科技是唯一可叠加式进步的动力

　　1946年，世界上第一台电子计算机“埃尼亚克”的运算速度为每秒5000次。2018年6月，世界上最快的超级计算机“顶点”的运算速度高达每秒20亿亿次，比“埃尼亚克”提高了大约40万亿倍。事实上，今天苹果手机的计算能力已经超过了“阿波罗”号登月时主控计算机的能力。

 

　　我们正身处技术爆炸的时代。2017年，全世界专利申请的数量超过800万件。如果再看专利的增长速度，则更为惊人。从2003至2015年的13年间，美国专利商标局批准了300万项专利，这个数量超过了美国专利商标局自1802年成立到2002年底近200年间所批准专利的总和。

 

　　除了专利申请量惊人，今天科技的另一个特点是让我们感觉眼花缭乱。虚拟现实、人工智能、无人驾驶汽车、基因编辑、大数据医疗、区块链和虚拟货币等，我们在媒体上每天都能看到这些概念。

 

　　科技进步日新月异，不仅让我们过上了更好的生活，也让当下的人们产生了很多焦虑和恐惧。通常，人们的焦虑和恐惧缘于对周围世界缺乏了解，对未来缺乏把控。

 

　　首先，科技在大宇宙时空中的地位和作用，即它在经济和社会生活中的角色，以及它在历史上对文明进程的推动作用。前者是从空间维度上看，后者是从时间维度上看。

 

　　从空间维度上看，科技在文明进程中的作用是独一无二的，是一种进步的力量，这是毋庸置疑的。工业革命堪称人类历史上最伟大的事件。在工业革命之前，无论是东方还是西方，人均GDP都没有本质的变化。但工业革命发生后，人均GDP就突飞猛进。在欧洲，200年间增加了50倍;在中国，短短40年就增加了10多倍。因此，古今中外任何王侯将相的功绩和工业革命相比都不值一提。而工业革命的发生，就是科学推动技术，再转化为生产力的结果。这是科技在经济和社会生活中的重要体现。

 

　　从时间维度上看，科技几乎是世界上唯一能够获得叠加式进步的力量，因此，它的发展是不断加速的。世界文明的成就体现在很多方面，从政治、法律到文学、艺术、音乐等诸多方面，都有体现。虽然总体上讲，文明是不断进步的，但是在很多方面，过去的成就并不能在未来创造出叠加式的进步。

 

　　比如在艺术方面，历史上有很多高峰，后面的未必能超越前面的。今天没有人敢说自己作曲超越贝多芬或者莫扎特，写诗超越李白或者莎士比亚，绘画超越米开朗琪罗，甚至世界上很多采用民主政治的国家，在政体上依然没有超越古希腊。

 

　　但是，今天任何一个三甲医院的主治医生都敢说他的医术超过了50年前世界上最好的名医。今天，一个大学生学会微积分中的牛顿–莱布尼茨公式只需要两个小时，但是当初牛顿与莱布尼茨花了10多年时间才确立该定理。由于科技具有叠加式进步的特点，我们对它的未来更加有把握。

 

　　其次，世界达到今天这样的文明程度并非巧合，而是有着很多的历史必然性。19世纪出现大量和机械、电力相关的技术，20世纪出现大量和信息相关的技术，接下来会出现很多和生物相关的技术，这些都是有内在逻辑的。当我们全面了解了科技在人类文明发展的进程中是怎样一环扣一环地发展的，我们就能够把握科技发展的内在逻辑，做到自觉地、有效地发展科技。

 

　　最后，我们需要找到一条或者几条主线，从空间维度了解科技的众多领域及众多分支之间的相互关系，从而了解科技的全貌，同时从时间维度理解科技发展的过程和规律。

 

　　采用能量和信息作为科技发展史的主线有两个主要原因：其一，我们的世界本身就是由能量和信息构成的;其二，它们可以量化科技發展水平，解释清楚各种科技之间的关系。

 

　　宇宙的本源是能量，这已经是现代物理学的常识。我们过去说世界是物质的，这种说法没有错，因为从本质上讲物质是由能量构成的。我们在中学物理课中学过，宇宙万物是由上百种不同的原子（和它们的同位素）构成的，那么原子又是由什么构成的呢？它是由更小、更基本的粒子构成的。那些最基本、无法进一步分割的粒子（物理学标准模型中的61个基本粒子），比如光子、电子，以及构成原子核中质子和中子的夸克，最终都是纯能量，它们里面不再有其他物质，因此才有了爱因斯坦著名的质能关系式E=mc[2]。世界的物质性，比如形状、体积和质量，不过是能量的各种性质而已，特别是在希格斯的理论被证实之后，大家对此更是确信无疑。

 

　　那么，看不见、摸不着的能量，又是如何构成世界的呢？这就要靠物理学、化学、生物学、信息科学的能量法则了，它们都是信息。科学的本质就是通过一套有效的方法发现这样一些特殊的信息，它们就是宇宙、自然和生命构成及演变的奥秘。

 

　　自从出现了现代智人，地球的面貌就因为人类的活动而改变。人类的实践从本质上讲就是获取能量并利用能量改变周围的环境，而技术则是科学与实践之间的桥梁和工具。在科学和技术中，能量和信息如此重要，以至它们在人类历次重大的文明进步中都扮演了主角。同时，它们也是定量衡量科技发展水平的尺度。

 

　　1万年前开始的农业革命，其本质是通过农耕有效地获得能量，为我们的祖先创造文明提供可能性。后来，伴随着文字和数字的诞生，人类可以将以前的知识和信息传承下来，人类的发展进程得到第一次加速。

 

　　18世纪中后期开始的工业革命，其核心是新动力的使用，主要包括水能和蒸汽动力。从那一刻起，人类创造和利用能量的水平实现了巨大的飞跃。在工业革命之前的一个世纪里，欧洲迎来了一次科学大发现，其成果在工业革命中被转换成技术，使得许多改变世界的重大发明在短期内涌现。这说明在工业革命前，人类创造信息的能力有了一次飞跃。