石墨烯宣告組織層級的終結
這是一個奇妙的世界,我們有幸生在一個不斷見證奇蹟的時代。
自然科學與人文學科,這對推動人類發展的陰陽推手,終於在碳基時代向人們展示了他們「雙劍合璧」的奇幻魅影。
以石墨烯為「奇點」的碳時代的來臨,不僅是人工智慧世界的開端,也將標誌著新的無層級世界的肇始。
一花一世界
甲、石墨烯何方神聖?
石墨烯,英文名:Graphene,號稱新材料之王。《人民日報》2013年6月24日說「如果說20世紀是硅的世紀,神奇的石墨烯則是21世紀新材料的寵兒」。名頭很響,但其實它的原子構成很簡單,就是只有一個碳原子厚度的單原子層石墨,一種以前只存在於理論中的二維材料。
但石墨烯的名頭並非浪得虛名,因為它擁有各種讓人腦洞大開的超級特性,比如它是最薄也最硬的材料,機械強度比鋼鐵還硬200-300倍;它僅吸收2.3%的可見光,透明度達到97.7%,幾乎完全透明;它的導熱係數高達5300W/m·k,是目前導熱率最高的天然材料金剛石的2.5倍;它還有最大的比表面積——單位質量物料所具有的總面積。
更神的是,在常溫下,電子在石墨烯中的遷移率超過15000cm^/v·s,幾乎比硅高200倍,達到光速的1/300,而它的電阻率卻比銅和銀都低,是名副其實的電阻率最小的材料,另外,電子在石墨烯中的靜質量為零。這種超高的電子遷移率和超低的電阻率,極大擴展了人們對物理學發展的想像空間。比如,石墨烯就可以使量子霍爾效應在室溫下成為可能。量子霍爾效應,簡單說就是給電子指定規則的運動,而不任其無規則運動,這就是所謂的「電子高速公路」。以晶元為例,電子規則運動既能極大降低能耗,又能極大提升運算速度。
卓越的超級性能,使石墨烯極有可能幫助人們打開大踏步改造自然的神奇之門,這很可以。中科院重慶研究院在2015年就宣稱製備出了石墨烯手機,可彎曲、可摺疊、又不易碎的手機超薄、超輕,顯示屏能彎到180°。據說這款科幻手機已於2017年上市,不知用戶體驗如何。
這麼神奇的材料,它的發現過程也很傳奇。2004年,英國曼徹斯特大學科學家安德烈·海姆(Andre Geim)和他的學生康斯坦丁·諾沃肖洛夫(Konstantin Novoselov),用普通的3M膠帶從石墨中剝離出了石墨烯,採用的方法是「全手工人肉膠帶粘揭法」。6年後,也就是2010年,他倆因此喜獲了諾貝爾物理學獎。
安德烈·海姆,這哥們也很神,35歲以前,名不見經傳,養家糊口都犯難,為了生活流竄在英國、丹麥和荷蘭等地的實驗室打散工。雖然現實不如意,但他還是義無反顧地扛起了科研的娛樂精神大旗,先是往實驗室里貴重的超強磁鐵中丟了一隻青蛙,結果因此獲了個搞笑諾貝爾獎;後來又搞起了戳戳樂,搞出了一種可以把蜘蛛俠像壁虎一樣粘在天花板上的膠帶,取名就叫壁虎膠帶。
體現他科研娛樂精神大招的激動人心的時刻終於來了,他想要打磨出單片的石墨,於是丟給他的學生一塊石墨,說:「小夥子,去,把它磨到最薄!加油哦,我看好你呦!」,結果這個小伙就體會了一把比當年小李白鐵杵磨成針更複雜的心情:鐵杵磨成針還可以,石墨磨到原子級,臣妾如何辦得到啊?!
正當這位手上全是老繭的學生,打算磨到海枯石爛,天荒地老時,他老師突然有天看到有人用膠帶粘石墨,他靈光一閃,這樣粘下來的明明更薄好不好?拿去顯微鏡下一看,果然不出所料。於是,史上最簡單粗暴的偉大科學實驗就如火如荼地開展起來了,大夥每天就是撕來撕去,我說的可是撕膠帶。最終獲得了單層的石墨——石墨烯。
「解決具有挑戰性的科學問題,往往不需要用高深的理論或複雜的儀器,人們對日常生活細緻的觀察與靈活地運用,才是那塊最關鍵的『敲門磚』。」傳奇的海姆同志,當然最有資格說這話。不過,娛樂精神人人都要有點,它既是擺脫困苦現實生活的解藥,也是在看似無盡的灰暗之中真正做出有點價值和意義的事的良藥,嗯,居家旅行,可別落了。
左邊那位觀眾已有點不耐煩了,書歸正傳,話說石墨烯的概念股已經超過n多輪了。只是當前的石墨烯產業化熱潮,遠未達到運用其核心技能的地步,充其量只是人們對這種神奇材料的狂熱追捧。存在即合理,面對具有如此顛覆性可能的新材料,如果視若罔聞,看不起看不懂,那未來就只好高攀不起了。所以,作為一介管理研究小書童,我沒辦法從技術上去琢磨石墨烯,那就只好從管理學的角度去打探一番,畢竟任何人類技術的大規模運用,最終都是跨學科系統孕育的的結果,管理作為連接和動員人的一門學問不可或缺。這一剛蹩進門,我就當頭赫然發現:石墨烯給人們思維模式的啟發意義,可能並不低於其材料運用的意義。
背影景更佳
乙、結構決定性質
這麼厲害的石墨烯,為什麼到2004年才被「撕出來」?難道此前,科學家們竟然都不知道還有這麼神奇的玩意?其實在被發現之前,石墨烯是存在於化學家們的理論之中的,只不過根據嚴格意義上的二維原子晶體理論,熱力學上嚴格和獨立的二維原子晶體是不穩定的。也就是說,在先前物理學定理的「指導下」,科學家們都認為在常溫環境下不可能有二維材料。只是,特立獨行的海姆同志就找到了同樣特立獨行的石墨烯,開啟了很多具有特殊技能的二維材料的大門。比如,有望成為「石墨烯第二」的磷烯——一種從黑磷剝離出來的有序磷原子構成的單片材料,它的非線性光學特性已被證實可用於產生超快激光;還有硅烯,一種可在銀表面生長的材料,擁有和石墨烯類似的屬性,但還有一些更加優秀的特徵,包括更低的對稱性組、更強的自旋—軌道耦合,它也許更適合與硅基電子器件集成,成為石墨烯的對手。
不撕不知道,實踐出真知,古人誠不欺我啊。認知結構的變化,直接導致重大認知革命,結構主義的威力再次發功。
結構是個好東西,俗語有云:結構決定性質。最典型的例子莫過於——還是碳原子它們家的事兒——石墨和金剛石,倆哥們同為碳的同素異形體,但是性質一個天上,一個地下,前者是自然界最軟的東東,後者是最硬的西西,僅僅就因為它們的原子排列結構不同而已。構成石墨的碳原子組成一個正六邊形的平面結構,而構成金剛石的碳原子則組成立體的正四面體結構。
再如,碳原子和硅原子,雖然都在元素周期表同一列,最外層電子數也都是4,但碳只有為2層電子,硅有3層,結果碳統領了有機界,是所有生命的基本元素,而且即將開啟碳時代,而硅則是無機界扛把子的,也是硅集時代半導體的核心原料。有時候,無可奈何的天淵之別,真就只因為結構上的那麼一點不同。從玉主到大犬,真是不服不行。
這種一定體系中結構上的毫釐之差,造成十萬八千里不同的現象,可稱作「結構陰陽論」——一旦基態陰陽體系中的陰陽結構分立出來(這種分別非常簡單,就是1和0),其後演化的萬千景象,就完全不同的形態。結構決定性質的現象比比皆是,就從碳原子組成石墨和金剛石 的結構陰陽論類推出來,組織管理中也同樣存在這樣的結構決定論。
如果把金剛石比作層級森嚴的組織金字塔結構,那麼石墨就可以看作毫無凝聚力的一盤散沙似的組織,類似「團伙」或者一群散兵游勇,成事不足敗事有餘,一有風吹草動,就分崩離析。這也是石墨的特性,軟,滑,金剛石則結構穩定,無堅不摧。但石墨的故事並未結束,當三維材料的石墨,變成了二維——石墨烯——結構發生變化之後,驚人的性質就展現出來。散兵游勇一旦以某種方式有效組織起來,就可能發揮奇效,比如王陽明臨時抓起來的逃兵,最終成為剿滅寧王造反的中堅力量。清末一盤散沙的國人,被毛主席和共產主義強有力地組織起來,就把日月換了天。
人類最早的組織結構,雖有分工,卻不一定有層級。一群原始人,一起吃飯,一起幹活(男主外,女主內),一起議事,雖然時不時遭遇洪水猛獸,但也自得其樂。後來,組織層級慢慢發展出來,披著禮教、皇權、法權等等外衣,統治奴役了人類至少上萬年,而且還在繼續作威作福。
但是,客觀來說,一定的人類發展階段必然對應著與之相適應的組織形式。人類發展階段這個結構,決定著人類集體力量組織凝聚形式的性質。這就是馬克思教導我們的生產力決定生產關係,生產關係反作用於生產力,要麼促進,要麼阻礙。
青青河邊草
丙、生產力決定生產關係
歷史學家根據人類使用工具的材料,將人類歷史劃分為「石器時代」、「青銅時代」、「鐵器時代」和「信息時代」(硅時代)。工具與材料,集中體現了人改造客觀世界的手段,也即生產力的內涵。在何種維度上,人們主要利用何種材料製成的工具去探索世界,同時獲得自身的繁衍。所以生產力的本質就是人們以何種物質基礎為手段去認識世界、改造世界。
生產力的結構,決定了人類發展進程的階段。人類從蒙昧蠻荒到文明昌盛,再到更文明的發展階段,其螺旋上升陰陽轉化的形態,莫不是生產力決定發展階段性質的結構重構遊戲,說得更下一層,人們在微觀物質層面可掌控的結構程度,決定了人類社會這個中觀世界的千變萬象。還有比這更刺激有趣的事么?
根據馬哲關於生產方式的論述,生產方式包括生產力和生產關係兩個方面。那麼這哥倆就構成了一對陰陽,生產力為陰,生產關係為陽。因為生產力是看得見摸得著的具體物質工具,而生產關係僅僅是一種維繫人與人,人與物的一種聯繫方式,人類是追求更先進的生產力,但根本上追求的是一種「大自在」的天人合一的人的關係,生產力只不過是一種工具。
從管理角度看生產關係,簡略言之就是一種層級結構的組合,層級的核心是權力,權力的來源有暴力,能力,規則,壟斷,繼承等等。圍繞權力延伸出來的層級組織,很自然就構成了金字塔結構——一如二維材料在常溫下不穩定,而很快捲曲成三維物質。三維四面體的金剛石是最硬的物質,金字塔形的組織結構也是最穩固的社會組織形態,君不見中華帝國皇皇幾千年,都是這種家天下的穩固組織形式。除非權力核心吸噬過分,超出了 金字塔底和其中成分的承受程度,否則就會一直如此持續下去。後來的歷史告訴我們,打破這種金字塔結構的可能有兩種,一是外力,西方的堅船利炮,二是底層內部建立起超強的新結構,這就是為人民服務。中華民族的幸運在於,在被外力摧毀的危急關頭,內部的洪荒之力被激發出來,成功地構建了社會組織的新結構,在這種結構里,說它能集中力量辦大事,這都是小看它了,石墨烯的硬度、透明度、導熱、導電性,這都是初級優異特性,在它的特性基礎之上,與其他物質或條件組合協同出來的事物,才可能更具顛覆性,與它耦合的新結構,其道大光,無可限量。在這裡隱隱約約看到了共產主義的無限可能。
鬱郁林中樓
左邊的觀眾又有點打瞌睡了,再從未來說回來。組織層級的產生,是一定生產力結構決定的結果。無論層級利弊如何,現實如此,無可奈何花落去。但是大鬍子馬克思還說了,生產關係可以反作用於生產力,人們也從未放棄調整、改進組織層級的嘗試。尤其進入硅基的信息時代,在最能反映時代生產力和生產關係特徵的IT企業中,這種突破層級的努力得到了最大程度的彰顯,IT巨頭的各種扁平化、去中心化運動層出不窮,搞得風生水起,比如Google的扁平化組織實驗、氧氣計劃,Facebook的網狀結構,IBM的矩陣式管理,現已老態龍鐘的微軟和蘋果也在努力去中心,還有去中心扁平化得最徹底的合弄制(Holacracy),與在線零售商Zappos在千人以上組織中做這種社會實驗的合弄制發明人,都不叫它管理,而稱為社會技術(social technology),當然也有傳統行業企業的嘗試,項目化混序管理,阿米巴,人單合一等等。
這些都還在探索的組織管理模式創新,雖然目的均在於使組織變得更靈活,更有創新性和活力,但本質上都是對組織層級結構的消解,因為基於科層制的結構,已經快要趕不上生產力發展帶來的新環境了。這一地球人類公司組織的集體折騰景象,像極了人類當前在原子維度上對石墨烯的探索與利用場景。由三維結構降到二維,從而獲取二維世界裡的顛覆性進步,微觀世界裡結構的改變,又反過來使得人類能夠在宏觀世界創造更為複雜先進的事物,人工智慧就是最先極有可能被創造出來的全新事物,這將是人類生產力發展史又一個質的飛躍。
回到組織層面的情景,因為生產力微觀層面結構的變化,完全顛覆的工作手段得以創造,人工智慧的運用,賦予了單個人的能力,趨近於一致,包括其他產生層級及其權力的因素,都被一一消解,人在物質層面變得完全一致,毫無差異,只在精神、情感層面還有人天性和後天所受影響產生的不同。在這樣的世界,與此豪不兼容的組織層級——落後時代的生產關係模式,不得不被扔進歷史的垃圾堆里。於是,一個似曾相識的景象又出現了,一群人一起吃飯,一起玩耍,一起議事。不過他們不是原始人,而是人工智慧時代的未來人,物質極大豐富,一切有智能機器人料理,工作變成他們為了調劑無聊而人人爭著上崗的事情,歡迎來到共產主義社會。泰格馬克在他的《生命3.0》中對未來社會有更鮮活的暢想。真是物歸始終,此境初識,陰陽顛倒顛。
紅塵一網落
丁、靈犀一點
石墨烯的發現純屬偶然,這個偶然之間,或將開啟碳時代,人工智慧時代。終結組織層級的努力,或許也就是在不經意間就由某些人完成了。世界如此奇妙,娛樂精神加點信心,在認真又不認真的堅持中,那一層轉化萬千的結構的點破,可能也就只在永恆里的剎那間。
正是靈犀一點,氣象萬千;運用之妙,在於一心。
莫如向陽枝
推薦閱讀:
※石墨烯導電油墨用於鋁銅合金電纜_導電 (#29*) *完成小試
※石墨烯產業化系列F之四:正在調整石墨烯產業化腳步與角色
※吃了石墨烯,吐出超強絲
※深度思考系列之三:石墨烯可以用在鋰電池的哪裡?(下)
※深度思考系列之五:如何運用親水親油及疏水疏油的機理來設計塗料?