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基础科学理论再无突破,第三次科学史上的大奇迹年何时到来?

2019-02-16  长沙7喜

      地球的生命诞生于距今35亿年前,在吸收了来自宇宙来客——陨石和彗星的多次撞击之后,从而萌生了最早的碳基生命。经过不断地吐故纳新,互相吞噬和进化,距今7万年,在现在印尼附近的超级火山爆发所造成的全球气候异常的推动下,古人类的一支,最后的2000余名智人走出了非洲,又经过了各种搏杀和挣扎,最终在全球开枝散叶,成为目前的世界66亿人口的祖先。


      形成现在形态的人类大约在距今5000年的时候,这在整个地球的生命史上可谓微不足道,虽然我们成为了最终的统治者,但科技的发展却极为缓慢,可以说,我们从使用火到使用火枪就用了四千多年的历史,真正意义上如大刘《三体》中宇宙社会学所提到的“技术爆炸”仅有二三百年的时间,即便是在这二百多年里,科技的发展也是极不匀称的,表现出了极大地波动性,越靠近现在速度越快。


      但我们需要知道的是,这种加速并非水到渠成,自然而然的,而是得益于科学史上最著名两次大奇迹年。而且这两次大奇迹年是这样的不同寻常,用奇迹来形容并不为过。

      1666年,23岁的牛顿为了躲避瘟疫,回到乡下的老家度假。在那段日子里,他一个人独立完成了几项开天辟地的工作,包括发明了微积分(流数),完成了光分解的实验分析以及万有引力的开创性工作。这也就意味着,就在那一年,他为数学、力学和光学三大学科分别打下了坚实的基础,而其中的任何一项工作,都足以让他名列有史以来最伟大的科学家之列。很难想象,一个人的思维何以能够在如此短的时间内涌动出如此多的灵感,人们只能用一个拉丁文annus mirabilis来表示这一年,也就是“奇迹年”。


      第一次大奇迹年的239年之后,在瑞士专利局蜗居的年仅26岁的爱因斯坦在1905年这一年发表了6篇论文,其中,3月18日,关于光电效应的论文这成为了量子理论的奠基之作。4月30日,关于测量分子大小的论文,为他赢得了博士学位,而这篇文章曾经因为只有17页太短而被苏黎世大学退货。5月11日和后来的12月19日,两篇关于布朗运动的论文,成了分子论的里程碑。6月30日,发表题为《论运动物体的电动力学》的论文,这个不起眼的题目后来被加上了一个如雷贯耳的名称,叫做“狭义相对论”,它的意义就不用我多说了。9月27日,关于物体惯性和能量的关系,这是狭义相对论的进一步说明,并且在其中提出了著名的质能方程E=mc。单单这一年的工作,便至少配得上3个诺贝尔奖,当然,相对论的伟大意义根本不是诺贝尔奖能够衡量的,而这一切也不过是在专利局的办公室里,一个人用纸和笔完成的而已。


      你会发现,这两次大奇迹年有很多相似之处,比如发起人都异常年轻,牛顿23岁,爱因斯坦26岁,并且在此之前都籍籍无名;比如都是闭门造车,仿佛都是空想般的在几乎密闭的生活空间中就把这些理论提出来了;比如都是异常精准,牛顿的各大定律完全是近代科技的基石,经过二百多年各种天才科学家的引证(除了被爱因斯坦证明不对的那些),而爱因斯坦的理论则成为现代科技加速的根本,1905年之后的世界流光溢彩,日新月异,并且随着实验手段的不断进步,都在一次次的验证着爱因斯坦100多年前理论的正确性,其中不乏黑洞,引力波这样的宇宙范畴的理论,最搞笑的是,他提出的理论连自己都吓了一跳,并终身否认量子力学的存在。


      这不是奇迹是什么?


      第一次大奇迹年与第二次间隔了239年,而2018年距第二次大奇迹年已经过去了113年,却已经有科学家指出,虽然科技发展速度越来越快,但人类的基础科学层面已经许久没有突破了。这可能与我们的实际感受不同,其实举一个例子你就明白了,我们现在主要是技术层面的发展,而不是科学底层的突破,这种差距有点类似于三体中即便人类造出了恒星级战舰,但是对于高级文明来说,还不如一个小小的水滴。


      严格意义上基础科技的突破,只发生在两个大奇迹年里,按照目前的发展速度,应该已经到了第三次大奇迹年的临界点了,但现在看来却毫无动静,目前最前沿的量子力学还只是在第二次大奇迹年的地基上垒墙而已;芯片的摩尔定律由于热传导基本上已经到达了临界点;人工智能看起来蓬勃发展,但算法的瓶颈已经开始凸显……这些都已经成为了锁死人类科技再次突破的前兆。



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