没有新技术作为研究工具我们的科学家就只能像牛顿之后爱因斯坦之前的科学家一样做一些修修补补的工作.docx

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没有新技术作为研究工具我们的科学家就只能像牛顿之后爱因斯坦之前的科学家一样做一些修修补补的工作

星辰大海在前科学承载为舟/2019-11-06

2019年11月6日10:

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科技的体现是效率和工具。

科技的目的是什么？

如果说人类在原始时代使用工具，只是某个个体想要便利地完成眼前之事，那么到我们开始用科技去探索这个宇宙的奥秘，科技就已经有了更高级的使命——为人类这个种群找到生存的出路。

科技向人。

1950年，物理学家费米正在和朋友闲聊。

聊到飞碟、外星人和地外文明时费米忽然提出了一个问题那么他们都在哪儿呢？

”

当时公认的科学推论，是宇宙中必然存在技术远迈人类的外星超级文明，也必然曾与地球发生过接触。

而另一个事实是，我们从未确凿地发现过外星人的踪迹。

48年后，学者罗宾·汉森用“大筛选”理论解释了费米的悖论。

宇宙之所以死一般的寂静，或许不是因为星辰之间没有其他文明。

而是因为在它们成长到可以完成长距离的宇宙航行之前，就已被漫长的技术停滞困死在了母星上。

无边无际的真空和不均衡的物质能量分布，是宇宙天然的囚笼。

在一个文明获得闯出囚笼的技术之前，还要先通过诸如出现生命、制造工具、在可能出现的核战争中幸存等筛子。

我们每个人，都是宇宙的囚徒。

罗宾列出了九层筛子，并指出人类正处于第三层到第四层的夹缝中。

如果不能通过筛选器，人类文明就会泯然于星空，无声无息地毁灭在地球上。

我们只是繁星中的微尘。

时间来到二十一世纪，决定人类能否通过现在这层筛选器的，是可控核聚变技术。

这是解决宇宙航行核心难题的钥匙，也是突破人类与无尽星辰隔膜的刀锋。

然而无论什么时候，你去问科学家，可控核聚变还有多久才可以实现，得到的回答都是50年。

50年前是这个回答，50年后可能还是这个回答。

筛选器已经初步暴露它的狰狞面目，科技正在上锁。

2008年至今，造价超过百亿美元的大型强子对撞机，没有为人类发现任何新东西。

即使找到了标准模型预言的Higgs粒子，这场盛大的实验也只是让人类扬弃了一些被证伪的旧猜想。

聊胜于无。

2011年秋，意大利格兰萨索山下的地穴实验室，科学家宣称他们捕捉到了超越光速的中微子。

举世轰动。

几个月后，狭义相对论又一次证明了自己的不可推翻。

消息传出：

“没有超光速，没有时间倒流，只是GPS接收器和电脑之间的光缆松动了”。

世界的规律仍在爱因斯坦的支配之下，我们在基础科学上的进展，至今没有超越前人的凝视。

那个黄金时代里，基础科学研究精进勇猛，人类对世界的认知突飞猛进。

技术与理论犹如双螺旋结构，纠缠上升。

新技术的出现为基础科学的提供研究工具，基础科学的突破，则引动了新技术的爆发。

三百年前，高精度天文望远镜的出现，带来了大量准确的天文数据，进而为牛顿万有引力定律的总结做好了铺垫。

而光谱技术和精密加工能力的飞跃，则让20世纪的人类发现了原子光谱的超精细结构，自此哥本哈根学派的大宗师玻尔开量子力学、哥本哈根诠释之先河。

这些变革不仅重塑了人类对世界、对宇宙的认知，也转化成了无数技术，深入我们的生活。

时至今日，我们仍然在享用第二次科学革命的遗泽。

基于量子力学的电子计算机，基于相对论的裂变核电站，还有更多还在消化中的东西。

比如量子计算机，比如可控核聚变。

世界是一颗树，基础科学是根，技术如同枝叶，树若根深蒂固，自然枝繁叶茂。

而今天的基础科学，没有经典力学体系构建的筚路蓝缕，没有量子力学与相对论诞生的天翻地覆，筛选器下，人类在这个时代的表现平庸得令人失望。

固然标准模型和弦论都是重要的物理理论，但比之牛顿力学与量子力学，却再无奠定一个时代基调的魄力。

上一次基础科学的跃进虽然带来了诸多科技红利，到今天还没有彻底消耗完，但果园里低垂的果子已经摘完，剩下的都是挂在高处的果子。

技术停滞，基础科学也随之戛然。

上一个科技树衍生出来的技能还未全部点出，下一个科技树遥遥无期。

有人说，这是一个天才束手的时代。

没有新技术作为研究工具，我们的科学家就只能像牛顿之后、爱因斯坦之前的科学家一样，做一些修修补补的工作。

还有人说，这是一个一流的科学家只能做二流工作的时代。

于是所有的野心都被放在了应用层，资本裹挟而来，技术滚滚而去。

金钱潮汐下，是贪心覆盖初心。

那些依旧在基础科学上坚守的人，独自为人类通过筛选器增加着渺茫的希望，犹如西西弗斯推石上山。

何其寂寞。

2

如果一个社会奉行利润为王、经济至上，就意味着技术投入要有产出。

别扯什么仰望星空，ROI和KPI才是正义。

当人类的耐心变得越来越少，当科学不再服务于未来，而是受雇于资本，那些短期内不能变现的技术，要么被放弃，要么被滥用。

不能赚钱，留他作甚？

1950年以后，全人类拥有了一段共同的浪漫主义时期。

那时候的技术投入，不惜代价，不计成本，所有人都把眼睛望着星辰大海。

继阿波罗登月后，人类又发现了DNA双螺旋结构。

大至星辰宇宙，小至生命密码，开锁的钥匙已经拿到，打开终极奥秘的大门仿佛就在人类眼前。

上世纪70年代以后，美国卫生研究院每年都要拿到巨额的经费，美国国会甚至通过法律，让生物领域的经费在世纪之交的短短几年内翻番。

但海量资金投入后，资本渴求的回报却迟迟没有来到。

——科学家们的研究并非毫无进展，但是生物工程上的进展，在产生质变前很难获得实际应用。

有个可能让普通人有些无法理解的事实是，媒体报道的那些生物突破，无论是解析了什么蛋白质、神经递质，还是阐明了人体的什么运行机制，这些成果其实都只是在领域内的小圈子里造成影响。

生物工程诞生的奇迹，将长期停留在实验室里，无法给实际生活带来改变，也就无法给资本带来利润。

反噬随之而来。

当资本的潮水褪去，无数生物工程的从业者都感受到了凛冬的寒意。

“21世纪是生物的世纪”，成为一句讽刺。

上世纪末，纳米材料一度成为高科技的代名词。

当时的人们对这项新技术充满期待——从太空电梯到医用纳米机器人，纳米材料寄托了太多浪漫主义的幻想。

然而到了2019年，纳米技术虽有应用，却没能实现当初的期许。

接踵而至的应用难关，让过于乐观的人们意识到，纳米材料离全面实用还有很长的距离。

只要带上纳米材料的标签，就可以大笔申请经费的优渥待遇也成为了过去时，研究者开始面对窘迫的环境。

就好像没能打出井水的土地，纳米技术被资本划进了黑名单。

与此同时，“纳米”这个概念走俏于商品市场。

无数贴着纳米标签的东西如雨后春笋般冒了出来，无论是日用品还是化妆品，纷纷宣传自己使用了纳米技术，因此具有了某种神效。

纳米一词，在普通人眼中与招摇撞骗划上了等号。

时间疏忽而过，人类走入了互联网时代。

这次被捧为明星的是大数据和算法。

和生物工程与纳米材料一样，大数据和算法同样被寄予厚望，在教育、经济、社会工作等方面都深有潜力。

然而，只在这些领域发力，带来的利润无法满足资本的胃口。

它还渴望更多。

于是移动互联网上被推荐算法塑造起一座座信息茧房，算法成为了捆绑用户的工具。

喜欢的内容被反复推送，只能看到自己想看到的信息——他们被强化了偏好、培养了惰性，在一遍遍地自我认可中，他们的世界观被固定了。

一旦有机会踏出舒适区，这些被信息茧房困死的人反而会无所适从。

人类全面看待世界的能力，在推荐算法的无底线使用里被消磨殆尽。

另一方面，互联网被爬虫搜索蛀得千疮百孔。

这些批量获取的信息常常被贩卖出去，从爬取者到中介到使用者，链条上的利益方用技术吮着社会的疮。

没有人在意别人的隐私泄露会造成什么后果，原本可以用来让这个世界变得更好的技术被滥用，成为有些人作恶的帮凶。

那些精准瞄准目标的骚扰电话，那些出现在网页上引导你去莆田医院的带血的广告，无不借助大数据和算法施展淫威。

为了更多的利润和更快的回报，技术被摆上了砝码台。

万物皆有价，技术也不例外。

基础科学无人问津，变现困难的技术被果断放弃，在资本的驱动下，这个世界显得如此理智又如此短视。

在应用层和经济层的温柔乡里，资本得到了眼前的利益，人类却在失去未来。

资本代言人死后，不管洪水滔天。

当然资本不死，资本永生。

3

普通人往往更关注技术，而对基础科学的重要性理解不深。

但从根本上来说，基础科学应该是主干，技术只是主干上发展出来的枝叶。

基础科学的一点突破，将带动一系列新技术的产生，最后在方方面面，立体地改变我们的生活。

高露洁公司曾生产过一种的含氟牙膏，制造这种牙膏的时候，需要把氟化物加到牙膏管里面去。

加氟工序会导致氟化物的粉尘四散，引发车间安全警报，这个问题困扰了高露洁公司很久，一直无法通过技术手段解决。

后来高露洁公司选择让氟化物带电，再通过塑料管吸收，这种方法依据的是物理学上的静电效应。

互联网上时刻在爆发式地增长数据，这些数据的存储目前还能够通过硬盘数量的堆砌来解决，但随着信息量级的提高，迟早会出现硬件能力的增长跟不上数据增速的问题。

但这个隐患，已被基础科学研究的一个新发现所缓解。

在斯格明子霍尔效应中，斯格明子的间距可仅为几纳米，而现代硬盘的磁畴最少为100纳米。

基于该效应的理论原理，下一代储存技术可以使200平方毫米左右的单芯片实现TB级存储。

基础科学在这个领域的单点突破，将让互联网数据垃圾海啸晚来起码50年。

受该技术的影响，大数据，人工智能，云计算等互联网产业，才有了继续发展的硬件支持。

不然数据海足以拖垮一切公司。

如果没有电磁理论的麦克斯韦方程，就不会有收音机、电视机、手机、GPS。

我们甚至不会有因特网和有线电视，因为电缆光纤的设计也要靠麦克斯韦方程。

如果没有量子理论的薛定谔方程，我们就不会有半导体工业，进而也不会有半导体器件、集成电路、电子计算机、手机、电视机、LED照明，以及一切电子仪器设备。

这就是基础科学的力量，它拓宽人类的认知边界，也为技术的发展抬高天花板。

当技术越接近基础科学的高度，技术就越举步维艰；基础科学超过技术越多，技术在红利期的提升就越顺遂。

这种顺遂有时会让我们忽视基础科学的作用，只有在技术逼近瓶颈的时候，人类才会感受到被扼住脖颈的痛苦。

从采摘文明过渡到农业文明，人类用了八万年。

从农业文明到工业文明，人类用了八千年。

从工业文明诞生到电灯泡的出现，人类只用了一百二十年。

九十年后，人类登上月球。

二十二年后，互联网出现。

又过了九年，人类基因组测序完成。

仅从这段历史展现的规律来看，技术的突破速度在不断增加，这似乎足以让人类感到乐观。

但是当我们把视角投向另一个数字，或许就能感受到大筛选器的存在。

在漫长的人类历史中，依靠畜力，人类能达到的速度被禁锢在每小时25英里以下。

1900年，这个数字达到每小时100英里左右。

飞机诞生后，人类逐步接近音速。

迄今为止，人类运动速度的最高纪录是2.5万英里/小时，由1969年的“阿波罗10号”缔造。

那时的人们本以为这只是一个开始，没想到却已经是颠覆。

人类再未登上过月球，NASA提出的三十年内移民火星被当成骗国会经费的鬼话。

在上个世纪被严肃讨论的太空度假和宇宙历险，到今天又重新归为科幻话题。

整整50年的时间里，推进技术都没有发生革命性的变化，曾经提枪上马的核动力火箭已经彻底销声匿迹。

火箭燃料一日不能摆脱化学燃料，人类就一日不可能把脚步迈向宇宙。

不光是推进技术与能源技术，事实上，随着上一次基础科学跃进留下的科技红利被消化得七七八八，人类目前已经在很多技术领域面临窘境。

基础科学的变革一日不来，这种窘境一日无法破局。

甚至可以这么说，变革的时机来得越迟，人类越可能永远被困死在太阳系内。

或许已然有无数曾达到甚至超过人类高度的文明，未能在母星贮藏的化学能源开发殆尽前，踏出所在的恒星系，最终在绝望中重返了原始。

宇宙会筛选出配得上它的文明。

4

一个文明在面临大筛选器的关键层的时候，必然会出现人杰的井喷。

这是一个文明的底力，让它能够在危机面前挣扎求存的潜能。

在科学研究的最前沿，那些踯躅前行的科学家们，早已意识到了基础科学停滞背后隐藏的危机。

各领域的前沿科学正在发力，从普通人的视角来看，这些成果和往常的每一个科学新闻相比并没有什么不同，但将它们放到大筛选器的视角下来看，这或许便是人类文明的一场自救。

2019腾讯科学WE大会，诸多科学家分享了各领域研究的最新成果。

清华大学类脑计算研究中心主任施路平正在开发的类脑计算机，很可能就是人类破局的希望之一。

WE大会：

施路平展示类脑计算

南方周末曾经报道过数学界的一件事情，有四位年长的数学家出版了一本书，叫《有限单群分类》（TheClassificationofFiniteSimpleGroups）。

这本书是350页，其实只是一个摘要，完整的证明多达15000页，是数学史上最庞大的证明。

这四位数学家出这本书，其实是为了和死神赛跑。

因为他们都已经6、70岁了，能够理解这些证明的人就剩他们几个了。

他们害怕在年轻一代数学家接班之前，就会离开人世。

很多领域都有类似的现象，一个小型学科，往往最尖端的知识就藏在几个人的脑子里。

也许一场车祸意外，就可能让人类在这个领域的水平倒退十几年。

基础科学的突破越来越需要时间的累积，光凭人类的智慧已经远远不够，未来的突破更需要人类智能和人工智能的结合。

施路平研发的类脑计算机，其原理同时基于神经科学的类脑计算和计算机科学的人工智能。

而作为目前最接近独立思考的一种人工智能，类脑计算机或许可以成为结合人类智能与人工智能的契机。

现在其他学科的研究上，上一次基础科学革命中，基础物理提供的潜力有很多还没被发掘出来。

也就是说，基础物理比起其他学科的研究其实是超前的。

但是正如基础科学与技术的关系一样，基础物理同样提供了其他学科的天花板，如果等到被基础物理制约，其他学科的发展就会全面陷入危机。

丁肇中的弟子王贻芳测出的“幽灵粒子”中微子振荡模式，被誉为“中国本土迄今为止最重要的物理学成果”。

王贻芳认为，大型对撞机是物理学家需要的科学装置，也是通往“理解世界和宇宙的规律”这一人类终极问题的必经之路。

2018年，他领导的大型对撞机项目的概念设计报告正式出炉。

假使中国建设了大型对撞机，自然未必能在我们的有生之年得到有意义的发现，但是无数日常数据的积累，都将成为人类对宇宙奥秘认知的积淀，在基础科学的突破积蓄能量。

无论是基础科学还是技术，最终要解决的问题，都是如何让人类生活得更好。

寻找人类未来出路的科技，和关怀人类种群现状的科技，这两者并不冲突，甚至相辅相成。

施路平在WE大会上讲类脑计算机之前，先说了这么一段话。

“我通常只参加学术活动，这次之所以接受腾讯的邀请来做这一个演讲，是因为他们提出了一个“科技向善”的理念，和我们的理念是相通的。

我们衷心的希望人类在发展我们的技术、探索外界世界的同时，能够也研究一下我们的内在世界。

”

我对WE大会上这两个前沿科学的理解，它们关注的是非常根本的命题，就是科技应该怎么让人类更加逼近无人星空，推动人类找到出路。

固然，我们要先通过大筛选器，人类才有未来。

这是在谋万世。

但是，除了生存下去，科技还在告诉我们应该怎样生活。

最前沿的科技同样可以用来解决最民生的问题，我们不但要仰望星空，也需要脚踏实地。

就和人类第一次使用工具时的初心一样，科技同样不能忽视的目的，是让人类这个种群生活得更好。

WE大会：

腾讯首席探索官网大为

科技向善。

有些贫困地区的基础设施建设特别匮乏，村子还没有通路。

因为地区偏远，如果修路，成本可能非常高，但是如果不修路，这些地区的人又无法享受到便利的交通。

科技关注到这些贫困地区的人，去改善他们的生活环境，这就是科技向善的一种。

要么因为科技的发展，降低了修路的成本，能够以一个比较廉价的方式解决交通问题，要么就是科技在一个更高的角度解决了这个问题。

爱因斯坦说过一句话：

“我们面对的重大问题，永远不能在产生问题本身的层次上被解决”，其实不光是基础科学研究中遇到的问题如此，在其他很多地方都有这样的情况。

还是在腾讯科学WE大会上，腾讯公司首席探索官网大为给这种情况提出了一个方案，就是科技发展以后，新技术从更高层面解决了老问题。

网大为介绍了一种电动垂直起降飞行器，是德国一家企业实际的原型机，这种飞行器使用电驱动，可以垂直起飞，不需要跑道。

这个技术的突破性在于，它的飞行成本比烧油的汽车还要低，这就改变了传统的飞行模式，让私人飞机未必只是少数人的一个特权，而是可以成为大众的交通方式。

甚至这种飞行器可以节约修路的成本，直接通过飞行器把社区联系起来，这是新技术带来的一个思路的颠覆。

在科技出现这样的进步之前，不可能不修路，反而为贫困地区提供飞机。

网大为在演讲中说，“我们怎样迎接2050年前容纳100亿人在世界上可持续的生活？

食物、能源、水至关重要。

这些领域又相互勾连，我们在一方面取得进展，就有助于解决其他方面的需求。

”

从贫困地区的出行到食物、能源和水，人类必须在现阶段先解决掉现有的问题，用科技让每个个体活得更有尊严。

从生命科学、数学、物理学、化学和各种交叉学科，人类必须先从科学向善开始，再到科学向人。

腾讯科学周里，先是给来自9大领域的50位获奖青年科学家颁发了腾讯科学探索奖。

2019年科学探索奖获奖者合影

在医学ME大会上，多位全球顶尖医学科学家展示了癌症、艾滋病等医学领域的最新进展。

腾讯医学ME大会提出的“生命之问”

在腾讯科学WE大会上，众多全球顶尖科学家带我们从微观世界中窥见宇宙，分享了细胞疗法、弦理论、脑芯片、粒子机器人等前沿科学进展。

有指引未来的基础科学，也有顾眼当下的技术成果。

这些是科技为人类夯实的地基。

奔向星空，需要踏在坚实土地上。

愿现世繁华，未来无限。

5

有人说，人类在地球上世世代代繁衍生息，除了作为基因的奴隶，作为短暂的宿主载体，替基因达到永生的目的之外，能做到为数不多有意义的事情，就是触及到整个人类认知的边界，并耗尽毕生的心血，为人类的认知疆域开辟出微不足道的一点新领土。

而对普通人来说，我们或许不能参与到最前沿的科学研究中去，但作为人类，我们都是对世界充满好奇的。

我们好奇生命运转的规律，人类如何才能永生；我们好奇太空隐藏的秘密，何时我们才能跨越星空。

这些问题对整个人类群体来说，是关乎能否突破大筛选器的重要议题，而对于每一个人类的个体来说，同样是我们应该关心的内容。

这些过于前沿的东西，离普通人的生活确实很遥远，以至于无法直接派上用场。

但是许多事情并不是为了有用才去做的，就好像许多基础科学的研究，最初也只是为着满足人类的好奇才开始的。

在刘慈欣的小说《朝闻道》中，我特别喜欢这个段落：

排险者解释他们是在什么时候注意到地球文明的，地球上的科学家们回顾科学的发展，纷纷猜测是普朗克时代，是亚里士多德时代，但是排险者只是摇摇头，告诉他们，一切要比这些早得太多。

于是人们看着几十万年前的录像，就在一个原始人抬头仰望星空的那一刻，排险者的预警系统开始报警了。

人们很是诧异，排险者解释道：

“这很难理解吗？

当生命意识到宇宙奥秘的存在时，距它最终解开这个奥秘只有一步之遥了。

比如地球生命，用了40多亿年才第一次意识到宇宙奥秘的存在，但那一时刻距你们建成爱因斯坦赤道只有不到40万年时间，而这一进程最关键的加速期只有不到五百年时间。

如果说那个原始人对宇宙的几分钟凝视是看到了一颗宝石，其后你们所谓的整个人类文明，不过是弯腰去拾它罢了。

”

知乎上有过一个问题：

从身体素质来说，人类并不是顶级的猎食者，但最后为什么是人类站上了食物链的顶端，成为万物之灵？

有人说是工具，有人说是团队协作，有人说是身体构造。

我觉得或许是因为十万年前，一场疲惫的狩猎后，在回到部落的途中，一个原始人忍不住揉了揉眼，然后抬头。

看到头顶星空璀璨。

探索的萌芽，就此根植于人类的族群基因中。

命运之轮，开始转动。