技術大停滯——範式春夢外的陰影（3.1）| 資水東流

解讀科學，洞察本質，戳穿忽悠，粉碎謠言

導讀

煙花爆炸的瞬間絢麗且美，但人眼看到的時候，爆炸已經接近尾聲。此文是我讀過的最發人深省的文章之一。地球文明已經進入一個關鍵點！在黑暗的宇宙森林中，行星上的化石能源是一根小火柴，如果能夠點燃，那麼將會獲得整個森林；如果不能，就會困死在地球上！

前期參見：

技術大停滯——範式春夢中的地球工業文明（序） | 資水東流

技術大停滯——範式春夢中的地球工業文明（1.1） | 資水東流

技術大停滯——範式春夢中的地球工業文明（1.2） | 資水東流

技術大停滯——範式春夢中的地球工業文明（1.3） | 資水東流

技術大停滯——範式春夢中的地球工業文明（1.4.1-1.4.2） | 資水東流

技術大停滯——範式春夢中的地球工業文明（1.4.3-1.4.4） | 資水東流

技術大停滯——範式春夢中的地球工業文明（1.4.1-1.4.2） | 資水東流

技術大停滯——範式春夢中的地球工業文明（2.2）| 資水東流

技術大停滯——範式春夢中的地球工業文明（2.3-2.4）| 資水東流

3 範式春夢外的陰影

工業文明200多年的成就讓大眾信心滿滿，科技上的樂觀主義滲透到社會上的每一處。即使是科技工作者，大部分對於橫亘在眼前的下一級技術台階也持「視而不見」的態度。本人很多年前在一個學術論壇偶爾談到技術可能遇到大麻煩了，很多人批評到，19世紀末，不少人說物理學的理論大廈已經構建完畢，今後只需要在細節上修修補補就行了，可20世紀湧現了相對論和量子論，把人類對世界的認識大大推進了一步。現在說「技術革命的停滯」，不是和當年的情況一樣嗎？

但經過近10年的思索和探討，個人認為這一次的情況不同於上一次。上一次是認為科學理論已經完美，今後不再需要完善。而這一次的情況卻是，即使人類在科學上有越來越多的理論，對世界的了解之處越來越多，但知其所以然不代表就能造其然。想發明的東西越來越多，但最終停留在紙面上的可能性越來越大，人類越來越難以推進技術的跨越。

當然，技術不會馬上就停止進步，技術改進目前仍然在進行，但增長的步伐會慢下來。由於新一輪技術革命遲遲難以到達，在以後的歲月里，技術對社會的推動作用，不會像過去一個半世紀那樣顯著。技術很有可能進入一個「增長的停滯」時期，至於時間的跨度，如果不是永遠的話，也是一段非常長的時期。

事實上，人類社會目前在很多技術領域已經面臨窘境，就像深陷泥潭的巨獸，咆哮，掙扎，但被泥沙死死困住。而令人瞠目結舌的是，正如夜路行者喜歡大聲吹口哨，上個世紀80年代以來，處於困境中的科技利益集團越來越傾向於編織各種技術噱頭來維持媒體的注意力。而有意無意中，普羅大眾對於科技的印象被集中轉移到IT上，於是，摩爾定律成了家喻戶曉的名詞，網路成了新世紀技術進步的代表。

3.1 人類面臨的技術窘境

上個世紀70年代以來，在媒體的IT喧囂之外，人類在很多技術領域進展甚微。

3.1.1 能源轉換技術的停滯

在至關重要的能源轉換為動力技術方面，1969年後，人類的技術進步大幅放緩。

首先導致速度的停滯。在人類的大部分歷史中，依靠畜力，人類的最高速度保留在每小時25英里。蒸汽機和內燃機出現後，1900年增加到每小時100英里左右。飛機出現後，逐步接近音速，火箭是巔峰。人類迄今為止最高紀錄是2.5萬英里/小時，由1969年「阿波羅10號」創造。但一切到此為止，上個世紀70年代，從倫敦到紐約的飛行時間是8個小時，現在仍然是8個小時。唯一以3個小時飛完這段航程的協和式超音速客機已於2003年退役。今天如果有人談論太空火箭、月球度假或者太陽系載人探險，簡直像痴人說夢（以上參考《未來的終結》一文）。

在火箭推進方面，沒有任何稍大一點的創新，導致太空運輸的單位質量成本依舊居高不下。納粹德國在40年代搞出V1和V2火箭，不到30年，土星五號火箭運載阿波羅登月飛船在1969年造訪月球，把人類的空間跨度拉伸了百倍不止。在當時，很多科學家預測20世紀末，人類將會在火星登陸。但現在看來，隨著太空梭的落寞，由於推進技術沒有革命性的變化，再過50年都不大可能。傳說中的核動力火箭現在徹底銷聲匿跡。甚至可以這麼說，如果還是基於化學燃料的火箭推進，人類永遠被困死在太陽系內。

在航空技術方面，從萊特兄弟木頭雙翼飛機上天，到噴氣式發動機出現，到波音747投入服役，總共也就60多年的時間，變化只能用日新月異來形容。但從1970年開始，航空技術驟然減速，40多年前開始生產的波音飛機和B-52到現在依舊雄風不減。托IT技術革命的福，新型飛機更舒適，通訊更便捷，但在載重量和航程方面沒有大突破，從側面說明了航空技術以蝸牛爬的速度在前進。

在個人交通工具方面，還是基於4個輪子和內燃機的家用汽車，主體架構沒有任何創新。上世紀80年代拍的《回到未來》三部曲中，幻想2015年應該出現的磁懸浮踏板毛都沒有一根。

3.1.2 新能源的窘境

二戰前的兩次技術革命，本質上都是對新能源技術的開發和利用。二戰後，人類曾經對核能抱有厚望，但核裂變技術由於其固有缺陷難以擔當重任，而核聚變技術遙遙無期（後面還會專門論述可控核聚變的60年辛酸歷程）。在現今的能源領域，依舊是石油和煤炭的天下。

從上個世紀70年代開始，全球每一次能源危機，總是會有人跳出來呼籲新能源。每一次吹噓新能源的時候，總是說「技術進步很快，發電成本幾年內就會與火力發電平齊」。但事實卻是：到目前為止，所有光伏技術和風電技術，其發電成本遠超火電，必須依靠政府的大量補貼才能生存。

以美國為例，在第一次石油危機後，1974年，尼克松號召要在1980年實現能源獨立。30年後，奧巴馬對未來的展望是到2020年實現1/3的石油獨立。結果最終使得美國能源獨立的是頁岩油，而不是新能源。清潔科技已經變成「太昂貴」能源的代名詞，在矽谷幾乎是穩賠不賺的生意。

就像一位網友說過的，任何一項技術要想產業化，必須滿足產業化的要求，同時滿足多項指標。而現在國內常見的宣傳手法是大談某項指標，避開其它不利指標。以充電電池為例，說某某新電池容量很大，卻迴避生產成本，或者說某某電池的充電速度很快，卻不談壽命和可生產性。事實上，經過幾百年的發展，在絕大部分行業，除非基礎理論有重大突破，一般技術的進步是很緩慢的。很多進步是通過工藝和其它類別技術的引入來實現的。

諸如光伏發電、風電這樣的產業，都面臨著這樣一個問題：其基礎理論很早就出現了，但一直沒有革命性突破，不能大幅降低發電成本，無法靠自身的力量來推動產業化，只能依靠政府的財政補貼來實現產業化。但政府的財政補貼不可能永遠持續下去，如果再沒有重大突破，石油的替代品將不可能是清潔昂貴的風能、水能、太陽能，而是臟而便宜的煤炭。

3.1.3 農業，醫療和生物技術

在農業領域，和20世紀50年代以前不同，在世界很多地區，農業生產變成了一種能源密集型產業，播種、化肥、撒葯和收割都依賴於低成本能源。從上世紀80年代以來，糧食增產方面，水利、化肥和能源投入所做出的貢獻更大，而種子的培育，很大程度上沿用的是老方法、老技術。人類所期盼的基於基因的生物技術並沒有重大突破。因此，綠色革命從1950年到1980年期間使糧食收成增加126%，從80年代到現在卻只增加了47%，勉強跟上世界人口增長的步伐。

在醫療技術方面，可能大部分人感覺進步很大，因為人均壽命大幅延長，但如網友q75所論述的那樣，這是兒童死亡率大幅下降帶來的進步，人的生理性壽命（無疾而終）時間並沒有延長的跡象，而兒童死亡率大幅下降的技術半個世紀以前就取得了。很多人對現今醫院的先進設施和豪奢大樓印象深刻,讓人感覺醫療技術很NB。但在CT、B超和分析儀等耀眼設施的背後，其實是IT技術的擴散。

人類在疾病治療技術上進展不大。很多疾病的病因仍然是一頭霧水，比如最簡單的口腔潰瘍，至今沒有一個讓人信服的結論。從上世紀50年代到2005年，癌症的死亡率只降低了5%。儘管數千億美元花在了研究上，但除去年齡、診斷是否及時等因素外，就癌症的治療方法而言，2014年和1974年並沒有大的區別。1962年，肯尼迪說，我們要把人類送上月球，7年後，人類真的實現了登月。1970年，尼克松向癌症發起「世紀之戰」，此後40多年間美國聯邦政府已經累計為這場戰爭投入1000億美元，但勝利仍然遙遙無期。

不單是癌症，很多疾病的治療效果改進都是慢得令人髮指。事實上，醫學和生物學這些年來的進步，要謝謝IT技術的進步和擴散，諸如CAT這樣的設備，對於醫療技術的改進，要甚於醫療技術本身的進步。對於醫療技術本身，已經開始有學者提出，技術進步開始變慢。【醫學創新已經減速了嗎？Has Medical Innovation Slowed Down?】

而醫療技術陷入困境的另一個例子是藥物開發。從上世紀50年代開始，批准投資10億美元研發的新葯數量每隔9年就會減半，生物技術領域的這一「倒摩爾定律」深刻揭示了藥物開發面臨的難題。（這裡附帶說下，中國的發改委造就了無數的「新葯」，每次一降價，藥品名就多了一個馬甲。）

在生物學領域，從發現雙螺旋結構開始，無數次的宣稱要進入「生物學」世紀，要像牛頓力學那樣指導工程實踐，結果到現在為止,對DNA的動力學原理依舊知其然不知其所以然。比如，為什麼一個基因的改變會導致高鼻樑和低鼻樑的區別，中間過程是怎樣的。牛頓力學中，可以用微分方程來描述相關質點運動問題，但生物學中，快60年了，還只能觀察表明現象，不能深入揭示內在機理，更不要說利用其中機理，無數次讓人失望。搞生物的都只能拚命的發paper來申請資金，導致相關雜誌SCI影響因子奇高。

生物工程描繪了不少美好的前景，但比較滑稽的是，雙螺旋結構的發現者、最偉大的科學家沃森2013年自我宣布：多少年來的研究，想通過基因序列來治療癌症和其他疾病，可以說是沒價值的。【現代醫學科學的發展與停滯——基因治療遭遇挫折

現代醫學科學的發展與停滯――基因治療遭遇挫折--中國政協新聞網--人民網】

半個世紀前，人們曾樂觀的宣稱到2000年能了解大腦的思維特性，而現在人類對大腦的了解，比起50年前，沒有什麼大差別。如果硬說有什麼成果的話，就是認識到大腦的複雜性遠不能用現在人類的知識來描述。

3.1.4 信息技術深度上的麻煩

在目前火爆的IT領域，廣度上的拓展讓人印象深刻，PC和手機迅速普及，互聯網深深改變了很多事物。但在深度上，開始面臨一系列麻煩。

自香農提出他的理論後，通信的基本框架就沒有太大的變化，上個世紀70年代，爆發過有線到無線、銅線到光纖的革命性突破，在這之後，面對新世紀的通信需求，開始用「基站海」戰術來解決問題，現在更是出現了3G-4G-5G這樣的邊際效用遞減現象。當然，用量子通信這個概念忽悠一下外行還是有人樂意去做的。【袁嵐峰按：量子通信是一種保密的方法，解決的是通信安全問題，跟3G-4G-5G這樣的傳輸速率問題無關。量子通信的原理，可以參見我的文章《從量子力學到量子衛星》（從量子力學到量子衛星：如何在量子科學領域談笑風生|袁嵐峰）和《你見到的否定量子通信的說法，為什麼是錯的？》（你見到的否定量子通信的說法，為什麼是錯的？ | 袁嵐峰）。】

在信號處理領域，神經網路熱鬧了一陣子，大家覺得前途渺茫都不搞了，然後出現了SVM等華而不實的概念，到了新世紀，把神經網路包裝一下，披著深度學習的外衣再度出山。

目前所有計算機的鼻祖都是圖靈機，事實上，現在最新計算機的工作原理，和50年前的計算機沒有什麼大的差別。上個世紀80年代，日本曾經宣稱要發展第5代「智能」計算機，現在也偃旗息鼓了（大家還記得小時候的動畫片《阿童木》嗎？）。越來越多的學者認識到，很多問題不能靠摩爾定律堆疊計算能力來解決。其實有一個大家天天都接觸的例子，互聯網上現在為了防止機器頂帖和註冊，竟然在使用類手寫的「認證碼」，靠大腦對不規則事物的識別能力來打敗計算機的計算能力。

至於外行人推崇備至的量子計算機和生物計算機，業內人士如果申請此類的國家自然科學基金，第一關通過的可能性很小很小。

3.1.5 其它方面的技術

在第一版帖子的回復中，很多專家給出了機械、建築、材料學和化學化工方面的觀點，普遍感覺前沿停滯。大家可以觀察一下自己的周圍，很多工藝和技術都已經有幾十年，甚至半個世紀的歷史了。

背景簡介：本文是資水東流博士的作品《技術大停滯》的第三版《範式春夢中的地球工業文明：低熵體的困境和下一級技術台階》，原發於新浪博客（範式春夢中的地球工業文明：低熵體的困境和下一級技術台階（技術大停滯的第三版）_資水東流_新浪博客和技術大停滯第三版（由於博客字數限制，新開一文繼續連載中）_資水東流_新浪博客），作者授權風雲之聲發布。全文87000字，風雲之聲分為多期連載。你不需要同意作者的所有觀點，事實上許多觀點也都可以商榷。但作者提出的基本問題是真實存在的，事關人類的生死存亡，你一經思考就會深深印入腦海，縈繞於心。對於關心人類命運的讀者，這是一篇不可不讀的文章。

附：全文目錄如下

　前言

1 文明和技術

1.1 範式粗談

1.2 人類文明所經歷的範式轉換

1.3 範式牢籠

1.4 科學和技術之間存在的鴻溝

1.4.1 科學的本質

1.4.2 技術的核心

1.4.3 從瓦特談起：蒸汽機引發的正反饋

1.4.4 需求不是救命稻草

1.5 科技利益集團

2 科技利益集團鼓吹的範式春夢：所謂的技術大爆炸

2.1 渲染和洗腦

2.2 論文和專利：天文數字後的荒謬

2.3 比特世界和真實世界

2.4 部分和整體

3 範式春夢外的陰影

3.1 人類面臨的技術窘境

3.1.1 能源轉換技術的停滯

3.1.2 新能源的窘境

3.1.3 農業，醫療和生物技術

3.1.4 信息技術深度上的麻煩

3.1.5 其它方面的技術

3.2 眾多的技術噱頭

3.2.1 早早敗落的太陽能/光伏噱頭

3.2.2 經久不衰的人工智慧大噱頭

3.2.3 神乎其神的量子計算機噱頭

3.2.4 牛逼哄哄的納米材料噱頭

3.2.5 近年來的新噱頭

3.3 博士民工和生物技術的挫折

3.3.1 生物噱頭的緣起和影響

3.3.2 研究範式和問題

4 低熵體的困境和所面臨的技術台階

4.1 從熱力學第二定律談起

4.1.1 《道德經》的智慧

4.1.2 負熵流和文明層次的躍進

4.2 科技樹的主幹和分叉

4.3 永遠的50年和可控核聚變

4.3.1 永動機之夢

4.3.2 可控核聚變的難產和噱頭　

4.4 冷靜思考:未來不一定會更好

5 台階前的坑：人類社會的宿命

5.1 耗散結構理論的社會學意義

5.2 大競爭環境的消失

5.3 被全球化抹掉的差異性和人類社會的熱力學平衡

5.4 老齡化自鎖

5.5 如何填坑？　　

6 台階的本質：複雜度魔鬼

6.1 何謂複雜度

6.2 紛繁世界背後的兩條規則：適者生存和資本回報預期

6.3技術進步和技術革命：複雜度的變遷

6.3.1 運輸/動力系統的演進例子

6.3.2 技術革命的特點和複雜度的變化

6.3.3 正在面臨的高複雜度科學魔鬼

6.3.4 源自技術根底的困境

6.4 高複雜度帶來的諸多惡果（more is different)

6.4.1 吾知也有涯和生死競賽

6.4.2 維護成本

6.4.3 來自社會的負反饋

6.5 簡單的數學推導

7 寂靜星空所隱含的恐怖前景

7.1 大寂靜和費米悖論

7.2 細思恐極的三種情景

7.3 宇宙大篩子

7.4 一根小火柴

8 反思和總結

8.1 復活節島的悲劇

8.2 冷靜不代表悲觀

8.3 研發需要範式革命

8.3.1 從中心極限定理和大數定律說起

8.3.2 現行科研體制的弊端

責任編輯：郭尖尖

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