dolcnews 发表于 2021-5-3 15:35

科技停滞的时代是什么样子?人类是否已进入科技大停滞时代

作者:中控易动


2008年1月16日,苹果MacWorld大会,乔布斯从档案袋里拿出了第一代Macbook Air,说:
「这是世界上最薄的笔记本电脑。」





Macbook Air薄到了什么程度?
当时市面上最薄的笔记本是索尼TZ Series,而Macbook Air最厚部分,比它的最薄部分还要薄。



诸多细节方面,Macbook Air都做到了美学极致,延续至今。唯独在续航方面比较差。
如果你拆开Macbook后盖,会发现在密闭狭窄的有限空间中,锂电池几乎塞满所有空间,只为了提升那一点续航时间。



这是艺术与现实的妥协。
十年匆匆而过,各种型号的笔记本电脑蓬勃发展,全面屏手机成为标配,摄像头从800万提到1亿像素,指纹解锁、面容识别、快充技术也不再新鲜……一切都在变化,顺应时代发展。
一切又仿佛没有改变,从1990年到现在,锂电池技术几乎原地踏步,进展缓慢。
电池这玩意涉及到材料学,而材料学但凡想做出突破,没有多少捷径可走,就是不断换材料进行重复实验,什么时候出成果,不知道,简称薛定谔的材料。
如果一味追求续航时间长的电池,我们早就发明出来了,现在人造卫星上用的核衰变电池就可以用好几十年,可功率太低,根本带不动手机。
电池这一块,我们一次次折戟沉沙,无功而返,只能在现有锂电池技术上修补,做各种形式上的创新。
近年来也有不少安全性上的突破,比如比亚迪的「刀片电池」,成功征服了针刺测试:



刀片电池问世之前,天下苦电池安全问题久矣。
电动汽车的电池安全问题,一般是指电池的热失控。对比目前电动车常用的两种主流电池,磷酸铁锂材料本身具有放热启动温度高、放热慢、产热少、材料在分解过程中不释放氧气不易起火四大优势。而三元锂电池天性热稳定性差、安全性差是行业公认的事实。
“在500℃的温度下,磷酸铁锂材料结构都非常稳定,但三元锂材料在200℃左右就会发生分解,且化学反应较剧烈,会释放氧分子,更容易引发热失控。”弗迪电池公司副总经理孙华军表示。
然而,尽管从安全性上来讲,磷酸铁锂电池有着三元锂电池不可比拟的优势,但由于能量密度不及三元锂,过去几年很多乘用车企业陷入了对动力电池能量密度的非理性追求,磷酸铁锂电池在上一波与三元锂电池的路线之争中,还是败下阵来。
有着“电池大王”之称的比亚迪集团董事长王传福,最早以做电池起家,2003年宣布跨界生产汽车之前,就已经开始了汽车动力电池的研发。从首款动力电池上市到成为全球最大的新能源汽车品牌之一,比亚迪始终毫不动摇地将“安全”放在首位。
正是基于对安全的极度重视,即便是在前几年三元锂电池被广泛推崇的市场环境下,比亚迪也从未放弃对磷酸铁锂电池的再研发。




要论鼓吹最多的概念,人工智能榜上有名。
人工智能起源于计算机技术,本质是解放生产力、提高技术研发效率,从而取代人的部分工作。
可惜,当下的「人工智能」只是一个幌子,沦为圈钱工具。许多做算法优化、做硬件集成、做大数据的公司,只需改个名称,就说自己是人工智能公司。
人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。
人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能与人类智能相似的方式做出反应的智能机器,该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来,理论和技术日益成熟,应用领域也不断扩大,可以设想,未来人工智能带来的科技产品,将会是人类智慧的“容器”。人工智能可以对人的意识、思维的信息过程进行模拟。人工智能不是人的智能,但能像人那样思考、也可能超过人的智能。
它们会根据你的搜索内容,进行精准识别,推送一些定制广告;或者给手机摄像头打上AI噱头,本质还是自动美颜调一下滤镜;
主打换脸的AI软件,用的是深度学习,勉强达到弱人工智能的最低门槛,甚至连智能都称不上,仅仅停留在浅层。
想要实现强人工智能,还有很远的距离,而且远到令人绝望。


在人类历史上,有一个横亘百年的问题:
地球上的石油什么时候会被我们用完?
答案一直在变,从最初的10年,一直到50年,100年……由于勘探技术进步、页岩油气革命、地质理论突破等因素,石油探明储量越来越多,很可能永远都采不完。
有一个严峻前提是,要想继续满足每年庞大的燃油需求,我们只能加把劲去发展钻井技术,以应对表层油田快速枯竭的现实。
正如上面我提到的「摩尔定律」一样,钻井技术总有一天会达到瓶颈。
或许等到开采石油的成本越来越高,高到失去了竞争力,一桶油可以卖到天价,自然就被市场弃用,也就等同于枯竭了。
而没有石油,光靠煤炭,可没法维持人类的高科技生活。
仅仅石油供应不足,就会导致全球大部分城市无法正常运作,农业生产也难以为继,更别说要养活全球70多亿人。
而且石油还是重要的工业原料,塑料、合成橡胶、化纤、清洁用品、添加剂还是沥青,都离不开石油,新能源也无法替代。
不管核能、水电、太阳能、风能还是潮汐能,目前仍处于最低层次的利用,而且各有弊端:
水电有季节性,风能太阳能是间歇性获取,不能随取随用,也不能调度,对现有电网的稳定造成冲击,只能作为补充能源……甚至一些新能源行业还要依靠财政补贴才能撑下去。
马斯克这个人是挺大嘴巴,资本利益代言人,可为了实现殖民火星的愿景,他可以一边夸夸其谈,一边用长达十几年时间研究,甚至掌握了航天器发射与回收技术,大幅降低火箭发射成本。







哪怕马斯克真解决了人类在火星上生存的种种问题,包括空气、食物、水和人造基地,也无法解决最核心的能源问题。
目前在火箭推进方面,我们很难在技术上创新,发动机还是使用液氢液氧甲烷来做燃料,运输成本居高不下。



升级改造中的全超导托卡马克核聚变实验装置,图:新华社


当今科学理论的验证越来越难,但人的寿命有限。
300年前,人们根据燃烧的化学现象提出能量守恒理论;200年前,一边提出电磁理论一边做实验验证;100年前,人们期待100年后能够有足够能力去验证量子力学。
随着人类积累的知识越来越多,任何一位顶尖数学家、物理学家或者生物学家,都需要经过大量时间去学习最基础的理论知识……或者说,目前无法再复制出牛顿和爱因斯坦。
当一位科学家处于人生黄金期时,他仍在埋头苦学知识,可能40岁时学完自己专攻的一个极小领域,待到花甲、古稀之年才终于攻克完一个物理学的分支,至此留给他继续开拓科研的时间和精力,已经所剩无几。
南大博士方承志在《技术大停滞》里举了这样一个生动例子:
有一本书叫《有限单群分类》,由四位高龄数学家出版。这本书一共350页,全文内容仅仅是一个摘要,想要完整证明,至少要15000页,是数学史上最庞大的证明。
为了保存这长达15000页的证明,几位数学家正与死神赛跑,到2011年,这本著作只是勾勒出了证明的梗概。
全世界能够理解这些证明的人所剩无几,他们害怕在年轻一代数学家接班之前就会离开人世。
不只是数学,很多领域都有类似现象。
当每个人,甚至是天才,穷尽一生也无法学完某个知识体系中的一支专业知识,那么科技的发展也就到了上限,难以再有什么突破。
另一个是人类思维所能到达的极限。
许多领域的研究,是靠人力反复尝试才能出成果,以前还能这样玩,但当下的前沿物理领域,已经远远超出人类的想象力范围,很难下手,进展缓慢。
比如我们无法理解的弦理论、暗物质、多维空间、宇宙边缘,搞不清楚双缝干涉实验、戴森球,计算不了曲率引擎,也找不到可以承受10%光速旅行的材料。
被困在三维世界中思考的我们,有时候必须承认,人类的基础前沿科技已经触摸到天花板了。
科技虽然是没有尽头的,可对人类来说,能摸索到的科技是有尽头的,这个尽头上限,取决于人类寿命。
相比起整个宇宙,我们太微不足道,也太孤单了,至今没有找到任何外星文明的足迹,又或者被人为掩盖了踪迹。
在至关重要的能源转换为动力技术方面,1969年后,人类的技术进步大幅放缓。
首先导致速度的停滞。在人类的大部分历史中,依靠畜力,人类的最高速度保留在每小时25英里。蒸汽机和内燃机出现后,1900年增加到每小时100英里左右。飞机出现后,逐步接近音速,火箭速度是巅峰。人类迄今为止最高纪录是2.5万英里/小时,由1969年“阿波罗10号”创造。但一切到此为止,上个世纪70年代,从伦敦到纽约的飞行时间是8个小时,现在仍然是8个小时。唯一一架3个小时飞完这段航程的协和式超音速客机已于2003年退役。今天如果有人谈论太空火箭、月球度假或者太阳系载人探险,简直像痴人说梦(以上参考《未来的终结》一文)。
在火箭推进方面,没有任何稍大一点的创新,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,土星五号火箭运载阿波罗登月飞船在1969年造访月球,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20世纪末,人类将会在火星登陆。但现在看来,随着航天飞机的落寞,由于推进技术没有革命性的变化,再过50年都不大可能。传说中的核动力火箭现在彻底销声匿迹了。甚至可以这么说,如果还是基于化学燃料的火箭推进,人类永远会被困死在太阳系内。


1950年,物理学家费米提出一个著名的「费米悖论」:
费米悖论是一个有关外星人、星际旅行的科学悖论,阐述的是对地外文明存在性的过高估计和缺少相关证据之间的矛盾,很多相关的问题已经得到重视,内容包括天文学、生物学、生态学和哲学。新兴的天体生物学给问题的解决引入了跨学科的研究手段。
理论上讲,人类能用100万年的时间飞往银河系各个星球。那么,外星人只要比人类早进化100万年,现在就应该来到地球了。
可为什么我们还没观察到有外星人的存在?如果我们技术有限,没法观察到,那外星人又为什么发现不了我们?
不要低估了宇宙存在智慧生命的可能,仅以银河系为例,类似太阳的恒星就达到上千亿,而类似银河系的星系同样有上千亿个。
从概率上来说,整个宇宙有无数类似的地球生命存在,但整片浩瀚宇宙,却充满死寂,除了人类,放眼望去,一片漆黑。



其中有一个理论,叫「大筛选」。
宇宙肯定存在着大量文明,可有能力离开自己星系、进行太空旅行的文明,几乎没有。大部分文明经过一层层筛子、从使用火种、农耕文明、工业、蒸汽机,到内燃机和电力,最终都倒在了「可控核聚变」这道筛子上。
踏过去了,就能拥有整片黑暗宇宙森林;踏不过去,就被困死在自己星球上,用剩余能量维持文明,苟延残喘。
显得残酷又公平。

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