北京中科白殿疯医院地址 http://m.39.net/pf/a_4365492.html文/古大师公元年，光绪帝上台的第六个年头，大清国到了最危险的时刻。西北方向，左宗棠率领平叛得胜之师，屯兵六万，与侵占伊犁的俄*对峙，大战一触即发。东南方向，日本宣布将琉球撤蕃立县，改名为冲绳，侵占台湾之心昭然若揭。清*府在抗俄与抗日之间艰难抉择。压力下，北洋水师的筹备工作紧锣密鼓地推进。7月，李鸿章奏准创办天津水师学堂。次年1月，丁汝昌率官兵余人赴英国，接带“超勇”和“扬威”巡洋舰回国。在跟随丁汝昌赴英国接舰的队伍里有一位名叫池仲祐的年轻人。亲身体验的西洋文明使他深受震撼，他在日记中写下了关于生命和科技发展的感叹：人尝叹不早生数百十年前，得及亲古人所见闻。仆常叹不迟生数百十年后，益得闻古人所未闻，见古人所未见。在英国，他第一次看到人类未来的无数种可能，遗憾未能迟生百年，体验科技昌明的时代。不久，中日甲午战争爆发，他参与筹建的北洋水师全*覆灭。又过了十几年，大清也亡了。01时光荏苒，百十年后。年4月29日，北京雁栖湖畔的中国科学院大学新礼堂。Thepartyisover.97岁的杨振宁张开左手向上抬起微微摇了摇，加重语气补充翻译：什么意思？盛宴已过。大对撞机的争论，表明中国重新走到了科技创新的前沿。此时的科学之舟，却已经盘桓良久，科技投入的边际收益越来越低。
高能所计划的千亿投入，只能用来测量希格斯粒子的物理属性。二期的SppC能否建设还取决于超级超导磁铁的技术进展。
不同领域的技术相互制约，现有材料和能源成为科技进步的瓶颈，新的突破遥遥无期，人类的基础科学可能永远定格在当下。
池仲祐发出未来之叹后的半个世纪里，人类科技加速爆发，但这也是最后的辉煌。
“匍匐在造物主脚下”是宇宙中先进文明的宿命。作为封闭的空间的地球最终会达到类似热力学平衡状态，未来一切将归于沉寂。
本文讲述人类如何从科技的突破获得发展的信心，以及科学大停滞怎样来临。
让我们先从池仲祐所处的时代说起。
02
与身在危局中的大清不同，19世纪末的西方科学界弥漫着一片乐观和自满的情绪。享受着电气革命带来的丰硕成果，发明创造如潮水涌来。年，仅农业领域就有近7万项农机具发明和农业技术得到美国专利局认证。时任局长的CharlesHDuell难掩得意：Everythingthatcanbeinventedhasbeeninvented.（所有人们可以发明的东西,都已经发明了。）无独有偶，几个月后的物理学年会上，英国物理学家威廉.汤姆生发表了新年祝词，他动情地说：巍峨壮丽的物理大厦已经落成，现在所剩的只是一些修饰工作。这位汤姆生博士，就是那位发现能量守恒、创立温标的热力学之父开尔文勋爵，是活跃在中学物理课本上的老面孔。在他看来，牛顿、麦克斯韦和他自己率领的施工队已经把大楼的主体架构干完。后来者只能做些修修补补泥瓦匠的活。所幸巍峨的物理大厦屋顶还有两个小洞，让后人不至于无事可做。天空晴朗一片，唯余乌云两朵。两朵乌云指的是迈克耳孙-莫雷实验和黑体辐射理论。前者表明光速各个方向相同，这与以太漂移假说相矛盾。而后者导致辐射频率趋向于无穷大时出现“紫外灾难”。虽然无损于物理学大厦的庄严壮观，但汤姆生博士还是期望物理学界的年轻人们能够把物理学上空的最后两朵乌云抹去。此时的人类距离终极真理似乎仅有一步之遥。03
汤姆生博士发表新年致辞时，一个三年级本科生在庆贺自己拿到了瑞士公民权。五年后，他在专利局通过了试用期考核成为一个正式的专利员。
在工作闲暇，他完成了两个小成果：
1、提出光量子假设，解释了光电效应；2、完成论文《论动体的电动力学》，独立而完整地提出狭义相对性原理。
为了不浪费那点醋，他做了一大盆新饺子。两篇论文不但抹去了乌云，还顺便摧毁了物理学大厦。
这一年被称为“爱因斯坦奇迹年”，26岁的他开创了物理学新纪元。晴朗的天空和乌云都已消失，代之以满天星斗的量子世界。
两年后，目睹物理学大厦崩塌的汤姆生博士与世长辞。
新物理如倚天长剑，劈开了宏观世界的表象。
能源方面，质能方程成为核能的应用的钥匙，使人类百万年来第一次摆脱化石能源的限制。
材料方面，随着凝聚态物理的飞速发展，半导体，是PC、手机、电视机、照相机、互联网、硬盘、处理器、闪存等电子产品应运而生，成为IT浪潮的奠基石。推动了今天全世界2/3的GDP发展。
新物理学使IT产品的生产制造成为可能
作为“溢出效应”的万维网诞生于欧洲核子研究中心，则完全是意料外的产物，人类却因之迈入了互联网时代。
在Charles宣布发明完备的半个世纪后，新的发明和新产业以令人目不暇接的速度涌现，各个学科领域的科学成果都如如漫天烟火般爆发绚烂。
基础科学的突破只是多米诺骨牌的第一块。其后技术、社会和商业领域的变革依次发生。
《自然哲学的数学原理》于年出版，提出牛顿三大定律，人类得以精确地计算宏观物体的力和运动。
半个世纪后，第一次工业革命兴起，蒸汽机推动欧洲崛起。
技术进步推动人类发展思维从“量入为出”转向“透支未来”。人们开始相信未来的资源肯定远远超过目前的资源，使用未来的收入投资当下，就会产生大量的商机。
对未来的信心改变了人类的发展范式——《人类简史》
人类开始推动管理变革，提高生产效率。福特发明了流水线生产技术，使汽车生产效率急剧提高，生产成本下降。销售量增长带动零部件的采购量增长、价格下降，反过来又降低了生产成本，形成一种正反馈。
科学理论突破——科技革命——经济学理论——管理学革命——社会体制的变革……一系列的变革，构成了三百年来人类生活的主题。
人类依仗着科技这架战车，勇往直前。在刘慈欣笔下，三体人震撼于地球科技的爆发式发展，担心在水滴抵达地球之前就已经在技术上被超越，因此迫不及待地派出两颗智子，锁死地球的科技。
智子并不存在，但地球人的科技很快还是被锁死了。
关于地球科技被锁死的事，得从诺奖获得者费米关于外星文明的思考讲起。
04被锁死的地球文明年的一天，物理学家费米在和别人讨论飞碟及外星人问题时，突然冒出一句：“他们都在哪儿呢？”——这句问话引出的科学论题，被称为“费米悖论”。人类能用万年的时间飞往银河系各个星球，外星人只要比人类早进化万年，现在就应该来到地球了。银河系大约有亿(2.5x10^11)颗恒星，可观测宇宙内则有垓（7x10^22）颗。那么即使智慧生命以很小的概率出现在围绕这些恒星的行星中，那么仅仅在银河系内就应该有相当大数量的文明存在。究竟是什么使本应该存在的高等级智慧文明至今尚未造访地球？大过滤器理论认为，在生命出现前到III型文明出现的过程中，有一堵几乎所有生命都会撞上的墙，这面墙是漫长的演化过程中一个极端困难甚至不可能跨过的阶段，这个阶段就是大过滤器。某个“大过滤器”导致可能的智慧文明灭绝
真的存在物种灭绝的大过滤器吗？究竟是什么阻碍了宇宙文明的扩散？
“费米悖论”隐含着人类对于科技发展自信：只要有足够长的时间，人类就可以在星系的尺度上进行殖民。地球科技的“爆发式增长”几乎是全体人的共识。人们宁愿相信人类无力掌控科技而带来自我毁灭，也不会相信人类的科技会止步不前。如果其他的智慧生命也如人类般发展科技，星际旅行和外星殖民不过是水到渠成。宇宙中的先进文明因为畏惧这种爆发式增长，随时准备将新生文明扼杀，于是整个宇宙变成了危机四伏的黑暗森林。危机四伏的黑暗森林当然还有一种可能，上个世纪的基础科学大爆发只是昙花一现式的偶然。在宇宙中，科技的停滞才是常态，也许我们已经触达了智慧文明的天花板。其实在地球人类漫长的历史中，有过很多“科技被锁死”的例子。在非洲和美洲都没有适合圈养的大型畜类动物，美洲曾经有马但是被猎杀干净了。畜力缺少阻碍了农业和交通，让文明无法从人力过渡到畜力。所以我们的先祖穿越白令海峡来到美洲，更高的文明起点却因为这片土地缺少畜力而被锁死在次级农业文明。到西班牙殖民者登录美洲大陆的时候，本地印第安人依然生活在部落状态，科技发展根本无法向前一步。同样，如果阿拉伯人不把造纸术传到西方，那么西方文明也会被锁死。古希腊时期西方的科学有了一次爆发，但其知识的传播和积累效率极低，哪怕有了科学的雏形，有了思辨的哲学，依然无法换挡升级，要等到两千年后，才能有文艺复兴把当年的东西重新恢复再换挡升级。纸就是锁死西方文明的决定性物品。最早的计算机有几个房间那么大，计算能力连最基础的游戏机都不如。这其实是基于电气技术在工程上实现的计算机，效率低下，功耗巨大。但当量子物理指导下材料科技进步以后，今天的计算机可以以微不足道的功耗和体积，达到相同的计算量。如果没有量子力学带来的材料革命，计算机永远不可能获得今天的性能和算力，人类的科技将会锁死在二战前水平。如果我们把视角放大，那么地球很有可能也是一个孤岛，也是一个类似美洲一样的存在。科技进步到一定程度达到了瓶颈，而后长期停滞。如果我们假定人类早生了几亿年，当石油和煤矿都没有产生的时候，人类文明的上限恐怕也最多达到畜力级别，永远都不会产生蒸汽革命。物质条件决定文明科技上限，其作用比科学精神还要大。而对于今日的地球，如果没能在耗尽化石能源之前搞定核能（可控核聚变），文明也许就此被锁死。我们无力组织更高规模的工业化，就无法进一步检验我们的科学理论，就更难取得基础科学的突破。锁死科技的循环年，在土星五号火箭的轰鸣声中，人类认为星空是那么的近，人类是天眷种族。时至今日，宇宙仍然寂静，就像一片大荒原。05科技爆发的幻觉从何而来？百年太久，21世纪代表未来。上世纪八十年代是科幻小说和电影的高潮，人类在科技进步幻觉驱动下，对未来世界狂野想象。磁悬浮滑板：80年代人类幻想中的年朋克们年上映的《回到未来2》讲述主角来到了21世纪，这些物件已经成为年的标配：《回到未来2》中的部分科技预言今天，马上进入21世纪第三个十年的我们，却发现幻想仍然只是幻想。但没有人会相信这些能在三十年内实现了，人类的能源和动力技术已经停滞很多年。我们所感受到的科技进步，只是上世纪基础科学领域突破后的技术正反馈。举个例子：在牛顿力学的突破后，人类得以精确地计算力和运动，推动工业革命到来。蒸汽机（能源）、矿井（能源+材料）、冶炼（材料）和机床行业（材料）组成了加工和能源采集的正反馈系统。一个简单的技术正反馈循环：以蒸汽革命为例蒸汽机和机床加工的工具可以显著提高矿井的效率（煤、铁的采掘），廉价的煤炭和钢铁通过冶炼工序，又可以反过来提高蒸汽机与机床的产量。另外，机床可以用来制造更多的机床和精密的蒸汽机，蒸汽机也可以提高机床进行金属加工的加工能力。这个正反馈不断扩大规模，提升加工精度和个人生产效率，将其他部门卷入自升级体系，最终建立了一个大工业体系。从第一次工业革命后的多年里，类似的正反馈现象发生过多次。内燃机、电力和计算机都引发过相应的正反馈。我们正在享受这种“正反馈”带来的科技进步，反映在诺贝尔奖从基础科学领域密集转向应用科学。但这样的正反馈不会无休止地进行下去，如果没有下一轮的基础科学革命，人类的技术进步也会逐步停滞。持续的技术正反馈后，下一轮基础科学突破遥遥无期人类最初点篝火，现在使用内燃机。后者虽然技术复杂了一万倍，但是从能源利用的方式来看，并没有进步，还是通过化学燃烧获取能量。从能源角度，思聪的座驾落后了外卖小哥一个时代精致的技术外壳下，包裹的核心还是简单古老的东西：烧火。尽管人类使用能源的方式有所突破，但无法高效可控地利用新能源，技术的正反馈始终无法代替科学的进步。苹果砸向牛顿的三百多年来，第一次在耗尽基础科学红利后，新突破没有如约而至。科学再一次陷入了停滞。与19世纪末时弥漫的乐观情绪不同，这一次我们知道科学大厦破烂不堪，但无法建造完整。验证基础科学需要的技术条件，已经超出了时代技术的极限。撞出超弦的大型对撞机需要达到环银河系的长度。而耗费巨资的大型对撞机也难以发现超对称粒子的迹象。前沿的物理理论变得既难以证实，又难以证伪。我们本以为技术和理论会是双螺旋结构纠缠上升，但这一次，技术终于无法追上理论的高度。而缺少理论的支撑，技术也快触及了现有资源的天花板。
二战后，美苏不计成本的科技投入，推动人类进入浪漫主义时期，所有人都把眼睛望着星辰大海，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。
今天，人类再未登上过月球，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。近二十年来最激动人心的进展，是年科学家们在LHC上发现了被称为“上帝粒子”的希格斯玻色子，但这也不过是把半个世纪之前的“标准模型”拼图中的最后一块填充到位。人类并没有因此而掌握上帝的力量。《三体》中罗辑和丁仪沉睡两百年后看到了未来绚烂的科技，但基础科学却被彻底锁死没有半点进展。丁仪仍然可以用两个世纪以前的知识在大学里教物理。事实上，今天的物理专业的研究生课程也只能学到年的成果。科学之舟难渡彼岸。人类注定困守在银河系悬臂边陲这颗普通蓝色星球，永远无法打开通往新世界的大门。物理学的全部意义,不在于它能够揭示出自然是什么，而在于它能够明确，关于自然我们能说什么——《上帝掷骰子吗？》人类工业革命以来积攒百年的信心和科技爆发带来的荣耀开始崩塌，人类开始回归到一个生物学上灵长类动物本身的定位。也许有些东西，人类永远触碰不到。而科研人员们，则在注定无法实现的未来中绝望挣扎。06挣扎的科研系统张益唐被公认是北大数学系78级最强的存在。他9岁时就知道费马大定理和哥德巴赫猜想，小学3年级时独立证明了勾股定理。年，他作为公派自费生来美留学，在普渡大学跟台湾导师莫宗坚读博。七年后，导师拒绝给他写推荐信，而大量苏联数学家涌入美国，张益唐博士毕业即告失业。37岁的他只好去打工：卖汉堡、做收银员，穷困潦倒在车里过夜。昔日的师弟怜悯他，给他推荐了一份新罕布什尔大学临时教师的工作。数学界已经把他遗忘，他却没有丢掉数学。他慢慢筛选出那些很有意思的数学猜想去研究。年7月3日这天，57岁的他茫然地在住所附近走了大约半个小时，来来回回兜转间突发灵感，忽然获得了解决“素数有界性”问题的思路。在那一刻张益唐意识到可以把这个问题解决掉了。其后，他完成了他那篇旷世之作《素数间的有界距离》（BoundedGapsBetweenPrimes）的撰写，又花了几个月时间补充一些细节，系统地检验论证过程的每一步。年4月17日，他没有告诉任何人，默默地就将这篇论文提交给了学界最具声望的期刊《数学年刊》。文章被接收的消息传到新罕布什尔大学，数学系告诉张益唐，他不用教书了，因为各种邀请会纷至沓来，他也不会再有时间教书。他的薪水会涨，职位也会变更。同事们都在为他祝贺，只有系里的秘书老太太问，张益唐还会替系里的饮水器换水吗？沉沦的博士常有，而张益唐不常有。年，Nature和Science两大期刊都劝退博士，推动科研圈的“去产能”。Nature和Science均在
