科技是唯一可疊加式進(jìn)步的動力

吳軍

1946年，世界上第一臺電子計(jì)算機(jī)“埃尼亞克”的運(yùn)算速度為每秒5000次。2018年6月，世界上最快的超級計(jì)算機(jī)“頂點(diǎn)”的運(yùn)算速度高達(dá)每秒20億億次，比“埃尼亞克”提高了大約40萬億倍。事實(shí)上，今天蘋果手機(jī)的計(jì)算能力已經(jīng)超過了“阿波羅”號登月時(shí)主控計(jì)算機(jī)的能力。

我們正身處技術(shù)爆炸的時(shí)代。2017年，全世界專利申請的數(shù)量超過800萬件。如果再看專利的增長速度，則更為驚人。從2003至2015年的13年間，美國專利商標(biāo)局批準(zhǔn)了300萬項(xiàng)專利，這個(gè)數(shù)量超過了美國專利商標(biāo)局自1802年成立到2002年底近200年間所批準(zhǔn)專利的總和。

除了專利申請量驚人，今天科技的另一個(gè)特點(diǎn)是讓我們感覺眼花繚亂。虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能、無人駕駛汽車、基因編輯、大數(shù)據(jù)醫(yī)療、區(qū)塊鏈和虛擬貨幣等，我們在媒體上每天都能看到這些概念。

科技進(jìn)步日新月異，不僅讓我們過上了更好的生活，也讓當(dāng)下的人們產(chǎn)生了很多焦慮和恐懼。通常，人們的焦慮和恐懼緣于對周圍世界缺乏了解，對未來缺乏把控。

首先，科技在大宇宙時(shí)空中的地位和作用，即它在經(jīng)濟(jì)和社會生活中的角色，以及它在歷史上對文明進(jìn)程的推動作用。前者是從空間維度上看，后者是從時(shí)間維度上看。

從空間維度上看，科技在文明進(jìn)程中的作用是獨(dú)一無二的，是一種進(jìn)步的力量，這是毋庸置疑的。工業(yè)革命堪稱人類歷史上最偉大的事件。在工業(yè)革命之前，無論是東方還是西方，人均GDP都沒有本質(zhì)的變化。但工業(yè)革命發(fā)生后，人均GDP就突飛猛進(jìn)。在歐洲，200年間增加了50倍;在中國，短短40年就增加了10多倍。因此，古今中外任何王侯將相的功績和工業(yè)革命相比都不值一提。而工業(yè)革命的發(fā)生，就是科學(xué)推動技術(shù)，再轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的結(jié)果。這是科技在經(jīng)濟(jì)和社會生活中的重要體現(xiàn)。

從時(shí)間維度上看，科技幾乎是世界上唯一能夠獲得疊加式進(jìn)步的力量，因此，它的發(fā)展是不斷加速的。世界文明的成就體現(xiàn)在很多方面，從政治、法律到文學(xué)、藝術(shù)、音樂等諸多方面，都有體現(xiàn)。雖然總體上講，文明是不斷進(jìn)步的，但是在很多方面，過去的成就并不能在未來創(chuàng)造出疊加式的進(jìn)步。

比如在藝術(shù)方面，歷史上有很多高峰，后面的未必能超越前面的。今天沒有人敢說自己作曲超越貝多芬或者莫扎特，寫詩超越李白或者莎士比亞，繪畫超越米開朗琪羅，甚至世界上很多采用民主政治的國家，在政體上依然沒有超越古希臘。

但是，今天任何一個(gè)三甲醫(yī)院的主治醫(yī)生都敢說他的醫(yī)術(shù)超過了50年前世界上最好的名醫(yī)。今天，一個(gè)大學(xué)生學(xué)會微積分中的牛頓–萊布尼茨公式只需要兩個(gè)小時(shí)，但是當(dāng)初牛頓與萊布尼茨花了10多年時(shí)間才確立該定理。由于科技具有疊加式進(jìn)步的特點(diǎn)，我們對它的未來更加有把握。

其次，世界達(dá)到今天這樣的文明程度并非巧合，而是有著很多的歷史必然性。19世紀(jì)出現(xiàn)大量和機(jī)械、電力相關(guān)的技術(shù)，20世紀(jì)出現(xiàn)大量和信息相關(guān)的技術(shù)，接下來會出現(xiàn)很多和生物相關(guān)的技術(shù)，這些都是有內(nèi)在邏輯的。當(dāng)我們?nèi)媪私饬丝萍荚谌祟愇拿靼l(fā)展的進(jìn)程中是怎樣一環(huán)扣一環(huán)地發(fā)展的，我們就能夠把握科技發(fā)展的內(nèi)在邏輯，做到自覺地、有效地發(fā)展科技。

最后，我們需要找到一條或者幾條主線，從空間維度了解科技的眾多領(lǐng)域及眾多分支之間的相互關(guān)系，從而了解科技的全貌，同時(shí)從時(shí)間維度理解科技發(fā)展的過程和規(guī)律。

采用能量和信息作為科技發(fā)展史的主線有兩個(gè)主要原因：其一，我們的世界本身就是由能量和信息構(gòu)成的;其二，它們可以量化科技發(fā)展水平，解釋清楚各種科技之間的關(guān)系。

宇宙的本源是能量，這已經(jīng)是現(xiàn)代物理學(xué)的常識。我們過去說世界是物質(zhì)的，這種說法沒有錯(cuò)，因?yàn)閺谋举|(zhì)上講物質(zhì)是由能量構(gòu)成的。我們在中學(xué)物理課中學(xué)過，宇宙萬物是由上百種不同的原子（和它們的同位素）構(gòu)成的，那么原子又是由什么構(gòu)成的呢？它是由更小、更基本的粒子構(gòu)成的。那些最基本、無法進(jìn)一步分割的粒子（物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型中的61個(gè)基本粒子），比如光子、電子，以及構(gòu)成原子核中質(zhì)子和中子的夸克，最終都是純能量，它們里面不再有其他物質(zhì)，因此才有了愛因斯坦著名的質(zhì)能關(guān)系式E=mc[2]。世界的物質(zhì)性，比如形狀、體積和質(zhì)量，不過是能量的各種性質(zhì)而已，特別是在希格斯的理論被證實(shí)之后，大家對此更是確信無疑。

那么，看不見、摸不著的能量，又是如何構(gòu)成世界的呢？這就要靠物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、信息科學(xué)的能量法則了，它們都是信息。科學(xué)的本質(zhì)就是通過一套有效的方法發(fā)現(xiàn)這樣一些特殊的信息，它們就是宇宙、自然和生命構(gòu)成及演變的奧秘。

自從出現(xiàn)了現(xiàn)代智人，地球的面貌就因?yàn)槿祟惖幕顒佣淖?。人類的?shí)踐從本質(zhì)上講就是獲取能量并利用能量改變周圍的環(huán)境，而技術(shù)則是科學(xué)與實(shí)踐之間的橋梁和工具。在科學(xué)和技術(shù)中，能量和信息如此重要，以至它們在人類歷次重大的文明進(jìn)步中都扮演了主角。同時(shí)，它們也是定量衡量科技發(fā)展水平的尺度。

1萬年前開始的農(nóng)業(yè)革命，其本質(zhì)是通過農(nóng)耕有效地獲得能量，為我們的祖先創(chuàng)造文明提供可能性。后來，伴隨著文字和數(shù)字的誕生，人類可以將以前的知識和信息傳承下來，人類的發(fā)展進(jìn)程得到第一次加速。

18世紀(jì)中后期開始的工業(yè)革命，其核心是新動力的使用，主要包括水能和蒸汽動力。從那一刻起，人類創(chuàng)造和利用能量的水平實(shí)現(xiàn)了巨大的飛躍。在工業(yè)革命之前的一個(gè)世紀(jì)里，歐洲迎來了一次科學(xué)大發(fā)現(xiàn)，其成果在工業(yè)革命中被轉(zhuǎn)換成技術(shù)，使得許多改變世界的重大發(fā)明在短期內(nèi)涌現(xiàn)。這說明在工業(yè)革命前，人類創(chuàng)造信息的能力有了一次飛躍。

進(jìn)入20世紀(jì)之后，科技的發(fā)展也是如此。一方面是能源的進(jìn)步，從原子能到各種清潔能源;另一方面是信息技術(shù)的發(fā)展，它是整個(gè)20世紀(jì)科技發(fā)展的主旋律。此外，人類在20世紀(jì)發(fā)現(xiàn)了DNA（脫氧核糖核酸）的雙螺旋結(jié)構(gòu)以及宇宙誕生的時(shí)間和方式。這兩項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)，本質(zhì)上是人類對宇宙形成信息和生命形成信息的破解。整個(gè)科技史，從過去到未來，都與能量和信息直接或者間接相關(guān)。

再看空間上的疊加效果。在工業(yè)革命以前，全球化其實(shí)已經(jīng)起步了。因?yàn)榈乩泶蟀l(fā)現(xiàn)已經(jīng)完成，大航海開始了。全球化需要運(yùn)輸，最好的運(yùn)輸工具在18世紀(jì)是大帆船，它又大又可靠，運(yùn)輸成本低。當(dāng)時(shí)沒有人覺得還會有其他運(yùn)輸工具可以取代大帆船。

但是我們知道，創(chuàng)新常常會顛覆現(xiàn)狀。當(dāng)時(shí)大帆船出現(xiàn)了一個(gè)競爭對手，就是蒸汽船。蒸汽船的發(fā)明人是富爾頓，他原來是個(gè)畫家。他從美國到英國去學(xué)習(xí)畫畫，正趕上瓦特過50歲大壽，他有幸為瓦特畫畫，瓦特就鼓勵(lì)了這個(gè)年輕人。

這一鼓勵(lì)不得了，富爾頓從此改學(xué)工程了。富爾頓憑著自己的聰明才智，成為一個(gè)了不起的發(fā)明家，有不少發(fā)明創(chuàng)造。后來他到了法國，被一個(gè)叫利文斯頓的人發(fā)現(xiàn)，利文斯頓是當(dāng)時(shí)美國駐法國的大使，《獨(dú)立宣言》的簽署人之一。他想借由富爾頓發(fā)明的蒸汽船逆英吉利海峽的潮水而上，對抗英國。但船在實(shí)驗(yàn)階段就沉了，富爾頓只好跑到英國，反過來幫助英國人防御法國人的進(jìn)攻，因而發(fā)明了水雷。等富爾頓回到美國后，利文斯頓繼續(xù)支持他搞研究，給他提供資金，后來富爾頓才造出了逆流應(yīng)對力非常好的蒸汽船。

這是空間上技術(shù)疊加的結(jié)果，就是在不同地理位置、不同空間上，工業(yè)技術(shù)裝備下的蒸汽船打敗了傳統(tǒng)的大帆船。

技術(shù)的疊加將幫助新的技術(shù)打敗舊的技術(shù)，這是一個(gè)必然結(jié)果。

20世紀(jì)60年代的計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)，是由IBM領(lǐng)頭的。當(dāng)時(shí)這個(gè)產(chǎn)業(yè)有個(gè)說法叫“白雪公主和七個(gè)小矮人”，白雪公主是指IBM，七個(gè)小矮人是指通用電氣等沒辦法跟IBM競爭的公司。它們都是搞大型機(jī)的。

還有兩家小型機(jī)公司，DEC和惠普，這9家公司誰都不知道怎么打敗IBM。因?yàn)楫?dāng)時(shí)大家的思維方式和做事邏輯都是IBM那一套，所以沒有人覺得能夠挑戰(zhàn)IBM。

到了70年代，摩爾定律使得計(jì)算機(jī)處理器芯片的處理能力有了比較大的提高，就出現(xiàn)了一種很原始的PC機(jī)或者微機(jī)。沒有鍵盤，上面有一排開關(guān)，010101，撥一個(gè)開關(guān)，按一個(gè)確定鍵，指令就輸進(jìn)去了。這樣的計(jì)算機(jī)當(dāng)時(shí)吸引了一些發(fā)燒友買來控制酷炫的燈光，它沒有大的實(shí)際用處，用起來還很麻煩。機(jī)器售價(jià)700美元，很便宜，但性能也很差，和IBM的大型機(jī)沒法比。

后來有一個(gè)小伙子說，大家用這個(gè)小PC機(jī)實(shí)在太困難了，我給你們寫一個(gè)Basic的程序。這個(gè)人就是比爾·蓋茨。后來《時(shí)代》周刊說，比爾·蓋茨是宇宙的主人。

為什么《時(shí)代》周刊這么確信？因?yàn)槟柖赡軌驇椭④洿驍BM。摩爾定律說，芯片處理器、存儲機(jī)這些硬件，性能18個(gè)月翻一番。這個(gè)規(guī)律對PC小型機(jī)進(jìn)步的幫助是非常大的，但對于IBM大型機(jī)的進(jìn)步幫助不大。

也就是說，在摩爾定律支配的時(shí)代，任何一次技術(shù)進(jìn)步都在幫助微機(jī)、幫助微軟、幫助英特爾打敗IBM。IBM雖然也受益，但是受益相對有限，微軟、英特爾受益非常大，所以他們贏了。

（有 田摘自中信出版社《全球科技通史》一書，勾 犇圖）