過去的兩百多年,人類文明科技取得了突飛猛進的發展,尤其是過去的幾十年,人類科技發展日新月異,讓我們不得不感嘆,世界變化太快了。
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仔細想一想,僅僅20年前,有誰能想到如今的手機能智能到這種程度?在智能手機還沒出現時,視頻通話對于當時的人們來講太陌生,也很遙遠。但如今一切都實現了。
或許,用不了多久,人與人之間不但能視頻通話,遠方的朋友甚至可以直接“出現”在你面前,以類似“全息影像”的方式出現在你面前,就像真人一樣與你面對面聊天。
假設你在深山老林里待上一二十年再出來,恐怕就會完全不認識這個世界了,因為在如今的年代里,二十年的時間足夠讓你曾經熟悉的世界發生很大的改變。
要知道,在工業革命之前的漫長時間里,不要說一二十年,哪怕是幾百年,人類社會也很難發生大的改變。
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過去的幾百年時間里,人類文明之所以發生如此大的改變,就是因為人類的突飛猛進,而科學發展的基礎又原子基礎科學在物理,化學等領域的不斷突破,讓人類研發出越來越多功能強大的材料,猶如人類突然點亮了“科技樹”一樣,瞬間照亮了整個人類。
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但如果你對人類基礎科學的發展非常了解,就會發現,現代物理學大廈的兩大基石,相對和量子力學,都是在上個世紀初提出來的,如今已經有一百多年的歷史了,仍舊統治著物理學界。
這兩大基石,是現代科學技術應用的基礎,如果沒有相對論和量子力學,如今我們享用的很多科技成果都不復存在。我們每天使用的手機和電腦芯片,就包含有量子科技。如果沒有量子科技的應用,手機和電腦很可能就不會問世,起碼不可能有那么強大的性能。
有人可能會說,人類科學怎么沒有進步呢?過去的幾十年時間里,人類在通信系統取得了巨大成就,短短時間里就從2G突破到了5G科技,同時還涌現出了很多其他高科技,比如說人工智能,納米技術,生物分子學等。
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如果你認為那是基礎科學,就大錯特錯了。實際上仔細審視人類取得的那些成果,不難發現,那只是科技進步,本質上都建立在20世紀創建的基礎科學理論上。
說到底,人類基礎科學理論已經很長時間沒有取得實質進展了,長時間停滯不前。那么,到底是誰鎖死了人類文明的發展呢?
喜歡獵奇新聞的伙伴們,可能會相當科幻小說《三體》,認為是外星人鎖死了人類的發展進步。不過科幻畢竟只是科幻,我們不能單純地用想象甚至喜好代替科學。科學是相當嚴謹的學科,不容得有半點馬虎!
本人的觀點,兩大因素制約了人類基礎科學的發展和突破,分別是能量和人類壽命的局限性。
首先來說能量。毫不夸張地講,人類文明的發展過程,就是對能量使用和駕馭程度不斷突破的過程,因為不僅僅人體本身的生命活動需要能量,人類社會的一舉一動都離不開能量。
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宇宙誕生之初就是純能量狀態,這說明能量才是宇宙的本源。這也是為什么上世紀60年代卡爾達肖夫會把能量的使用作為衡量文明發展的重要指標,用卡爾達肖夫指數衡量宇宙文明的發達程度。
按照卡爾達肖夫指數,宇宙文明可以分為三個等級,分別是一級文明,二級文明和最高的三級文明。而人類文明連最低的一級文明都沒有達到,只有大約0.7級。一級文明一個重要衡量指標就是可控核聚變,只有掌握可控核聚變科技,才算是晉級到了一級文明。
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目前,人類使用的能量基本上都屬于傳統的化學燃料,比如說煤石油天然氣等,這些能源本質上與人類祖先使用的火沒有任何不同,只不過煤石油天然氣的能量更加濃縮罷了。
傳統化學能源有兩個缺點。第一,污染嚴重。第二,效率很低。如果說嚴重的污染,人類還能忍受或者想辦法降低污染,那么,效率低下這個缺點很難改變。
拿火箭來舉例說明,火箭是發射衛星和各種探測器的重要工具,但是很多人可能不知道,火箭的推動力之所以很難有大的提升,就是因為火箭總質量的90%以上都是化學燃料,大部分都是燃料意味著人類能利用的有效空間就會很少。
理論上講,當然可以無限增加化學燃料來提升火箭推力,當然現實中是不可能這樣做的,因為化學燃料過多,意味著質量也會過大,加上化學燃料效率很低,增加的化學燃料提供的推力,甚至還不夠推動化學燃料自身,同時還要考慮留下必要的空間供航天員利用,因此化學燃料當然不能無限增加,肯定會有一個限度。
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這也是為什么利用傳統的化學燃料作為推進系統,最多讓人類飛到火星,飛往更遠的木星土星是很難實現的。
與傳統化學燃料相比,可控核聚變幾乎是完美的能源,沒有污染,效率更高。利用可控核聚變,飛船的速度甚至能達到光速的10%。更很重要的是,核聚變反應的原材料,在地球上是相當豐富的,宇宙中最不缺的就是氫。而月球上的氦3更是完美的可控核聚變原材料。
但是,因為核聚變產生的能量巨大,如何有效地約束并利用強大的能量,是問題的關鍵,目前科學家們一直在攻克這方面的難題,比如說利用強大的磁場進行控制,但一直都沒有取得突破性進展。
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對能量的使用和駕馭無法取得突破,會影響到很多基礎科學的研究和發展,畢竟很多科學研究實驗都需要巨大的能量支持,能量集中到一點才能更有效發揮作用。
第二,人類壽命的限制。為什么說人類壽命會阻礙基礎科學的發展呢?
因為隨著人類科學的不斷發展,每個行業每個學科越來越走向精細化,知識量也呈指數增加。這種情況下人們就需要花費更多的時間學習消化,同時,每個行業都需要大量人員共同協作才能完成,單打獨斗已經行不通了。
比如說一個博士學位,普遍都要在30歲以上才能獲取。而這只是開始,要想在某個領域,尤其是科學領域取得突破,沒有個幾十年是很難做到的。
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目前人類壽命只有80歲,很難有足夠的時間在某個領域取得實質性突破,再加上如今的科學研究越來越細分,已經不太可能再出現牛頓,愛因斯坦那樣幾乎憑借一人之力,就成為科學界的“大集成者”!
生命的消亡,是大自然的基本規律,也是大自然給生命扣上的“枷鎖”。但人類或許能打破這個枷鎖,現代基因科學的不斷發展,讓我們看到的希望,通過改造和編輯人類基因,人類的平均壽命很可能大大延長,甚至有機會獲得生物學上的永生!
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如果人類平均壽命達到幾百歲甚至上千歲,人類基礎科學很可能會再次爆發,引領人類文明完成蛻變,晉升為一級文明!
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