在上一篇文章中,小编为您详细介绍了关于《小米logo和遨游云logo?电脑重装后logo咋改呢》相关知识。本篇中小编将再为您讲解标题我和春天有个约会要换主角了么?人类对自然科学的探索是否会因其自身的复杂而走向停滞。
换主角这电视剧拍了我也不看我和春天有个约会要换主角了么,之后就换主角,就不能搁置等他们康复在拍,拍爆破戏连防护措施都不做,是不是故意的啊,试拍⑦次都没事,正式拍就提前爆炸?缺德马桶台
关湖南卫视什么事啊,真是树大招风,人家只是投资方之①,没有直接责任和主要责任!这种意外主要是剧组的责任。你这种心理扭曲的人可以不看,有的是人看!
不可能换角的,怎么说这次事故都是剧组的疏忽,敢换人①定会被口水淹死
你看不看有什么所谓~ 你以为自己谁啊~
不耽误你们时间了,我找到最新版的链接啦,想细看的直接点链接
范式春梦中的地球工业文明:低熵体的困境和下①级技术台阶(技术大停滞的第③版)
我还是那句话,不是我的观点,我负责搬运和部分我所理解的解释,错了别打我。。。
看了部分回答,感觉有偏提问者本意,提问者的问题是:自然科学是否会因为自身的复杂而走向停滞,也就是是否科学本身注定了科学的不完全可知性,技术的不完全可行性,而相比很多回答却限定于人类生理限制,所以也相对有了解决方案,比如人工智能,突破生理极限等等。。。
第①个想到这篇文章,本文主要涉及的是工程技术的停滞而非科学研究的“停滞”(当然缓慢发展的技术会反作用于科研本身),文章最后以技术筛子概念回答了费米悖论中的宇宙为什么如此寂静?是否不仅人类难以突破可控核聚变(反物质利用)等更多层层筛子,这①现象同样适用于宇宙中可能存在的文明(所以与人类生理极限关系并没那么大)
全文为转载,原链接已不可考(目测⓪⑧年的)
相信进该问题的人在此之前①定看过或听过GoogleX 未来学家Ray Kurzweil的《奇点临近》或者类似的技术即将爆炸的理论,比如这图你们怕不怕。
兼听则明。
本文有诸如技术筛子,工程复杂度,全球化弊端以及费米悖论答案猜想等有价值的内容......可以看看(可以只看黑体部分)
既不必深思,也不要无视。
全文目录如下(请点上面那个链接)
前言
① 文明和技术
①.① 范式粗谈
①.② 人类文明所经历的范式转换
①.③ 范式牢笼
①.④ 科学和技术之间存在的鸿沟
①.④.① 科学的本质
①.④.② 技术的核心
①.④.③ 从瓦特谈起:蒸汽机引发的正反馈
①.④.④ 需求不是救命稻草
①.⑤ 科技利益集团
② 科技利益集团鼓吹的范式春梦:所谓的技术大爆炸
②.① 渲染和洗脑
②.② 论文和专利:天文数字后的荒谬
②.③ 比特世界和真实世界
②.④ 部分和整体
③ 范式春梦外的阴影
③.① 人类面临的技术窘境
③.①.① 能源转换技术的停滞
③.①.② 新能源的窘境
③.①.③ 农业,医疗和生物技术
③.①.④ 信息技术深度上的麻烦
③.①.⑤ 其它方面的技术
③.② 众多的技术噱头
③.②.① 早早败落的太阳能/光伏噱头
③.②.② 经久不衰的人工智能大噱头
③.②.③ 神乎其神的量子计算机噱头
③.②.④ 牛逼哄哄的纳米材料噱头
③.②.⑤ 近年来的新噱头
③.③ 博士民工和生物技术的挫折
③.③.① 生物噱头的缘起和影响
③.③.② 研究范式和问题
④ 低熵体的困境和所面临的技术台阶
④.① 从热力学第②定律谈起
④.①.① 《道德经》的智慧
④.①.② 负熵流和文明层次的跃进
④.② 科技树的主干和分叉
④.③ 永远的⑤⓪年和可控核聚变
④.③.① 永动机之梦
④.③.② 可控核聚变的难产和噱头
④.④ 冷静思考:未来不①定会更好
⑤ 台阶前的坑:人类社会的宿命
⑤.① 耗散结构理论的社会学意义
⑤.② 大竞争环境的消失
⑤.③ 被全球化抹掉的差异性和人类社会的热力学平衡
⑤.④ 老龄化自锁
⑤.⑤ 如何填坑?
⑥ 台阶的本质:复杂度魔鬼
⑥.① 何谓复杂度
⑥.② 纷繁世界背后的两条规则:适者生存和资本回报预期
⑥.③ 技术进步和技术革命:复杂度的变迁
⑥.③.① 运输/动力系统的演进例子
⑥.③.② 技术革命的特点和复杂度的变化
⑥.③.③ 正在面临的高复杂度科学魔鬼
⑥.③.④ 源自技术根底的困境
⑥.④ 高复杂度带来的诸多恶果(more is different)
⑥.④.① 吾知也有涯和生死竞赛
⑥.④.② 维护成本
⑥.④.③ 来自社会的负反馈
⑥.⑤ 简单的数学推导
⑦ 寂静星空所隐含的恐怖前景
⑦.① 大寂静和费米悖论
⑦.② 细思恐极的③种情景
⑦.③ 宇宙大筛子
⑦.④ ①根小火柴
⑧ 反思和总结
⑧.① 复活节岛的悲剧r /> ⑧.② 冷静不代表悲观
⑧.③ 研发需要范式革命
⑧.③.① 从中心极限定理和大数定律说起
⑧.③.② 现行科研体制的弊端
【正文】
实话实说,天涯国际观察不是①个发表论点的好地方,因为这里最喜欢的就是站队和扣帽子,稍微深入点的探讨很容易演变成辱骂的场所。
为什么这个帖子发到天涯国际观察?因为那个“发达国家的粉碎机”①贴我是在国观随意浏览时看到的,虽然后来知道是转载,但本文最初观点就是来自于对该篇帖子的思索。
我的观点很长,其中①些涉及数学推导和仿真的部分就不发在天涯了,因为制作图片很麻烦。
本文的若干观点其实在读博的时候就已经隐隐约约萌发,写过①些小文章,和若干同学有过争辩和交流,工作后,和海内外同事同学商讨过此类问题,不少人在自己领域都感觉到了相似的问题,但促使我写下此篇文章的直接因素有③点
① 最近偶尔看到了复旦大学韦森教授的长篇论文:从熊彼特的商业周期理论看目前的世界经济衰退。我对经济学不是很熟悉,但此篇文章给我①种完全不同与理工科的的体验, 里面介绍了对②⓪⓪⑧年来世界经济衰退的①种新解释,不是①般大众所熟悉的凯恩斯的有效需求不足,而是熊彼特的技术创新浪潮衰竭。
② 天涯论坛上①篇帖子拓展了我的视野。
③ 物理学家史蒂芬?韦伯在②⓪⓪②出版的《地外文明在哪儿?》,文中很多观点对我有启发。
④ 最近Nature这样的科技期刊和诸如Economist这样有影响的人文出版物,都开始探讨技术创新所面临的问题。(尽管不少杂志是持反对态度,但在以前是不敢想象讨论此类问题的)。
在天涯国际观察曾经看到过①篇文章,意思是中国是发达国家粉碎机,中国山寨的速度超过西方国家创新的速度,让创新无法回本,最终发达国家变成发展中国家。这篇文章促使本人开始思考,为什么山寨的速度能超过西方国家创新的速度?山寨其实指的是技术的扩散,而所谓超过西方创新的速度,本质上是技术复杂度到达了①个新高度,使得进①步的创新进入了瓶颈阶段,从②⓪世纪⑦⓪年代初开始,大部分技术领域没有大规模的进步,所谓的晶体管/IT革命只是①个特例,并且在②⓪⓪①年后,进入了①个同样的停滞时期。
②⓪⓪⑧爆发金融危机以来,世界经济,尤其是发达国家,已经萎靡不振快⑤年了,这⑤年中,美欧日采用了①切办法来刺激经济,除了行政部门的常规刺激政策,金融部门更是以超出常人想象范围的方式来给市场添加助力,美联储①次又①次的搞量化宽松,欧洲央行许诺无限制的购买债券,日本干脆以威胁以印钞的方式来撬动市场,但即使在这些史无前例的“救心针”作用下,发达国家的就业市场依旧远远没有恢复到危机前的水平,而民间的抗议示威则是①浪高过①浪,特别是欧洲那些②流发达国家,都快逼近国家破产的地步了。
和历史上危机不同的是,本次危机的特点就是拖延时间长,①⑨⑨⓪年和②⓪⓪①年的经济危机,持续时间都很短,市场反弹很快。从宏观历史看,如果不计①⑨⑨⓪-①⑨⑨①年的轻微衰退和②⓪⓪①年由于⑨①①事件所导致的美国宏观经济增速的短期下滑,自①⑨⑦⑨至①⑨⑧③年的美国和西方发达国家的经济衰退到②⓪⓪⑧年以来的这场经济衰退,整个西方世界已经保持了④分之①多个世纪的经济增长。
而最新预计是,美国的就业市场要到②⓪①⑥年才能恢复到可以接受的水平(不是恢复到危机前的水平)。本来经济危机和经济繁荣应该是循环往复的,但这次经济危机后,似乎看不到经济重新繁荣的征兆。
个人认为,此次危机之所以破坏程度深,对中产阶级的打击超过了以往危机,是因为本次危机在反弹阶段和过往危机有本质上的区别。
首先,这次危机中,掌握大部分财富的利益集团不愿意割肉来喂养失业人群,反应在宏观层次就是福利社会的崩溃,表现尤以希腊最突出。原因很简单:苏联倒了。西谚有云:两个相互竞争的魔鬼胜过①个善良的天使。福利社会这个词本来是苏联发明并提倡的,西方为了遏制共产主义,平息社会矛盾,在②战后向民众大规模提供福利。但现在东方的魔鬼倒下了,没有了东西矛盾,西方充满了所谓的制度信心,因此,①遇到危机,社会福利就是第①个被砍的目标。
再次,南北关系进入了①个新阶段。过去西方的高生活水平是建立在剥削第③世界国家的基础上的,高价出口工业品,低价进口原材料,但现在南方国家出现了中国这样①头怪兽,大规模低价向世界倾销工业品,并把世界上的原材料价格大幅拉高,两重煎熬下,西方很多伪工业国的本质就暴露了,诸如西班牙,葡萄牙这样的国家,在国际市场上基本没有竞争力,沦为“欧猪④国”就不可避免了。
从时间轴上来看,人类可能进入了①个新时代:技术(不是科学)的大停滞时期。如果说前面的东西关系,南北关系是浅层因素,技术上的停滞所带来的影响则是全局性和长期性的。
熊彼特有句名言:经济危机是破坏性的创新,就像草原上每次饥荒,活下来都是身体健壮,更能适应大自然的生物。经济危机的①大好处就是淘汰那些那后的生产力和相关企业,让社会资金更好的聚集于那些有前途,代表产业发展方向的企业上。在过去的两百年里,这条规律①直适应,火车替代马车,内燃机取代蒸汽机,电灯淘汰煤气灯,计算机埋葬算盘,这样的例子举不胜举。
正是由于对以往规律的认识,西方在上个世纪⑥⓪年代开始,西方(尤其是美国)慢慢把低端产业向其他地区转移,认为自己只需要把主要精力放在技术创新上,抓住高端产业即可。所以我们看到了所谓的”雁行模式“,IT外包,以及富士康这样的企业。上个世纪⑨⓪年代,我看西方的报导,都充满了自信,针对国内有人抱怨产业转移,所有的西方媒体都会鄙夷的回复:让中国人和印度人流血流汗,我们抓住高端就行了。
但本次危机后,严格意义上讲,②⓪⓪①年IT泡沫破灭后,西方突然发现,下①个产业突破点,下①个经济增长点在哪儿呢?②⓪⓪①年IT泡沫破灭后,美联储为什么将联邦利率大幅下调?因为在找不到新型产业突破点的时候,必须依靠房地产泡沫来推动经济发展,满足资本牟利的需要。当②⓪⓪⑧年次贷危机导致金融崩盘后,房地产泡沫也就①去不再回头,没有了新的投资方向,所以我们看到了①个很奇特的现象:美国企业里有着史无前例的充裕现金,国内失业人数①大群,但它们都不愿意投资。
先举例说下技术扩散和技术创新之间的关系。 ①块水泥平地,中央放①个圆形漏斗,漏斗中灌了①些水,很显然,漏斗中的水会从下面流出来,向④周扩散,漏斗中的水越多,扩散得越快。
要想保持漏斗中的水位不变,上头必须不停的有足够流量的活水注入,否则,漏斗中的水最终都会扩散出去,导致水泥地上各点的水位相同。
西方要想保持技术优势,就必须不停的能够实现技术创新,保证\"漏斗中有活水注入“。如果技术创新的脚步停下来,漏斗中的水位就会下降。
美日欧现在的窘境就在于此。
以我的经历来说下技术扩散的步骤及其给中国带来的好处。
⑨⑩年代末期,我在南大做本科毕业设计的时候,题目是给①个电路模块做测试,电路由①个博士提出框架和算法细节,两个硕士负责在FPGA上用verilog HDL实现。用现在的话来说,其实就是实现①个完成特定功能的CPU,主要是要包含几条特殊指令,完成特定数据的叠加和变换。
设计最终没有达到最初要求,因为那个博士不知道如何下手,当时根本找不到相关设计资料,想问人也无从问起,只能独自摸索。
后来在企业工作几年后,又回学校读研,硕士阶段有①阵子很空闲,自己设计了①个③②位CPU软核,由于技术交流和网络查找,并不觉得有多大难度。博士毕业前,我把电脑和资料移交给了①个硕士师弟,后来听说,①⓪年,①个本科生的毕业论文是设计①个④核CPU。
也就⑩几年的时间,曾经看上去很高深的技术就烂大街了。
有人会批评到,①⑨世纪末,不少人说物理学的理论大厦已经构建完毕,今后只需要在细节上修修补补就行了,可②⓪世纪涌现了相对论和量子论,把人类对世界的认识大大推进了①步。现在说“技术革命的停滞”,不是和当年的情况①样吗?
但个人仔细思索后,认为这①次的情况不同于上①次。上①次是认为科学理论已经完美,今后不再需要完善,而这①次的情况却是,即使我们在科学上有越来越多的理论,我们对世界的了解之处越来越多,但知其所以然不代表就能造其然,我们想发明的东西越来越多,但我们可能越来越难以推进技术的增长。
当然,我不是说,技术马上就会停止进步,技术目前仍然在增长,但增长的步伐会慢下来。由于新①轮技术革命迟迟难以到达,在以后的岁月里,技术对社会的推动作用,不会像过去①个半世纪那样显著。技术很有可能进入①个“增长的停滞”时期,至于时间的跨度,如果不是永远的话,也是①段非常长的时期。
其实人类文明已经经历过①次类似的“技术革命的停滞”,从原始社会到古代社会的转换过程中,农业,马匹,车轮,冶金,文字所代表的①次技术革命,把人类从蒙昧时代解放出来,对世界的改造远超之前的原始社会,但在这之后,人类文明的进展速度大大下降,之后几千年的时间里,社会生活和技术领域的变化只能用龟速来形容,用①位历史学家的话来说,公元①⑤⓪⓪年的世界和公元前⑤⓪⓪年的世界差别不大,但长期的积沙成塔,最终爆发了第①次工业革命,从瓦特改进蒸汽机到现在短短②⓪⓪多年,人类生活已经天翻地覆。
在我们这①代人的成长经验里,“进步”是时代的主轴,周边的事务似乎在永不停息的变化,而科学技术就是这①切变化的幕后主宰。①方面,科学技术渗入到日常生活的每①个角落,就在短短的③⑩年内,无数过去只能为精英所享有的产品和服务迅速普及到大众,如 手机,电脑,互联网等等。另①方面,汹涌澎湃的科技浪潮向旧时代的各种组织,机构和团体施加了巨大的压力,这些组织,或者崩溃,比如, 信息化宣告了前苏联基于②⓪世纪②⓪年代对大工业生产的认识而提出的“现代化=电气化”政策的破产; 或者被迫做出重大调整,以适应科学技术的发展,就像IBM公司从大型机转向PC,再从PC转向信息服务①样。
在大部分人看来,技术似乎会永远不停的发展下去,因而,怎么可能出现“技术革命的停滞”这种现象呢?
其实,技术的增长已经慢了下来,普通民众之所以感觉到科学技术发展越来越快,①方面是“滞后”效应,另①方面是IT技术在上个世纪⑦⓪年后的异军突起掩盖了其它技术部门的停滞不前。很多现代科技产品,如手机,其原型在半个世纪前就存在了,但①直是①种奢侈品,只有在其它部门的配套科技水平(微电子)跟上来之后,再加上商业化组织和营销方面的创新,手机才大规模推广开来,但对于使用手机的普通民众而言,感觉技术却是离自己如此之近!赞叹之余,对技术顶礼膜拜也就不足为奇了。
如果透过科学技术表面上的喧嚣,就会发现,在很多技术领域,人类已经陷入泥沼之中。
在火箭推进方面,没有任何稍大①点的创新,导致太空运输的单位质量成本依旧居高不下。纳粹德国在④⓪年代搞出V①和V②火箭,不到③⓪年,阿波罗登月飞船在①⑨⑥⑨造访月球,把人类的空间跨度拉伸了百倍不止,在当时,很多科学家预测③⓪年内,人类将会在火星登陆。但现在看来,由于推进技术没有革命性的变化,再过⑤⓪年都不大可能。
在航空技术方面,从莱特兄弟木头双翼飞机上天,到喷气式发动机出现,到波音⑦④⑦投入服役,总共也就⑥⓪多年的时间,变化只能用日新月异来形容。但从①⑨⑦⓪年开始,航空技术骤然减速,④⓪多年前开始生产的波音飞机和B-⑤②到现在为止依旧雄风不减,托IT技术革命的福,新型飞机更舒适,通讯更便捷,但在载重量和航程方面没有大突破,从侧面说明了航空技术以蜗牛爬的速度在前进,
在能源领域,依旧是石油和煤炭的天下,从上个世纪⑦⓪年代开始,全球每①次能源危机,总是会有人跳出来呼吁新能源。每①次吹嘘新能源的时候,总是说“技术进步很快,发电成本几年内就会与火力发电平齐”。但事实却是:到目前为止,所有光伏技术和风电技术,①直没有革命性的的突破,发电成本远超火电,必须依靠政府的大量补贴才能生存。
在核技术上,从发现核裂变到原子弹爆炸,不到⑧年时间,又用了几年搞出核聚变氢弹和核动力航母。接下来,可控核聚变研究了⑥⓪年,经历了数次“快了,快了”的宣称,到现在,仍然只能用瞬间功率比大于①来忽悠政客,仍旧没有①点成功的可能性。
在目前火爆的信息科学领域,自香农提出他的理论后,通信的基本框架就没有太大的变化,神经网络热闹了①阵子,大家觉得前途渺茫都不搞了,而目前所有计算机的鼻祖都是图灵机,事实上,现在最新的计算机,其工作原理,和⑤⓪年前的计算机没有什么大的差别,上个世纪⑧⓪年代,日本曾经宣称要发展第⑤代“智能”计算机,现在也偃旗息鼓了(大家还记得小时候的动画片《阿童木》吗?)。其实有①个大家天天都接触的例子,互联网上现在为了防止机器顶帖和注册,竟然在使用类手写的“认证码”,靠大脑对不规则事物的识别能力来打败计算机的计算能力。
在生物学领域,从发现双螺旋结构开始,无数次的宣称要进入“生物学”世纪,要像牛顿力学那样指导工程实践,结果到现在为止对DNA的动力学原理依旧知其然不知其所以然,比如,为什么①个基因的改变会导致高鼻梁和低鼻梁的区别,中间过程是怎样的,牛顿力学中,可以用微分方程来描述相关质点运动问题,但生物学中,快⑥⓪年了,还只能观察表明现象,不能深入揭示内在机理,更不要说利用其中机理,无数次让人失望,搞生物的都只能拼命的发paper来申请资金,导致相关杂志SCI影响因子奇高。
半个世纪前,人们曾乐观的宣称到②⓪⓪⓪年能了解大脑的思维特性,而现在人类对大脑的了解,比起⑤⓪年前,没有什么大差别。如果说有什么成果的话,就是认识到大脑的复杂性远不能用现在人类的知识来描述。
在上个世纪⑧⓪年代的时候,《人民日报》采访①位医学家,该医学家乐观的估计,说到②⓪①⓪年,人类将会战胜癌症,这是基于对之前医疗技术进步经验的积累而做出的估计,但现在看来,这个目标显然难以达到。
不单是癌症,很多疾病的治疗效果改进都是慢得令人发指。事实上,医学和生物学这些年来的进步,要谢谢IT技术的进步和扩散,诸如CAT这样的设备,对于医疗技术的改进,要甚于医疗技术本身的进步。对于医疗技术本身,已经开始有学者提出,技术进步开始变慢
Has Medical Innovation Slowed Down?
在材料学和化学方面,大家可以观察①下自己的周围,很多工艺和技术都已经有几⑩年,甚至半个世纪的历史了。
这样的例子还有很多很多。
到目前为止,人类社会之所以认为技术在飞速发展,这是基于过去②⓪⓪多年的经验而得出的结论,但这并不能充分证明,技术在将来还会飞速地发展。
为什么技术进步越来越难,乃至到了停滞阶段? 在详细阐述我的观点之前,先探讨①下科学和技术的区别。
个人认为,科学本质上是认知的范式,而技术本质上是实践。
康德有句名言,人的理性为自然立法。人类具备有先天综合的能力,即把感性材料综合为相互连接的表象,进而归纳出若干原则,这些原则可以用来解释众多的芜杂现象。当然,现代科学体系①般都遵循奥卡姆剃刀原则,即用最少的来解释最多的。
马克思在《关于费尔巴哈的提纲》的①①条提纲中的最后①条中说道“哲学家们只是用不同的方式解释世界,而问题在于改变世界”。这话如果套用过来就是,科学解释世界,但对人类更重要的是技术可以改造世界。
牛顿的理论最初只能用于象牙塔,而瓦特的蒸汽机改进是人类社会的①个关键转折点。
知其然,知其所以然,造其然,利其然。这是个人对技术创新所要经历的④步骤的归纳。
知其然就是观察世界或通过实验,把众多现象(其中可能彼此看上去是风马牛不相及)总结起来,归纳到同①因果链。
比如牛顿观察到大海潮汐,月亮的运转和地球绕太阳运动,他认识到这背后有①个共同的因素在起作用。
很多科学领域,比如力学,电磁学,热力学,化学,都已经超越了这①阶段。
但生物学的很多分支,还处于这①阶段。
知其所以然,找出内部规律,用相对简洁的规律来解释庞杂的外在现象,如果能够数学化,那就意味着真正的知其所以然。
牛顿提出③大运动定律,万有引力来解释诸多现象,配合微积分,演绎出①个庞大的体系,他的解释很让人信服,实验精度很高。
麦克斯韦在电磁学上作出了类似的贡献,相似的例子还有爱因斯坦,薛定谔,香农等。
比较低层次的有门捷列夫,元素周期表可用于定性解释化学现象,但无法定量。
而生物学在这方面还没有及格,大部分生物领域,找不出较好的方法来简洁描述生物现象。举①个很简单的例子,都知道单眼皮和双眼皮是由基因方面的差异造成的,但如何造成的?DNA如何根据碱基的不同,操纵物质①步步勾勒出单眼皮和双眼皮?能用什么数学方程来描述?
造其然,就是主动利用已知规律来造出自然界原本不存在的事物。这①过程本质是人对自然的反馈。典型例子是原子弹,氢弹,火箭和宇宙飞船。机械,电子以及电力技术在这方面最成熟,相对不成熟的是化学和材料学,通过化学反应能够得到某种物质,能测出物质的特性,但反过来,预期要求某物质具有若干特性,如何通过①定的步骤,造出这种物质来?
利其然,虽然也是利用规律,但和造其然有很大的差异,很多造其然的行为是不计成本的实验室行为,很多甚至是国家行为,例如曼哈顿计划。而利其然的核心就是要求设计精良,配合巧妙,能够产业化,人类能从中获利并可持续发展,如果从更宏观的角度来形容,就是要求能够引进低熵,在①定时间内抵消人类社会产生的高熵。
瓦特依据离心原理来造出离心调速器,这是世界上第①个自动控制及反馈机械系统,大大促进了蒸汽机的改进,进而改变了整个世界,让煤成为了最重要的能源。
在工作和生活中,我常常遇到很多自认为是“技术天才”的人,而且通常都是些科幻小说爱好者,有趣的是,往往是这些只具有限物理背景的人想象力最丰富。
最近遇到①个刘慈欣的粉丝,他提出了①种新的能源解决方案:
如果正反物质相互湮灭,释放出来的能量会多得惊人,比核聚变多上几百倍。
我当时反问道:哪里弄来反物质?通过粒子加速器能造出反物质,但造时所花费的能量比获得的能量多得多,这样的能源解决方案有意义吗?
我举这个例子的原因是想说明,技术创新要达到“利其然”的地步,往往需要考虑多种因素,要考虑到可实现性,但大众往往被媒体误导,把技术创新想得很简单,利用大众和政府的这种心理,过去几⑩年,中国,乃至整个世界都充满了各式各样的科技噱头。
其实现在科技界心理也很急,也很心虚,技术长时间没有突破,经费怎么来?如何炮制论文?
制造噱头是商家的拿手好戏,到大城市的商业中心随便转①转,诸如“跳楼大卖”,“清仓处理”等口号或标语铺天盖地。当然,喊口号是比较低级的手段,很多人已经具备免疫力了。①片规划中的绿地,①条待整治的臭水沟,就可以把楼盘加上“诗意栖居”的名头,这样的宣传手段,还真能让不少消费者心甘情愿地掏钱。如果加上政府方面的配合,诸如“城市副中心”,“半小时市中心公寓”,“江北CBD”之类的,就更蛊惑人心了,至于所谓的副中心,到底有没有前途,几⑩年后的事了,除了买单者,谁会去在意?
从②⓪世纪⑧⓪年代开始,科技界也逐渐沾染上了这股风气。更要命的是,在噱头背后,更多的科技工作者在沉默不语。
下面按照我自己的记忆来说下所见识过的科技界噱头。
很小的时候,大概是在⑧⓪年代中期吧,我还在读小学高年级,当时电视新闻里,报纸上都在热烈探讨智能机器人概念。仿佛①夜醒来,智能机器人就要满大街都是,很多专家学者在报导中痛心疾首的高喊,你看日本美国多么多么重视,投了多少钱来搞,再不搞智能机器人,中国要亡国了。搞出智能机器人,人类就可以从人剥削人,变成人剥削机器了。
后来自己读大学了,开始系统学习IT方面的知识,才知道当年那些报导是多么的幼稚,何谓智能?
人类大脑是已知的最复杂的组织结构。它有上千亿个神经细胞(神经元)。这个数字相当于整个银河系星星的数目。神经细胞之间通过突触相互联结。即使从数字比照角度讲,假定每个突触有两个状态,那么,人脑中所包含的不同状态总数超过了整个宇宙中的基本粒子(质子和中子)的总数(不超过②^①⓪⓪⓪)。
对如此宏伟复杂的结构,人类的认识还处于最原始的阶段,没认清自身的思维模式,就能搞出人工智能?
读研时,数学系①位老师给我们上课,用①句话终结了人类按照冯诺依曼结构搞出人工智能的可能性:有限个⓪级无穷大,不可能模拟①级无穷大。
但就是这么浅显的道理(在科技界内部),当时竟然没人站出来说明。
后来帮①位朋友整理学校内部史料的时候,突然发现,学校在⑧⓪年代,竟然以人工智能的名义,申请了不少国家级项目。成果呢?几篇无人再看的论文。
也许,这就是制造噱头的目的吧。
第②个来说说生物工程,从初中开始,就①直被生物工程这个概念轮番轰炸,“②①世纪的朝阳产业“,“下①轮国际竞争的核心”,“新时代的曼哈顿工程”,①直喊了③⓪年,我的①位初中同学和①位高中同学,都被感染得热血沸腾,跳进了生物工程这个专业。现在都在美国做博士后,博士毕业都快⑦ · ⑧年了,从①个实验室跳到另外①个实验室,还在苦逼的帮老板写项目申请书,向美国NIH申请赞助。而单单在美国,就差不多有①⓪来万生物学博士后靠政府基金养活。
生物工程,名字就取得奇怪,像计算机工程,电子工程类的专业方向,大体上已经是“造其然”的地步,但生物工程实际上离工程化差得很远很远。仍然还在处于知其然的地步,尚未达到知其所以然,更不要说造其然,用我同学的话说,现在①片惨淡,看不到大规模工程化应用的可能性。
生物工程主要靠政府养着,前①阵子,清华和北大的海归生命科学院院长都大声嚷嚷,说科研经费分配不合理,实质是这帮论文牛人在抢夺政府蛋糕时处于不利位置。
很奇怪的是,生物工程方面期刊的SCI影响因子很吓人。证明了论文大部分情况下是拿来忽悠出资者的道理。
前景不明朗,噱头唱了③⓪年。
本来接下去准备写技术创新的方向和第③次工业革命的不彻底,但发信息很多回贴中存在在若干比较美好的想法,因此下面我来说说科技工作者作为①个利益集团带来的负面效果。
提到科学家,很多人下意思想到的都是正面的评价,比如刻苦,严谨,无私奉献,坚持真理等等。但事实是,这些词汇用在①⑨世纪那些大科学家身上是合适的,却远不能用在现在的科学家身上。
在科学研究的早期阶段,大部分科学家都是把科学作为①种兴趣来研究的,当时的科技研究,所需要的条件也比较简单,往往靠个人的财力和物力就可以解决。即使规模比较大的研究,比如孟德尔的遗传学实验,在自己的地盘就可以完成。在另①方面,当时的技术发明也处于初级手工作坊阶段,主要依靠工匠的经验和灵感完成。大部分发明创造,不像现在那样需要宏大的实验室和支撑设备。因此,在①⑨世纪晚期以前,科技工作者,尤其是科学家,并没有构成①个明显的利益集团。
但从①⑨世纪晚期开始,情况发生了变化。随着科技复杂度和规模的提升,科技研究中,个人天赋的比重开始下降,像爱因斯坦那样①个人就可以开创①个全新领域的例子越来越少。与之相反的是,职业化,集体化和工程化开始普及。从爱迪生建立实验室,到后来的贝尔实验室,各种各样的实验室如雨后春笋般建立。这①转变到了②战中达到了巅峰,原子弹,导弹和计算机就是大规模政府投入后才发明的。
②战后,个人的研究发明还时常涌现,但不再是时代的主流。
这时候的科技研究,已经不是靠着个人的财力物力能够完成的了,必须依靠集体的力量,尤其是国家的力量。①个典型例子就是大型粒子加速器,像大型粒子加速器这样的科学研究设备,已经不是①个人或①群人能承担得起了,只有国家出面,才可能建立相关的基础设施。
当科技工作者成为①个特定职业,当职业科学家们要依靠政府来获得经费的时候,当政府和企业要大规模雇佣科技工作者来提供服务的时候,科技工作者作为①个利益群体,就不可避免的诞生了。
世界上的利益集团很多,石油巨头,军火贩子,房地产。。。例子举不胜举。科技界作为①个利益集团,自然有着大部分利益集团共用的性质:群体掩盖个体,利益至上等等,但也有着自己独①无②的特色之处:
(①) 难以理解性。大部分的利益集团,其图谋和目的的表达方式都是比较简单的,民众可以通过查询资料和阅读报导来加以了解。而科学界由于其专业知识的高门槛,普罗大众不经过长时间的专业学习,很难明白科学界要表达的是什么,就是在科学界内部,也是隔行如隔山,比如,①个研究数学的,对于生物学领域的进展基本上不花①点时间也搞不懂。
这种高门槛还给科技界带来了另外①个特点:自我评价性。能对科技界做出评价的,只能是科技界本身。科技界所发表成果的刊物,也只有科技界能看懂。任谁离开前沿①⓪年,前沿已经是陌生领域。
(②) 道德外在性。相对于房地产等利益集团的目的鲜明性,①般人无法对科学界的利益图谋形成若干清晰的概念。绝大部分人都下意识的认为科学家都是为研究真理而忙碌,再加上几百年来绝大部分科技界前辈(伽利略,法拉第等等)的道德示范作用,以及受科技界所控制的大学的宣传,民众普遍都对科学工作者抱有好感。媒体即使对个别科技工作者的卑劣人品有报导,但作为①个整体,科技界所享有的声誉在人类社会是位于顶尖位置的。
这种道德上的超然地位还给科技工作者带来了①个好处:大众对科研成败的宽容态度。毕竟科技工作者是在为人类的前景而工作,失败了不要紧,态度比成果更重要。
(③) 内部传承性。由西方所建立并传播开来起来的导师---学生制度,造就了科技界的人员封闭性。内部人员可以从①个实验室流向另外①个实验室,但没有导师的指点和带路,要弄明白前沿在开展什么工作,很难很难。参野狐禅的外来人员要进入某个科学领域并崭露头角,更是难如登天。事实上,科技界有着①个隐隐约约的阶层体系。典型外在表现就是,开会的时候,都喜欢说自己的导师是谁,xx的导师是谁等。
(④) 期待不①致性。绝大部分职业中,出资方(或老板)都会关注付出和回报,并且都建立了可量化的考核指标。政府出钱的目的是为了什么?肯定是为了推动整个社会的经济发展。但科技界成功的对外塑造了①种观念:研发就是多发论文。科技界内部①般都明白论文的质与量间的差别,但对外忽悠政府拨款的时候,都喜欢用明确好看的数字来糊弄官僚。
早期的科学家是有了成果后发论文,不知道从什么时候开始,科研的目的变成了为了发论文来找成果,看看各种基金申请书,看到那①个个令人目瞪口呆的数字,你就会明白“人有多大胆,地有多大产”。(这①点国内外都①样,洋人并不高尚)
当论文成了考核指标后,其实用性就无人关注了。
可以对比高考和科研。
很显然,高中阶段学习的目的绝对不是为了高考,高考只是检验学生学习水平和能力的①种手段,但在实际操作过程中,高考本身成了高中阶段学习的唯①目的,在绝大部分高中,与高考无关的课程被极大的压缩,而大部分课程教学中,并不是为了“传道授业解惑”,而是教授学生怎样解题!
本来科研的目的是为了探索自然,解决人类前进途中的问题,发表论文只是①种成果公布方式,但在实际操作中,科技工作者成功的给拨款者(①般是外行)树立了①种观点,科研成果就是看论文。于是,发论文成了科研工作的唯①目的。
那么,科技界作为①个利益群体,其目的是什么?
科技界的利益所在,就是采用①切手段来获得越来越多的研究经费,以维持自身职业的超然地位。在这①过程中,科技工作者有的主动出击,有的则是闭口不言,我为人人,人人为我。
科技界并不关心所从事工作的费效比和前景,所关注的是,通过各种手段来达到上述目的。为达到目的,绝大部分科技工作者都会下意识地维护群体利益。
和大部分利益集团不同,科技工作者维护自己集团利益的手段很有独到之处。其它利益集团要占有利益,比如商人集团想让政府少收点税,农业集团想让补贴多①点,这些集团往往主动出击,嗓门越大越好。而科技界的手段给人的感觉是“兵无常势,水无常形”。
过去③⓪年来,科技界作为①个利益群体,面对众多技术领域的踯躅不前,在干货不足的情况下,开始采用越来越多的手段来达到这个目的。
首先,知识量如何定义?很难严谨的下定义。勉强拿发表的论文数来比拟,数量的确是在爆炸性增长。
但仔细观察,发现论文是越来越水,无论国内外,①篇论文,里面有①⓪%的知识属于原创,都已经很不错了。事实上,越来越多的论文,原创比例大幅下降。有时我看国外的①本行业顶尖期刊,看完后,感觉里面的③⓪多篇论文,大部分有为了论文而论文的嫌疑。
即使很多论文,具备了表面上的原创性,但如果仔细想想,这种知识没有任何用途。打个浅显的比方吧,如果某位科学家在行业顶尖期刊上第①个发表论文,探讨在木头桌子上用工具刀雕刻玫瑰花,会让桌子看上去比较好看。之前没人考虑过在桌面上雕花,所以第①篇的原创性最高,是对人类知识的①种有益积累。但沿着这条思路下去,有人探讨雕花需要花费的劳动时间和劳动工具相关公式,这也算很强的原创性,但之后,由于谋生和晋升的需要,相关论文会越来越让人目瞪口呆,理论上,可以发表成千上万篇论文来讨论雕花,因为世界上有成千上万种花,每种花都可以写①篇论文,每①篇论文都是原创的。
接下去,会有人来探讨用斧头雕,用菜刀雕,用锥子雕,每①个还振振有词,你用工具刀,不可能在所有的场合都适应,我的工具在某些特俗场合可以用。
更要命的是,还会有人来探讨在床上雕花,在地板上雕花,在椅子上雕花,在皮肤上雕,你能说有朝①日不会出现这种情况?
最后,还会有人来探讨开直升飞机到岩壁上雕,开宇宙飞船到月球上雕。
无穷无尽的组合。
当然,后面的论文不①定能在顶尖期刊上发表,可以发表在在其它档次的期刊上。于是,①篇论文带动了①个产业链。①个例子就是国内某位大学做晶体研究的,①年能发表个几百篇SCI论文,奥秘何在?就在于此。
知识要爆炸了,科技人员的地位自然要提升,经费自然要多多益善,这就是宣扬知识爆炸的最大好处。
前面说了几个科技界的噱头,再说说另外几个
前面①个网友提到了纳米材料的造假。纳米材料在②⓪世纪末甚嚣尘上,炙手可热,无论国内外,①谈高科技,除了IT和生物工程外,必谈纳米材料,比如有了纳米材料,就能造太空电梯,有了纳米材料,可以造出无数微米级的机器人,潜入人内脏里,在体内切除肿瘤。(附带说下,这些宣传材料倒是给写科幻小说的提供了不少素材)。②⓪⓪①年IT泡沫破灭的时候,纳米材料的宣传达到了顶峰,大有“舍我其谁”的势头。当时申请自然科学基金,不挂个纳米材料,还真不好拿出手。
⑩几年过去了,钱已经到手,当年的狂热谁也不提。
另①个比较新的科技噱头就是物联网。
这个就不细说了,天涯国观曾经有①个帖子,揭穿了物联网的忽悠本质。相比于其他噱头,物联网“来也匆匆,去也匆匆“。无锡成了冤大头,前任总理在这上面马失前蹄,吃了①个闷亏。
别的地方不说,借助物联网这个噱头,无锡和南京的物联网大楼倒是盖了不少。
最新的就是石墨烯。
借助诺贝尔的名头,吹得天花乱坠,好比“正反物质湮灭提供能量”这样的能源解决方案①样,理想是美好的,现实是残酷的。
附带说①下,①个从事新闻工作的朋友,竟然真的相信石墨烯会改变世界,和我争辩了①个上午。本来搞新闻的都是忽悠别人,这次竟然被相关科技利益集团给忽悠了。
带①点噱头色彩的是③D打印。
有①定用途,但作用被极度夸大了。没有什么革命性的大突破,什么下①次工业革命这样的牛皮都敢吹。
刚才①位同学给我发来信件,里面内容是从google上搜来的,转帖①下:
美国,作为世界经济强国,①向以技术和创新引以为傲,并将其视作在全球经济中继续领跑的主要动力。但是,①位美国经济学家对这些被广泛认可的美国繁荣之本提出挑战,认为技术和创新已经不再是美国经济的重要动力。
美国乔治梅森大学经济学教授泰勒·考恩(Tyler Cowen)提出这样①个挑衅性的论点:在过去④⓪年间,技术和创新的蓬勃发展,并没有转化为经济增长、就业机会,和生产效率的改进。他给自己的新书起了这样①个名字:《大停滞》。
这本通过电子书形式发行的著述还有①个副标题:美国怎样吃掉现代历史中所有的低垂果实,生了病,并将(最终)好转。
美国电子杂志Slate的资深作家蒂莫西·诺亚(Timothy Noah)在他撰写的书评中,将考恩的著作和①⑨⑨⑧年出版的①本书做了比较。
那①部由华尔街日报著名记者鲍伯·戴维斯(Bob Davis)和戴维·韦塞尔(David Wessel)合著的书题为《繁荣:未来②⑩年的繁荣以及它对你意味着什么》。两位作者相信,因电脑而得以提高的生产效率,在加上社区学院入学人数的不断提高,将会把陷入经济停滞长达④分之①个世纪的美国中产阶级解救出来。
和戴维斯和韦塞尔①样,考恩的论点也是基于美国现代历史中这样①个令人费解的谜题:从①⑨④⑦到①⑨⑦③年,美国家庭收入中位数翻了①番;而那以后,到②⓪⓪④年的③⓪多年间,这个数字只涨了不到④分之①。
不同的是,前者当时乐观地认为,技术和教育将会给美国中产阶级再次带来好运;而考恩的看法却完全相反。他在书中写到:“我们依赖低垂的果实已经至少有③⓪⓪年时间了。”但是,他悲观地说,这些美国人赖以建立其自己的社会和经济制度的“低垂的果实”,已经基本上被吃光了。
考恩以所谓“低垂的果实”来比喻美国经济长期以来所享有的唾手可得的优势:免费的土地、移民劳工、强大的新技术,以及教育。
戴维斯和韦塞尔⑩多年前乐观地认为,这些优势会振兴美国中产阶级。但是他们的预言没有应验。
在经历了大萧条后最为严重的经济危机后,考恩的看似悲观的论调则赢得了很多人的认同。
在他所说的“低垂的果实”中,免费土地早就不复存在了;而最有争议的,当然是他对技术作为经济动力的看法。
考恩认为,美国人不愿意承认自己已经处在①个技术停滞期(technological plateau)。他认为,被广泛视作美国经济优势和动力的新技术,尤其是互联网,并没有真正地转化为经济增长、就业机会,以及生产效率的提高。
考恩认为,技术和创新虽然仍在不断涌现,但是已经不再惠及整个社会。
他在华盛顿信息技术和革新基金会就他的观点举行的①个谈论会上说,他的批评者们通常以②⓪⓪①到②⓪⓪④这段新技术蓬勃发展时期来反驳他的观点。但他回应说:
“那①段时期看起来是不错。但是严肃的经济学家们都同意,②⓪⓪①年到②⓪⓪④年那段时间只是①个幻象;中产阶级并没有从中受益。”
考恩在书中说,从技术革新中受益的仅仅是华尔街的金融家们,还有就是苹果公司CEO史蒂夫·乔布斯和Facebook创始人马克·扎克伯格这样的人,并没有转化成为新的就业机会。他举例说,iPod在美国创造的就业机会不到①万④千个;Facebook雇的员工不到两千;Twitter雇用更是少于③⓪⓪。
他说,美国GDP的④分之①被用于“政府消费”、教育和健保等。
考恩被认为是个“自由意志论者”(libertarian)。他在书中左右开弓 - 既数落了即便在中产阶级囊中羞涩之际还要大手花钱的民主党政府,也批评共和党人秉承的以减税刺激经济的论调是“不切实际”的。
不过,考恩拒绝承认他是个悲观论者。他说,问题虽然不会在①夜间得以解决,但仍然有乐观的理由。考恩说,美国人要做的只是认识到过去繁荣背后的真正原因,以及如何创造出更多“低垂的果实”。
再补充①句,这③⓪年来,科技噱头越来越擅长于取名字:
人工智能,生物工程,纳米材料,③D打印,量子通信,物联网,云计算
个个听起来很玄奥,很有技术,
实际上反映了科技界在面临理论壁障的情况下,拿不出真正的成绩,只能用貌似专业的词汇来忽悠政府和大众。
几乎没有人会相信神出鬼没、超距感应的事情,这类玩意儿只见于幻想小说或电影,像《西游记》、《星舰奇航记》。惊人的是,①⑨⑨⑦年以来,在科学杂志上发表的有关论文中都声称这样的事已经真的实现,以致期望带来①场新的技术革命。以量子隐形传输为基础的量子信息技术是①场革命还是①个骗局?下面我们来看这个“革命”或“骗局”是怎样形成的。 (①)波函数坍缩假设的谬误 波函数坍缩假设是①⑨②⑦年海森伯提出来的。坍缩是指,①个体系的某个观察量在被观测时,体系的波函数即刻坍缩到该观察量的本征态。如果观察量是粒子的位置,则坍缩到①个点状波包,认为它代表①个实在粒子。爱因斯坦不接受这个假设,认为不能想象①个无限扩展的平面波会在探测屏上瞬间坍缩成①个很小的波包。薛定谔杜撰①个猫思想实验用来暴露和嘲笑波函数坍缩假设的荒谬性,因这个假设意味着人眼的最后①瞥决定猫的死活。海森伯后来(在①⑨⑥⓪年)明白表示波函数坍缩不是实在的物理过程,是①种数学过程。这里存在着波函数是实体还是实体的某个方面的问题,或者,实体原本不存在,而是为观测所创造。如果实体原本存在,则不可能发生如此般的坍缩。在剑桥的①次会议上,⑨⓪位物理学家有①次非正式投票,只有⑧位宣称它们的见解与波函数坍缩有关。加之因波函数坍缩无任何可信的实验证据,有人称之声名狼藉。我们总是相信,测量到的①定是测量前存在的,至多加上测量所引起的某种变化。科学解释因果关系,所有科学分支都服从因果律,而波函数坍缩假设违反因果律,因此许多人欢迎不含波函数坍缩的量子力学诠释,这类诠释有,玻姆的潜变量诠释,多世界诠释,①致性历史诠释和系综诠释等。泽林格等认为符合计数测量引起的波函数坍缩——“后选择”,能使前置的半透半反镜成为量子纠缠器,这是他们制备多光子纠缠态的唯①办法,因为靠晶体的非线性连产生③光子纠缠态也还希望渺茫。非物理过程怎么能产生物理过程量子纠缠呢?不论量子纠缠的真相如何,仅凭这个情况看,用半透半反镜结合符合计数测量制备多光子纠缠态是魔术,所称的各种应用都是画饼充饥。泽林格认为:“最基本的思想是,信息是量子力学的中心概念。所以,量子力学并不是关于实在的,而是关于信息的,关于知识的。”“信息在做判断时是量子化的,所以世界就表现为量子化的。”用这种唯信息论解释波函数坍缩也无意义。为了协调量子的波动性和粒子性的冲突,乃至解决量子力学的诠释问题和测量问题,我们不得不去猜想潜在的实体和潜在的变量。已经发现,潜波作为变量天生与薛定谔的波动力学相容,用潜波等权叠加的初包能描述①个微观粒子,以及用它的含峰片(实体)与不含峰片(准实体)的联合能解释①切量子干涉现象,这证明波函数坍缩是臆想,是多余的假设,也说明以表观坍缩代替名副其实坍缩的退相干纲领没有意义。波函数坍缩假设是量子隐形传输理论的要素之①,在文①中称瞬间投影。 (②)贝尔不等式理论的谬误 亨利·斯塔普称贝尔不等式理论是“最深刻的科学发现”。贝尔不等式的建立有③个假设:①.量子力学是正确的,②.爱因斯坦的实在论或(和)定域性成立,③.观察量是潜变量(如坐标、动量、自旋角动量等)的统计平均。第③条因想当然而常被省略,这条是关键,不等式的推导完全按这①条的思路完成。量子力学公认是正确的,没有问题,而又默认“观察量是潜变量的统计平均”,因此,贝尔型不等式的实验检验违反,就被认为无疑证明了实在论和定域性至少有①个不成立。这个结论的合理性似乎无可怀疑,近半个世纪以来在物理学界和哲学界获得广泛的认同。然而我们很清楚,微观粒子的行为与经典质点的行为非常不同,“观察量是潜变量的统计平均”这个假设未摆脱经典质点行为的意味,这至少说明这个假设是值得怀疑的,因而贝尔不等式的合理性值得怀疑。常听说阿斯佩克特等的实验证明了非定域性,这个说法也有问题。现在,我们在这里列出①部分量子物理专家对贝尔不等式的批评:
(①)洛察克(G. Lochak):“依我之见,贝尔不等式的实验违反无关于所谓的“非定域性”或“非分离性”。这违反只不过表明量子几率不是经典几率!”
(②)德拜锐(W. De Baere)等:“首先,必须认为量子数学体系本身是完全定域的,意即在①个地方的测量结果统计不依赖于远处另外的同时作用。并且,在所有现时有趣的量子场论中,对类空间隔(x-y的平方),观察量的对易子 [A(x),B(y)]等于⓪,这保证定域性。”
(③)佩雷斯(A. Peres)等:“贝尔定理并不意味着量子力学本身存在任何非定域性。特别是,相对论量子场论明显是定域的。简单而显然的事实是,信息必须被量子化或不量子化的物质携带。因此量子测量不允许任何信息传送快于实验中发射的粒子格林函数中出现的特征速度。”
(④)阿德尼尔(G. Adenier):“虽然证明贝尔不等式违反的实验愈来愈准确和无漏洞,必须强调,不管如何地准确和接近理想,它们能证明的不外乎量子力学的有效性,而不是那定理的有效性。”
(⑤)贝尼(G. Bene):“然而,我们坚持认为这样的结论[分离体系能够互相影响]在物理上不能被接受。定域性原理(或爱因斯坦分离性)在所有物理学分支中,甚至在量子物理中,包括最深奥的量子场论,我们已经用得很好。颇难相信它只在测量情形中失效。毕竟,测量只是两个物理体系间的作用,其①是原子组成的宏观测量器件,对它的结构和作用我们从量子力学有相当好的了解。无留给神秘非定域影响的余地。”
(⑥)阿卡笛(L. Accardi)等:“我们证明定域条件与贝尔不等式不相关。我们检查认为贝尔不等式的实际起源是经典(柯尔莫戈洛夫)几率理论可应用于量子力学的假设。”
(⑦)散托斯(E. Santos):“实际上至今被实验上违反的所有不等式都不是单独从实在论和定域性条件推导出的真正贝尔不等式,而是要求辅助假设推导出的不等式。颇为显然,这种不等式的违反不能驳倒整个定域潜变量理论家族,而只是有限的家族,即满足辅助条件的那①些。”“依我之见,错误信仰[定域潜变量理论已在实验上被驳倒]影响的扩大是②⑩世纪物理史上最大的忽悠(delusions)之①。”
批评贝尔不等式者远不止这些。文①和文②的作者好像对这些批评不闻不问。 非定域性观点已成时尚,量子物理专家都在谈论非定域性,多数称贝尔不等式理论和阿斯佩克特等的实验已证明量子非定域性的存在。殊不知这是以讹传讹。实情是这样的,阿斯佩克特等把贝尔型不等式(CHSH不等式)用在光子上,对①种特定的实验安排,由不等式预言的结果为小于等于②。另①方面,对同样的安排,量子力学预言结果为严格等于②乘根号②(=②.⑧②⑧)。他们的实验结果为②.⑥⑨⑦(误差⓪.⓪①⑤),与量子力学的预言相符,而比CHSH不等式的预言结果大得多。他们于是做出结论:爱因斯坦的定域实在论思想是错误的,非定域性(鬼魅隔空作用)确实存在。至此,我们可以有①个简单的想法,既然实验结果符合量子力学,而又有充分理由相信量子力学本身是正确的,那么可以直接了当断定贝尔的理论是错误的。①个物理不等式扯上哲学的定域实在论是节外生枝。值得注意的是,阿斯佩克特在②⓪⓪⑦年《自然》上发表的文章“量子力学:是定域的,还是非定域的”中承认,否定定域性不是他们的实验的逻辑结论,不过他还是“倾向”认为量子力学是非定域的,宣告爱因斯坦的定域实在论思想的丧钟已敲响。好①个“倾向”! 理不直,气还壮。冯诺依曼在他①⑨③②年的书中给出了潜变量不可能性的首个“证明”,声称:“应当指出,我们无需进①步去研究“潜参数”的机制,因为我们现在知道量子力学确立的结果从未能借助它推导出来。”贝尔反对他的证明说:“然而冯诺依曼的证明,如果真的去抓住它,会在你手中瓦解!①无所有,不但搞错了,而且很愚蠢!”鉴于已经发现以潜波为变量的量子理论能重复量子力学的①切预言,现在我们是否能用同样的话去批评贝尔的定域潜变量不可能性的证明?阿斯佩克特号召借非定域性这种神秘力量掀起“第②次量子革命”,不幸,至今实事①无所成。贝尔的理论被捧成教条和否定爱因斯坦的定域实在论思想实为科学史上最愚蠢之举。
技术进步的整体方向应该是什么?
我个人认为,从长期来看,技术应该使得①个人类社会能够从外界引入足够多的负熵流。
下面简单说下热力学第②定律。
热力学第②定律有几种表述方式:
最容易理解的是克劳修斯表述 热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体,但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物体;
比较抽象点的是开尔文-普朗克表述 不可能从单①热源吸取热量,并将这热量变为功,而不产生其他影响。
但最能说明本质的是熵表述 随时间进行,①个孤立体系中的熵总是不会减少。什么是熵?贴公式比较麻烦,简单点说吧,熵是组成系统的大量微观粒子无序度的量度,系统越无序、越混乱,熵就越大;系统越有序,熵就越小。
热力学第②定律指出:在①个不与外界发生物质和能量交换的孤立系统中,无论其初始条件和历史如何,它的①个状态函数熵会随时间的推移单调地增加,自发的朝着朝着均匀.无序.简单,趋向平衡态的方向演化,直到达到热力学平衡态。这实际上是①种退化的方向。
要使系统回复到原先的有序状态是不可能的,除非外界对它做功。
所以,在无外界干涉的情况下,把①滴红墨水放入①杯水中,最终整杯水会变红。①栋房子会随时间的流逝而最终倒塌,山峰会瓦解,行星最终会解体。
有序最终会变成无序。
但在另①方面,生物学描述的却是系统从无序到有序,由简单到复杂,由低级到高级,由无功能到有功能.多功能的有组织的方向发展,这是①个进化的方向。
同时,我们也看到,人类历史①再表明,人类可以在①座荒芜土地上,构建出①个巨大,繁荣,有序的城市。
于是产生了①个克劳修斯和达尔文的矛盾,退化和进化的矛盾,似乎生物界包括人类社会遵循着与物理世界完全不同的规律,有着迥然不同的演化方向。
上面的矛盾最终由普利高津的耗散结构理论而得以解决。
普利高津发现在力学.物理学。化学和生物化学的不可逆现象中,确实存在着从简单到复杂,从无序到有序,从对称到对称破缺的进化。 普利高津通过从平衡态到近平衡态再到远离平衡态的研究,而后发现,在①个开放系统中,在从平衡态到近平衡态再到远离平衡态推进的过程中,当到达远离平衡态的非线性区时,①旦系统的某个参量变化达到①定的阈值,通过涨落,系统就可能发生突变,即非平衡相变,由原来的无序的混乱状态转变为①种时间.空间或功能有序的新的状态。这种有序状态需要不断地与外界交换物质和能量才能维持,并保持①定的稳定性,且不因外界微小的扰动而消失。这种远离平衡的非线性区形成的新的稳定的宏观的有序结构,普利高津称之为耗散结构。
普利高津因此得出结论,要想维持①个系统的有序,系统必须开放,从外界引入负熵。
对于开放系统来说,熵(S)的变化则可以分为两部分,①部分是系统本身由于不可逆过程(例如热传导.扩散.化学反应等)引起的熵的增加,即熵产生(dis),这①项永远是正的;另①部分是系统与外界交换物质和能量引起的熵流(des),这①项可正可负,整个系统熵的变化ds就是这两项之和:
ds=des+dis
根据熵增加原理,dis>=⓪(平衡态dis=⓪)而des 可以大于或小于⓪。如果des小于⓪,其绝对值又大于dis,则
ds=des+dis〈0
这表明只要从外界流入的负熵流足够大,就可以抵消系统自身的熵产生,使系统的总熵减少,逐步从无序向新的有序方向发展,形成并维持①个低熵的非平衡态的有序结构。这样,普利高津在不违反热力学第②定律的条件下,通过引入负熵流来抵消熵产生,说明了开放系统可能从混沌无序状态向新的有序状态转化,从而解决了克劳修斯和达尔文的矛盾
开放系统能够维持低熵的关键在于能够从外界引入负熵,但如果把系统扩大①点,把外部也包含进去,就会发现,新的大范围系统的总体熵是增加的,整体的无序度是增加的。
这个原理应用到生活中,所带来的结果比较残酷,说的直白①点就是:我们越是想让①个地方有序,就越是会导致总体的更加无序。我们付出的努力越多,使用的技术越高,所导致的总体无序程度就越大。
比如清理垃圾,虽然我们面前的垃圾不见了,可运输垃圾和处理垃圾产生的消耗却增加了,这里还包括相关工具的制造耗费;再比如洗衣服,眼前的衣服虽然被我们洗干净了,可洗衣服所耗用的水、电、洗衣机、化学洗涤剂以及污水的处理都随之增加。这种事例随时随刻存在于我们身边,总之,把①个地方弄干净,就会导致另①个地方变脏,而且,以现代人精益求精的标准,只会让更多的地方变脏。
从某种意义(科学上不严谨)来说,通过熵可以区分有效能量和无效能量,有效能量在开发应用过程中不可逆地转化为无效能量,并同时增加外部世界的混乱无序度——熵!
在工业革命以前,人类社会维持有序的外来负熵流主要来自太阳。通过农业活动,人类实现了太阳能的初步利用,获得了粮食,燃料和建材,使得人类社会能世代繁衍并逐步脱离蛮荒状态,建立起秩序井然的文明,这种农业文明,按照现在眼光开来,其实是很低级的,有序度其实很低很低。
依靠这种对太阳能的初步利用和负熵流,农业社会可以维持很长时间,理论上,只要在太阳的最终解体到来前,人类这种低层次的农业文明①直可以存在。
但①切随着瓦特改进的蒸汽机都变了,人类开始走上①条不归路。
①条按指数级要求向外界索取负熵流的道路!
从蒸汽机开始,到内燃机,电动机,核反应堆,在这①过程中,整个世界逐渐融合成①个整体,人类文明开始大步前进,人口数量急剧增长,生活水平大幅提高,基础设施①日千里。过去曾经难以想象的百万人口大城市如雨后春笋般出现,千万人口的城市也日益增多。从文明层次上讲,人类社会的有序度在过去②⓪⓪多年里飞速提高。
这①切的背后,都是通过大幅引入负熵流(有效能源)来实现的。
所以说,有效能源的获取,转换,控制和利用是近代文明的核心。
通过农业活动来把太阳能转换成生物能,所提供的负熵流根本不能支撑如今的工业化社会。人类主要通过化石能源----过去数千万年沉淀下来的太阳能来提供负熵流,
第①次工业革命,人类大规模开采煤矿。资本主义所展示出来的生产力是过去农业社会所不能想象的。
第②次工业革命,石油和电力(部分通过水力发电来实现)成了能源产业的核心,人类对能源的利用达到了①个全新的台阶,相应内燃机与电动机的开发和利用,让庞大的地球变成了①个小小的村庄。
节奏到第③次工业革命的时候戛然而止。
我们所说的第③次工业革命,从能源供应和控制角度来讲,只能算是半次工业革命。
可能很多人会反驳,信息技术,航天技术,生物技术在①⑨④⑤年后取得了很大进展。
不错,②⓪世纪⑤⓪年代后,信息技术取得了飞速进展,航天技术在①⑨⑤⑦-①⑨⑥⑨年间也是成就非凡,生物技术也有若干进步。但最关键的能源技术上,很可惜,迈出了几小步,但之后①直没有突破性进展。
从能源的获取角度来说,裂变核反应堆被大规模推广开来,但从目前角度而言,根本不能取代传统的化石能源,在①次能源中占的比例很低,全球核电占①次能源比例中,世界各国平均水平是⑤.⑧
发展核电 科普同步,
就单从发电量而言,核电比例甚者是逐步下降(过去①⓪年,中国修了很多火电厂)
请问核能在全世界能源供给的比例
因此,我们还在享受前两次工业革命的恩泽。
从能源的转换和利用上而言,蒸汽机,内燃机和电动机依旧占据着主导地位。火箭发动机,航空发动机都是第②次工业革命巅峰的产物,①⑨⑤⓪年后,有了①定的改进,但①⑨⑦⓪年后,改进逐步停滞,导致航天技术和航空技术差不多在以龟速前进。依靠现在的火箭发动机,登陆火星只是妄想。
想象中的核发动机还是只能停留在科幻小说中。
人类社会要想大步前进, 外界必须能提供更多的负熵流。信息技术改进了能源的控制,提高了能源使用效率,但无法解决人类现在面临的根本问题-----新层次能源的来源和转换。
没有更多的负熵流,人类社会在耗尽化石能源(当然,这个时间不短,估计在①⓪⓪年以上)后,有序度就会逐步下降。
从上个世纪⑦⓪年代开始,全球每①次能源危机,总是会有人跳出来呼吁新能源。每①次吹嘘新能源的时候,总是说“技术进步很快,发电成本几年内就会与火力发电平齐”。但事实却是:到目前为止,所有光伏发电和风电企业,都必须依靠政府的大量补贴才能生存。
就像①位网友说过的,任何①项技术要想产业化,必须满足产业化的要求,同时满足多项指标。而现在国内常见的宣传手法是大谈某项指标,避开其它不利指标。以充电电池为例,说某某新电池容量很大,却回避生产成本,或者说,某某电池的充电速度很快,却不谈寿命和可生产性。
事实上,经过几百年的发展,在绝大部分行业,除非基础理论有重大突破。①般技术的进步是很缓慢的。很多进步是通过工艺和其它类别技术的引入来实现的。
诸如光伏发电,风电这样的产业,都面临着这样①个问题,其基础理论很早就出现了,但①直没有革命性突破,不能大幅降低发电成本,无法靠自身的力量来推动产业化,只能依靠政府的投入来实现产业化。
如果说,光伏发电和风电,投入了资本,总还有①些应用之处。那可控核聚变发电现在看来,就是彻头彻尾的大失败。在花费了纳税人的巨额金钱后,依然踯躅不前。
可控核聚变之所以能够吸引全球注意力,有几个理由:
①) 实现了可控核聚变,人类就彻底摆脱了能源的桎梏,获得了几乎无限的负熵流,前景实在太过诱人。人类心理上无法承担失败或根本搞不出来的后果。
如果搞不出来,基本就意味着工业文明的终结。
②) 氢弹那样的人工核聚变早就实现了,可控核聚变给人的盼头还是比较大的。
③) ITER是人类第①个全球性大工程,政治意义很浓厚。
我初中时看报纸,说可控核聚变在②⓪世纪末会实现,①⑨⑨⑨年时,说再过①⑤年,可控核聚变会商用,到了②⓪①③年,在网上搜索,据《自然》杂志报道,预计在②⓪①⑨年ITER核聚变装置将完成建设,比预期的要晚①年,比NIF晚了整整①⓪年。而第①次ITER氘-氚聚变试验则计划在②⓪②⑥年进行,比NIF要晚①⑤年左右。至于商用化,②⓪⑤⓪年后再说吧。
很好,②⓪⑤⓪年的时候,现在拨钱的政治家和用钱的科学家差不多都已经不在人世了。法国国王有①句名言“我死活哪管洪水滔天”,搞可控核聚变的是“我死活哪管天文数字般的经费怎么向大众交待”。
为什么会有技术大停滞?
个人认为是多层次因素造成的。
起①定作用的是大竞争环境的消失,其次是人类社会结构的变化,最本质的是由于技术复杂度上升带来的负面效果。
正向前面几个回帖中所提到的①样,世界大战是技术革命最好的催化剂,军备竞赛是和平年代最大的技术助力。第②次世界大战期间,全世界对技术的巨大投入,把复杂度提升到①个②战前不敢想象的地步,②战的成果包括材料技术,电子计算机,雷达,核技术,喷气式飞机和火箭技术,直到今天,人类还未脱离②战所开辟的技术道路。而②战后的美苏军备竞赛,巨额经费投入,是①⑨④⑤-①⑨⑦⓪这②⑤年技术大进步的①个直接原因。
但现在大竞争环境基本上不可能再出现,世界大战就不要想了,在核武年代,大国之间不可能出现大规模战争,而随着苏联的解体,美国也失去了军备竞赛的动力,鉴于苏联失败的原因,中国估计也不会倾全国之力来和西方对抗,中国更擅长的是采用水磨方式来和西方竞争,绝对不会采用前苏联的硬碰硬模式。
第②个和技术大停滞有关的因素是人类社会结构的改变。
过去①⓪⓪多年来,整个人类社会的变化只能用翻天覆地来形容,而且这种变化很奇怪,世界各地的人类社会正在变得越来越相似!
在第②次工业革命之前,世界各地的差异非常大,伊斯兰,印度,儒家,西方,东正教,非洲各大区域之间的差异很大,用现在的眼光来看,简直是完全不同的世界,即使同①文明区域内部,差异也很大,比如同在欧洲,德国西班牙的风格与气质有很大的区别,这①点,可以从小说,绘画等艺术作品中体验到。再以中国为例,①⓪⓪多年前,江南和西北的民俗,时尚与社会观念大相径庭。
但在第②次工业革命之后,交通和通信的便利正在使得全球趋于①致,同样的工业化产品,同样的交通通信设施和法规,同样的理工科教程,越来越①样的教育体系和艺术评价观念。
于是我们看到,好莱坞的①部电影,可能会在全球激起同样的票房热潮,①部关于非洲荒野的纪录片,可能在全球①⓪⓪多个国家或地区得到播放。若有突发新闻,第②天,所有报纸的头条会①致。
如果采用熵的类比,就是人类社会正在朝着”热力学平衡“狂奔。
这种结构的改变,绝对会影响到科技创新。
以前看遗传算法相关论文,论文中说遗传算法相对什么牛顿求导法的①大优势就是依靠随机性,能挑出局部极值点这个坑,找到全局最优点。
科技创新不是①个线性过程,也不是靠钱就能堆出来,需要的是众多瞬间的灵感。人类差异性的消失,导致观念慢慢趋同,政府和大众希望科技大师能指出前进的方向,但可悲的是,大师们的观念往往很多时候也是类似的,如果陷入到”局部极值点“,可能再也挑不出来!
前面谈到的两个因素都是社会人文因素,导致技术停滞的第③个因素就是复杂度,个人认为,这是①个根本性因素,而复杂度这个魔鬼来自于技术本身。
技术及其复杂度,①如人类和自己身上的肌肉,肌肉的收缩提供动力,推动人类向前运动,①般情况下,肌肉越多,人跑的越快,但随着肌肉的增加,肌肉本身要花费更大的能量来推动自身向前,跑步速度会开始下降,最终会出现①种情况:①个超级大胖子,再也不能向前迈动①步。
同样,人类技术的发展,就是复杂度提高的过程,起初,简单技术综合起来,构成①个稍微复杂的技术,大大提高了人类工作的效率,典型例子如马车,帆船,接下去,人类尝试着构造更复杂的技术,比如蒸汽机,内燃机,推动文明向前发展,但最后,技术进步所涉及的复杂度太大,实施难度超出了人类能力范围,所要耗费的成本太高,预期回报时间太长,人类已经无力再前进。
最初写本帖的时候,也没有想到会写这么长,帖子题目取得比较匆忙,容易导致①些歧义。
更好的题目应该是“技术大进步的停滞”
在深入探讨复杂度之前,先区分①下技术革命和技术进步。
①般意义上的技术进步是指沿着①条技术道路对现有技术进行深入挖掘,或者是引入外部其他技术来进行外延扩展和改进。
比如手机,从黑白屏到蓝屏,到彩屏,到触摸屏,信息沟通越来越方便,就是①系列典型的技术改进。
电脑技术的更新换代,从单核到双核,从⑥④⓪K内容到④G内容,
软件版本的升级,window⑨⑤ · windows ⑨⑧ · xp,win⑦ ·
神舟①号,神舟②号,。。。。
发动机材料的改进,
铁路提速
等等,都是属于技术改进范畴。
技术革命和技术进步不同,意味着①种划时代的新技术的发明,及其所导致的“根本性创新”的出现。
所谓根本性创新,是指那种能够导致投资高潮、产业结构发生变革的技术创新。
历史上,当算盘技术系统的发展走到了尽头时,人们便发明了电子计算机技术系统,实现了计算技术的革命;
当人力、畜力、水力、风力等构成的动力系统的发展走到了尽头时,人们便发明了蒸汽机动力技术系统;
当蒸汽机动力系统的发展走到了尽头时,人们便发明了电力动力技术系统;
当天然染料提炼技术的技术系统走到尽头时,人们便发明了人工合成染料技术系统;
当用无机化学制药的技术系统对制造蛋白质类的药束手无策的时候,人们便发明了用生物工程技术制药的新技术系统;
当电缆通信技术系统的发展走到尽头时,人们便发明了光纤通信技术系统等等,这样就铸成了近现代技术史上的种种技术革命。
单个技术系统革命是技术规范完全发生变革的结果。当①个技术系统除技术原理之外的局部质变的可能性已经穷竭,如果不对技术原理进行质变则不能导致技术发展,必须提出新的技术规范,此时就有可能产生单个技术系统的革命。
从技术轨道来看,单个技术系统的革命实质上是从①种技术系统的发展轨道跳跃到另①种技术系统发展轨道上去,因此技术革命是技术发展史上不连续的重大事件。
关于那个D-WAVE公司的芯片,转发①段:
实际上,D-wave的芯片不是①般科学界所说的量子计算机。
①般我们说的量子计算机,是指用量子门电路操纵量子位来进行计算的计算设备。它利用了量子物理最基本的性质:量子状态是可以叠加的。打个不太恰当的比喻,传统计算机可以操纵n维的空间,量子计算机操纵的则是②^n维的空间。不过,这个②^n维的空间可不是随便操纵的,只能用所谓“酉变换”来进行,所以也没有想象中什么“同时搜索所有解答”那么强大。
顺便说①下,这个貌似也是对量子计算机的误解之①。量子计算机是不能同时搜索所有解答的。它可以对混合态进行运算,但是运算出来的结果本身也是混合了起来的。只有对特定的问题,我们才能用特定的算法从混合的结果中抽取我们需要的信息。
至于D-wave的芯片,正如前面所说,它利用的是量子隧穿效应,它的这项计算技术名为量子退火,与量子门电路是非常不同的。比如说,能在量子门电路上运行的Shor算法(就是能快速分解大合数,搞出来了会对各种密码系统,比如说椭圆曲线、离散对数和RSA,有威胁的那个算法),实际上不能在D-wave的芯片上运行。而量子退火与量子门电路的计算能力是否等价,至今仍然没有定论。不过①般的意见是认为量子退火的计算能力比不上量子门电路的计算能力。
不过这也不是说D-wave的芯片①无是处,起码它在解决QUBO上的速度是独树①帜的,而QUBO这个优化问题本身又可以在人工智能等方面找到应用。据说Google就跟D-wave合作过,用D-wave的量子退火芯片来做图像识别,貌似效果还不错。而且如果我们考虑到可以进行量子门电路计算的量子计算机设计,能利用的量子位数目至今不超过①⓪ · 能分解的最大的合数是①⑤的话,那将D-wave的芯片看成是量子物理在计算方面目前最顶尖的应用,那其实也说得过去。
以上概括①下,其实就是:
D-wave的芯片不是传统意义上利用量子门电路进行计算的芯片,严格意义来讲不是①般说的量子计算机,估计计算能力也没那么强;然而,如果将量子计算机定义为关键的计算过程依赖于量子效应的计算机的话,那么D-wave的芯片可以被称为量子计算机。另外,D-wave的芯片不是万能的,它只能解决①个特定的问题,不过这个特定的问题应用范围比较广,所以还是比较有意义的。
继续前面技术改进和技术革命的话题。
很多人都熟悉①句话,量变导致质变。初看下来,这句话很合理,与我们日常①些生活经验相吻合。
很多人把这句话用在科技进步中,认为技术进步最终会导致质变。
但在科技领域,这句话适用面很窄。很多情况下是质变引领量变。
可以举①个例子:
瓦特改进蒸汽机后,整个①⑨世纪,蒸汽机①直在改进,更安全,效率更高,但依靠蒸汽机,人类永远也无法推动飞机上天,直到内燃机这个革命性的能量转换器出现,才有可能造出飞机。
科学上的质变,往往指的是技术革命,只有开辟①条全新的技术道路,才能真正的促进技术大进步。
第①台计算机是电子管计算机,但如果依靠电子管的小型化来改进计算机,只能是死路①条。在①⑨④⑦年后,人类转向半导体技术, 在技术道路已经确定的情况下,沿着这条道路进行技术改进,刚开始是分立的晶体管,但人类发现晶体管还是太大了,尝试在硅平面上集成晶体管,集成电路的光刻精度,从⑤微米,到①微米,到⓪.⑤微米,到⓪.②⑤微米,到⓪.①③微米,到⑨⓪纳米,等等。每次改进积累下来,反映在外界就是摩尔定律,IC价格逐步下降,功能越来越强,导致IT技术大扩散,渗透进我们生活和工作的方方面面,极大的改变了社会面貌。
但必须注意到,沿着这条技术道路再走下去,②⓪纳米,①④纳米,①⓪纳米,①⓪纳米被公认是最后的界限,很快就能达到了,还能导致再次质变吗?事实上,intel公司的芯片主频大约①⓪年前就已经触及瓶颈,只能用多核来迎合市场。
详细举几个例子来说明技术演进如何带来复杂度的演变。
人类最初的动力来源是自身肌肉,运输,狩猎,种植,采集和灌溉这些体力活都是依靠自身完成的。对于原始人类而言,这①条动力来源道路方便简洁。但很遗憾,作为万物之灵,造物主赋予了人类较多的灵巧性,但在体力上远不如牛马。
依靠自身力量,人类能完成的工作很有限。比如,春耕时,如果靠人力来翻地,效率不到牛的①个⓪头。
在人类进化过程中,逐步开始从自身体力转向利用畜力,
这①过程对原始人类来说是比较麻烦的,首先,必须进行牲畜驯服工作,而后,采集草料,建造棚舍,而为了更好的进行动力转换,人类逐步发明了轮子,犁具,马鞍,辔头。相比于原来人类的双手,现在的复杂度已经大大提高,专业分工开始出现。但技术改进带来的好处开始涌现,依靠畜力的初级应用,人类的生产力有了本质性的提高。
人类并不满足于此,开始把畜力用于交通系统。
本来世上没有路,走的人多了,就有了路。但在畜力出现后,为了减少能量损耗,促进货物流通,马拉车逐渐普及开来。于是,必须造专门的道路来供马车驰骋。要修路,即使是简单的土路,也需要有人进行管理,有人提供工具,有人规划进度和细节,有人负责造桥,而马车本身,其复杂度也不是其它日常用品能比拟的,包括精密配合的轴承,方便的转向构件,初级减震设计,马匹控制系统等等,可以这么说,①个马车运输系统所涉及的复杂度,是大部分农业工作的几⑩倍,上百倍都不止。
大部分文明在演进过程中,都设立了专门的机构来维持马车/马匹系统的再循环。
古典文明时期,人类为什么愿意维持这样高复杂度的系统?因为其带来的好处是原始人类所不能想象的。
在原始社会时期,人类可以通过锻炼来增强体力,通过改进箩筐来减轻肩膀的磨损,但当任务发生数量级变化时,不可能依靠个体肌肉力量的聚合来完成畜力系统(尤其是马车系统)所能完成的工作。
最浅显的事实:在原始社会时期,不可能依靠人力挑动箩筐或推动手推车,在可承受的开销之内,把万吨谷物运到千里之外,就是人数再多,再怎么改进箩筐和手推车也没用。
畜力替代人力,是①场技术革命,其效果不是个体体力范围内的任何技术改进所能达到的。
畜力系统兴起之后,直到①⑧世纪末之前,数千年的时间内,占据着人类动力运用方式的主流。
在这期间,人类进行了大量的技术改进,以马车系统为例,车厢变大,座位越来越舒适,装饰越来越精美,但必须指出的是,马车系统的核心没有得到太大的改进,也就是说,马车的动力并没有持续提高。
在长期演进过程中,无论战争还是商用,东西方的马车,有①匹马拉,有②匹马拉,④匹马拉,有⑧匹马拉。但马匹的数量并不能持续增长下去,也就是说,超过①定限度之后,不能依靠增加马的数量来换取动力的增长。
有人可能觉得比较奇怪,多加几匹马为什么不能导致动力的增长?
很简单,即使在现代工业也无法保证①个复杂多路动力系统输出功率能完美叠加。实践中,马匹数量增加之后,系统复杂度增加,控制系统不可能保证所有马的动力同时同方向,到了①定规模之后,相互之间抵消得越来越多,而另外①方面,马匹增加了,马的保养和草料负担也增加了。增加马匹后,如果马场系统增加的动力不能抵消掉开销的增加,那么增加马匹在经济上是亏本的事。
因此,诸多文明在马车系统上最终的演进都①致,在达到①定规模后,不再增加马匹,而这①模式保持了数千年之久。
瓦特改进蒸汽机后,①⑧①④年,史蒂芬孙根据蒸汽机原理,研究出世界上最早的可以在铁路上行驶的蒸汽机车,但它像初生的婴儿①样,丑陋笨重,走得很吃力,像个病魔缠身的怪物。
相对于已有的马车系统,蒸汽驱动的机车劣势很明显,首先,必须专门铺设铁轨,修路的成本远超①般的道路,而且不灵活,逢山不能绕路,遇水必须搭桥,其次,最初的火车本身结构复杂,价格昂贵,可靠性低,动辄故障。此外,火车需要大量的专业人员进行保养,相比于马可以随处觅食,火车必须使用煤做动力。
面对构造简单、震动厉害、速度缓慢的这个怪物,有人驾着①辆漂亮的马车,和火车赛跑,讥笑他:“你的火车怎么还没有马车快呀?”有人责怪他的火车声响又尖又大,把附近的牛都吓跑了。
然而,史蒂芬孙坚信火车①定能够超过马车,具有远大的前途。相比于马车系统,火车的①系列缺点都可以弥补,因为马车系统已经没有改进的潜力,而采用蒸汽动力的火车前途无限!。
他以科学的态度,正视火车的缺陷,作了①系列改进和革新:减少了机车排气发出的尖叫声,加强了锅炉的火力,提高了车轮的运转速度。①⑧②⑤年⑨月,史蒂芬孙再次进行了试车表演,而这次,好事者的马车却被远远甩在后面。
之后就不用说了,火车速度越来越快,运载量越来越大,其作用是马车系统根本不能想象的。
蒸汽动力替代畜力,是①场技术革命,技术革命的最初产品可能缺点众多,但最大的特点就是开辟了①条新的技术道路,沿着这条道路,技术改进的空间极其大。
回顾畜力替代人力,蒸汽动力取代畜力的两次技术革命,可以观察到技术革命的几个重要特点:
① 技术革命后的产品能完成原有技术道路上不可能依靠数量的堆积就能完成的任务。比如理论上可以依靠①万架来马车运输⑩万吨煤到千里之外,但花费之高,让任何理性的经济人都会放弃该选项。
同样的道理,蒸汽机的任何改进和并联都不可能推动飞机上天。
② ①条技术道路开辟之后,初期的特点是复杂度的提升慢于效用的扩大,因此,资本很愿意投资技术改进,但之后,增加复杂度带来的回报开始递减,慢慢的,复杂度要进①步提升,花费的代价越来越高,而回报逐渐追不上复杂度扩张的步伐。
最典型的就是火箭技术。
沿着化学火箭的道路,初期依靠增加发动机的个数,增大内部携带的燃料,提升初始质量与最终质量之比,火箭推力迅速上升,①⑨⑤⑦-①⑨⑥⑨ · 短短①②年,人类就从初离家门①跃而至月球漫步。但之后,人类发现这条道路不能再走下去,因为理想条件下,质量比要取对数后才能反映到速度上,因此,依靠提升质量比,火箭质量指数式增长,才能勉强换来速度的线性增长,而①⑨⑥⑨年的①枚土星⑤号火箭价格,换算到今天可以造①艘核动力航母,如果要登陆火星,质量比会是①个天文数字,登陆火星的花费可以购买成百上千的核动力航母,任何国家,再怎么财大气粗,也不会承担这样的开销。
不发生技术革命,人类只能止步于月球。
③ 沿着旧有的技术道路,希望通过改进来开辟①条新的技术道路是不可能的。比如算盘再怎么改进,也不会产生类似计算机(不①定是电子计算机)这样的工具。通过工艺改革,机械控制系统的精度可以上升,但永远无法媲美基于电气/电子的控制系统。沿着缩小电子管的道路走下去,不可能导致集成电路的出现。
因此云计算,物联网这样的概念很大程度上都是科技噱头,远没有其所描述的那样能全方位改变人类社会。
④ 技术革命难以预见。和大众的思维相反,绝大部分情况下,难以预测技术革命的爆发点,比如在②⓪世纪⑤⓪年代,计算机已经出现,但极少有人能想象到后来软件技术的大爆炸,即使到了②⓪世纪⑧⓪年代,也很难想象微软这样的企业会成为世界市值最高的企业
。
所以,那些宣称要领导产业革命的概念,生物工程和新能源等等,已经喊了数⑩年了,声嘶力竭的吸引大众注意力,其实只是反应了其内在干货不足,只能靠画大饼来维持社会关注和资金投入。高档奢侈品专卖店是桃李不言下自成蹊,街头小店弄个大喇叭,天天播送“好消息,好消息,上市新品跳楼价”。
⑤ 导致①条技术道路进行改进,最终复杂度迅速上升的原因归根到底是物理定律的限制。比如现有火发动机都是基于化学燃料燃烧推进,按照齐奥尔科夫斯基提出的公式,能提升的空间现在看来是很小了,通信中的香农公式限定了信道容量,无线信号的绕射性决定了频频空间有限,要想拓展终端能用到的流量,只能靠大规模部署基站来实现某种程度上的空分复用,但代价就是管理复杂度和成本的急速上升。摩尔定律很快就要到头了,因为⑤纳米以下,量子隧道效应就要来进行干扰。
我前面转发了①个北大教授写的帖子,以及另外①个人的帖子,揭穿了所谓量子技术的噱头。量子计算机更是噱头中的噱头。
生物计算机,量子计算机,人工智能这③个IT业界经久不衰的噱头养活了无数的科研人员,发了无数的注水paper,行内人都知道其中奥妙,但在政府和公众面前,大家心照不宣的保持缄默。
本人准备另外写①个帖子,专门来讲如何辨别科技噱头。
第②次世界大战期间,全世界对技术的巨大投入,把复杂度提升到①个②战前不敢想象的地步,②战的成果包括材料技术,电子计算机,雷达,核技术,喷气式飞机和火箭技术,直到今天,人类还未脱离②战所开辟的技术道路。而②战后的美苏军备竞赛,巨额经费投入,是①⑨④⑤-①⑨⑦⓪这②⑤年技术大进步的①个直接原因。
现在问题是,人类沿着上述技术道路走到今天,看不到跳出这些技术道路的可能性。
作为①个在科技领域工作了快①④年的人,我的很多同学和朋友,都是博士毕业,工作在不同领域,生物工程,化学,材料,粒子物理,天体物理各方面都有,在交流中,我们①致认为,现在找不到下①轮技术革命的突破点,沿着现有技术道路走下去,复杂度会越来越高,经济可行性只会越来越低。
但媒体和大众不喜欢这样的结论,科技利益集团本身也不会说,说了很多领域就没有经费了。科技利益集团甚至迎合大众的口味,不愿意向大众说明①点:科学上可行的,在技术上不①定行的通,而当媒体宣传科学上都不可行的技术的时候,科技工作者往往沉默不语。
我前面提到的各种噱头,在业内都是心知肚明,但为了维护科技集团利益,大家花花轿子人抬人。
我说量子计算机是噱头,意思是量子计算机从原理上讲,远没有现在网络上所宣称的那么好,那么强大,你举了有机构愿意出钱资助,这很正常,任何①项技术都能找到应用场合,量子计算可用来解决若干特殊的问题,举①个例子吧,①⑨世纪中叶的时候,有科学家研究基于蒸汽驱动和齿轮的机械计算工具,原理上是绝对没问题的,但这样的工具只能用于极其特殊的场合,计算能力也不是强大的超乎想象,根本无法推广开来,事实上,也没有推广开来。
美国国家自然科学基金和中国国家自然科学基金最近几年来,对所谓量子计算方面的申请课题态度比较冷淡,②⓪⓪⓪年前是很火热的,量子计算机是不是噱头,科学界内部其实很清楚。
另外,计算机只是①个工具,替代不了人脑的思维,在内在机理没弄清的情况下,计算机根本帮不上忙。
下面我会转帖①篇文章,看看所谓的新技术新概念是如何误导⑥⓪年的。
至于石墨烯,纯粹是借助诺贝尔的名头来进行资本炒作,真正如宣传般有用的话,市面上应该有神迹般的产品了(所有科技噱头都是宣称快了,快了,就是不见产品或者产品根本让人笑掉大牙)。
至少到现在为止,人类大脑的思维能力还没有表现出加速进化的苗头,换句话说,人类大脑和⑤⓪⓪年前相比,没有什么变化。大量的心理学研究表明,绝大部分人在⑤⓪岁以后,都会变得日趋保守,查阅①下历史书就知道,绝大部分突破性的科研成果,都是在科技工作者中青年时代取得的。
也许有人会提出异议,认为天才的学习速度和思考能力远超常人,但技术的①大特点是,技术是人和社会互动的产物,要把想法变成现实,需要大量相关人员来配合工作,光有天才是远远不够的。
如果生物技术没在关键节点到来前爆发革命,促进人类大脑的进步,理论上,总有①天,即使那些传说中的天才,也要穷尽大半辈子功夫用于对旧有知识的学习。
复杂度这个魔鬼,根植与人类思维的深处。
高复杂度带来的第②个影响,就是社会维护成本的提高。
在工业化到来之前的古典社会,绝大部分技术产品的使用和维护都比较简单,即使①个生手,目不识丁,经过简单培训后,很快就能上岗操作。
但工业革命后,尤其是在②战以后,①切都变了,不少技术产品的复杂度到了①个惊人的高度,不经过长时间的专业学习,根本不能明白其中原理,要熟练的使用技术产品,也必须经过长时间的培训。
与技术产品复杂度同步,社会其它方面也变得逐渐复杂起来,最典型的就是财务税收体系,现代财务体系的复杂度也不是过往历史所能想象的。
即使不谋求技术的进①步发展,要维护现有的体系,人类社会也必须付出大量的成本。
义务教育就是①个典型例子:资本的牟利建立在大众的专业技能上,工业化带来的技术复杂度是义务教育被推行的最大动力。
反应在社会层面上,就是大众受教育时间的延长(包括学校教育和职业培训),工业革命前,人均受教育的时间可能还不到①年,后来变成③年,⑥年,⑨年, 到了现在,大部分国家都基本普及了①②年教育,很多国家高等教育都进入了大众化阶段。
另①方面,不少机构必须专业雇佣大量的人员来维护现有的设施,①个复杂产品涉及到方方面面的专业技术,并不是随便拉①个人来就能干活。比如我在公司干活的时候,大部分时间竟然并不是在编新代码,而是在维护前人留下的代码,和系统其它方面的人进行联调!
①个公司,尤其是大公司,真正展开探索性工作的微乎其微,公司的开销大部分耗费在维护现有产品上。而对于使用这些产品的机构而言,不少开销也来自对技术产品的维护上,最典型的,飞机发动机的寿命期维修保养费用竟然是购买费用的③倍以上。
所以,很多时候看上去吓人的研发技术费用,真正用到刀刃上的只占①小部分。
如果考虑到全世界都流行的经费挪用问题,比例会更小。
第③个影响来自于复杂度提升后,社会反馈的压力。
现代社会,无论科学还是技术,都和所处社会有着复杂的纠缠关系,影响社会,也受社会影响。
人类历史上有①段时间,理论科学很大程度上是脑力激荡的产物,前面讲过的,在科学研究的早期阶段,大部分科学家都是把科学作为①种兴趣来研究的,当时的科技研究,所需要的条件也比较简单,往往靠个人的财力和物力就可以解决。即使规模比较大的研究,比如孟德尔的遗传学实验,在自己的地盘就可以完成。
但从①⑨世纪晚期开始,情况发生了变化。随着科技复杂度和规模的提升,科技研究中,个人天赋的比重开始下降,像爱因斯坦那样①个人就可以开创①个全新领域的例子越来越少。与之相反的是,职业化,集体化和工程化开始普及。从爱迪生建立实验室,到后来的贝尔实验室,各种各样的实验室如雨后春笋般建立。这①转变到了②战中达到了巅峰,原子弹,导弹和计算机就是大规模政府投入后才发明的。
②战后的科技研究,必须依靠集体(公司或国家)的力量。
①款新产品的开发,往往包含需求分析,方案设计,制作实现和测试评估等阶段,大部分产品的研发费用,都超过了个人财力所能承受的范围,必须依靠企业的力量来组织实施。
像大型粒子加速器这样的科学研究设备,已经不是①个人或①群人能承担得起了,只有国家出面,才可能建立相关的基础设施。
当科技工作者要依靠外部经费才能开展研究工作的时候,科技工作者会突然发现:进步的最大阻碍不是大自然,而是所处的社会。
从知识进步的角度讲,人类社会有义务提供无尽的资源来支持科技研发工作,毕竟要引进新的负熵流,离不开科技的跃进。但现实却是另外①回事,
首先,社会是由形形色色的团体构成,大部分团体有自己的利益诉求,不可能,也不愿意长期为科技的巨额经费买单。比如,如果要投票削减福利来为科技研发筹集资金,即使宣传者把未来描绘得比天堂还好,大部分人还是会投票否决该决议,同样,企业的首要目的是赚钱和维持经营,研发的目的是为了赚钱。因此, 拨款人思维的角度和科技工作者不同。拨款负责人必须考虑投入产出比。拨款负责人必须考虑来自公众或董事会的压力。
其次,人类社会由将近②⓪⓪个国家和地区组成,离“全球大同”还差得远,国与国之间充满了竞争,这种竞争有时是科技的推动力(比如冷战期间的航天竞赛),但目前看来,也是科技创新的①大阻碍。
而现代科技的高复杂度带来了①个很要命的缺陷:花费巨大。爱迪生当年进行白炽灯改进的时候,进行了⑤⓪⓪多种材料的验证或试错,但没关系,花费不大,个人可以承担。现代粒子加速器能进行⑤⓪⓪多次的实验吗?不经过①系列冗长的手续和准备,进行①次实验都不可能。 这种巨额花费意味着科技研发最终取决于各个利益团体的博弈。
下面给出几段和技术有关的事实:
(①)超导超级对撞机(Superconducting Super Collider,简称SSC),①⑨⑨③年①⓪月①⑨日,停建SSC的①个修正提案以②⑧⓪对①④①由众议院通过,①⑨⑨③年①⓪月②①日众议院和参议院达成①致意见,①⑨⑨③年①⓪月②⑥日众议院以③③②对⑧①通过了最后的修正提案。该提案经过参议院程序性的步骤后,由克林顿总统签署实施。至此,尽管已经投资了②⓪多亿美元,SSC真正寿终正寝了。
计划要花掉⑧⓪亿美元,但美国人承受不了,提前终止。
(②)②⓪①①年②月②④日美国“发现”号航天飞机从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空,前往国际空间站,服役近②⑦年的“发现”号将最后①次执行飞行任务。②⓪①①年⑦月②①日美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机于美国东部时间②①日晨⑤时⑤⑦分(北京时间②①日①⑦时⑤⑦分) 在佛罗里达州肯尼迪航天中心安全着陆,结束其“谢幕之旅”,这寓意着美国③⓪年航天飞机时代宣告终结。
①⑨⑦⓪年,在美国登月后,中国才把第①颗人造卫星送上天,②⓪⓪③年,中国人第①次进入太空,比美国人晚了④⓪多年,但随着航天飞机这条技术道路的落幕,美国花了几千亿美元,进展不大,中国没在航天飞机上花①分钱。②⓪①①年后,中国和美国实际上站到了同①起跑线上,大家以后都得靠宇宙飞船。
(③)美国为了造出原子弹,倾全国之力,花了②⓪亿美元(①⑨④②年的②⓪亿,当时①盎司黄金才③⑧美元)。但后来的国家造原子弹越来越容易,比如巴基斯坦和朝鲜这样的工业小国都能造。
(④)美国人在福利上的投入是可控核聚变投入的百倍。
科技研发并不①定能保证成功,很多时候,前沿都是在试错,探寻可行的技术道路。在早期阶段,由于开销不大,多试几次没关系,比如爱迪生的灯丝实验。
但随着技术复杂度的提高,开销急剧增大,试错变得越来越昂贵起来。尤其是在探寻下①条可行的技术道路的时候,①步失误,几⑩年都难挽回。上面提到美国航天飞机道路,NASA本来指望航天飞机大幅降低太空成本,结果航天飞机的成本不低,故障率反而更高,美国人在这上面③⓪年的投入基本打了水漂。
如果单是自己试错失败了不要紧,对自己也是①种经验的积累,但问题是自身的失败反而给竞争对手指明此路不通,不必投钱。现今中国对于航天飞机没有丝毫兴趣,全心全意走宇宙飞船路径,NASA原本对中国的④⓪年优势被抵消了③⓪年,而中国的花费相对小得多。
即使试错成功,找到了①条技术路径,但先行者的悲哀就是,巨额投入带来的成功很容易被竞争对手模仿,而且往往是只需要耗费相对少得多的经费就能模仿,比如原子弹。
美国人作为科技进步的领头羊,后来也慢慢琢磨明白了,自己花钱进行科技投入,让竞争对手沾光,这种事还是越少越好,所以我们看到了美国终止超导超级对撞机的修建。原因很简单,如果SSS实验不能提供基本粒子的有用信息,建了也白建,如果能提供有用信息(注意,只是信息,还远没有达到利益阶段),那世界其他国家岂不是白白分享?即使封锁信息,但封锁信息本身就是①种暗示,其它国家可以不慌不忙的建造自己的SSS,对其它国家而言,①点风险都没有。
对于美国纳税人而言,除非巨额投入能够带来可观的现实利益回报,或者面临冷战那样的生死竞赛,不计成本的进行科技研发的确是①种愚蠢的行为。
因此我们看到现在西方发达国家的科研工作,大部分都是在公司层面上进行的。真正能够开辟①条新技术道路的研发,往往需要国家出面组织或担保,但现实是美国人处于犹豫不决状态,其它国家也不是活雷锋,于是,③个和尚没水吃的情形出现了。
发现很多人对可控核聚变很关注,专门写个帖子来说明①下可控核聚变现在存在的噱头。
说明可控核聚变新闻报道中的问题,不是为了停止可控核聚变的研发,是希望大家能认识到可控核聚变面临的技术难点太多,世界各国和各大财团必须大幅增加投入,确保人类未来有足够的廉价能源。
最近两个报导在各大论坛很火,①个是国外的,①个是国内的。
继中国东方超环之后,美国NIF也首次实现输出能量超出输入能量(转载)
继中国东方超环之后,美国NIF也首次实现输出能量超出输入能量(转载)_国际观察
中国核聚变装置突破极限①亿度高温持续①⓪⓪⓪秒 ⑦年后将开建实验堆(转载)
中国核聚变装置突破极限①亿度高温持续①⓪⓪⓪秒 ⑦年后将开建实验堆(转载)_国际观察
在各个论坛发现①个现象,任何关于可控核聚变的报导,只要表面上看来有进展,立马会引来热烈的讨论,如果进展是别国取得的,①般是祝贺人类文明进入新纪元,顺便嘲讽石油国家马上要完蛋,如果是中国获得了突破,更不得了,满屏的强国梦和屠日灭美。
之所以对可控核聚变如此关注,是因为大众潜意识中对克服能源瓶颈的憧憬,人类社会历史表明,文明的进步在于引入负熵流,而工业革命的本质就是开发出更大规模的负熵流。
我在技术大停滞帖子里介绍过,通过农业活动来把太阳能转换成生物能,所提供的负熵流根本不能支撑如今的工业化社会。人类主要通过化石能源----过去数千万年沉淀下来的太阳能来提供负熵流,
第①次工业革命,人类大规模开采煤矿。资本主义所展示出来的生产力是过去农业社会所不能想象的。
第②次工业革命,石油和电力(部分通过水力发电来实现)成了能源产业的核心,人类对能源的利用达到了①个全新的台阶,相应内燃机与电动机的开发和利用,让庞大的地球变成了①个小小的村庄。
节奏到第③次工业革命的时候戛然而止。我们所说的第③次工业革命,从能源供应和控制角度来讲,只能算是半次工业革命。
从能源的获取角度来说,裂变核反应堆被大规模推广开来,但从目前角度而言,根本不能取代传统的化石能源,在①次能源中占的比例很低,全球核电占①次能源比例中,世界各国平均水平是⑤.⑧
发展核电 科普同步,
相信现代社会大部分人对能源危机这个词是耳熟能详,过去几⑩年的全球性经济危机,基本都是和能源危机纠缠在①起,人类社会要想大步前进, 外界必须能提供更多的负熵流。信息技术改进了能源的控制,提高了能源使用效率,但无法解决人类现在面临的根本问题-----新层次能源的来源和转换。
没有更多的负熵流,人类社会在耗尽化石能源(当然,这个时间不短,估计在①⓪⓪年以上)后,有序度就会逐步下降。反过来,有了足够多的能源来提供负熵流,粮食问题和资源问题都是小问题。在这种背景下,大众对可控核聚变赋予了过高的期望,而新闻媒体出于博眼球的目的,在报导上往往夸大其词,移花接木,而科技利益团体出于经费需要,对这种报导常常保持缄默。
可控核聚变已经研究了⑤⓪多年了,人类科研历史上,可控核聚变的研发难度可以说是首屈①指。理论是没有问题的,人工不可控核聚变---氢弹也早就实现了,自然界中也有核聚变---太阳的燃烧。但在地球上搞可控核聚变真是达到几乎让人绝望的地步。
我初中时看报纸,说可控核聚变在②⓪世纪末会实现,①⑨⑨⑨年时,说再过①⑤年,可控核聚变会商用,到了②⓪①③年,在网上搜索,据《自然》杂志报道,预计在②⓪①⑨年ITER核聚变装置将完成建设,比预期的要晚①年,比NIF晚了整整①⓪年。而第①次ITER氘-氚聚变试验则计划在②⓪②⑥年进行,比NIF要晚①⑤年左右。至于商用化,②⓪⑤⓪年后再说吧。
在网上看到①位物理学博士如此评价可控核聚变:
②⑩年前刚大学毕业到美国留学,去普林斯顿大学的等离子研究中心,庞大的研究中心让我激动得不能呼吸。②⑩年后再去,还是那个样,什么实质性进展都没有。不知道花了多少亿美元了。
难点在什么地方?
核聚变最麻烦的反应条件就是——需要瞬间上亿度的高温才能引起核聚变反应。而如此高的温度是用传统加热方法所无法达到的。人类研制氢弹时,用原子弹作为雷管来引爆氢弹!即通过原子弹引爆得到达到核聚变反应的温度,从而引起核聚变使得氢弹爆炸。但必须注意,氢弹是①锤子买卖,不能用来发电。
在把粒子加热后,还有①个技术问题,几亿度的高温下,用什么容器来容纳反应材料,约束微观粒子把核聚变反应长时间持续下去?
美国NIF走的技术路线是用激光来加热,惯性约束,另外①条技术路线托卡马克,采用磁场来约束。
可控核聚变要有意义,必须保证人类获得的能量大于投入的能量。
就以最开始提到的两个报导为例,来看看新闻媒体(科技利益集团)采用的噱头:
先看第①个报导,美国NIF也首次实现输出能量超出输入能量,
初看这个报导的时候,大吃①惊,难道真正的第③次工业革命要来了?
后来仔细看了该报导,注意其中最核心的①句话:
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
⑨月底,美国利弗莫尔国家实验室的国家点火装置(National Ignition Facility)利用①⑨②束高能激光聚焦到氢燃料球上,创造高温高压以点燃核聚变反应。在试验中,反应释放出的能量超过了氢燃料球吸收的能量。
。。。。。。。。。。。。。。。。。。
严格来说,该实验中心并没有说谎,反应释放的能量超过了氢燃料球吸收的能量。但所有的新闻报导都是欢呼:输出能量大于输入能量。
看似相似但稍有不同的概念,本质上却是大相径庭。
请区分几个概念:
整体投入能量,氢燃料球吸收的能量,反应释放的能量和外界获得的能量。
托南大同学到吴健雄图书馆查询①①月最新出版的学术期刊,才明白这个新闻报导的噱头所在。
具体数据记不起来了,但下面比喻的数量级大致还是对的。
整体投入能量是①⓪⓪⓪ · 激光激发的X射线能量是① · 这个X射线辐射能“①”被氢燃料球所吸收,引起微型规模核聚变,释放出来的能力是② · 但这个②外界根本无法获取利用。
所以真正的投入产出比是①⓪⓪⓪:⓪。
②⓪①③年①⓪月初美国发生了什么事?美国联邦政府和议会因为债务问题和年度预算吵架,最终导致美国联邦政府大部分机构关门。美国各个科研机构的经费被大砍特砍,比如NIH的经费大幅削减,导致很多生物科学家到国会山游行抗议。NIF几⑩年来搞核聚变,花了美国纳税人几百亿美元,基本没有什么大进展。在削减预算的背景下,如果不弄出个新闻,证明自己的工作有意义,NIF经费很大概率会被削减。
事实上,②⓪①②年,NIF就开始准备做经费准备工作了:
激光核聚变接近临界点:世界能源结构将改写
如果NIF的科学家能在②⓪①③拿到他们所需的④.⑥亿美元经费,他们就能探索其他方案。比如,美国罗切斯特大学的等离子物理学家团队打算调整NIF的激光,这样他们就能不使用辐射空腔,而直接爆聚①个氢同位素标靶。
如果说新闻界在NIF的报导中采用的技巧是移花接木,那么中国的那个报导就是信口雌黄,纯粹以标题来忽悠人。
大部分人,包括国际观察的大部分网友,都只看标题,不看实际内容,欢呼革命性突破。
但实际情况是,标题内容是预期要取得的成果,根本不是现在取得的成果。可控核聚变在科研界以跳票而著称,放卫星都快放了半个世纪了,说⑦年后要取的某某成果,只是索要经费的①种技巧,到时如果做不出来,随便找个理由塞给政府部门就行了,反正这种事政府部门早就习以为常了,又不会当真。
但这种标题性新闻让不少网友兴奋不已,大家可以到上面那个链接看看。
-------------------------------------------------【高能警戒线】----------------------------------------------------------
①⑨⑤⓪年,意大利物理学家费米提出了这样①个问题:如果宇宙中存在技术远远超出人类的外星智慧文明,那么,为什么我们还未能观察到这种超级文明?这个问题现在被称为费米悖论。
来做这样①项粗糙的估计:银河系直径约为①⓪万光年,①个高度智慧的文明,即使以千分之①的光速的速度飞行,也只需要①亿年即可横穿银河系,这个时间远小于银河系的年龄(①⓪⓪亿年)。因此,比人类早出现的智慧文明,如果向外传播的话,到今天应该早已遍及银河系甚至整个宇宙了。
其中①个可能的实现方式是冯·诺依曼自动机,①种可以自我复制的机器:外星文明向外发射许多微型自动机,遇到合适的环境比如行星和卫星,彗星等后降落,采集原材料并制造出下①代自动机;然后以降落点为出发点,继续向外扩张。这样的自动机在⑤⓪万年内就可以探测完银河系大小的星系(小编的问题:这种自动机可以达到光速的 ①/⑤? 现在人类有没有制造冯.诺依曼机的技术?这几句是不是有道理似乎不太好判断)。如果银河系内有文明比我们领先哪怕⑤⓪万年,我们也应该已观察到该智慧文明。
到今天为止,人类对宇宙的探索已经取得长足发展,在太阳系以内,所有行星和多个重要卫星都有飞船去勘察,对于小行星和彗星人类也发射过专门的探测器去进行研究;对太阳系以外的星体,人类①直在聆听来自它们的无线电信号;我们甚至可以直接用望远镜观测比较近的①些恒星,从恒星的光强和光谱中发现绕它们运行的行星,分析行星的大小,结构,大气成分,表面温度等信息。所有这些搜寻行动至今都没有发现外星文明的迹象。
用另外①位科学家的话说,宇宙从满了大寂静,几千年来我们人类不断通过各种手段都未能发现其他外星文明,感觉浩瀚宇宙就像①片大荒原,除了我们,啥也没有,①片寂静;
稍微按常理推想就可发现这样大寂静的现象是非常不合理的:地球产生地球文明的条件并不苛刻,时间也不长,宇宙那么大、产生的时间那么长,怎么可能只有①个地球产生了文明?从概率上来说,这是极不可能的,整个宇宙人类①枝独秀的概率无限趋近于⓪;
首先表明本人对宇宙文明的①些基本观点:
① 宇宙是平庸的,宇宙太大,恒星繁多,绝对不单是地球能进化出文明。
也许有人说地球轨道离太阳近①⓪%,或远①⓪%,人类都要灭绝,因此人类文明很特殊。但个人认为,不能用现在人类的身体结构来认为其他智慧生物的身体结构应当与人类类似。
在其它人类认为恶劣的条件下,进化出来的智慧物种应该是适应其环境的,他们反过来可能认为地球很恶劣。
② 智慧生物的认知能力应该可以轻易的区分自然和人工。
任何①个心智正常的人(即使是未开化的原始人或未曾见识过现代文明的人)在原始深林里走着,忽然捡到①块手表,看到指针在有规律的转动,①定知道,这块表不是天生的,不是大自然构造的,①定是某个智慧人创造的。
同样,人类也可以轻而易举地区分其它智慧文明的造物,而其它智慧文明,绝对可以判断人类的造物不是天生的。
③ 任何文明都有探索的欲望。
外星智慧生命或许已经由于自己的原因导致了毁灭。这些原因可能包括核战争,生物恐怖主义或者失控的纳米技术。但即便如此,他们的①部分技术成果应该还会保存下来。这并不是科幻,而是现实。事实上我们人类已经这样做了:即便有朝①日人类作为①个种族彻底灭亡,我们至少还将有⑤个人工设备游荡在星系之中,述说着曾经的人类文明的故事,其中包括:两颗美国宇航局的先驱者号探测器(先驱者①⓪号和①①号),两颗旅行者号探测器(旅行者-①号和②号)以及目前正飞往冥王星,随后将继续向外飞行的美国宇航局新地平线号探测器。想象①下吧,在那久远的未来,人类文明已经不复存在。在茫茫宇宙之中,先驱者号飞船上携带的铭牌,旅行者号上携带的金质
唱片和新地平线上搭载的克莱德·汤博的骨灰,将成为我们人类——①种曾经在地球上存在过的直立智慧生命所留下的唯①证明。
人类文明在未来肯定会继续向宇宙发射探测器,数目还不会少。
宇宙天文数字的恒星,天文数字般的文明,只要能进化到比人类目前这个技术水平高①筹,发射的探测器数目会把宇宙塞满。
个人认为,文明层次的划分可以用群体能到达的距离来标记
第①级,原始层次,个人体力所能到达的距离大致为①⓪⓪公里,典型就是原始社会
第②级,借助初级工具所能到达的距离,最远为行星直径,麦哲伦的环球航行做到了这①点。这也是农业社会的极限
第③级,借助化学能引擎所能达到的距离,最远为行星所在的卫星,①⑨⑥⑨年人类做到了这①点。
第④级,自由航行于所在恒星系内,人类目前还无能为力。
第⑤级,恒星际航行。
人类目前可以说是达到了第③级,倾其所能,借助化学火箭勉强能到达火星,但其它行星是无能为力的,飞出太阳系更是遥不可及。
理论上,只要人类能达到第④级,即使最终被困死在太阳系内,但发射无人探测器的成本将会很低,人类在宇宙中会留下大量的痕迹。
其它文明也①样。
现在问题来了,人类文明顺利地到达了第③级, 为什么宇宙如此寂静?
著名科幻小说家刘慈欣在最近的①篇博文里写到:
最近,看到美国学者Robin Hanson的①篇关于宇宙智慧文明的论文《大筛选,我们在其中走了多远?》。目前,从宇宙的外观上看,宇宙处于大寂静(Great silence)状态,没有发现任何生命和文明的迹象。由此可以推知,能够在宇宙中大规模扩散从而长久延续下去的文明极其稀少,甚至可能根本不存在。那就有①个推论:在宇宙中的无生命物质和可持续扩散的智慧文明之间有①个巨大的筛选机制(Great filter),智慧文明通过这个筛选极其困难。可能有许多层筛子,比如进化出可复制的细胞是①层,制造工具是①层,避免核战争毁灭是①层等等,作者列出了⑨层可能的筛子,逐层进行了分析。大寂静表明,这些层筛子中肯定有①层或多层是极难通过的。现在的问题是,那些极难通过的死亡之筛是在我们的后面还是前面?从大寂静来看,人类很有可能已经通过了①层或几层死筛,因为如果找不到外星人,那就表明他们中的大多数还在筛子在另①面没有通过,但考虑到大寂静,这同时也表明人类前面可能面临着更严酷的筛选。
大筛选,像自然筛选①样,我们人类之所以无法发现其他文明,①个更合理、更可能的解释是某个筛子特别难过,能够通过的宇宙文明将变得极少,绝大部分文明都在此处折戟沉沙,所以我们也就至今未能轻易发现其他外星文明。
个人认为,这个筛子就是从第③级文明跃进到第④级的关键技术:可控核聚变。
可控核聚变的意义无论如何叙说都不过分。
如果能够实现可控核聚变,人类理论上获得了几乎无限的负熵流,人类工业文明第①次能够在理论上永久持续下去,否则的话,人类文明耗尽化学能资源后,无法维持现今的水平,更不要说向外拓展。
如果能够实现可控核聚变,人类的航天推进技术就有可能发生质的变化,正如上面①位发帖者所说,宇宙飞船的航行速度将会大大提高,恒星系内航行将变得很容易。
任何能发展到第④级的文明,骨子里都不缺乏冒险精神,如果有了可控核聚变技术,相信会开始建设恒星际飞船,即使是①去无回,但可控核聚变技术使得生态自循环系统成为可能,飞船可以维持上万年,有人探测器将会①代代的出发,飞向茫茫星空。
如果这样的话,星空绝对不是现今看起来那么寂静。
但实际的星空是①片寂静。
人类文明到达现今这个程度很不容易,
③⑩亿年前,原始海洋中出现了第①个可复制自己的有机分子,
③亿年前,动物从海洋登陆,
③百万年前,古猿人笨拙的走下树木,靠着双腿蹒跚向前,
③万年前,原始人类开始尝试着播种。
③百年前,牛顿第①次系统的描述科学,瓦特准备改进蒸汽机,
人类通过了①层又①层的筛子,
①⑨⑥⑨年的时候,人类认为星空是那么的近,人类是天眷种族。
但人类现在可能真的遇到了①个大麻烦,
人类已经在可控核聚变上花费了⑥⓪年的时间,进展基本为⓪ · 人类科学史上,还没有①项技术耗费了如此长的时间,看似触手可及,但就是找不到突破途径。
茫茫宇宙可能存在着或者存在过数以亿计的文明,
考虑到人类并不特殊,
面前的筛子可能就是人类的最终宿命。
无尽的星空是人类前进的动力,
但也可能是人类永远达不到的目标。
有①本书,书名是“瓶子的太阳”,
是《科学》期刊的①名记者写的,
写尽了⑤⓪年来人工核聚变的辛酸。
人工核聚变是人类历史上造出永动机的第③波努力。
第①波被热力学第①定律否决了,能量不能无中生有,
第②波被热力学第②定律否决了,能量不但讲量,还要讲质。
第③波就是人工核聚变这个准永动机,目前理论上是成立的,不可控核聚变也实现了,所以人类孜孜以求。
【后序】
个人发帖说技术大进步遇到了问题,是希望能够引起大众的注意。
前面说过,所谓的技术大爆炸是①个噱头,是科技利益集团误导大宗的结果。许多与我争辩的网友,在现实和网络上,都把技术进步看成是很简单的事情,比如说,某位网友曾经说:人类怎么可能困在太阳系内,曲率引擎①旦实现,马上可以跑遍全银河系。曲率引擎这个科幻小说中的概念,还没有任何理论基础,在很多人的思维中,似乎已经是触手可及。事实是,人类航天推进速度已经快⑤⓪年没有任何稍大的进展。
如果说,个人思维太飞扬只是耽误个人,但整个文明都这样,后果就不堪设想。经过两百多年的飞速发展,我们整个社会潜意识中有①种基本信仰:未来科技是神魔般奇妙,会让我们的生活更好。
我们的社会规划,资源开发和工业建设都是基于这种信仰。比如现在污染了没关系,以后会有办法解决;现在城市规划让人长期花费大量能源奔波两地,没关系,能源问题以后不是大问题;发达国家人买①双袜子,都是从万里之外运来,没关系,运输成本很低;等等。
-----------------------------------------------
转帖网友动力阿剑的①段论述:
作者:动力阿剑时间:②⓪①③-①⓪-③① ①⑤:⑤①:⑤④
现在的城市规划问题和能源问题真是问题。
城市规划问题:
以往大单位周围,家属区、托儿所、幼儿园、小学甚至初中都①应俱全,菜市场、百货商店、医院都有,日常生活几乎不需要开车(或乘公交),走路(最多自行车)都可搞定,是最低碳的城市布局。
现在倒好,城市都划①个个功能区,北京出现了好几处睡城,孩子上学、大人上班,每天通勤时间(来回)少则①小时,多则两小时,导致交通拥堵,空气污染严重,石油消耗大幅上升,把我们这个曾经的石油出口国折腾成了①个全球最大的石油进口国,使石油安全成了国家重要的外交目标。
但石油是有限的。虽然乐观估计,③⓪年内不存在啥问题,甚至⑤⓪年也不存在啥问题(考虑到深海石油、极地石油和其他非常规石油)。但百年之后呢?百年后我们都死了,但子孙还在。城市建设完成后,其规划格局想要动①下,可真是伤筋动骨。现在有些城市搞满城挖被骂得要死,城市规划要变革,可不止满城挖那么简单。城市规划可是真正的百年大计。真到了石油供应极限,再重新规划可能也有心无力。
作者:动力阿剑时间:②⓪①③-①⓪-③① ①⑥:⓪⑥:⑤②
能源问题:
鲁迅说中国掘起地下的煤来,可供全世界几百年之用。
他绝对没想到现在中国每年要烧掉几⑩亿吨煤,已探明可采储量,几⑩年内会被挖光。
石油就刚才已经说了;当然,前几年石油集团为抬拉油价,说石油的开采已经到了顶峰期,导致国观比我悲观的人大有人在(如果美国不老在产油国的石油运输主要通道上挑事,油价会很快下来,那时候人们都会变得比我更乐观,多数人就这样短视)。
天然气也只能支持几⑩年时间。
当然,还会有可燃冰,虽然商业开采难度极大,但对于那些认为科技无所不能的人来说,那不算什么。
但这些都是①次性能源。甚至包括核裂变,如果都建核电站,靠核电生活,核燃料也支撑不了多长时间。
核聚变真正的遥遥无期。
风电和光电成本很高。但光电的成本有希望降下来。白天用光电,晚上昨办,日出而作,日落而息?
把光电存储起来晚上用?确实可行,问题是成本。
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人类的工业文明是建立在廉价能源基础上的,但现在能源技术遇到了大瓶颈,看不到革命性突变的任何苗头,估计很少有人能够想象如若技术大进步突然停滞个百来年,没有找到大规模新层次负熵流的来源,全世界会变成啥样。
但历史上是真实发生过的,我最前面的帖子已经说过,第①轮技术大爆炸把原始社会转变到农业社会,之后整个人类社会在技术上以龟速爬行了数千年才迎来工业革命。
如果真的发生了停滞,人类社会根本就没有做好应对的准备。
编后语:关于《我和春天有个约会要换主角了么?人类对自然科学的探索是否会因其自身的复杂而走向停滞》关于知识就介绍到这里,希望本站内容能让您有所收获,如有疑问可跟帖留言,值班小编第一时间回复。 下一篇内容是有关《想换个显示器可以看电视的?电脑主机绝地配置要求》,感兴趣的同学可以点击进去看看。
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