协工作时实际花费的差旅费（如果董事是运动员，他们在为国家队服役时从足协应得的薪酬不受此条限制）。因此这些董事，包括足协主席、副主席，都属于志愿人员。

现任足协主席古拉提（Sunil Gulati）5岁时随父母从印度移民到美国，从小一直喜欢踢球，在球场上毫无建树，但一直积极参与美国足协的活动。2006年，他在担任6年副主席后当选为足协主席，其后一直连任，至今已经三届、达十年之久。他本人是一位经济学家，拥有哥伦比亚大学的硕士学位，在几个商业公司里工作过，现为哥伦比亚大学的高级讲师。他开的体育经济学课尤其受欢迎，有报道说学生需要漏夜排队才能选上这门课。

美国足协主席古拉提

作为美国足协主席，古拉提也是国际足联的执行委员会成员，同时在中北美足联里起着举足轻重的作用。他曾经代表美国足协申办世界杯赛，并协助揭开了国际足联在举办权操作上的极度腐败，导致国际足联主席下台，一批官员被捕。

而他的这些活动都没有耽误他的本职工作。11月20日那个星期天，古拉提做出解雇克林斯曼的最后决定时还在哥伦比亚大学给学生补上了一堂经济课。第二天，他横跨美国大陆，从纽约飞到洛杉矶。先与克林斯曼谈话，通告他被解职的决定。然后又与当地的教练阿里纳（Bruce Arena）见面，洽谈聘请后者为美国男足新教练。星期二，他又飞回纽约，在哥伦比亚大学办公室里照常为他的学生答疑解惑。而同一时刻，新教练还在记者会上忙着回答记者的频繁提问。

当然，美国足协也不可能完全靠志愿者以业余时间的奉献维持。为此，董事会聘请有专职的执行长（CEO）和一些工作人员。他们是由足协发工资的职工，但他们只是为董事会承担日常事务的处理，没有决策权。


美国足协一年的预算大约1亿美元。收入主要来自四个部分：最多的是国家队和职业队（足协拥有一定的分成）比赛转播权和商业公司的赞助，大约4千7百万；其次是出售比赛门票和球衣等商品的收入，2千8百万；第三是球员、教练员、裁判等交纳的注册费、培训费用，再加上募捐活动，一共大约1千2百万。另外，欧洲、美洲许多球队喜欢到美国来打热身赛、友谊赛等，以扩展他们的市场。从这些比赛中，美国足协也能抽成大约5百万的收入。

如果赶上举办世界杯的年份，或者像今年美国主办了一次特别的南美、中北美洲联合的“美洲杯”（Copa America Centenario）赛，便又会有额外的收入。当然，参加世界杯赛的收入要看美国队的成绩。去年美国女子足球队夺得世界杯冠军，便为足协又赢得2百万美元的奖金。

作为自给自足的非营利组织，美国足协每年的收支大体平衡，属于运作比较规范、平稳的组织。他们在成年男女国家队的训练、比赛上花费将近4千万美元；在青少年的培养上——包括各年龄层的国家队和训练营、训练基地——投入近3千万。建立一个举国的训练体制是美国近年来比较重视的投资，也是希望在美国本土培养出一代世界级球员的梦想。不过这个投资规模还远远无法与欧洲足球强国相比。美国拔尖的青少年球员最渴望的还是被欧洲球队相中，签约“留学深造”。国家队的主力也基本上是由在（或曾经在）欧洲俱乐部效力的球员组成。

当然，美国的“足球从娃娃抓起”是真正的草根活动。每逢春秋两季，全国各地的公园、球场上都会出现大量的孩子在踢球。2014年，正式登记注册参加足球队的青少年超过3百万人。这些基本上都是由家长出钱、出力自行组织、管理的。足协在这里只是一个协调、后勤和啦啦队角色。这几百万球员中极其出类拔萃者才会引起足协注意而进入其培训系统。

同样因为资金的原因，美国国家队教练的工资相对也不是很高。2011年，克林斯曼的前任、国家男足主教练布莱德利（Bob Bradley）的年薪是80多万美元（45万基本工资外加35万奖金收入）。同年的国家女足主教练年薪则只有22万美元。克林斯曼的明星地位大大提高了男足教练的薪酬标准。当年古拉提曾几次有心聘任克林斯曼，皆因为报酬、权限等条件谈不拢而告终。2011年古拉提解雇布莱德利后，终于成功与克林斯曼签约，基本年薪一跃成为250万美元。

克林斯曼的高工资（现在一直在3百万上下）在美国一直被足球界媒体、球迷所诟病，因此对他所率领的国家队的表现尤其期待甚高。可是这几年男足的水平并没有明显提高。虽然在2014年世界杯“死亡之组”出线，但毫无悬念地败于第二轮。与前两任教练相比，克林斯曼没有带来他所津津乐道的新突破、新气象。反而在最近的出线战中，不仅连输两场而且打得毫无章法，最后溃不成军。所以高薪教练下课非常地理所当然。

接任克林斯曼的阿里纳是前国足教练“重操旧业”。他曾在2002年的世界杯上带领美国队打进四分之一决赛圈，是三十年代后的最好成绩。他的工资待遇尚未公布，但可以预料会比克林斯曼的低很多。

美国男足新教练阿里纳

足球在美国还依然只是一个第二流的群众性体育运动，地位处于橄榄球、篮球、棒球、冰球之下。但近二十年来，足球的人气有了明显的高涨。美国自己的职业男子足球大联盟（Major League Soccer）不仅摆脱了初期的财政窘境，而且正在高速扩展中。（相对而言，女子职业足球却一直没能找到市场。）女子国家队始终属于世界一流强队。男子也逐渐在自己的中北美洲奠定称霸位置，自1990年以来持续获得世界杯资格。这一切都是与美国足协的努力息息相关。也正是如此，古拉提得以长年连任足协主席职位而没有遭遇实质性的挑战。

虽然足协作为民间组织不受政府管辖，可以独立地实践自己的战略和决策。却也不是缺乏监督和制衡的。除了舆论、媒体之外，最近两年，足协相继受到在训练、比赛中因脑震荡受伤的球员和国家女足明星球员的集体诉讼。前者起诉足协对脑震荡掉以轻心、失职（美国橄榄球联盟NFL也遭遇同样的诉讼），后者则认为足协在男女球员为国家队服役时的薪酬差别很大，涉嫌性别歧视（详见《赢了世界杯后的美国女足为何不爽？》）。脑震荡的官司现在已经和解，足协同意修改规则，减少13岁以下孩子头球训练并禁止10岁以下孩子用头球。女足的官司则还在法庭审理中。

但足协的业绩中最引人注目的还是国家队的表现。今年奥运会上，美国女足出师不利，意外地没能进入半决赛。男足虽然在世界杯资格赛中先败两场，出线的把握依然很大。明年，希望新教练能带出一支新的男足队伍。

（12/4/2016）

米帝囧事

美国的选票长什么样？

经常有人好奇地询问美国的选票长什么样。其实这个问题没有标准的答案，因为美国的选举是由地方自主、分别举办的：联邦、州、郡以及学区、商业区等等各级政府的官员、议题都集中在一张选票上，因此每个选区的选票都有不同的内容。选票的形式也因地而异，采用不同的设计和技术手段。

2000年大选时因为布什（George W. Bush）和戈尔（Al Gore）的总统选举结果有争议，在佛罗里达（Florida）州进行了较大规模的人工查票，让全世界见识了一次当时美国选票设计上的落后和混乱，成为众人取笑对象。在那之后，全国各地都曾投资改进投票系统，技术上有了一定的标准化，但地方差距仍然很明显。

笔者所在的科罗拉多（Colorado）州今年是大选年第一次采取完全通讯投票制度。所有登记的选民都会提前通过邮局收到正式选票，自己在家填写好后在选举日之前到指定的投票点递交或者通过邮局寄达，不再采用现场投票机。这里就给大家看看笔者收到的选票所长的样子。

选票由笔者所在的道格拉斯郡寄来，其中的选票便是当地选区的选举内容。选票类似学校里的多项选择测验卷，选民在自己的选择项里将方框用笔涂黑。今年的选票有正反两面，一面是各级政府官员选举，另一面则是公投法案。

选票本身是无记名的。但邮寄（或投递）选票的信封背面有选民名字并要求投票人签名，以便统计、核查。收集到的选票用机器扫描计数汇总。选票本身会妥善存档，以备必要时人工复查。

选票正面第一部分是联邦（Federal）政府选举。

首先是总统选举人（Presidential Electors）的抉择，这是大选年的重头戏。美国总统是间接选举，选民推选选举人，然后他们投票选举总统。但现在选票上已经不再列举实际的选举人，而是直接以总统、副总统候选人的名字和他们所属的党派列出，以上次州长选举时所属党派的得票数目多少为序。

这次大选科罗拉多州一共有22对各党派及无党派候选人获得了上选票的资格。除了大家熟悉的民主党、共和党，以及自由主义党和绿党以外，还有一大堆五花八门的政党在参与。中国的读者可能会特别注意到其中包括“社会主义工人党”（Socialist Workers）、“社会主义和解放党”（Socialism and Liberation）和“美国社会主义党”（Socialist USA）等等。候选人名单的最后还有一栏供选民填写自己中意但不在名单上的候选人名字（Write-in）。

其次是联邦参议员（United States Senator）选择。今年科州的两位参议员只有一位面临选举（参议员任期六年，不是每次都选）。候选人中有一位中国成都市长大的华裔移民唐蓉（Lily Tang Williams）作为自由主义党候选人在挑战这个位置。

接着是联邦众议员（District 6 Representative to the 115th United States Congress）选择。每个选区只有一名众议员，任期两年，所以每次都会在选票上出现。


联邦选举之后，是州（State）政府官员的选举。科州州长任期是四年，但选举期与总统错开了。现任州长是两年前当选的，今年便没有州长选举。同样，今年笔者的选区也正好没有州议会参议员的选举。

今年有选举的是州教育委员会成员（State Board of Education Member）、科州大学董事会成员（Regent of the University of Colorado）、州议会众议员（State Representative）以及本区的检察官（District Attorney）。最后这个检察官只有一位候选人，没有挑战者。

州之下还有一个地方性的交通区（Regional Transportation District）官员选举。美国很多地方在需要修建地铁、轻轨、收费公路等等时往往设立这种特殊的地方组织，它们独立于政府，由涉及到利益的地区内公民选举出官员独立管理。

此后是郡（County）级政府。这次选票上有两个郡委员（相当于议员）选举项目。

最后是一系列法官选举。联邦政府的大法官是终身制，不由选民决定。但州一级的法官是需要定期经过选民认可的。从州最高法院（Colorado Supreme Court Justice）、高级法院（Colorado Court of Appeals Judge）到地方法院（District Court Judge），任期满了的法官需要得到大多数选民认可方可继续上任。他们不是互相竞选，而是各自由选民投赞成或反对票。


官员选举完了，选票的反面是全州范围的公投法案。今年格外地丰富，共有6项州宪法修正案和3项公投项目。宪法修正案和普通公投之间只有一些技术性的差别，实质效果相同，只要有多数选民同意便获得通过。美国联邦宪法很简要，只涉及联邦政府的组成和权限，极难修改，修正案很少也不常见。但州宪法往往杂乱无章，几乎每次选举都会有各种政策上的公投以宪法修正案的形式出现，这次科州的选举自然也不例外。

科罗拉多的公投项目既可以由州议会提出，也可以由公民组织征集签名。今年州议会提出了两项修正案，用英文字母标识：

修正案T是修改州宪法中的一处措词。当年内战之后联邦政府通过宪法第14修正案废除奴隶制，各州的宪法也都包含了类似的禁止奴役的条款。科州宪法规定“除了作为对依法判定的犯罪行为的惩罚，科州境内不允许任何奴隶或非志愿服务的存在”。现在州议会觉得前面这个前提不顺眼，有支持奴隶制的嫌疑，要通过这个修正案删除那前半句话。

修正案U则是对征税的一个小修改，允许某种租借国有土地赢利的小额合同免除州税。

公民自己提出的修正案和公投则以数字标识：

第69号修正案要在科州建立一个州营、统一的全民医疗保险系统，如果通过将是美国第一个全州范围内实行加拿大、欧洲式的医疗保险，取代联邦政府的“奥巴马保险”体系。（此前，佛蒙特（Vermont）州曾经通过类似法案，但因财政原因未能实行。）

第70号修正案试图增加科州的最低工资额。科州现行的最低工资是每小时8.31美元（联邦政府全国性最低工资是7.25美元，各州可以自定高于联邦的最低工资额）。这项公投如果通过，最低工资将逐年提高，在2020年时达到12美元。

71号修正案则是针对州宪法修正案本身的。州宪法规定任何议案只要能征集到一定数目的选民签名支持，就能上选票公投。这个新的修正案把规则改为必须在州内每个选区中分别征集到一定签名才能上选票。这样可以避免这个程序被城市周围选民集中的领域所垄断，增加修改宪法的难度以保护宪法的“纯洁性”。

72号修正案则是一项经济立案：要增加香烟销售税。目前每盒香烟（20颗）的售价里包括联邦销售税1.01美元，科州销售税0.84美元。这项修正案要把科州的税提高到2.59美元，多收的税款用于医疗研究、教育等公益项目。


在这些修正案之后还有三项独立的公投项目。

106号公投是要将“安乐死”合法化，允许绝症病人在一定条件下可以合法地获得药品结束自己的生命。

107、108号两项公投都是为了改变科罗拉多州总统初选的制度。科州采取党团会议（caucus）形式，今年年初，民主党和共和党的初选都出现了混乱，令很多选民不满，要求改革。这两个方案稍微不同，但都要求将初选改成选民投票制度（primary），并允许非党派选民临时决定参加某个党的初选。


最后，丹佛市附近地区还有一项公投（4B）决定是否继续征收特定的销售税以支持当地的科学和文化类公益活动。


以上，便是笔者选区今年大选所需决定的所有人选和法案。简简单单的一张选票，却隐含着不寻常的份量。


（10/26/2016）


米帝囧事

跑马拉松，你能战胜奥普拉吗？

炎热的夏季终于过去了，北半球迎来了秋高气爽的好日子。伴随着气温的变凉，大型室外体育竞赛，比如足球和橄榄球，相继拉开新赛季的序幕。相对不那么引人注意的是，群众性马拉松长跑竞赛此时也进入了高潮——每年九、十月份是世界各地举办马拉松比赛最热门的时间。

美国是马拉松比较普及的国家。在秋季的这两三个月里，每个周末都会有十几个正式的马拉松在各地城市或风景区里举行。仅在2015年10月份，美国各地就举行了122场赛事（全年712）。

规模最大、最出名的芝加哥马拉松、纽约马拉松以及在首都华盛顿特区举行的海军陆战队马拉松都会在这段时间登场。尽管这些赛事的参加名额均在四万人以上，但仍是一票难求。除了拥有傲人成绩的佼佼者，要参加比赛需要抽签，很多人历经多年亦未能“中奖”。

不过虽然著名，美国的这些赛事历史都不是太长，大多是1970年代才开始创建，而后经过二十来年才达到今天的盛况。1970年代，美国的几个长跑运动员相继赢得奥运会等国际马拉松冠军（那时候非洲的长跑尚未崛起），回国后成了大明星，又赶上当时开始出现健身风潮，遂引发了最初的群众性长跑热。及至1990年代，第二波长跑热兴起，源头却是一位与运动几乎无关的电视明星——奥普拉（Oprah Winfrey）。

奥普拉出生贫寒，是典型的黑人贫民区孩子。她母亲生她时还不到20岁，而她自己14岁时便怀了孕。这样的问题孩子在美国比比皆是，从小看大，被认为不会有什么好前途。但奥普拉不一样，她很小就展现出媒体才华，从高中起开始做电台播音员，以其磁性的声音逐渐在芝加哥发展起来。1980年代后期，在电视节目还是白人、男人的天下时，奥普拉独树一帜，在她自己的节目中关注日常生活和社会问题，吸引了大批家庭妇女的拥泵。到1990年代，她成为电视台白天节目中独一无二的明星，家喻户晓。

虽然在事业上一帆风顺，奥普拉个人生活却不那么理想。她更有着一般妇女的心病：体重。作为电视主持，奥普拉的体型几乎每天都展示在全世界面前，任人随意评头品足。奥普拉也在节目中很坦诚地谈论自己的体重、不幸的身世以及不顺利的感情经历对女性体重可能的负面影响。她尝试着各种减肥方式，观众也就一季又一季地关注着她体重的涨落。身高1米69的她最重时达到108公斤。

1993年，39岁的奥普拉在对各种减肥手段失去信心之后决定尝试长跑，既是要减肥，也是要实现年轻时立下的40岁前完成一次全程马拉松的愿望。她雇请了职业教练，完全投入地开始认真、刻苦的训练。几个月下来，她的体重减了20多公斤，并成功地以2小时16分跑完半程马拉松。

1994年，奥普拉再接再厉，以4小时29分20秒的成绩完成了著名的海军陆战队马拉松。她的成功引起了巨大的轰动，激发起大众对马拉松的好奇、热情和信心：看看奥普拉，如果她这样过去几乎从来不运动、身材超重的中年妇女能跑完马拉松，自己何不能试试？

除了极少数精英运动员追求的是冠军和奖金，绝大多数人跑马拉松是在与时间赛跑、与自己竞争。各人有着自己的目标，自己的里程碑。素质好的希望能达到波士顿马拉松的资格标准（BQ：Boston Qualifier），其他人可能试图打破4小时、3小时等关口。而对于新手来说，奥普拉这个几乎就是4个半小时关口的成绩是一个最为合适的目标——“战胜奥普拉！”（Beat Oprah）

奥普拉的壮举在1990年代后期为美国的群众性马拉松运动掀起新的高潮，一时间大型马拉松赛事人满为患，开始采取抽签报名。全国各地的中小城市也纷纷开始举办自己的马拉松比赛。二十多年后，奥普拉已经从主流电视节目退休去专职经营自己的媒体公司，影响力有所下降。她也早已不再跑步了，但由她带动起来的跑步热潮在美国尚未消退。据一个叫做“跑步中的美国”（Running USA）组织做的问卷调查，2015年美国有50万零9千人完成全程马拉松。2014年更多，超过55万，接近总人口的千分之二，创了历史记录。现在，美国人口中的千分之五至少跑完过一次全程马拉松。（当然，还有更多的人在跑半程马拉松。2013年，美国完成半程马拉松有将近2百万人。）

1970年代第一波长跑热时，跑马拉松的绝大部分是年轻男性。1995年后，受奥普拉的影响，女性参加的比例直线上涨：2015年的马拉松选手中，44%是女性。年龄分布也发生了变化：现在49%的参与者是40岁以上的中老年人。完成马拉松的平均成绩男子是4小时20分，女子是4小时45分——正好是“战胜奥普拉”的挑战所在。


群众性跑步热潮席卷了各行各业，自然也有很多影视明星、退休球星等投身，不时成为媒体新闻。但他们的影响都还没能超越奥普拉。

今年是大选年。美国的总统竞选旷日持久，有如一场马拉松。候选人们不仅需要政见、魅力等方面胜出，也需要像跑马拉松那样的耐力、计划和随时调整战略战术的能力。幸运的是，他们之中也不乏货真价实的马拉松好手。

1992年，老布什（George H. W. Bush）竞选连任失败，输给了克林顿（Bill Clinton）。当时协助他竞选的大儿子小布什（George W Bush）心情沮丧，决心要跑一次马拉松为自己励志。1993年，47岁的他在休斯顿跑出了3小时44分52秒的优秀成绩。七年之后，小布什重整旗鼓，自己竞选成功，成为美国“跑得最快的”总统。

克林顿也爱好跑步。他当总统时在白宫的南草坪上铺设了专用跑道，还经常带着保镖出其不意地在首都的大街上跑步，近距离接触平民。不过他没有参加过正式比赛。倒是他的搭档戈尔（Al Gore）在1997年49岁时以副总统之身参加了海军陆战队马拉松赛，成绩是4小时54分25秒。戈尔没能“战胜奥普拉”，他不仅马拉松上不如小布什，2000年在大选中也败在小布什手下。

2004年大选中，民主党副总统候选人爱德华兹（John Edwards）年轻时也是马拉松好手，曾三次参加海军陆战队马拉松，最好成绩是1983年的3小时30分18秒。2008年共和党推出女性佩林（Sarah Palin）为副总统候选人。她在中学、大学期间是篮球健将，2005年以3小时59分36秒成绩完成马拉松，破了4小时大关。当时她41岁，已经是四个孩子的母亲。2012年共和党副总统候选人阮恩（Paul Ryan）也跑过马拉松，成绩是4小时01分25秒。但在一次接受采访时他犯糊涂说自己曾跑进3小时之内，成为竞选中的笑柄。

近些年在总统竞选中活跃的共和党人哈科比（Mike Huckabee）曾经是一个大胖子。2003年他担任阿肯色州（Arkansas）州长时体重高达135公斤，被诊断出糖尿病。医生警告他如果不减肥的话，所剩寿命不会多于10年。通过节食和锻炼，哈科比成功地减肥50公斤，其后参加了一系列马拉松赛。他的最好成绩是2006年纽约马拉松，4小时33分39秒。但他的总统竞选却始终未能真正地冲出起跑线。

今年的大选比较怪异。两大党的总统候选人都是年近七旬的老人，而且没有爱好运动的历史，因此他们的健康屡屡成为竞选话题。两位副总统也属于不运动的乖乖孩。唯一可提的是共和党候选人川普（Donald Trump）的大女儿、幕僚伊万卡（Ivanka Trump）去年在纽约完成了一次半程马拉松。

长跑是比较容易开始、坚持的运动项目，不需要特别的装备、器械和场地，也不一定需要教练或队友，几乎随时随地都可以锻炼。参加大型马拉松比赛更是一种特别的经历，成千上万志同道合者，无论明星、精英、职业和业余选手，都在同一条线上起跑（虽然不一定同时起跑）。即使是最纯粹的菜鸟，也可能有机会与世界冠军同场竞技。何乐而不为也？

那么，如果你准备跑一次马拉松，会“战胜奥普拉”吗？

（09/27/2016）

米帝囧事

美国大选一人一票，但含金量各有不同

九月份第一个星期一是美国的劳工节，上班族可以过个长周末。传统上，这个节日标志着夏天的结束。孩子上学了，大人也收拾起度假、休闲的心情，回归日常生活。

如果碰上大选年，劳工节距离十一月初的正式投票日只剩下区区两个月。有些性急的州甚至在九月份就开始接受提前的通信投票。大选已经不再是大家看热闹的游戏，变得越来越真实。经过了漫长的初期选战的候选人们卯足了劲，进入最后的冲刺。选民们这时也开始认真地关注选情，斟酌自己的选择，掂量起手中的那一张选票的份量。

但不怎么为人所知的是，尽管美国宪法保证人人平等，选举总统时一人一票，每个人手上那一票的份量却并不相同。


美国联邦政府由初始的13个独立的州联合而设，故称为合众国。初衷只是统一外交和军事，对内只是在各州间协调，内政的主权基本上还是属于州政府。因此，联邦政府的组成和规则上需要充分考虑、照顾各州的独立性和利益平衡。国父们按这个思路创立了国会由按人口比例分配席位的众议院和每州无论大小都有两个席位的参议院组成的两院制，这样既可以代表多数人民主（众议院）又可以照顾到小州利益（参议院）。

总统也由各州推举而成，最初的方案就是由国会两院的全体议员选总统（类似欧洲的内阁制）。但美国人更希望建立三权分立体制，这个方案因为不能保证总统独立于议会而被放弃。折中的方案则是由各州自行推选出一些“选举人”，然后由这些选举人投票产生总统。也就是说让独立于议员之外的另一部分人来代替议员投票，每个州的选举人的数目便是该州的众议院和参议员人数总和。1961年后，首都华盛顿市所在的哥伦比亚特区也获得3个选举人名额加入总统选举，相当于一个小州，虽然他们没有正式的议员。

宪法没有具体规定这些选举人的产生过程，只限制了选举人不能由联邦政府官员担任。各州因此可以自行决定其政策。在建国初期，相当数量的州并没有专门举行民众选举，而是由州议会指定选举人参与总统大选，这样总统相当于由州议会间接选举。也有一些州则按选区像选举联邦议员一样投票选举总统选举人。这样产生的总统选举人相当于议会之外的“民意代表”，他们可以按照自己的意愿决定投哪位总统候选人的票。

内战之后，各州的总统选举逐渐都统一为由公民直接投票。为了迎合宪法的要求，每个总统候选人或其所属党派在选举前向州政府提交他们中意的选举人名单。选民投票时，选票上填写的不是总统候选人而是这些谁也不认识的总统选举人。直到20世纪以后，多数州才在选票上直接列上总统候选人的名字，而总统选举人的名单逐渐退化为不见光的幕后操作。但从技术上来说，选民投的票还不是直接选总统，而是选那些看不到名字的选举人。由他们十二月初再正式投票选出总统。

除了缅因（Maine）和内布拉斯卡（Nebraska）两个州以外，所有州都采用“赢者全赢”的方案：如果一个总统候选人（或他的选举人名单）在该州以多数票得胜，他的所有选举人便全都获胜，也就是说他获得该州的全部选举人票。缅因和内布拉斯卡两州则采用按选区分配的做法，候选人按照在州内各个选区的输赢分享该州的选举人名额。

选举人制度一直为人所诟病。这些莫名其妙的神秘选举人在选民和总统之间形成一道不必要的障碍，使得美国总统选举至少在形式上是间接选举而不是更民主的直接选举。不过问题更严重的是以州为单位“赢者全赢”计票方式加上选举人票数的分配方式，使得全民投票不再拥有“一人一票”的平等——不同地区的选民手中的选票有了不同的“含金量”。

那么，如何衡量一张选票的实际价值呢？这也不是一个简单的问题。


首先，选票价值的不平等来源于各州的选举人票数是州内联邦议会的参议员和众议员人数的总和,并不是完全按州的人口比例分配。

每个州无论大小都会得到相对于参议院名额的2张票。这显然让人数少的小州占了便宜。众议院的人数大致按人口比例分配，但总有“四舍五入”的差别。尤其是一个州无论人口多么少都至少要保证一个名额。这样，选举人名额大大地优惠人口少的小州、歧视大州。比如，人口最多的加利福尼亚（California）州3千9百万人共有55个选举人票，大约70万人一张票；而人口最少的怀俄明（Wyoming）州56万人就有3张选举人票，平均18万人就拥有一票。从这个角度看，怀俄明州公民手中选票的份量几乎是加州选民的4倍！

有人按照每个州的人口和选举人票数制作了一份美国各州选票比重地图，可以直观地看出各州选票权重的区别。其中颜色越深的州，比如怀俄明（WY），份量越大；颜色越浅的，比如加州（CA）、纽约州（NY）和佛罗里达州（FL），份量越小。


然而选票的价值并不一定是用选举人票代表性来衡量，更重要的可能会是一张选票对最后结果影响的大小。如果我们假设只有两位候选人，分别代表民主党和共和党。如果一个本来准备选共和党的选民临时变卦，投了民主党的票，这一决定是否能促成民主党反败为胜，完全改变原先的结果？如果这个可能性很大，则这张选票有极大的价值；反之，这张选票对结果没有影响，也就没有什么价值。

早期的美国选举其实并不像现在这样两党对立，有点你死我活的架势。那时候选民投哪个党的可能性相差不大。在这种情况下可以理想化地假设每个选民投票是随机的，可能选民主党也可能选共和党。这样的话，每个州的计票结果在统计意义上完全抵消，没有输赢。如果该州某一个人临时变卦，他的选票就会决定整个州的结果。

把这个极其简单的模型应用到美国的选举人制度中会看到，加州的一张选票可以左右55张选举人票，而怀俄明州的一张选票却只能决定3张。如果选举只在这两个州举行，那么加州的一张选票可以百分之百地决定最后结果，而怀俄明州的选票则完全不起作用，价值为零。当然美国有50个州，再加上首都华盛顿特区，大州这种决定性效应便不那么明显。但这个模型说明，选举人制可以优惠大州，与前面按人口比例衡量的结论正相反。这个模型所推演出来的是所谓“班扎夫影响指数”（Banzhaf Power Index）。


班扎夫指数的基础在于选民投票基本上是随机可变的，只有在这种情形下单独的一张选票才能够改变一个州乃至全国的结果。但是这个假设与今天的现实已经完全不符。很多选民的选举意向是早就决定了的，或者倾向共和党或者倾向民主党，一辈子也很少改变。这些都是两党的既有“铁票”。真正随机或摇摆的选民人数相对较少，但他们的摇摆却经常决定了选举的结果。

更重要的是，美国的大部分州在总统选举中也都有着明确的既定倾向。大州中的加利福尼亚、纽约（New York）、马萨诸塞（Massachusetts）是铁定的民主党根据地，其中民主党选民大大超过共和党。德克萨斯（Texas）和南部、中西部的一些中小规模的州则正相反，那里共和党选民远远超过民主党。前面提到的怀俄明便是共和党的铁票州。几乎可以说，这些州并不需要真正举行总统大选，结果都是可以准确预测的。换句话说，这些州里个别选民手中的选票无论是投给哪个党都改变不了该州的结果，几乎一钱不值。

反过来，选举的焦点便集中于俄亥俄（Ohio）、佛罗利达（Florida）、弗吉尼亚（Virginia）等一些所谓的“摇摆州”。这些州的特点是民主党和共和党选民人数大体相当，再加上有大量的中间派可能随时倒向某一方。这些州的选票的价值便大得惊人。2000年布什（George W Bush）和戈尔（Gore）的选战最后取决于佛罗里达州的几千张选票，反复核查并打了几场官司才确定布什胜出。2004年和2012年的大选则最后决胜于俄亥俄州。

这个结论与候选人的竞选战略完全相符。每到总统选举季节，大量的竞选资金和人力资源涌入为数很少的摇摆州，那里的电视、广播和报纸等媒体充斥候选人的广告，候选人和他们的代理人更是常来常往，到处集会，热闹非凡。对当地的经济也是一笔不小的刺激。而像加利福尼亚、纽约这样人口众多的州，候选人除了偶尔来找当地富人筹款之外几乎从不涉足。

今年的总统选举因为共和党中出了一个从不按牌理出牌、自己又不是传统的共和党人的川普（Donald Trump）做候选人，把历史既定的局势搅得有点乱。很多不应该是摇摆州的——比如犹他（Utah）、亚利桑那（Arizona）等——至少一度出现了摇摆倾向。川普和民主党候选人克林顿（Hillary Clinton）便经常来往于这些新战场。但他们出没最多的还是传统的摇摆州：俄亥俄、佛罗里达、宾夕法尼亚（Pennsylvania）……


也许有人会问，那么加州、怀俄明州这些“无关紧要”的地方投票率是否会很低呢？其实也不尽然。美国选举日投票时每个地方的选票都不一样，除了总统选举之外，还有该选区的联邦议员选举、州和地方官员选举以及大量的州宪法修正案、民意公投和地方法规投票。即使总统选举在这些州里没多大意思，其它这些选举项目往往会争议很大，促使选民踊跃投票。因此全国各地的投票率不相上下，都是60%左右。

选举人制度违背了“一人一票”的平等原则，使得美国公民手中的那一票出现不同的含金量。2000年，戈尔（Al Gore）赢得全国选民的多数票，却因为按州计票的选举人票数上落后于布什（George W Bush）而失去总统宝座。这些都是美国选举体制的不合理之处。当然，它也有一定的“好处”：首先它照顾了小州的利益，让小州的选民的声音得到一定放大不被大州的声音淹没。其次，以州为单位决定胜负缩小了对选举结果质疑的范畴。2000年选举结果饱含争议，以至于戈尔和布什在选票接近的佛罗利达州打了旷日持久的官司。该州不得不进行繁重的人工重新点票。那场争执虽然很大，却只局限于佛罗利达一个州。如果是对全民选举的票数有争议，则需要进行全国范围内的人工重新点票甚至重选，工程便会极为浩大了。

大选在即，如果你是美国公民，原则上来讲你无论在哪里都应该珍惜自己手上这神圣一票。但如果你碰巧住在摇摆州里，那么你更应该明白自己选票的超常份量。

（9/13/2016）

米帝囧事

丹佛：唯一曾经对奥运会说不的城市

当然，对奥运会说不的城市还有，毕竟只有少数城市正式申请过举办权。但美国的丹佛（Denver）市却是世界上唯一一个曾经获得了举办权又放弃的城市，而这个奇葩的过程是一次民意表达和民主程序的实践。

丹佛是科罗拉多州（Colorado）的首府，位于美国中西部高原。市中心的海拔正好1英里（1.6公里），因此号称“里高之城”（Mile High City）。市区西边不远就是纵贯南北的落基山脉（Rocky Mountain），美国东西方向交通的最大天然屏障，铁路和公路都依靠无数隧道和桥梁才得以通行。

中国一定年龄层的的读者可能知道美国的一位乡村歌手约翰·丹佛（John Denver）。他这个姓是自己改的，就是因为被这里的自然风景所折服，不但决定在此定居，而且干脆将地名用作了自己的大名。他创作、演唱了很多歌颂科罗拉多的歌曲，其中之一“落基山之嗨”（Rocky Mountain High）还曾被选作州歌。

丹佛的大山里只有少数农牧业，加上一些淘金年代留下的采矿小镇古董般的存活到现在。二战初期，美军组建了一支特别的“第十山地师”（10th Mountain Division），将他们派驻到磅礴的落基山里训练。这些军人自制、改进了各种滑雪工具，在大山里驰骋，成为雪地雄师。从1944年开始，他们进军欧洲，沿着阿尔卑斯山在意大利、德国、奥地利的诸多险峰上立下赫赫战功。

二战胜利后，第十山地师一度被取消番号，解甲归田。他们中的一部分人已经爱上了雄伟的落基山，相约回到这里，利用自己训练时掌握的技能在荒山上修建起一片又一片滑雪场。十几年之后，这里成为美国最著名的高山滑雪胜地，山峦中又多出了一个又一个度假村镇。


那时候滑雪旅游还只是富人的游戏，丹佛依然地处偏僻，没有什么知名度。为了改变这个局面，这里的一些热心人觉得可以利用地理优势，通过举办冬季奥运会来向全世界展现自己的风貌。从五十年代开始，他们就开始争取奥运会举办权。经过几次尝试后，他们把目标锁定在1976年的冬季奥运会。

美国是在1776年7月4日宣布独立的，那天便是合众国的生日。整整一个世纪之后，科罗拉多州在1876年正式加入美利坚，荣获“百年之州”（Centennial State）的昵称。因此，1976年是国家和州双喜之年，举办奥运会不啻为锦上添花，为这两个百年大庆喜上加喜。

这时候的科罗拉多也正在“崛起”之中。整个六十年代州长都致力于“推销科罗拉多”（Sell Colorado）行动，试图吸引全国各地乃至全世界的游客前来访问。约翰·丹佛的歌声也召唤了大批的年轻人来到这里。在那十年里，科罗拉多的人口急剧增长，几乎翻倍，也体现了这个州的蓬勃朝气。

丹佛申请举办权的努力是由州、市政府和民间人士协力合作的。1966年，州长召集了一些当地的银行家、企业主及名望人士组成了一个委员会。他们研究后发现，如果勤俭节约，充分利用现成设施，可以只花费1千6百万美元就能办一次冬季奥运会，而门票和电视转播等大约能带来近1千万的收入。这样，即使最差的情况也不过要求联邦和州两级政府出资不到1千万美元。美国奥委会批准了这个计划。（当时的1美元大致相当于今天7.4美元。）

随后，委员会制作了一本精美的宣传画册，拍摄了宣传电影，满世界奔波游说各级官员。功夫不负有心人，在花费了大约1百万美元之后，他们获得了国际奥委会的注意。经过三轮投票，丹佛最终战胜了瑞士的一个小城市，在1970年5月14日赢得1976年的冬季奥运会主办权。

不过，科罗拉多的人们很快就发现奥委会和他们自己都被忽悠了。

丹佛的滑雪场虽说不远，但那些高山离城市也有一些距离，开车需要两个多小时。而且只有一两条道路可通，冬季交通非常不便。（现在州际公路上的两个大隧道当时尚未开通。）丹佛的申请者知道奥委会不愿意运动员和观众有那么多的麻烦，他们许诺高山滑雪将在一座离丹佛很近的山上进行。那本宣传画册上有那座山的照片，山头上白雪皑皑。其实那雪景是照片洗印时画上去的——因为风大，那座山平时基本上没有积雪。真要在那里滑雪需要临时人工造雪，更不要说再专门修建索道、停车场等各种设施。

冬季奥运会还有一些不需要高山的项目，比如越野滑雪。丹佛一个郊区的居民看到设计图才发现其线路会穿过他们的后院，而一个射击项目会在紧挨着一所小学的空场上进行。更要命的是，当地也没有停车场，需要大量砍伐树木修建才能满足观众需求。组织者居然从来没有跟居民通过气，更别说征求他们的同意了。

预算很快也成了问题。为了省钱，他们计划把接待运动员的奥运村设在丹佛大学校园内，利用已有的学生宿舍。他们却没有预想到冬奥会期间并不是大学的假期，临时遣散大学生也需要一笔费用。那时候的奥运会还没有“商业化”，影响不大。尤其是冬季奥运会，参加的国家只有30多个，并没有太多人关心。电视台不仅没有打算付钱买转播权，反而要求主办方出1千万美元来资助他们的转播。


科罗拉多当时有一位名不见经传的年轻州议员兰姆（Dick Lamm）。他作为民主党人在这个共和党占绝对多数的州里很不得志。在参与州预算审计时他发现了问题，很快意识到以前举办奥运会的城市的预算都不靠谱，结果亏损很大。但更严重的是他觉得举办奥运会不仅会劳民伤财，而且将是破坏环境的大灾难。

土生土长的科罗拉多人习惯了地广人稀的世外桃源式生活，他们并不希望奥运会吸引更多外来者迁入。而已经被约翰·丹佛的歌声吸引来的年轻一代理想主义者在这个问题上也与他们取得了共识。他们都钟爱着这里的自然环境，不愿意看到更多的森林因为建设而被毁坏。于是，抗议的呼声此起彼伏。

丹佛的组织者焦头烂额，疲于应付。他们一再改变计划，把高山滑雪迁移到远处的高山，把越野赛迁移到另外的小镇。但这样的结果是赛场距离越来越远，花费急剧膨胀。原先准备的1千6百万美元预算先翻番到3千5百万，然后又再次翻番到7千7百万。反对方抓住这个数字大做文章，将其与奥运会年份联系在一起，谴责这是为了1976年花费76百万美元的挥霍。

组织者也没有退路，毕竟好不容易争取到的举办权无法放弃，那将是史无前例的。政府官员和当地的商人、名望联合起来形成了铁杆“体制派”，极力维护奥运会计划。兰姆则召集起一批与他一样三十来岁的年轻人组成民间抗议团队，向体制宣战。他们派人闯进国际奥委会的会议上递交几万人联署的请愿书，又在州议会里提交法案，千方百计地试图阻止奥运会的举行。这些努力都没能达到目的，他们不得不祭出杀手锏：诉诸于直接民主。

美国各州都有选民公投机制，只要能征集到一定数量的联署，就可以进行全民投票。1972年秋天，兰姆成功地征集到7万多签名，要求公投一项州宪法修正案：禁止州政府将任何纳税人的钱用于支持举办1976年奥运会。面临这一威胁，体制派很快筹集起17万美元试图挫败公投，只有区区2万多美元的草根组织则依赖大量的志愿人员拉选票。

1972年11月7日，大选投票。尼克松总统大举击败民主党挑战者获得连任。而科罗拉多市民更为欢欣鼓舞的是60%的选民投票通过了修正案，以压倒优势拒绝州政府用纳税人血汗举办奥运会。超过四分之三的科罗拉多选民投了票，创了投票率的历史记录。同时，丹佛市内的投票也断绝了市政府出资的可能。而美国联邦政府支持奥运会的款项是以州政府拨款为条件的。如果州政府不出钱，联邦政府也不能资助。

于是，丹佛奥运会一夜之间失去了纳税人所有可能的公款资助。

一星期以后，丹佛市不得不正式通知国际奥委会放弃举办权，成为历史上唯一一个对奥运会说不的城市。气急败坏的国际奥委会拒绝了丹佛邻近城市盐湖城（Salt Lake City）代办的请求，将举办权授予奥地利的一个小城市。那地方12年前刚刚举办过冬奥会，已有的设备可以重新启用。


伴随着丹佛的“背叛”，奥运会在1970年代走向低潮，进入危机期。举办城市花费巨大、债台高筑：1976年的加拿大蒙特利尔（Montreal）夏季奥运会总花费141亿加拿大元，亏损近10亿、1980年苏联莫斯科夏季奥运会花费135亿美元，亏损12亿、1980年美国普莱西德湖（Lake Placid）冬季奥运会花费1.7亿美元，亏损850万。蒙特利尔市成为奥运会的黑典型，该市后来花了整整30年时间才还清那时欠的债。相比之下，丹佛人民所斤斤计较的几千万预算实在是不足为道。

如此昂贵的财务负担终于令世界上各城市望而却步。加上1980年莫斯科奥运会遭到西方国家出于政治原因的抵制，1984年的夏季奥运会不再有城市争相要求举办，只剩下美国的洛杉矶市（Los Angeles）不战而胜。洛杉矶的组委会负责人尤伯罗斯（Peter Ueberroth）乘机实施深度改革，全面利用已有设施，拒绝大兴土木。他在出卖电视转播权的同时还拉拢了大规模的企业赞助，开辟了奥运会商业化的新思路。结果，洛杉矶奥运会虽然遭到了苏联及少数东欧国家的报复性抵制，仍然获得了巨大成功。中华人民共和国也在抵制了莫斯科奥运会之后第一次出现在奥运赛场。但最具历史意义的还是，洛杉矶奥运会彻底扭转了亏损，在花费4亿美元后竟盈利2.5亿美元。

奥运会本身也因为洛杉矶的成功重获新生，随着电视转播的扩张真正地成为一个举世瞩目的体育项目。依靠赞助商的后盾，后来的主办城市大多不再亏损而有盈余。奥运会举办权于是再度成为世界各地竞相争夺的特权。

科罗拉多的公民虽然成功地阻止了一届极可能让他们背上沉重债务的奥运会，但他们并没能实现保护自己一方世外桃源的梦想。在随后的几十年里，越来越多的人仍然持续不断涌入这个州，与1972年相比，今天的人口再次翻了一番，超过了5百万。高山上的滑雪营地不断增多、扩张。大批的森林地貌还是被新开辟的居民区所取代。尽管公路系统不断扩展，交通堵塞还是成了家常便饭。

新来的人口也改变了科罗拉多州的政治风貌，从铁杆的保守共和党票仓逐渐变“蓝”。在抵制奥运会中崭露头角的兰姆很快当选州长，当时他还不到四十岁。兰姆在州长位置上连任了三届，此后这个位置几乎完全被民主党人所垄断。

丹佛也不再籍籍无名，而是发展成有相当影响的大都市。尤其是在体育上，丹佛拥有所有项目的职业球队，冰球和橄榄球队均赢得过“世界”冠军。近年来，丹佛也举行了诸如滑雪世界杯等多项大型体育赛事。科罗拉多历来都会被评为美国最健康、最乐于运动的州。

至少一部分丹佛人从来没有放弃奥运会，他们维持着一个民间团体，每四年派代表团到奥运会观摩取经，时刻策划着再次申请举办权。但时过境迁，丹佛所面临的挑战不再是可能的亏损，而是其它更为财大气粗城市的竞争。今天的奥运会已经成为国际性的大商业运作：上一届冬季奥运会，俄国的索契市便动用了五百亿美元的预算，数倍于伦敦夏季奥运会。

仅仅是申请举办权，也需要大约2千5百万美元的投资。

虽然不一定会亏损，这样的大规模投资也不是一个城市的选民可以随意接受的。去年，美国东北部传统大都市波士顿（Boston）终于获得美国奥委会的认可，申办2024年夏季奥运会，但当地人效法丹佛组织起来反对，威胁要公投禁止政府拨款。民意测验发现举办奥运会的支持率一路下降到半数以下。他们不得不于2015年7月宣布放弃争取举办权。目前，洛杉矶市取代波士顿代表美国申请，试图第三次在该市举办奥运会。

而作为唯一拒绝过奥运会的丹佛，依然在观望中。

（8/29/2016）

米帝囧事

总统候选人的税表内外都有什么猫腻？

七月底，共和党、民主党相继开完了各自的全国代表大会，总统大选进入最后的决战期。共和党候选人川普（Donald Trump）在年初曾经许诺在大会前后公开他近年的税表，却尚未兑现。他的理由是税表正在被税务局审计，要等结束后才能公布。于是，围绕税表的又一轮政治攻击揭开序幕。

美国公民工作、投资等所有收入都需要向税务局报告，根据税法缴纳个人所得税。每年四月十五日是报税截止日期，在那天之前必须把上一年的收入、可免税减税的支出等填写统一的表格（1040表）送交国税局。实在不行也可以申请到一个延长期。这是美国几乎每个家庭每年必须履行的仪式，只有那些没有收入或收入太低不足以交税的才可以豁免。（收入低的其实也应该填税表，因为可以因此得到政府的一些福利补助。）

交税一般以家庭为单位，但一家人也可以选择账务分开。税表由自己填写，以自觉、信任为基础。税务局同时会从公司、银行、投资管理等部门收取相关信息与个人税表交叉核对，确认没有遗漏、错误。每年他们还会针对一些复杂、高收入、以及随机选取的税表进行专门的人工审计。如果被查出偷税漏税，不仅要补交税款和利息，还会课以高额罚款，甚至可能有牢狱之灾。

为了防止偷税漏税，税表要求填写的信息很细，包括了一个家庭主要的金钱往来数据和存款、投资情况。所以这也是个人最为隐私的文件，无论是政府机关还是帮助顾客填税表的会计师、服务机构都必须尽最大努力防止私人的税表信息外泄。


1967年，乔治·罗姆尼（George Romney）参与竞选总统。他别出心裁地公开了自己过去十二年的税表，表示君子坦荡荡，还说非如此才能赢得选民的信任。但是他并没能赢得共和党提名，输给了后来当选的尼克松（Richard Nixon）。尼克松当时没有公开他的税表。但在总统任内，他的税表被国税局职员恶意泄露，被发现他不但交税很少，还曾以“捐赠担任副总统期间的私人文件”为名为自己减免了高达57万美元的税，成为他的众多丑闻之一。

罗姆尼的高姿态和尼克松的教训逐渐形成一个“惯例”：竞选总统时应该公布自己的税表供选民监督，也成为政客之间互相攻击的得力武器——因为大多数候选人并不乐意公布自己的税表，总得经过一段扭扭捏捏，然后在压力下不得不屈从的过程。在上届选举中，罗姆尼开的这个先河就给他自己的儿子密特·罗姆尼（Mitt Romney）增添了不少头疼。


美国政府有一个联邦选举委员会（Federal Election Commission），专职管理有关选举的具体事宜。该委员会规定每个候选人需要提交一份个人财产申报单，列举大致的资产和收入。申报的每一项不需要准确的估价，只要在大概范围内即可，比如拥有一座房子价值在五十万到一百万美元之间，等等。只有这个申报单是参与竞选的正式要求，税表并不在其管辖范围之内。但由于这个财产申报项目很粗略，从中无法获得候选人确切的资产信息，几乎无人关注，大家非要看候选人的税表不可。

最不愿意公布税表的是一些商业大鳄。他们的财产关系复杂，不适合也不愿意随便公之于众。大部分商人因而远离政坛，保护自己和家族的隐私。当然，总统的宝座也是相当有吸引力的，于是也不乏事业有成者跃跃欲试，借自己的名声和财力试图过一把世界领袖的瘾。他们之中很多人浅尝辄止，在初选的初期便被淘汰或退出，没“来得及”公布税表，躲过了这一劫。

相对而言，长年在各级政府职位上服务、升迁的职业政客在这个问题上比较轻松。只要没有参与什么“歪门邪道”，他们的收入简单清楚，有利于公布出来要挟对手。但即便如此，因为涉及家庭隐私，他们也不是完全没有顾虑。

早年的里根（Ronald Reagan）个性倔犟，坚持维护其隐私，1980年在共和党初选时与布什（George H. W. Bush）打了一段嘴皮官司，最终还是屈于压力，公布了前一年的税表。2008年，希拉里·克林顿（Hillary Clinton）参加民主党总统初选，一直不愿意公布税表，遭到对手奥巴马（Barack Obama）连续不断的攻击，声称她丈夫卸任总统后的收入肯定有猫腻。克林顿最后也不得不公布了税表。

民主党候选人凯瑞（John Kerry）和共和党候选人麦凯恩（John McCain）两人都是职业政客，但都娶了资产雄厚的“富婆”妻子。为了从政、从商的便利，他们的税表是分开填的。两人公布起自己的税表来干净利落，但妻子的那一半税表则一直遮遮掩掩。在舆论压力下，麦肯的夫人最后公布了税表，而凯瑞的夫人只是提供了一个总结性的单子，粗略地交代其收入和纳税数目。早先，民主党的第一个女性副总统候选人费拉罗（Geraldine Ferraro）在1984年的大选中也遭遇了同样的难题，被整得焦头烂额。


无论如何，主要的候选人好歹还是公布了税表。他们有的公布了十几年，有的只有一两年；有的很详细，有的只公布了前几页而隐去了后面的细则。选民们从中又看到了什么有意思的信息呢？

其实税表也没多少可看的。在美国，报税如果不实被发现会是很大的罪过，因此一般人，尤其是公共人物或者容易遭到审计的富人，在税表上更是要中规中矩。目前公布的这么多候选人税表，还没有被发现有重大问题的。更多的是好奇心上的满足，大家关心的是候选人一年有多少收入？交了多少税？为公益、慈善又捐了多少钱？等等。

对收入的关注只是好奇。因为只要来路正常，收入多少与候选人的资格并没有什么关联。那么，多少收入交多少税是由税法决定的，为什么又会关心他们交了多少税呢？这是因为美国的税法复杂得近乎变态，不但根据收入的不同档次和类别有不同的税率，还设有好多五花八门的免税、减税项目，懂得门道的可以以各种途径将自己需要交的实际税率降得很低。一般来说，共和党候选人在这方面比较“理所当然”，因为他们主张政府减税，公民上交的税额越少越好。民主党人相反，他们主张政府应该多收税以保证社会公益，因此似乎自己应该积极多交税才对。事实上，民主党的一些候选人如凯瑞、桑德斯（Bernie Sanders）的实际税率也只有百分之十几，并没有自愿多交的倾向。当然，这也没有妨碍民主党人攻击“只”交了百分之十几的共和党候选人。

减低税额的一个办法是向慈善或公益组织捐款。美国政府鼓励民间的慈善行为，不惜以税款补贴。个人收入中捐献的部分可以完全免税，因此报税时需要详细列出捐款账目才得以享受这个福利。所以，从税表上能看出一个人捐款的数目，也就能在一定程度上推断该人有多大的“善心”以及他们所热衷的公益倾向。

总统候选人不是穷人，收入几乎都超过百万美元。他们也都会是一定程度上热心公益的人，所以他们的税表都包含了相当数量的捐款。今年初共和党的克鲁兹（Ted Cruz）公布的税表却让人大跌眼镜：他们家多年来捐款额一直不到收入的百分之一。克鲁兹是一个宗教背景非常浓厚的候选人，随时引用圣经格言作为其人生准则。西方宗教的传统是教徒应该拿出自己收入的十分之一来捐助教会和慈善事业（“什一奉献”）。克鲁兹不得公开不承认自己在这方面不合格，很难为情。同样因为捐献太少而脸红的还有前副总统切尼（Dick Chenny）、现任副总统拜登（Joe Biden）等。

但最囧的还属于克林顿夫妇。1986年，比尔·克林顿（Bill Clinton）是阿肯色州的州长，夫人希拉里·克林顿（Hillary Clinton）是当地最著名的律师行内的合伙人。两人当时还不算太富裕，却也收入不菲。该年的税表上比尔·克林顿亲笔列出他们捐给慈善组织“救世军”（Salvation Army）的礼物和估价：一条破了的裤子，75美元；一件大衣，100美元；六双袜子，9美元；三条内裤，6美元，等等。

自己淘汰了的衣物捐献给慈善组织也是美国的传统，但鲜有捐赠自己穿过的内衣裤的。堂堂州长还煞有介事地将其估价，未免小气之极。这份税表随着比尔·克林顿参与竞选总统而公开，引起举国上下一片哄笑。虽然克林顿夫妇并没有违反税法，国税局后来专门出台了政策，要求这样的捐献需要提供慈善组织的发票和估价所用的依据——感谢克林顿，纳税人在报税时又多出一道麻烦。

时过境迁，轮到希拉里·克林顿竞选总统的今天，他们夫妇已经是年收入几千万美元的巨富（收入大部分来自巡回演讲的酬金和书籍版税）。他们的捐款额也相应地变得很大，超过百万美元，但几乎全部捐款都是捐给由他们自己的家庭基金会。

公布的税表中除了有克鲁兹、克林顿这样供人茶余饭后消遣的小节以外，至今还未发现实质性的丑闻。尽管如此，政客和民间仍然坚持要看候选人的税表，仿佛非如此不能自证清白。而围绕着税表的政坛角斗，才是真正的“猫腻”所在。

上届大选中，始作俑者乔治·罗姆尼的儿子密特·罗姆尼迟迟没有公布自己的税表，引来大规模攻击。民主党参议院领袖瑞德（Harry Reid）信誓旦旦地宣布他有可靠的证据表明罗姆尼十年来从来没有交过税，是十足的逃税大王。瑞德的地位让人很难怀疑他会随口撒谎，于是一度猜测国税局可能暗地里把罗姆尼的税表记录泄露给了他——如果证实，这又会是美国政府一大丑闻。

罗姆尼后来终于公布了自己的税表，清楚表明他一直正常纳税。但民主党政客们和媒体又一致地抓住他实际税率比较低（14%）的“把柄”加以抨击，没有人追究瑞德毫无根据的指控。瑞德至今拒不道歉，还显得颇为理直气壮。

自己号称“巨富”的川普毕生都在商场摸爬滚打，其实业帝国异常庞大，当然不愿意随便公布税表。为了显示其税表的复杂，他倒是发布了一张报税时他在税表上签字的照片，桌上堆着的税表有好几尺高。川普从一开始就表明他的税表一直在被国税局审计之中，不宜公开，承诺审计结束后会公布。他原来估计会在全国大会期间，但没能兑现。于是四年前罗姆尼的遭遇再度重演：媒体、政客们大肆炒作，言之凿凿地指出川普不能公布税表的诸多“真实”原因：他从来没交过税、他没有什么捐款、他实际上没有自己声称的那么富有、他的公司运作中有很多违法勾当、他在俄国有秘密投资……

最有意思的是，今年在川普税表上起哄最起劲的便包括了四年前吃过苦头的罗姆尼。美国政坛之江湖险恶可以在此略见一斑：或是“谣言止于智者”在这里不适用，或是立场之下，本来就不存在什么智者。


米帝囧事

大选期间，美国政府公务员说话要多加小心

美国大选如火如荼之际，上周又爆出花絮：联邦政府的住房和城市发展部部长朱利安·卡斯特罗（Julian Castro）被联邦特别调查办公室（Office of Special Consel）发现在接受媒体采访时不小心触犯了法律。

现年41岁的卡斯特罗是民主党下一代的青年才俊。尤其因为他的拉丁裔出身，他一直被看作希拉里·克林顿可能的副总统候选人之一。但后者最终选择了一位更有政坛经验的参议员。

卡斯特罗是在今年四月份以部长身份接受雅虎记者采访的，采访内容是其所领导的住房和城市发展部的政府工作。但因为当时正处于党内初选的高潮，记者忍不住插问了一句有关克林顿的话题。

部长很小心翼翼地回答说，“那我得暂时把我作为政府部长的帽子摘下来，以个人身份来回答你这个问题……”随后他坦率地表述了他的看法，当然是对克林顿竞选的全力支持。

特别调查办公室经过调查对此做出结论说，虽然卡斯特罗很清楚地表明他回答这个问题时不是以部长的身份而只是陈述个人观点，他回答该问题时就座的背景是住房和城市发展部的官方公章的图像，而整个采访的其它部分都是以部长的身份进行的，因此他违反了“哈奇法案”（Hatch Act）。


早在1930年代，美国政府的公务员制度开始成型。那时的联邦政府在富兰克林·罗斯福总统的领导下急剧膨胀，大批的年轻公务员雄赳赳气昂昂地推行其“新政”的同时也极力宣传总统的政治理念。这情形引起了在野的共和党的不满和一些民主党有识之士的警惕。1939年，国会通过了这个哈奇法案，禁止联邦政府公务员利用职务之便从事竞选等政治性活动。

因为这个法律的因素，美国政界官员的言行被分成两类：“政策”（policy）性和“政治”（politics）性。前者是他们的本职工作，为政府和人民服务。后者则是增强或推广个人理念以及竞选等私人活动。二者水火不相容。

几十年来，这个法律大大限制了美国政府职员利用职位参政的自由，保证纳税人的钱不被政客用于结党营私。她甚至很具体地禁止公务员在上班时间、在政府办公室里、穿着官方制服时或使用政府车辆时参与竞选一类的政治活动。上班时也禁止佩戴任何竞选或其它政治性的徽章标志。这是为什么卡斯特罗的调查报告要专门提到他利用了部里的大印。

当然政府职员不是完全不能参加竞选，他们的言论自由和民主权利也不能被剥夺。只是他们必须在政府工作之外进行。为了遵从法律要求，总统在选举期间手下会有两个泾渭分明的班子：一个主管“政策”，在白宫协助总统执政的日常工作；另一个主管“政治”，就是通常所说的竞选班子。后者的费用完全由总统自己筹集的竞选捐款支付，自己找地方办公活动。总统的讲话、出访等等也会严格的界定为是“政策性”的还是“政治性”的，前者是正常的职务活动，但不能出现与竞选有关的言论和行为。后者则是竞选活动，不能动用纳税人公款。（出于安全保护考虑，总统参加竞选活动时可以使用空军一号等政府设备，但其全部费用必须由本人或竞选组织承担，替政府报销。）


上个竞选周期的2012年2月，卫生及公众服务部部长凯瑟琳·赛博露丝（Kathleen Sebelius）也着了这个道。她应邀出席一个人权运动组织的晚会并发表主题讲话，阐述其部门在这方面所作的工作。演讲中间她离开讲稿，即兴说了一句话：“非常重要的是我们要努力保证【奥巴马】总统获得连任、并在北卡罗来纳州选上一名民主党州长。”

这句看来只是出于她自己的感慨的话彻底改变了她的讲话、甚至她参与晚会的性质。大半年后，特别调查办公室便宣布他们认定赛博露丝的讲话违反了哈奇法案。卫生部不得不将她那次活动重新界定，不算是官方正式活动而是私人竞选。其全部旅程费用由赛博露丝本人承担，补交给政府。

卡斯特罗受的处罚比较轻一些，毕竟他已经很小心了。他和他的部属被责成重新接受有关哈奇法案的教育和培训。为了避嫌，奥巴马总统干脆完全禁止了政府部长在这星期召开的民主党全国会议上作演讲。


由国会通过的哈奇法案是针对政府执行部门的。但国会也给自己的议员制定了类似的限制，由国会的道德委员会负责。国会议员们在自己的本职工作之外需要花相当的时间为自己连任竞选筹款，但这些活动不能使用议会提供的办公设备。在过去没有手机的时代，衣冠楚楚的众议员、参议员们时常必须走出自己宽敞的办公室和国会大厦，穿过街道来到一处很不起眼的楼房，到里面挤在狭小的格子间里给自己的支持者打电话谋求资助和选票。现在有了手机稍微方便一些，但也还是需要离开政府办公楼才能用自己的手机、计算机等设备竞选。经常有人一不小心用了政府的设备或电邮地址发出筹款信件而被调查和惩治。也是2012年，密苏里州的一位参议员就因为在国会大厦的圆屋顶下接受电视节目采访时顺带提到自己的竞选网站，希望观众捐款而遇到麻烦。

在金钱横行的美国政界，这些法律规章下出现的一些案例常常会让人觉得实在是小题大做。但正是在这些小事上的认真保护了纳税人的利益不被政客随意侵占。而作为政府公务员，在政治问题上表达自己意见时更需要多加小心，确定自己说话时的身份。

（7/24/2016）


米帝囧事

贿赂和嫖妓中的“一手交钱一手交货”原则

2009年，55岁的麦克唐奈尔（Bob McDonnell）当选为弗吉尼亚州州长。他出生于军人家庭，本人大学毕业后即参军入伍，在服役期间通过夜校研修了商业管理硕士学位。退伍后他选择了从政，通过选举担任了14年州议员和3年州司法部长，之后登上州长宝座。

弗吉尼亚是一个摇摆州，稍微偏向民主党。作为共和党人的麦克唐奈尔在该州的胜出被看作当年该党的一个伟大胜利。他也理所当然地成为几年后竞选总统的热门人选之一。

麦克唐奈尔兢兢业业地担任了四年州长，颇有建树。弗吉尼亚州法律规定州长不得连任，就在他准备下台后去一所大学教书，同时准备下一步的政坛前程时，局势骤变，被揭发出受贿丑闻。结果他不仅与总统无缘，而且面临牢狱之灾。而他的困境不过是自己很不小心所造成的。

麦克唐奈尔夫妇有五个孩子。他夫人是家庭妇女，自己又一直在政府工作，因此家庭条件并不富裕。他就任州长时，家里已经在信用卡上欠下了几万美元的债务。他们试图投资房地产，也陷入困境。就职在即，夫人希望能穿得体面一点，不得不求助于当地的一位富裕商人威廉姆斯（Jonnie Williams）。后者出钱为她专门定制了一件华贵的夜礼服，由此得到在典礼上作为嘉宾坐在州长旁边的待遇。后来，威廉姆斯又在麦克唐奈尔夫人的请求下为她提供了五万美元贷款，为他们的房地产投资救急。然后又为麦克唐奈尔一个女儿的婚礼买了一万五千美元的单。除此之外，威廉姆斯还送给州长本人名贵手表、高尔夫球具球衣等礼物。

威廉姆斯当然也不纯粹是在为朋友两肋插刀。他是一家推销健康补充药物和化妆品公司的老板。通过他和州长一家的关系，他得以会见州政府高级官员，接洽由州政府出钱请州立大学专家为他们公司产品做质量研究和评估等等。

2014年1月，就在麦克唐奈尔卸任州长十几天后，他们夫妇俩被指控总共接受了威廉姆斯价值14万美元的礼物和贷款，为威廉姆斯的商业利益提供便利，因此犯了收受贿赂等罪行。

要说麦克唐奈尔夫妇也真够窝囊的。当州政府高官这么多年，闹了个几乎家徒四壁、债台高筑的凄惨相。而当州长四年，受贿也不过十几万美元，其中大约十万还是贷款。（具体数目有不同说法，法院后来裁决礼品价值被大幅高估）。事发后，麦克唐奈尔立即退还了几乎全部赃款，并为其不当行为向州民公开道歉。然而法律依然是无情的。

这个案子审判持续了大半年，其间爆出麦克唐奈尔夫妇不和、夫人与威廉姆斯关系暧昧等花絮，引起一些小报的起哄。9月4日，夫妇俩均被判定犯有腐败罪。2015年1月6日，麦克唐奈尔被判处两年徒刑，夫人后来也被判一年徒刑。

已经身败名裂的麦克唐奈尔当庭抚面痛哭，但并不服气。美国是法制国家，即使是贪官也能有找个说法的权利和途径。他便开始了上诉。被驳回后，案子最终进入了联邦最高法院的议程。2016年6月27日，最高法院八名大法官颇为罕见地取得一致意见：并没有足够证据表明麦克唐奈尔犯了罪，下级法院的判决遂被推翻。

那说好的受贿行为呢？

法律需要惩戒罪恶，但同时也需要甚至更需要保护无辜，避免“欲加之罪何患无辞”的局面。在官员受贿上，美国的法律规定必须存在肯定无疑的交换行为。这种交换在传统的拉丁语中叫做“quid pro quo”，直译是“这个换那个”，其实就是中文里常说的“一手交钱一手交货”。只有坐实了这样的交易，才能认定政府官员是收受了贿赂。

麦克唐奈尔自认他作为政府官员收受商人的贷款、礼物确实不妥。但即使是政府官员，他也可以有私人朋友，可以与朋友有金钱上的来往。而他在政府中帮助威廉姆斯的公司的需求是州长为州民服务的本职工作，是他为每一个公民都应该做的，与那些金钱往来没有直接关系。他并没有专门为威廉姆斯做份外的事情，因此他的问题应该属于道德失误而并非触犯法律。

最高法院的大法官们经过讨论，一致认可了他的立场。大法官们同意麦克唐奈尔的确没有在本职工作之外专门为威廉姆斯提供特别的服务。因此，如果说威廉姆斯的金钱是“quid”（“这个”）的话，麦克唐奈尔没有提供他这边的“quo”（“那个”）与之交换。也就是说，他收了钱但没有交货，因此不构成犯罪。

首席大法官罗伯兹（John Roberts）专门解释说，如果不这么严格界定，那么政府官员与朋友的任何来往都可能被看作“quid”，而同时他的任何本职工作行为都被看作“quo”，这样官员将无法在担任公职的同时仍然享有正常社交。当然他也没忘了谴责麦克唐奈尔行为之无耻，而法院能够判决的只是罪行而不是道德缺陷。


“一手交钱一手交货”本来是在没有信用的条件下作生意的基本规则，它在涉及金钱交易的法律条文上运用很多。除了官场上的贿赂以外，比较常见的还有卖淫或嫖娼的犯罪认定。

除了内华达州的少数几个偏僻地方，在美国卖淫是非法的。但尽管各地警方经常花大力气治理，卖淫行为还是随地可见，而且基本上公开进行。这便是因为确定卖淫犯罪是很困难的，必须满足同样的“一手交钱一手交货”条件。

卖淫被立法成为罪恶是美国现时社会道德的体现。但作为自由国家，法律不能限制太多。比如，一个人付钱给另一个人寻求陪伴、聊天等社交性服务是完全合法的，而如果在这样的聊天时“两情相悦”，“自然”地发生了性关系，那也是两个成年人之间的合法行为。在这样的情况下，付钱（quid）和性交（quo）没有构成直接的交易，不能看作卖淫。因此即使被警察抓了现行，也不能课之以罪。美国各地有很多公司或个人提供“陪伴”性服务（escort），他们公开做广告，合法做生意。即使警察对他们实际的服务项目心知肚明，却也束手无策。形形色色的“援交”、“包养”等关系也一样，可以大摇大摆地在网站上联系成交。

新闻报道中常看到中国警察扫黄时突击“淫窝”，只要看到有非婚男女衣衫不整、现场有避孕套等等就算是有了卖淫的“铁证”，可以当场拘捕。这样的执法手段在美国是行不通的。因为即使确实发生了性关系，也会有多种可能性，不能一概地认定是发生了卖淫行为——除非能够取得“quid pro quo”的证据。美国警察对付卖淫通常是采用“钓鱼”方式，即派遣便衣乔装妓女或嫖客，引人上钩。但他们也必须小心翼翼，想方设法让对方直接、明确地表达出付钱买春或收钱卖春的意愿，才能下手拘捕。老练的妓女和嫖客不会上这个当，只用隐晦、间接的语言接洽，警察便无可奈何。


最高法院对麦克唐奈尔的无罪判决引起一些下层警察、检察官“思想混乱”，抱怨说这为他们今后抓贪官设立了太大的障碍。的确，严格的“一手交钱一手交货”很难落实，毕竟官员、商人和老练的妓女、嫖客一样，在做这些肮脏交易时不会那么直截了当。然而，为了避免伤及无辜，法律也只能认可自己的局限。

妓女通常被公认为世界上最古老的职业，政客则经常被排在第二的位置。里根总统经常调侃说他发现这两个职业的工作极其相似。在收钱办事这一点上，他们所作所为的确完全相同。而在法律面前，他们是否犯了罪都遵循着同样的“一手交钱一手交货”原则，或者说，享受着同样的漏洞。

（7/16/2016）


米帝囧事

地位尴尬的众议院议长

6月22日，74岁高龄的前众议院议长丹尼斯·海斯特（Dennis Hastert）自己推着轮椅来到明尼苏达州的一所监狱报到。他将在那里服15个月的刑期，成为因刑事罪进监狱服刑的最高级别政府官员。

海斯特是从议长位置退休几年后才被揭露他三十多年前担任中学教师和摔跤队教练时曾经性侵过好几名运动队里的男学生。为了掩盖他的罪行，他多年来一直付钱给其中一名受害人换取他保持沉默。这些“封口费”开支达到几百万美元，引起了联邦调查局的注意，从而揭开了这一历史黑幕。因为年代久远，性侵罪已经无法追究。海斯特被起诉违反金融管制、秘密转钱、误导联邦调查局等比较轻微的罪状而被判刑15月，另加两年监视居住和25万美元罚款。

海斯特的罪行已经暴露了一年，他的案件和判刑并没有引起太多注意。事实上，如果不是对美国政治运作非常关心，没有多少人知道众议院议长是谁，尤其是已经退休了好几年的前议长。


那么，这个议长又是级别多高的政府官员呢？

美国实行三权分立，不同政府机构相对独立、各谋其政，地位很难比较、排序。通常大家公认总统是最重要的位置，而总统如果遇难或不能视事时有一个严格的继位序列：副总统、众议院议长、参议院代理议长、国务卿、财政部长、国防部长……。也就是说，当总统和副总统同时遇难或不能供职时，美国总统将由众议院议长代理。从这个意义上，议长属于美国政府第三号人物，非常显赫。

不过这个位居第三的大官却从来没有什么知名度，还不如排在后面那些部长。美国众议院由全国各地选举出来的议员组成，这些议员然后选举出议长。虽然宪法没有明确规定，议员们推选出来的议长自然是他们之中的一员，而且总是众议院中占多数的党派的领袖人物。

在议会里，议长的权责可以说是不大不小。原则上来说，议长只是负责协调众议院的日常工作，代表整个众议院的立场和利益。但实际上，议长是议会党派斗争的焦点，他们利用自己的位置可以控制议会的议程、预算等等，为自己的党服务。同时他们也会利用这个特权为自己的选区多占便宜，进一步巩固自己竞选连任的地位。


由于议长本身是众议员，代表的其实只是自己选区的选民。众议院现在有435名议员，也就是说全国共有435个选区。议员的名额是根据各州人口按比例分配的，各州再按人口分布划分选区。这样选举出来的议员形形色色，富有代表性，但同时也不具备全国性的知名度。只有很少的议员能够通过自己的政绩获得比较大的名声。

众议员每届任期只有两年，但可以连选连任，没有限制。有些选区选民成分比较杂，投票倾向随政治“大气候”摇摆，他们的议员便经常更换，一会儿共和党一会儿民主党，还可能有第三党或非党派独立代表。但也有一些选区选民成分非常一致，是共和党或民主党的铁票票仓。这些选区的议员只要自己不出什么大纰漏，几乎不会有什么实质性的挑战，可以连任十几年、甚至几十年。

这些铁票仓里出来的议员比其他议员具备很大优势。他们不需要为自己的连任花费太多资源，可以把时间和经费腾出来协助本党其他议员竞选，以此建立自己的人脉。他们也可以把精力更多地用在议会日常事务上，做更多的贡献。而他们连任的时间长，积累的经验也丰富，对议会的运作更为熟悉。这一切使得议会的领导职务一般都由这些稳定选区的议员担任。海斯特便担任了20年的众议员，其中最后8年为议长。

但也正因为长期缺乏选举时的竞争、考验和严格的选民监督，这些老牌议员常常会出现各种丑闻。1989年，接连担任了34年众议员、两年议长的德克萨斯州民主党议员赖特（Jim Wright）在一系列丑闻调查中不得不辞职，成为美国历史上第一个因为丑闻下台的议长。继任弗雷（Tom Foley）也是一个在众议院任职30年的民主党“老”议员。五年之后，他在选举中意外地被一个名不见经传的共和党新手击败，成为历史上第一个选举中落败的在任议长。

1994年的选举也是美国政坛的大地震。共和党人不仅赢得弗雷的席位，而且夺取了众议院的大多数，从而结束了民主党连续统治众议院长达40年的历史。共和党还同时夺取了参议院以及众多州一级议院的多数。

于是议长的席位转到共和党人手中，由在相继击败赖特、弗雷的争斗中立下汗马功劳并主导了1994年的“共和党革命”的金格里奇（Newt Gingrich）担任。金格里奇只当了四年议长，在任内发起多场政策攻势，与克林顿总统激烈抗衡，一度在舆论界和国事上取得与总统平起平坐甚至稍微超越的地位，是议长实际地位的巅峰时期。

但好景不长，金格里奇自己也很快卷入了丑闻，他被指控有几十项腐败问题，接受议院道德委员会调查。最后虽然只坐实了一项，他还是被议会加以“记大过”处分（reprimand）。这又是一个历史上的第一次——议长被记过。


两年后，共和党在选举中出人意料地丢失了几个众议院席位，该党议员们把满腔怒火发泄到金格里奇身上，发动“政变”促使他不得不辞职。而更出乎意料的是，这场变动引出了极其戏剧化的惊奇。

金格里奇任议长期间，与克林顿总统抗衡时曾不惜为财政分歧关闭政府，也算开了一个近代先例。（此后美国政府关闭已经不再算是奇事。）而克林顿正好又在这时爆出莱温斯基（Monica Lewinsky）性丑闻，在法庭上做了伪证。金格里奇率领众议院弹劾了总统（更是近代先例），但参议院审判后没有通过，克林顿保住了总统位置。

当时并不为人所知的是，金格里奇本人也在背着自己的妻子与助手“通奸”（后来他离婚与该助手结了婚），亦属“行为不检”。他因为政变辞职之后，共和党的议长人选是路易斯安娜州的利文斯顿（Bob Livingston），但就在他准备走马上任之际，却也阴沟翻船了。

美国一位著名色情杂志出版商弗林特（Larry Flynt）对国会针对克林顿性丑闻穷追猛打很是不满，他出巨资悬赏收集其他政府官员的不轨证据。果然，几位女性出面指出她们曾经是利文斯顿的情妇。具有很强宗教背景的利文斯顿身败名裂，道歉后辞职，从政界消失了。

震惊过后的共和党人只好另起炉灶，挑选出一位可靠的继任人。这位继任人上任后果然兢兢业业，领导众议院度过八年相对风平浪静的日子，直到告老退休，名至实归。没有人知道他其实才是一个真正的罪犯——海斯特。


虽然众议院议长距离总统只有“两个心跳”的距离，历史上还没有发生过总统和副总统同时遇难的事件，因此没有议长能够由此晋升总统宝座。更离奇的是，担任过众议院议长的政客也从来没有能够通过竞选担任总统。金格里奇隐身多年后曾经四年前出马竞选总统，但没能赢得党内提名。目前，他正全力支持川普竞选，被传言为可能的副总统人选之一。

现任议长瑞恩（Paul Ryan）自己曾经是共和党副总统候选人，也是被人看好的未来总统之一。他曾经为是否接受这个位置颇为踌躇，后来是为了党的利益勉为其难。他半认真地自嘲说，担任了这个职位，就是永远地放弃了当总统的梦想。

议长，就是这么一个尴尬的位置。

（6/25/2016）


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