1704607380
一组被称为CRISPR（基因编辑）的技术在科学圈内外引起了轰动。本质上，CRISPR就是在基因层面实现了文字编辑器的“查找和替换”功能：相对于以前的技术，它能够以更高的精度进行基因序列的定位和编辑，具有巨大的医疗潜力。例如，可以去除胚胎中引起遗传性疾病的基因，这样人们就不会把疾病遗传给他们的后代。但基因治疗很容易演变为基因微调（genetic tweaking）技术（为了更好的视力、更高的智商等），让“定制婴儿”成为可能。关于如何更好地监管这种技术的激烈辩论正在进行中。
1704607381
1704607382
科幻作家已经考虑到了更为长远的可能。如果有返老还童的技术能够让人活上几百岁，那么这会不会变成富人的专利？是否允许人们改造他们的身体，安装上翅膀、鳃或者鳍？与其改造其他星球来让人类生存，是不是改造人类自身让其适应各种不同的环境更有意义？在科幻作品中常见的场景是人类分裂成多个不同的后人类物种。有些人可能想把他们的大脑移植到机器人的身体中，其他人可能更倾向于通过改造自己的身体，从而具有非人类的功能。
1704607383
1704607384
在短期内，关于遗传治疗技术的讨论可能会与历史上关于扩大疫苗以及治疗艾滋病的讨论遥相呼应。关于基因自我修改（genetic self-modification）及其扩展到人类是否对自己的身体拥有自主权的讨论，可以看作当前关于医生是否可以协助病人安乐死讨论的延续。在过去的一个世纪里，人权在很多地方得到了扩张，它可能成为下个世纪论战的一部分。
1704607385
1704607386
未来在加速前进？
1704607387
1704607388
上面只是利用当前趋势、历史案例以及科幻作品预测出来的在未来几十年有巨大进步潜力的四个领域及其相关争论。把这些放在一起可以与17世纪中叶的科学革命进行更广泛的对比。那个时代同时涌现了一批以显微镜与望远镜为代表的新工具和技术，以及新的科学和数学方法。自然哲学家（“科学家”这个词是19世纪才出现的）意识到他们在很多领域都是那么无知，从物理到生物，从而造就了一个探索和发明的丰收期。
1704607389
1704607390
科学和技术的当前状态在很多方面都有类似的感觉，例如，很显然现在人们对于基因和人工智能原理的理解还处于起步阶段，需要几十年的工作来进一步探索。就像17世纪数学理论的进步在很多领域给科学家带来帮助一样，今天信息处理技术也是如此，如大数据技术和机器学习系统等。
1704607391
1704607392
以前互相没有交集的领域也有很大的交叉发展的潜力。例如，基因技术让生物学和医学与信息科学进行融合。目前，跨界研究快速发展，并且是双向发展的，一方面是神经科学与脑结构，另一方面是计算机科学与人工神经网络。
1704607393
1704607394
这种快速发展在某些方面是前所未有的，但在另外一些方面又感觉似曾相识。我们有很多新的领域需要探索，并且需要开发探索这些领域的新工具。两位科幻作家——金·斯坦利·罗宾逊和查尔斯·斯特罗斯在他们构想的21世纪未来中把新兴的科学革命称为“加速带”。
1704607395
1704607396
当然，人们不可能精准地预测未来将怎样发展。如果你从正确的领域开始观察，还是有可能做出一些有根据的猜测的。
1704607397
1704607398
[1]本章作者汤姆·斯丹迪奇是《经济学人》杂志副主编和数字战略主管，是知名的技术类作家，著有《维多利亚时代的互联网》和《从莎草纸到互联网：社交媒体2000年》。
1704607399
1704607400
[2]后匮乏文明是一种物质、能量、信息都大量存在的社会，在这种社会里，商品、服务、信息都可以被人们无偿占有，货币也将不复存在。——译者注
1704607401
1704607402
1704607403
1704607404
1704607406
超级技术：改变未来社会和商业的技术趋势 第2章 未来技术的物理基础[1]
1704607407
1704607408
基础物理的进步将为物理与技术的关系带来质变，并开创一个新局面。牢固的基础能够让我们更清晰地认识到机会和挑战。光明的前途就在前面，但同时也潜伏着危险。
1704607409
1704607410
基础物理学在限制技术发展的同时，也带来促进作用。从理论上说，这也是正确的，因为很多技术都体现在机器和建筑等物理实体上，这些实体必须遵守物理规律。但是在大部分历史中，几乎在所有的技术领域，基础理论和实际应用的关系都不是那么紧密。例如，有些罗马时代的杰出工程——道路、渡槽和斗兽场，正如维特鲁威在《建筑十书》（De Architectura）中所说：这些成就的取得都是靠长期积累的经验，并且这些经验都已经成了约定俗成的行规。例如，我们发现，关于建筑材料选择和制造的详细说明，某种程度上像我们今天的复合材料，但我们并不能认为这就是系统的材料科学。同样，罗马建筑中的中心主题——拱，已经成为一种模板，但并不是从数学的角度来解决负载和承压的问题（其实基于圆形的拱模板并不是最优的方案）。
1704607411
1704607412
今天，基础物理与技术之间的联系更加密切。值得注意的是，现在的微电子与电子通信能够以前所未有的速度处理和传输信息，这在几十年前都被认为是不可思议的。如果没有量子理论对于物质和光（包括无线电、微波以及其他电磁波谱）的深入、可靠的理解，这些基础支撑技术基本是不可能存在的，不管人们进行多少捣鼓或者所谓的“创新”都无济于事。
1704607413
1704607414
在本章中，我的主要目的是研究基础物理的发展现状，因为它与未来50年可能出现的技术息息相关，同时也为未来指明方向和机会。
1704607415
1704607416
从神秘到精通
1704607417
1704607418
首先让我开宗明义地提出自己的中心论断，随后我将对其进行解释：
1704607419
1704607420
今天我们有准确的、完整的方程来为核物理、材料科学、化学以及所有合理形式的工程提供基础。
1704607421
1704607422
因此，理论上，对于所有这些应用的研究，我们都可以通过求解相应的方程式来进行，用计算来替代实验。这在人类历史上代表了一种质的飞跃。这种飞跃产生于20世纪，主要是因为量子力学的巨大进步。
1704607423
1704607424
为了支持我的论断，回顾一下历史也许能够带来一些启发。
1704607425
1704607426
在20世纪初，自然世界里有很多基本的、很重要的特征无法用基础物理学进行解释。化学家根据经验推导出了元素周期表，还绘制出了分子的几何形状，特别是苯和其他有机物的环状结构，并成功地用于发现新的分子和化学反应。但是当时已有的物理定律不能解释稳定原子的存在，更不用说分析它们的性质以及化学键的构成方式。同样，基础物理定律对于解释材料的基本性质，如导电性、强度和颜色等也无能为力。太阳能量的来源也完全是个谜，开尔文爵士计算的太阳冷却速度，与达尔文的进化生物学完全对不上。生命活动（代谢和繁殖）和思想（认知）这些基本现象是身体正常活动的结果，还有其他额外的“重要”因素？这在当时是一个没有答案的问题。
1704607427
1704607428
在过去几十年里，所有这些问题都有了让人信服的答案。这些问题并不是直接解决的，而是得益于牛顿所说的“分析与综合”法，现在这种方法经常被贴上“还原论”的半贬义标签。通过这种方法，我们可以深入了解物体各基本结构的属性和相互作用（分析），然后利用这些知识从数学角度推导出更为复杂的属性（综合）。
1704607429
[
上一页 ]
[ :1.70460738e+09 ]
[
下一页 ]