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[其他] 西医的末路——技术黑洞(转载)

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发表于 2015-9-5 13:13:35 | 显示全部楼层 |阅读模式

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思过半按:在人类历史上曾经发生过几次技术大停滞,最近的一次就是商鞅变法到地理大发现之间的历史;但是被所谓近现代科技选择性遗忘了,庄子汉阴丈人的寓言,作者庄子已经敏锐的观察到了所谓技术进步带来的不可预见的大破坏和人类的黑暗前景

前言
 1 文明和技术
  1.1 范式粗谈
  1.2 人类文明所经历的范式转换
  1.3 范式牢笼
  1.4 科学和技术之间存在的鸿沟
       1.4.1 科学的本质
       1.4.2 技术的核心
       1.4.3 从瓦特谈起:蒸汽机引发的正反馈
       1.4.4 需求不是救命稻草
  1.5 科技利益集团


 2 科技利益集团鼓吹的范式春梦:所谓的技术大爆炸
  2.1 渲染和洗脑
  2.2 论文和专利:天文数字后的荒谬
  2.3 比特世界和真实世界
  2.4 部分和整体

 3 范式春梦外的阴影
   3.1 人类面临的技术窘境
       3.1.1 能源转换技术的停滞
       3.1.2 新能源的窘境
       3.1.3 农业,医疗和生物技术
       3.1.4 信息技术深度上的麻烦
       3.1.5 其它方面的技术

      3.2 众多的技术噱头
           3.2.1 早早败落的太阳能/光伏噱头
           3.2.2 经久不衰的人工智能大噱头
           3.2.3 神乎其神的量子计算机噱头
           3.2.4 牛逼哄哄的纳米材料噱头
           3.2.5 近年来的新噱头

    3.3 博士民工和生物技术的挫折
            3.3.1 生物噱头的缘起和影响
           3.3.2 研究范式和问题

  4 低熵体的困境和所面临的技术台阶
      4.1 从热力学第二定律谈起
           4.1.1 《道德经》的智慧
           4.1.2 负熵流和文明层次的跃进
      4.2 科技树的主干和分叉
      4.3 永远的50年和可控核聚变
           4.3.1 永动机之梦
           4.3.2 可控核聚变的难产和噱头 

   4.4 冷静思考:未来不一定会更好
  
  5 台阶前的坑:人类社会的宿命
    5.1 耗散结构理论的社会学意义
  5.2 大竞争环境的消失
  5.3 被全球化抹掉的差异性和人类社会的热力学平衡
  5.4 老龄化自锁

    5.5 如何填坑?
   
  
  6 台阶的本质:复杂度魔鬼
  6.1 何谓复杂度

      6.2
纷繁世界背后的两条规则:适者生存和资本回报预期

   
6.3 技术进步和技术革命:复杂度的变迁

           6.3.1
运输/动力系统的演进例子

       6.3.2 技术革命的特点和复杂度的变化

           6.3.3  正在面临的高复杂度科学魔鬼

           6.3.4  来自于技术根源的困境
  6.4 高复杂度带来的诸多恶果(more is different)
      6.4.1 吾知也有涯和生死竞赛
      6.4.2 维护成本
      6.4.3 人类社会的反馈
  6.5 简单的数学推导


  7 寂静星空所隐含的恐怖前景
  7.1 大寂静和费米悖论
  7.2 宇宙大筛子
  7.3 一根小火柴


  8 反思和总结
  8.1 复活节岛的悲剧
  8.2 冷静不代表悲观
  8.3 研发需要范式革命
      8.3.1 从中心极限定理和大数定律说起
      8.3.2 现行科研体制的弊端  


5 台阶前的坑:人类社会的宿命
      第一版的初衷是用技术大停滞来解释为什么有发达国家粉碎机这种现象。现在看来,因为发达国家,尤其是美国,最先面对新的技术台阶而又无力越过这个台阶,而技术的扩散又侵蚀着领先者的优势。
     一块水泥平地,中央放一个圆形漏斗,漏斗中灌了一些水,很显然,漏斗中的水会从下面流出来,向四周扩散,漏斗中的水越多,扩散得越快。    要想保持漏斗中的水位不变,上头必须不停的有足够流量的活水注入,否则,漏斗中的水最终都会扩散出去,导致水泥地上各点的水位相同。西方要想保持技术优势,就必须不停的能够实现技术创新,保证"漏斗中有活水注入“。如果技术创新的脚步停下来,漏斗中的水位就会下降。而新世纪以来,美日欧撞上了技术台阶,面对中国的紧逼,日趋趋于窘迫。当然,就中长期来看,中国也会面临这个台阶。
     现在问题是,从瓦特改进蒸汽机以来,工业文明跨越过一个又一个的技术门槛,为什么人类难以越过当前这个台阶?
     拿日常生活中的跨越台阶来类比,首先,0.2m高的台阶抬腿就过,但台阶如果有2m高,显然靠肉体力量过不去;其次,年轻时能过的台阶,老年时是难以逾越的障碍;甚至还有一种现象,前面跨越台阶太累了,先挖个坑躺下歇息一把,躺着躺着,人陷在坑里不愿意出来,面对眼前的新台阶一筹莫展。        
      200多年的技术发展过程,总是从最容易的起步。就好比在苹果树上摘苹果,最容易发现,最好摘的苹果一定率先被人们收入囊中,然后再摘高一点的苹果,剩下来的,要么是处在人力难以企及的位置而无法采摘,要么就是不好的苹果,不值得采摘。上述这一过程正是技术复杂度上升的过程。三次技术革命后,人类社会面临的技术台阶,复杂度高得吓人。
      具有讽刺意味的是,最初人类用农业社会的很多思维来发展工业文明,顺利的跨过了一个个台阶。发展起来的工业文明让众多农业文明一去不回,人类社会从一个个的孤岛汇集为一个全球村,期间有流血,有争斗,而人类社会为了避免内斗,痛定思痛,选择的很多制度和路径反过来把人类的双腿羁绊起来,让跨越愈发困难。



5.1 耗散结构理论的社会学意义
    前面提到,人类文明的熵减过程可由普利高津的耗散结构理论来解释,那耗散结构得以成立的条件是什么?

  普利高津通过从平衡态到近平衡态再到远离平衡态的研究,而后发现,在一个开放系统中,在从平衡态到近平衡态再到远离平衡态推进的过程中,当到达远离平衡态的非线性区时,一旦系统的某个参量变化达到一定的阈值,通过涨落,系统就可能发生突变,即非平衡相变,由原来的无序的混乱状态转变为一种时间.空间或功能有序的新的状态。这种有序状态需要不断地与外界交换物质和能量才能维持,并保持一定的稳定性,且不因外界微小的扰动而消失。这种远离平衡的非线性区形成的新的稳定的宏观的有序结构,普利高津称之为耗散结构。
  两个关键词:非平衡态和非线性效应。
    先看非线性效应,如果应用到社会学上,可以把非线性看成是不随大众,拒绝主流范式。
    无论是个人,还是人类社会整体,都讨厌非线性,喜欢线性。线性好啊,可预测,没有突变,一切都在掌控中,就连
学习数学知识,学生对于矩阵的热情也远超概率论。但历史一再表明,技术发明和工业革命往往都出乎意料之外。比如柯达对于数码相机的误判,再比如前苏联选择了电子管微小化技术道路,而集成电路芯片却异军突起。

     回顾历史,在科学技术的早期阶段,小农经济或个体工匠在社会上还占有一点地位,相应的,个人研发占据主流,从宏观上讲,呈现出随机点分布的状态。但从19世纪晚期开始,情况发生了变化,垄断性企业开始出现,个人开始沦为打工仔,而随着科技复杂度和规模的提升,集体合作开始占据主流。二战后,绝大部分领域都依赖政府或者公司的资金,早期的IT技术(上世纪八九十年代)是最后一个单枪匹马也能干出成绩的领域。进入新世纪以来,政府或者大公司这样的集体
组织空前强大,个体的力量渺小可怜,专家委员会这样类似的组织在决定技术路线上有着绝对话语权。而集体做出的决策,遵循理性的意愿,往往更倾向于线性化选择,因为这是看上去风险最小的道路。但这样选择的结果,往往是加强范式牢笼,而不是打破范式牢笼。
    一位网友指出,曾经有位学者去研究美洲的印第安人的部落消亡之谜,他发现,有个部落幸存了下来。其他的部落,
他们的狩猎习惯是,每次由经验最丰富的猎人,决定狩猎线路,很显然,这是一种符合理性的选择,但是,这些部落,统统灭亡了。而幸存下来的那个部落,他们的狩猎习惯是,每次由祭司占卜,决定狩猎线路,只有这个部落幸存了下来。

     其实,我们现在的科研制度,科研经费的应用,也和那些消亡的部落是一样的,由最有权威的科学家来制订科研线路,分配科研经费,这个估计是我们的科技走向灭亡的根本原因。我们需要的是,象印第安人的祭司一样,用抛硬币的随机方法,来分配科研经费,来决定科研方向,来制订科研线路。这样,很多真正搞科研的人,他们的项目才能保存下来。要不然,我们的科技只能走向停滞。

5.2 大竞争环境的消失现今媒体上常常提到一句话,这是一个竞争激烈的社会。但事实是,和历史相比,如今的竞争烈度是小巫见大巫。由于农业社会很早就进入了技术革命的停滞状态,在工业文明兴起之前,世界各个文明的生活节奏很慢,和现代的快节奏生活相比,似乎谈不上什么竞争。但在慢悠悠的生活之后,其血腥和残酷程度不是现代人能想象的。虽然由于技术天花板的存在,没有现代丰富多彩的杀人机器,但工业文明之前,国家层面上是彻底的弱肉强食和种族灭绝。这种习惯浸透在社会的每一个层面,进入工业文明的早期,人类社会的这种旧俗使得大炮巨舰主义变成了各个主权国家的神圣准则,战争若有失败,割地赔款随之而来,小国更是唯有任人宰割。因此,每个国家倾尽全力来占据技术的制高点。到了20世纪上半叶,两次世界大战更是把社会达尔文主义发扬得淋漓尽致。冷战期间,意识形态和地缘政治利益的双重对立,迫使美苏两国都紧盯对方,不敢稍有懈怠。任何一方都不敢让对方在某一领域占据绝对优势,天文数字般的金钱投入到各个技术领域。你有载人航天,我就来登月;你有F-15,我就要造su-27。。。而冷战后又怎样?全世界范围内,一系列的条约和国际协定,让武力对抗烈度急剧下降,全世界范围内,经济竞争大致替代了军备竞赛,即使中国也从来没有觉得非要和美国来场第三次世界大战。除了朝鲜这样的奇葩,没有国家会在内部整天宣扬“努力吧,我们现在处于生死攸关的时刻”。 就个人层面而言,工业文明之前和工业文明的早期,大部分人都是一日不劳作,就一日不得食,底层陷入了一种围绕勤劳的军备竞赛。个体勤劳程度差上一筹,温饱都有问题,更不要说娶妻生子。二战后的世界,生产力大幅提升,人权概念开始普及,八小时工作制逐渐推广。在大部分国家,个体基本已经摆脱了动物般的求食-劳作循环,懒汉现象越来越普遍。至于尚武精神,早就被绝大部分国家抛到九霄云外,现在流行的是萌和娘化。但历史一再证明,竞争孕育着进步。特别是进入20世纪以后,研发成了一种耗时耗钱的事业,资本就本性而言,是不愿意干这种累活的,唯有竞争,才能逼迫资本去投资一些利在千秋的研发工作。因此, 世界大战是技术革命最好的催化剂,军备竞赛是和平年代最大的技术助力。第二次世界大战期间,全世界对技术的巨大投入,把技术复杂度提升到一个二战前不敢想象的地步,其中更是榨干了德意志民族的精华。最典型的是原子弹,美国在其上投入的经费在现在看来是一个天文数字,仅为制造分离同位素铀的所用装置的电磁线圈,所动用的美国国库的白银和银币就达1.4万吨!这在21世纪看来是一种自杀行为,但二战的压力使得美国政府咬牙撑了下来。二战的成果包括材料技术,电子计算机,雷达,核技术,喷气式飞机和火箭技术,直到今天,人类还未脱离二战所开辟的技术道路。而二战后的美苏军备竞赛,巨额经费不计成本的投入,是1945-1969这25年技术大进步 的一个直接原因。要知道,阿波罗登月计划的高峰期间,NASA经费占据了美国年度预算的5%(现在是0.5%),阿波罗计划的整体经费换算到今天接近一万亿美元! 但现在大竞争环境基本上不可能再出现,世界大战就不要想了,在核武年代,大国之间不可能出现大规模战争,而随着苏联的解体,美国也失去了军备竞赛的动力。鉴于苏联失败的原因,中国估计也不会倾全国之力来和西方对抗,中国更擅长的是采用水磨方式来和西方竞争,比如购买美国的巨额国债,绝对不会采用前苏联的硬碰硬模式。另外笔者怀疑,即使政府想军备竞赛,现在的普罗大众也会事不关己高高挂起。也许,只有出现小说《三体》中外星人入侵的情况,人类社会才会再现二战和冷战中的研发热潮。
5.3 被全球化抹掉的差异性和人类社会的热力学平衡   生命就物质性而言,是一种典型的耗散结构,是大自然的一次非线性突变。而文明的诞生,更是熵增环境下的一次异变。人类文明,本质上是一种更高层次的耗散结构。   前面提到耗散结构得以维持的一大关键是非平衡态。平衡态是系统信息全被抹去的状态。而过去100多年来,整个人类社会的变化只能用翻天覆地来形容,而且这种变化很奇怪,世界各地的人类社会正在变得越来越相似!    在第二次工业革命之前,世界各地的差异非常大,伊斯兰,印度,儒家,西方,东正教,非洲各大区域之间的差异很大,用现在的眼光来看,简直是完全不同的世界,即使同一文明区域内部,差异也很大,比如同在欧洲,德国西班牙的风格与气质有很大的区别,这一点,可以从小说,绘画等艺术作品中体验到。再以中国为例,100多年前,江南和西北的民俗,时尚与社会观念大相径庭。    但在第二次工业革命之后,交通和通信的便利正在使得全球趋于一致,同样的工业化产品,同样的交通通信设施和法规,同样的理工科教程,越来越一样的教育体系和艺术评价观念。好莱坞的一部电影,可能会在全球激起同样的票房热潮,一部关于非洲荒野的纪录片,可能在全球100多个国家或地区得到播放。若有突发新闻,第二天,所有报纸的头条会一致。   这种变化在冷战结束后愈发明显。原本世界上还存在两极对立,两套科研体系,但苏联解体后,美式标准成了默认的唯一成功体系。以学术界为例,不遵循科学共同体要求的异议者,连发表论文的权利都没有。进入新世纪,互联网和全球化热潮汹涌,信息交流空前方便,全世界思维模式和社会结构越来越趋同,如果采用熵的类比,就是人类社会正在朝着”热力学平衡“狂奔。    这种结构的改变,绝对会影响到科技创新。    在生物学界存在一种观点,多样性可以对抗病原体。自然界中的任何一种病毒,都不可能完全把人类杀死,因为个体免疫系统多种多样,总有人可以逃脱一劫,并把这种免疫能力遗传给下一代。http://blog.sciencenet.cn/blog-290052-631976.html    范式牢笼就是一种病毒, 多样性则是人类打破范式牢笼的希望。科技创新不是一个线性过程,不是领导能够规划出来,更不是靠钱就能堆出来,需要的是众多瞬间的灵感。全球化和信息技术的普及,导致大众观念慢慢趋同,而差异性在某些情况下至关重要。 比如,中国人看了几千年的伏羲八卦,只是用于算命,但莱布尼茨却从中看到了二进制。
   以前看遗传算法相关论文,论文中说遗传算法相对于牛顿求导法的一大优势就是依靠随机性,能挑出局部最优点这个坑,找到全局最优点。政府和大众希望大师能指出前进的方向,但可悲的是,在如今这个年代,大师们的观念往往很多时候也是类似的,如果陷入到”局部最优点“这个坑,可能再也跳不出来!   整体而言, 人类极有可能陷入了科技树上的某条死路!   
5.4 老龄化自锁     现今世界有一个人类历史上未曾出现过的现象:全世界范围内,大部分国家生育率都在稳步下降。与此同时,医疗技术普及,老龄人口急剧增加。二者合力,据预测,到2050年,世界上老年人的数目将在历史上首次超过年轻人的数目。而且,1998年较发达国家已经发生了这种年轻人和老年人的相对比例的历史性扭转。。。今天,世界的中位数年龄为26岁。人口最年轻的国家是也门,其中位数年龄为15岁,最年老的国家是日本,其中位数年龄是41岁。到2050年,预期世界中位数年龄將会增多十岁,到达36岁。屆時,人口最年轻的国家预期将是尼日尔,其中位数年龄为20岁,预期最老的国家是西班牙,其中位数年龄为55岁。http://www.un.org/chinese/esa/ageing/trends.htm      人口老龄化在20年前开始是西方世界政治和经济所面临的一个头疼议题,而近年来,中国也开始感受到这股压力。除了中国的奇葩媒体还在鼓吹老龄化的好处,西方纷纷把老龄化当成是一件生死攸关的大事。原因很简单:任何危机和动荡,如果没有足够的年轻人去消化,就会变成长久衰退。就像一个人年轻的时候,两三天不睡觉也撑得住,换一个70岁的老人,立刻呜呼哀哉。    在欧日美,二战结束后的六七十年代婴儿潮现在已经转变成老龄潮(美国情况相对好一些),欧洲的福利压力和移民问题很大程度上就是因为人口老龄化带来的压力。希腊债务危机中,希腊为什么迟迟不敢违约?一个老龄化国家没有勇气和资源从产业链底层开始吃苦上爬。   而日本作为一个拒绝移民的国家,其老龄化图景可能是未来地球的样本。日本的经济状况已经实实在在地验证了人口老龄化对经济的打击。由于人口老龄化,内部需求萎缩,日本经济在体系上呈现某种暮气,如果观看过很多日本的NHK纪录片就可以感受到老龄化对日本经济的影响和制约。人口年龄结构的老龄化,带来了消费的结构性收缩、福利压力和创造力下降的格局。日本被韩国和中国碾压的一个重要因素就是人口年龄老化,使得企业在决策和管理上的僵化,日本企业缺乏二战后初期的那种国家朝气。    从深层次分析,老龄化对于技术进步的负面影响有如下几点:   人在青少年时期,通常会有很多奇思妙想,往往会盼望着把日常看到的一些概念具现化。以技术领域为例,机器猫的时空门,超人的射线,星球大战中的激光剑,都曾经是儿时倾尽全力也要拥有的装备。当然,随着年龄的增长和阅历的积累,特别是工作以后,人就会变得现实起来,好工作,好伴侣和好身体成了新的梦想。至于儿时的梦想,偶尔午夜会自嘲一下。等到垂垂老矣,也就无欲无求了。   个人是社会的细胞,而对于人类社会整体,早期工业文明的发展也激发过类似的梦想,并激励着社会去为此奋斗。星际旅行,时空穿梭是二战后一代科幻作家的最爱,无论东方西方,社会都洋溢着改天换地的乐观主义精神。但随着老龄化的到来,西方社会开始日渐保守,养老金问题成了媒体和政治辩论的焦点,登录火星?那是财政自杀!   另一方面,心理学研究表明,绝大部分老龄人更趋于保守。大部分老龄人厌恶冒险,都不喜欢竞争,喜欢一成不变。对于老龄人,未来意义不大,过好当下的生活是最重要的。社会资源盘子中,老龄人更倾向于维持或扩大自己的份额,偏偏老龄人在话语权和人身关系上占据优势。以前的社会,老龄人在数量上还不占优势,在未来的老龄化社会,老龄人甚至在数量上都压倒年轻人。    在工业文明崛起之前,世界上不可能有老龄化社会。工业文明崛起后,人类社会进入了一种新范式,二战后更是享乐主义流行,快节奏生活使得全世界的生育率下降。所以,工业化文明遇到了自己创造的一把锁,而且是一把很牢固的锁。个体都是自私的,一个不容回避的残酷真相:人老后,个体活久一点超过了虚无缥缈的可控核聚变。在投票权日益重要的世界,星辰大海可能永远是一个幻想。

5.5 如何填坑?    三次技术革命后,人类开始遇到复杂度这个魔鬼。要越过新的技术台阶,以前的很多推动技术变革的有益因素必须保留下来。    在享乐主义流行的世界,社会机制和思维必须改变,比如废除养老金机制,避免养老问题上的公地悲剧,确保一个妇女生育两个孩子,不要让老龄化社会转变为深度老龄化社会。不能以减少资源消耗的角度来看待新生人口的减少,长期来看,那没有任何意义,农业社会人均消耗资源少,但社会更凄惨。天行健,君子以自强不息,年轻人创造性推动的技术进步,能带来新的负熵流和资源增量。   以统一思维模式为特点的全球化必须停止,人类文明需要百花齐放。鼓励成立相互对峙的科学共同体,容忍那些看似荒谬的学术观点,并鼓励竞争团队揭露对方的噱头。中国可能需要摆脱“搭便车”的思维,欧美的窘境在中长期来看,并非中国之福。中国建立一套不同于西方的研发体系,是人类之幸,也是华夏之幸。   由于人类率先摘取的是那些“低垂的苹果”,不少领域以现在看来不算多的投入就取得了很大的成就,不知从什么时候开始,大部分人想当然的认为“知其然就能造其然”,这也是各种噱头大肆横行的根本原因。必须向大众表明,很多领域,可能要付出极大的努力才能实现“利其然”。唯有如此,才能保证有持续合理的社会资源被投入到研发领域。要知道,人类历史有数不胜数的例子表明,期望越大,极容易导致失望越大,并引发非理性的反扑! 早期的很多技术研发,相对成本较小,由于不依赖公共资金的投入,个体的坚持不懈确保了“阳光总在风雨后”。人类社会可能需要在某种程度上恢复早期的这种研发体制,可以大范围鼓励富翁遗产设立基金,依照其遗愿专门资助某一领域的研发,减轻对公共资金的依赖。千百个富翁,就是千百种思维。  6 台阶的本质:复杂度魔鬼人是复杂性的产物,但天性喜欢简单线性的东西。世间所赞叹的那些理论,如欧式几何,牛顿力学、电磁学和广义相对论,其数学形式上都简洁明了。这种风气甚至影响到其它领域,比如经济学。很多经济学理论都明显带有牛顿体系的样式,几条基本“公理”,能推导出一个庞大的体系。这种还原论思想在科学领域根深蒂固,在过去200多年也取得了巨大的成绩。但不幸的是,采用理想模型,这些理论对于简单系统很适用,如果系统稍微复杂点,比如天体力学中的三体问题(三个质量相近的天体运动),情况会变得完全不同,很小的扰动,数学解就会千差万别。人类逐渐认识到,课本上“现实世界简单性”的观念只是一种理想,几乎所有的领域都普遍存在着复杂性现象。混沌理论的研究甚至表明,甚至很简单的数学方程,比如
x(n+1)=l-ax(n)^2:
在参量空间扰动下都会产生极其复杂的混沌现象。
  最近几十年的前沿研究表明,还原论在很多领域都遭遇到了困境,比如生物学领域,天量般的大分子之间的相互作用不可能再走还
原论老路,而在湍流,等离子体,气候等领域,复杂性现象让相关基础理论研究裹足不前。
  前面提到了进化树和科技树,生物的进化大致遵循“物竞天择,适者生存”这个规律,那么,科技树的演化遵循什么规律?考察近
代历史,在研发团队化的今天,剔除若干偶然性现象,“资本回报预期”是一个关键。
   在技术的早期发展过程中,人类的发明主要出于直觉和好奇心,很多技术产品看上去都带有”简洁为美“的风格,比如轮子,天平
单摆和弓箭。但即使是这些现代看来很简单的发明,也并不是所有文明都跨越了此门槛,典型如玛雅文明,几千年的历史都没有发明轮子。
  在文明的演化过程中,简单技术综合起来,构成一个稍微复杂的技术,大大提高了人类工作的效率,典型例子如马车,帆船。在此
过程中,各种技术相互关联,相互影响,部分产品的复杂度让现代人也倍感惊讶。比如罗马帝国鼎盛时期的渠道供水系统。在此阶段,由于传承关联和资源禀赋,各个文明的技术成就开始分化,很多文明所取得的技术成就,其他文明甚至在数百年之后都无法复制,比如造纸术,西方就是在接触了成品之后都无法弄明白其技术原理。原因很简单,早期造纸术涉及的步骤很复杂,包括水浸、切碎、洗涤、蒸煮、漂洗、舂捣、加水配成悬浮的浆液、捞取纸浆、干燥等一系列流程,中国文明由于蔡伦的随机扰动成功跨越门槛,其它文明没有此运气。
  进入工业时代后,在理论的指导下,人类尝试着简化单个部件模型,在此基础上构造更复杂的技术,比如蒸汽机,内燃机,推动文
明向前发展。200多年来,复杂技术系统不断涌现,有日常生活离不开的机器设备的实物,也有让全球文明凝聚的信息系统和规则。技术在复杂化的道路上越走越远。今天的很多技术产品,比如波音747喷气式飞机,包含数百万个零部件,操作维护说明相关文档可以堆满一间房。再比如Windows操作系统,数千万行的代码,单个个体已经无法理解这样的复杂度,必须采用分工合作等方式才能设计制造这样的技术产品。 复杂度发展到现今这个阶段后,,技术进步所涉及的理论太复杂,技术实施复杂度或者超出了人类能力范围,或者所要耗费的成本太高,预期回报时间太长,人类暂时已经无力再前进。
  在一个人人为己,资本为王的时代,技术造就了一个扼杀自己的高复杂度台阶。

6.1 何为复杂度?
   很多程序员网友看到复杂度这个词,估计下意识会想到时间复杂度和空间复杂度,脑子里进而涌现出0(N)或者O(NlogN)这样的
表达式。但复杂度的含义绝对不限于计算机领域,事实上,复杂度是一个很难精确定义的概念。学者提出了各种不同的定义,《科技想要什么》一书中提到有42种定义:
   在信息理论中,可以把复杂度理解为接收者处理信息量需要付出的努力。
   在分形理论中,复杂度表示系统的“模糊状况”。
   在语法学中,复杂度是描述一个系统所需要的语言的普遍性程度。
  。。。
   大量的定义,反而使得复杂度这个概念复杂起来。即使针对技术领域,也存在大量的定义,比如,国际贸易方面就提出了EXPY指数
来衡量出口产品的技术复杂度。但就技术演化而言,本文提出的技术复杂度(强调下,不是科学复杂度)可以这么理解:验证和设计一个产品所需要的各层次人力资源量和技术部门的配合程度。
   早期人类社会的技术复杂度很低,大部分技术产品的创造来自于对于自然界的一种简单模仿和利用。比如木质标枪,原始人类最初
是从折断的部分树枝联想到可以利用其锐性,但树枝的折断界面具有某种随机性。为了生存,人类开始想到可以把不具有锐性的界面改造成具有锐性,借助最原始的石斧,木质标枪因此诞生。这种原始标枪的制造不需要太多的脑力和体力,只需要最基本的工具,单个个体可以在比较短的时间内完成。
   技术有个特点,和生物进化类似,诞生后就具有自我发展性。出于各种目的,人类开始改进最初的低复杂度产品。仍然以木质标枪
为例,为了更进一步提高锐性和杀伤力,各种各样的措施被人类发明出来。比如加装尾翼提高稳定性;把标头部分进行碳化处理;改用金属材料提高杀伤力。改进的过程意着复杂度大幅提高,个体已经不可能在较短时间内制作出来,需要外界投入更多的人力物力.。   技术的相互关联和相互嵌入,虽然提高了复杂度,但大大提高了人类的能力,因此,人类有动力持续加以改进。尤其是工业革命后,资本活跃起来,让人类的技术复杂度以指数级扩展开来。一方面,广度上,很多看上去普通的技术产品,比如自行车,其背后涉及的工业部门可能多达几十个,勘探,采矿,冶炼,铸造,机械和化工,现在没有任何人能单个从零开始做出和流水线媲美的自行车。至于像土星五号火箭这样的巨无霸,可能需要整个地球的产业链来支撑。在深度上,单个技术产品的原理已经不是靠工匠的经验所能支撑,很多技术产品,需要的科学家和理论计算超过一线制作人员,比如喷气式飞机和航母。很多技术产品的原理设计已经逼近经典理论极限,比如INTEL的最新CPU。
   日益升级的技术复杂度,终于造就了一种奇怪现象:资本推动了技术复杂度的升级,但最终厌恶现今的高技术复杂度。    技术及其复杂度,一如人类和自己身上的肌肉,肌肉的收缩提供动力,推动人类向前运动,一般情况下,肌肉越多,人跑的越快,但随着肌肉的增加,肌肉本身要花费更大的能量来推动自身向前,跑步速度会开始下降,如果找不到优化肌肉的新方法,最终会出现一种情况:一个超级大胖子,再也不能向前迈动一步。
6.2 纷繁世界背后的两条规则:适者生存和资本回报预期
    相信很多人年幼的时候都有过疑问,为什么世界上有这么多千奇百怪的生物?从大洋深处数百吨重的蓝鲸,到丛林中的毒蝎;从
翱翔天际的雄鹰,到寄生于人体内的蛔虫,如此缤纷多彩的生物种类怎么来的?而另一方面,人类很早就观察到,生物的生存能力让人叹为观止,举一个例子,在美国死谷(Death V-alley)的盐湖里,那里的水可以瞎眼伤皮,但是其中却滋生了小虫。在酷热荒芜的沙漠里,无数小生物全靠黄昏的露水而活下来。这些生物生存的本能和力量叫人惊叹不已。工业革命之前的世界,把生物界的奇迹归功于上帝的设计。从18世纪开始,理性主义开始得到知识界的推崇,很多人开始在上帝之外试图回答这个问题。而达尔文的进化理论是其中最成功的。  当达尔文寰球考察的时候,他发现很多看似不同的物种有着同样的祖先,而后来,他又接触到马尔萨斯的繁殖和竞争概念。因此,“物竞天择,适者生存”这一理论开始萌芽,在《物种起源》一书中,达尔文正式提出了进化学说。
   生物永恒出于竞争之中,每种生物在繁殖下一代时,都会出现基因的变异。若这种变异是有利于这种生物更好的生活的,或者说具
备竞争优势,那么这种有利变异就会通过环境的筛选,以“适者生存”的方式保留下来。因此,源自同一祖先的生物,在不同环境下,不同的基因变异被保留下来,日积月累,后代看上去就成了两种不同的生物。
  纷繁多彩的生物进化树,就动力学机制就在于简单的随机变异和“适者生存”四个字。
  现代世界所构建起来的庞大科技树,其背后的演化机制也很简单----资本回报预期。
  技术的演化和生物的进化有不同之处,比如说,人类自由意识的影响,也有很多类似之处。一方面,二者都不可能脱离前代基础,
也就是说,完全全新的生物和技术都不可能存在,另一方面,二者都受基本物理法则所支配。很神奇的是,二者都能通过“交配”来产生新一代。  
   在早期的技术研发阶段,除了利益回报之外,个人的智慧和好奇心也是一个重要的机制。但从19世纪晚期开始,情况发生了变化。
随着科技复杂度和规模的提升,个人天赋的比重开始下降,像爱因斯坦那样一个人就可以开创一个全新领域的例子越来越少。与之相反的是,职业化,集体化和工程化开始普及。从爱迪生建立实验室,到后来的贝尔实验室,各种各样的实验室如雨后春笋般建立。这一转变到了二战中达到了巅峰,原子弹,导弹和计算机就是大规模政府投入后才发明的。  二战后的技术研发,主要依靠集体(公司或国家)的力量,或者说,技术研发要看资本的脸色。
   二战后的技术演化过程中,不同种类的技术相互关联和嵌入,形成各种各样的新技术。但新技术是否能推广开来,不在于新技术是
否炫酷,而在于资本预期是否能从中牟利。比如说,ATM(Asynchronous Transfer Mode异步传输模式的缩写)技术是一种建立在传统电路交换基础上的数据传输技术,在上个世纪90年代初很火,早期也受各大电信公司的欢迎。但ATM技术最终败给了IP技术,原因很简单,IP技术虽然有众多缺点,可以在现有网络上就能运行起来,费用低廉;而ATM技术的部署成本太高,操作也很复杂,预期要投入天文数字般的经费后才能运营,资本最终做出选择,IP技术完胜。
   在一个资本统治的世界,任何技术创新都必须满足资本的回报要求。在研究公司间竞争状况时,克里斯坦森提出过影响深远的颠覆
创新和维持性创新概念。而就技术本身而言,创新可以分为三大类:
http://www.hbrchina.org/2015-07-21/3188.html
性能提升型创新,效率提升型创新和市场创造型创新。
    性能提升型创新体现为新产品替代旧产品。一般情况下,此类创新产生的新工作岗位十分有限,因为新产品是替代性的,一旦消
费者购买了新产品,就不会再购买旧产品,比如购买了一辆丰田普锐斯后,你不会再去买一辆凯美瑞。在《创新者的解答》中,克里斯坦森将这种创新称为维持性创新,所有成功的传统公司都会试图不断复制此类创新,因此会为其配置大量资源。
   效率提升型创新是帮助公司以更低的成本制造成熟产品或服务,以便用更低价格出售给原有客户。效率提升型创新有两个重要的作
用,一是提高生产效率,这对保持竞争优势至关重要,但会带来痛苦的副作用:削减工作岗位;二是释放资本,使其运转更高效。丰田的生产系统让公司原本两年的库存周期骤减为两个月,帮助公司释放了大量资金。
   市场创造型创新则是通过对复杂或昂贵产品进行革命性的改进,吸引新的消费者群体,创造出全新的市场。计算机的发展是此类创
新的代表。最初大型机造价高达几十万美元,且仅供一小批专业人士使用;个人电脑则将价格降至2000美元,使消费者群体扩充至几百万人;现在智能手机只要200美元,从而将消费者群体扩充至全球数十亿人。
   资本通常喜欢前两类创新,因为资本厌恶风险,而前两类创新是在已有基础上进行改进,风险较小。 相比之下,市场创建型创新就
没有这样的投资吸引力。因为这类创新的投资回报期需要5到10年,而效率提升型创新只要1到2年就能见效。更糟糕的是,前者需要大量资本才能形成规模;而后者则会减少公司资本规模。  
  现在技术创新面临的问题就是,在一个技术复杂度日趋高涨的年代,市场创建型创新的吸引力愈发下降。过去的低复杂度世界,个
别资本还能聚焦长远,以便实现对竞争对手的颠覆。而在现今这个年代,很多技术路线的探索可能需要大量时间和巨额资本,风险超高,预期回报也不明朗,资本自然敬谢不敏。也许,这是命中注定的“资本主义的窘境”。
   最后说下,生物进化和技术演化都有违背基本规则的例外。比如说,宠物狗的很多形态根本没有任何独立生存能力,但人类干涉后
,人类的情感需求催生了各种稀奇古怪的宠物狗种类。同样,资本也咬牙接受了冷战中的军备竞赛。6.3 技术进步和技术革命:复杂度的变迁
    当人类把低垂的“线性果实”摘光后,撞上了非线性/高复杂度台阶。
    6.3.1 运输/动力系统的演进例子
  人类最初的动力来源是自身肌肉,运输,狩猎,种植,采集和灌溉这些体力活都是依靠自身完成的。对于原始人类而言,这一条
动力来源道路方便简洁。但很遗憾,作为万物之灵,造物主赋予了人类较多的灵巧性,但在体力上远不如牛马。依靠自身力量,人类能完成的工作很有限。比如,春耕时,如果靠人力来翻地,效率不到牛的一个零头。
  在文明进化过程中,人类逐步从自身体力转向利用畜力,因为这是一种符合经验直观的技术道路。这一过程对原始人类来说是比较麻烦的,首先,必须进行牲畜驯服工作,而后,采集草料,建造棚舍,而为了更好的进行动力转
,人类逐步发明了轮子,犁具,马鞍,辔头。相比于原来人类的双手,现在的复杂度已经大大提高,专业分工开始出现。但技术改进带来的好处开始涌现,依靠畜力的初级应用,人类的生产力有了本质性的提高。
  人类并不满足于此,开始把畜力用于交通系统。
  世上本没有路,走的人多了,就有了路。在畜力出现后,为了减少能量损耗,促进货物流通,马拉车逐渐普及开来。于是,
必须造专门的道路来供马车驰骋。要修路,即使是简单的土路,也需要有人进行管理,有人提供工具,有人规划进度和细节,有人负责造桥,而马车本身,其复杂度也不是其它日常用品能比拟的,包括精密配合的轴承,方便的转向构件,初级减震设计,马匹控制系统等等,可以这么说,一个马车运输系统所涉及的复杂度,是大部分农业工作的几十倍,上百倍都不止。反映在宏观层面上,大部分文明在演进过程中,都设立了专门的机构来维持马车/马匹系统的再循环。
  古典文明时期,人类为什么愿意维持这样高复杂度的系统?因为其带来的好处是原始人类所不能想象的。
  在原始社会时期,人类可以通过锻炼来增强体力,通过改进箩筐来减轻肩膀的磨损,但当任务发生数量级变化时,不可能依靠个
体肌肉力量的聚合来完成畜力系统(尤其是马车系统)所能完成的工作。最浅显的事实:在原始社会时期,不可能依靠人力挑动箩筐或推动手推车,在可承受的开销之内,把谷物运到千里之外,就是人数再多,再怎么改进箩筐和手推车也没用。因为人本身的单位时间消耗摆在那里。
  畜力替代人力,是一场技术革命,其效果不是个体体力范围内的任何技术改进所能达到的。
   畜力系统兴起之后,直到18世纪末之前,数千年的时间内,占据着人类动力运用方式的主流。在这期间,人类进行了大量的技术改进,复杂度稳步上升。以马车系统为例,车厢变大,座位越来越舒适,装饰越来越精美,但必须指出的是,马车系统的核心没有得到太大的改进,也就是说,马车的动力并没有持续提高。
  在长期演进过程中,无论战争还是商用,东西方的马车,有一匹马拉,有二匹马拉,四匹马拉,有八匹马拉。但马匹的数量并不
能持续增长下去,也就是说,超过一定限度之后,不能依靠增加马的数量来换取动力的增长。
  有人可能觉得比较奇怪,多加几匹马为什么不能导致动力的增长?
  很简单,即使在现代工业也无法保证一个复杂多路动力系统输出功率能完美叠加。实践中,马匹数量增加之后,系统复杂度增加
,控制系统不可能保证所有马的动力同时同方向,到了一定规模之后,相互之间抵消得越来越多,而另外一方面,马匹增加了,马的保养和草料负担也增加了。增加马匹后,如果马场系统增加的动力不能抵消掉开销的增加,那么增加马匹在经济上是亏本的事。
  因此,诸多文明在马车系统上最终的演进都一致,在达到一定规模后,不再增加马匹,而这一模式保持了数千年之久。
  瓦特改进蒸汽机后,1814年,史蒂芬孙根据蒸汽机原理,研究出世界上最早的可以在铁路上行驶的蒸汽机车,但它像初生的婴儿一样,丑陋笨重,走得很吃力,像个病魔缠身的怪物。
  相对于已有的马车系统,蒸汽驱动的机车劣势很明显,首先,必须专门铺设铁轨,修路的成本远超一般的道路,而且不灵活,逢山
不能绕路,遇水必须搭桥,其次,最初的火车本身结构复杂,价格昂贵,可靠性低,动辄故障。此外,火车需要大量的专业人员进行保养,相比于马可以随处觅食,火车必须使用煤做动力。  面对构造简单、震动厉害、速度缓慢的这个怪物,有人驾着一辆漂亮的马车,和火车赛跑,讥笑他:“你的火车怎么还没有马车快呀?”有人责怪他的火车声响又尖又大,把附近的牛都吓跑了。
  然而,史蒂芬孙坚信火车一定能够超过马车,具有远大的前途。相比于马车系统,火车的一系列缺点都可以弥补,因为马车系统
已经没有改进的潜力,而采用蒸汽动力的火车前途无限!。
  他以科学的态度,正视火车的缺陷,作了一系列改进和革新:减少了机车排气发出的尖叫声,加强了锅炉的火力,提高了车轮的
运转速度。1825年9月,史蒂芬孙再次进行了试车表演,而这次,好事者的马车却被远远甩在后面。   之后就不用说了,火车速度越来越快,运载量越来越大,其作用是马车系统根本不能想象的。
   6.3.2 技术革命的特点和复杂度的变化
   回顾畜力替代人力,蒸汽动力取代畜力的两次技术革命,可以观察到技术革命的几个重要特点:
1 技术革命后的产品能完成原有技术道路上不可能依靠数量的堆积就能完成的任务。比如理论上可以依靠一万架马车运输十万吨煤到千里之外,但花费之高,让任何理性的经济人都会放弃该选项。
  同样的道理,蒸汽机的任何改进和并联都不可能推动飞机上天。
2 一条技术道路开辟之后,初期的特点是复杂度的提升慢于效用的扩大,因此,资本很愿意投资技术改进,但之后,增加复杂度带来的回报开始递减,慢慢的,复杂度要进一步提升,花费的代价越来越高,而回报逐渐追不上复杂度扩张的步伐。  最典型的就是火箭技术。
  沿着化学火箭的道路,初期依靠增加发动机的个数,增大内部携带的燃料,提升初始质量与最终质量之比,火箭推力迅速上升,1957-1969,短短12年,人类就从初离家门一跃而至月球漫步。但之后,人类发现这条道路不能再走下去,因为理想条件下,质量比要取对数后才能反映到速度上,因此,依靠提升质量比,火箭质量指数式增长,才能勉强换来速度的线性增长,而1969年的一枚土星五号火箭价格,换算到今天可以造一艘核动力航母,如果要登陆火星,质量比会是一个天文数字,登陆火星的花费可以购买成百上千的核动力航母,任何国家,再怎么财大气粗,也不会承担这样的开销。
  不发生技术革命,人类只能止步于月球。
这种复杂度导致的边际效用递减现象在所有领域都存在。很多初期迅速发展的技术,在经历了前期的技术大进步后,走到后期都是复杂度飞速上升,任何一点性能的改进都要投入大量的资源。比如初期集成电路的改进很方便,全世界有很多厂家都具备资金和实力,但到后期,动辄数十亿美元的投资已经让绝大部分企业无力承担,基本上只剩下少数几个玩家。
  战斗机的升级换代也是如此,二代机全世界有几十个国家能造,三代机只有少数几个国家能造,4代机只剩下2.5个国家能造了。

  3 沿着旧有的技术道路,希望通过改进来开辟一条新的技术道路是不可能的。人类历史上的技术革命都是非线性突变,沿着一条已有技术道路进行改进,这是大脑思维的一种线性习惯。算盘再怎么改进,也不会产生类似计算机(不一定是电子计算机)这样的工具。通过工艺改革,机械控制系统的精度可以上升,但永远无法媲美基于电气/电子的控制系统。沿着缩小电子管的道路走下去,不可能导致集成电路的出现。
  因此云计算,物联网这样的概念很大程度上都是科技噱头,远没有其所描述的那样能全方位改变人类社会。

 4 技术革命难以预见。和大众的思维相反,绝大部分情况下,难以预测技术革命的爆发点。因为绝大部人的思维方式都是遵循线性规律,把发展曲线无限外延,而实际情况绝对不可能这么发展。比如在20世纪50年代,计算机已经出现,但极少有人能想象到后来软件技术的大爆炸,即使到了20世纪80年代,也很难想象微软这样的企业会成为世界市值最高的企业。所以,那些宣称要领导产业革命的概念,生物工程和新能源等等,已经喊了数十年了,声嘶力竭的吸引大众注意力,其实只是反应了其内在干货不足,只能靠画大饼来维持社会关注和资金投入。生物工程方面在上个世纪末在基因测序方面进展神速,秉持还原论的思想,很多人简单的认为可以用基因信息来治疗疾病,但人体是一个极其复杂的非线性系统,最终人类发现此路崎岖坎坷。高档奢侈品专卖店是桃李不言下自成蹊,街头小店弄个大喇叭,天天播送“好消息,好消息,上市新品跳楼价”。5 导致一条技术道路进行改进,最终复杂度迅速上升的原因归根到底是物理定律的限制。
 现有火箭发动机都是基于化学燃料燃烧推进,按照齐奥尔科夫斯基提出的公式,能提升的空间现在看来是很小了。一位网友
介绍到:今天最高比冲的实用型火箭发动机,波音公司的RL-10B-2,虽然在循环方式(完全膨胀),推进剂类型(氢/氧)、喷管设计(大面积比、可伸缩的碳/碳材料喷管)三个主要方面都采取了最有利于提高比冲的措施,比冲仍然只达到了466.5秒,比起它的直系老祖宗,1958年开发的RL-10只提高了10秒多,可见提高比冲之艰难。
  通信中的香农公式限定了信道容量,无线信号的绕射性决定了频频空间有限,要想拓展终端能用到的流量,只能靠大规模部署基
站来实现某种程度上的空分复用,但代价就是管理复杂度和成本的急速上升。
  摩尔定律很快就要到头了,因为10纳米以下,量子效应就要来进行干扰。指望通过简单计算能力的增加来实现强人工智能是一厢情愿的幻想。

6.3.3  正在面临的高复杂度科学魔鬼
    现在横亘在人类面前的新技术台阶,其高复杂度既有理论上的,也有技术本身上的。
前面提到过,科学的意义在于为技术试错指明可能的方向,减少试错的次数和成本。但科学发展到今天的庞大规模,一方面,已有科技道路的分工之细,子领域之复杂,已经远远超出前辈科学家的想象。另一方面,传统的线性分析手段在新领域遭遇了困境。
  科学体系的构建之初,很多科学家往往是全才,一人精通数个领域,比如牛顿在数学,力学和光学方面都成就斐然。即使在爱因斯坦的年代,也存在费米这样的物理学全才,但科学大爆炸后,分工越来越细,现在这样的人物已经不可能存在,绝大部分科研工作者都是关注于一个极小的领域。
  举一个例子:南方周末的报导:拯救宇宙中最宏伟的定理
http://www.infzm.com/content/110925
大致内容是四位数学家——史密斯、迈克尔•阿施巴赫(Michael Aschbacher)、理查德•莱昂斯(Richard Lyons)、罗纳德•所罗门(Ronald Solomon)——他们刚出版了一本书,延续着180多年来的工作,全面概述了数学史上最大的分类问题。这本书叫《有限单群分类》(The classification of Finite Simple Groups)。但对于代数学家而言,这本350页的巨著是一座里程碑。它是一般分类证明的摘要,或者说是导读。完整的证明多达15000页——有些人说接近10000页——而且散落在由上百名作者发表的数百篇期刊论文中。它是数学史上最庞大的证明。
   为了保存“宏伟定理”长达15000页的证明,几位年老的数学家正在与死神赛跑。全世界能够理解这些证明的人所剩无几,他们害怕在年轻一代数学家接班之前就会离开人世。2011年的这本
著作只是勾勒出了证明的梗概。实际文献无与伦比的篇幅将这个证明置于人类理解能力的危险边沿。“我不知道有没有人将所有东西都读过了。”所罗门说,他现在66岁,整个职业生涯都在研
究这个证明。(他两年前刚从俄亥俄州立大学退休。)在庆功会上接受庆祝的所罗门以及其余三位数学家,可能是当世仅有的理解这个证明的人,而他们的年岁令每个人担忧。史密斯67岁,阿
施巴赫71岁,莱昂斯也已经70岁了。“我们现在都老了,我们想在为时已晚之前,将这些想法传递下去,”史密斯说,“我们可能会死,或者退休,或者把东西忘掉。
   换句话说,全世界已经没有接班人来从事这项群论(广泛应用于粒子物理学)中的基本工作。这种情况不单发生在群论领域,其它很多领域也发生过。在一个科研工作者数量几十倍于爱因斯坦时代的世界,由于分工过细和高复杂度,很多子领域竟然后继乏人!尽管人类做出了很大努力,简化前沿成就,让后来者能更容易上手(举一个例子,赫兹让电磁场方程的数学表达形式更清晰简单),但正如一位教育学者说过的,大部分人永远学不会微积分,必须承认个人的智慧能力如金字塔般分层次,即使对于顶尖的那一部分人,再牛的辅助手段和先进教学方法,也无法让他们在初中年龄之前掌握微积分。而微积分只是前沿的一个基本工具,后续的很多知识,其难度远远超过微积分。现今年代,真正能明白某个子领域前沿的人是少数。在这种情况下,很难指望该子领域继续取得革命性突破,并带动整个科技前沿的发展。
体量快要压垮自身的同时,在很多领域,非线性这个魔鬼开始来骚扰了。
从牛顿时代开始,绝大部分科学家都厌恶非线性,往往采用各种叠加手段和理想模型来避开非线性。而大部分教科书(研究生阶段之前),都是重点讨论线性情况,对于非线性都是一笔带过。原因很简单,前辈的大部分理论成就,都是采用线性方程描述的! 绝大部分非线性情况是找不出解析解的,只能采用各种复杂手段去逼近。理论储备如此,自然希望处理问题也采用线性手段。
但真实的世界是非线性的。举几个例子。
第一个例子是孤立波,1834年秋,英国科学家罗素在河流中观察到这个现象,罗素认为孤立波绝对不同于普通的水波,应是流体力学的一个解,并试图找到这种解,但没有成功。因为传统的线性分析手段无法给出解释。后来在非线性电磁学、固体物理、流体动力学、神经动力学等学科中,相继提出了一些与孤立波有关的问题。在100多年的历史中,孤立波与孤立子是推动非线性科学发展的重要概念之一。大家可以去搜索一下相关方程,其复杂度远远超过大部分人的想象。
http://blog.sciencenet.cn/blog-205890-215194.html
同样,湍流等现象也是传统流体力学所无法解释。
     第二个是等离子体的非线性。人类对于托卡马克装置寄予了极大的期望,期盼“人造太阳”能一劳永逸地解决能源问题。但几十年的研究下来,发现磁约束远不是想象中那样简单,近年来相继在托卡马克实验上发现了多种等离子体的约束模式,不同模式之间的转换具有典型的非线性动力学特征,外部控制参数的小的变化会导致等离子体约束特征突然的、大的变化,是为约束分岔(其实可以理解为蝴蝶效应的变种)。
第三个是生物体。为什么一堆大分子结合在一起,就能自我行动,自我觅食和自我繁殖?为什么一个受精卵可以成长为一个胎儿?线性手段根本无能无力。生物体这种自组织现象找不到合适的数学描述手段。
过去的几百年,可以用各种线性手段来逼近非线性,但科学发展到今天,前沿显然再也不能这样做“缩头乌龟”,而非线性天生就具有高复杂度!




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发表于 2015-9-5 15:53:55 | 显示全部楼层
这是博士论文?
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发表于 2015-9-5 16:08:59 | 显示全部楼层
单纯学西医的人实在固执,比如说病人说身痒洗热水后不痒,他们一定会认为病人乱说,非得强加给病人洗冷水不痒。
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发表于 2015-9-5 19:40:44 | 显示全部楼层

回 生姜干姜 的帖子

生姜干姜:单纯学西医的人实在固执,比如说病人说身痒洗热水后不痒,他们一定会认为病人乱说,非得强加给病人洗冷水不痒。 (2015-09-05 16:08) 
病人感冒了发烧,就赶紧降温,吊瓶冰块无所不用其极端,也是一样的愚蠢。
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发表于 2015-9-5 22:45:43 | 显示全部楼层
好文章,多谢分享。
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发表于 2015-9-5 23:03:54 | 显示全部楼层

回 aladhhjfsl 的帖子

aladhhjfsl:病人感冒了发烧,就赶紧降温,吊瓶冰块无所不用其极端,也是一样的愚蠢。 (2015-09-05 19:40) 
有些人非常可怕,可怕到自己愚蠢还以为自己真理在握!!!!
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发表于 2015-9-6 00:14:43 | 显示全部楼层
其实不需要这么复杂的论证,作者自己就是科学的和技术的受害者。让科学家自己能够理性地纠正自己的荒谬,这是不可能的。

不管科学技术多么“黑暗”,它一定要充分地表现出来,让人们吃够苦头之后,自然地重新选择。就像人生病一样,你不可能让他以最合理的方式生活而免除疾病,相反,你必须让他生病,疾病的痛苦会教育他。

人类社会是一个整体,不是任何个人所能左右的。人类整体的痛苦,每个人都会感受得到。痛苦,是我们的良药。

但是至今,我们还不知道人类社会存在的意义,不知道这个社会可能的结局。就像一个人,他天天去上班,辛勤劳作,可他始终不知道自己生命的意义,不知道自己生命的最终目的。

当然,我们也不知道,为什么要写那个长篇大论。
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 楼主| 发表于 2015-9-29 06:59:01 | 显示全部楼层
复活节岛的悲剧
  复活节岛,也称“拉帕努伊”,意为“石像的故乡”,是地球上有人居住的最偏僻、最遥远、最孤独的海岛,它距离智利的东面有3000多千米,离它最近的有人居住的小岛——皮特克恩岛也在2000千米之远。 根据考古,基因,语言,民俗等研究表明,复活节岛的居民是从太平洋来的波利尼西亚人,这个已经得到学界的承认。波利尼西亚人是天生的航海民族,依靠原始航海技术就能跨越大范围水域。由于某种不可知的因素和幸运(随机扰动??),小部分人来到复活节岛。在这之后,就和外界失去了联系,成为一个近乎全封闭的孤立体系。

  历史上的复活节岛是一个物产丰富,林木茂密的岛屿。科学家通过孢粉测试证明,复活节岛上曾有过高20米,直径1米的智利酒松。实际上,直到人类定居岛上的早期,复活节岛一直是被高大树木和繁茂灌木覆盖着的温带森林。丰富的资源使得岛上的原始居民不劳作便可衣食无忧,因此人口开始膨胀,后来岛屿的居民开始制作巨大的石像,人口的膨胀使得资源得到很大的破坏,特别是制作石像需要砍伐大量树木,使得树木开始消失。科学家对炉灶和垃圾堆中的样本进行放射性碳年代测定显示,大约在1640年前后,木柴已经被草本植物所取代,即便是酋长家也是如此。

  考古研究表明,海豚曾经是岛屿居民的主要食物,但是到了1500年左右,岛屿居民的垃圾中已经找不到海豚的骨头了,原因很简单,因为树木已经砍伐殆尽,已经没有木材制作大船出海捕捉海豚了。 没有了巨木制造的舟船,幸存者也无法远航渔猎,他们开始转向从未使用过的食物来源:人类本身。在复活节岛后期废弃物堆遗址中,人类骨骸随处可见,有些骨头被敲碎以便吸取骨髓。岛民的口头历史中至今仍充斥着人吃人的故事,而对敌人最具攻击性的辱骂莫过于:“你妈的肉塞了我的牙缝。”

  到了1700年左右,由于战争,饥饿的发生,岛屿的居民只有2000人左右。但幸运的是,在历经近千年的隔绝之后,1722年,荷兰探险家雅各布·加洛文来到复活节岛,让复活节岛和外界再度有了联系(虽然同来的有疾病和奴役)。但是他随即发现,这座日后以“复活节”命名的岛屿只是块荒地,岛上找不到一棵树,灌木和杂草高不过3米。

  可能有人说复活节岛太小了,注定灭亡。地球看起来很大,但在宇宙尺度上,地球可能还不如复活节岛。某位院士评价:“复活节岛是太平洋上的一个孤岛,我们地球也是漫漫宇宙中孤独的生灵。所以说复活节岛就是地球的一个缩影。”

  18世纪的某种随机扰动,让地球文明开始进入工业社会,人口迅速膨胀,能源和资源消耗急剧增加。复活节岛上的居民最终砍光了木材,无力制造大船出海捕鱼,更无力远航到其它的岛屿和大陆,结果被活活困在一个小小的岛上。人类工业文明正在以空前的速度来消耗地球上的资源,如果不能在资源和能源消耗的关键节点到来之前(比如说,还能承担得起可控核聚变系统的研发和部署费用),在获取新层次负熵流上取得重大突破,极有可能被永远困死在太阳旁的小石头上。

  如若这样,对于宇宙来说,人类的一切悲欢离合和雄心壮志都没有任何意义,都注定要烟消云散。


大图景:
  我们是一群生活在一个孤岛上的原始人。岛上有一片森林。
  我们砍伐着木材,用来制造捕鱼的船。然而木质的船使用寿命不长,同时也无法前往新大陆。

  我们发现我们的孤岛四周有一些岛屿,远远望去,上面似乎有不同的自然资源。但是那不是木船所能达到的地方。

  有一些人提议我们用木柴来炼钢铁,这样我们可以制造巨大的钢铁船,就不会惧怕风浪。然后选十个精壮男子带上足够淡水和食物,前往其他岛屿探寻资源。
  然而木柴燃烧的温度远远不足以炼出钢铁,最后只制造出了一批粗制滥造的铁皮箱子船。即使如此,岛上的勇士们还是完成了一次远航。
  这次远航耗费了全岛足足一年份的食物和淡水。这使得很多老弱病残怨声载道。
  更糟糕的是,炼制钢铁所需要木柴消耗量巨大。而且潜藏着不可预测的风险。一旦发生山火,所有森林就会消耗殆尽,从而再也无法出海捕鱼。粗略地估计需要减少80%以上的人口才能依赖近海鱼类生存下去。

  而远航没有带来想象中的收益,因为铁皮箱子船只能勉强载人,根本无法再承载开发新土地的大型工具。
  有一些乐天派认为我们依旧可以依靠铁皮箱子船,然后派上30个精壮男子,就可以前往新的乐土。然而大部分铁皮船工匠对此估计并不乐观。
  岛上树龄超过300年的大树已经被砍伐殆尽,目前主流消耗的木材是100年树龄的。然而加工技术的进步使得我们可以用100年的木材制作出不逊于300年树龄的木材的船只和日常生活用品。
  岛上大部分人认为,我们的前途是一片光明。
  因为我们的木材挑选技术越来越好,火焰温度也越来越高。热处理技术也在提升,配合二
  次乃至多次热处理,钢铁硬度也在增加。我们似乎可以造更大的铁皮船了。
  这样铁皮船里就可以装更多身强力壮的男人了。他们的力气可以前往更远的岛屿。
  尽管如此,我们还是很小心地选取位置来点燃木材,以保证一旦失火,损失不至于太大。

  一个叫做牛顿的年轻人提出,人力是无法前往那些岛屿的,必须借助其他力量。他发展了一套计算理论,详细地计算了做功和能量消耗的关系,提出了一种利用燃烧木柴来驱动的模型。
  但是这个模型却一直无法成功。这个被称作人力代替的驱动模型,需要一种能够长时间耐受高温蒸汽的材料。这是天神的武器才会使用的材料,非人力所能及。

  【岛上的人根本没有意识到,岛上唯一一片矿脉,其实是一片劣质铁矿,根本无法在较低的温度下锻造出高质量的钢铁,即使穷全岛之力,也无法制造出一台良好的发动机。只有不计成本前往其他岛屿,才能够了解到他们技术的极限的原因。他们当时仅有几次机会能够突破这个孤独的岛屿,但是他们都浪费了这些机会。】

  这就是复活节岛的真实 故事
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 楼主| 发表于 2015-9-29 07:43:13 | 显示全部楼层
纷繁世界背后的两条规则:适者生存和资本回报预期
  相信很多人年幼的时候都有过疑问,为什么世界上有这么多千奇百怪的生物?从大洋深处数百吨重的蓝鲸,到丛林中的毒蝎;从翱翔天际的雄鹰,到寄生于人体内的蛔虫,如此缤纷多彩的生物种类怎么来的?而另一方面,人类很早就观察到,生物的生存能力让人叹为观止,举一个例子,在美国死谷(Death V-alley)的盐湖里,那里的水可以瞎眼伤皮,但是其中却滋生了小虫。在酷热荒芜的沙漠里,无数小生物全靠黄昏的露水而活下来。这些生物生存的本能和力量叫人惊叹不已。
  工业革命之前的世界,把生物界的奇迹归功于上帝的设计。从18世纪开始,理性主义开始得到知识界的推崇,很多人开始在上帝之外试图回答这个问题。而达尔文的进化理论是其中最成功的。 当达尔文寰球考察的时候,他发现很多看似不同的物种有着同样的祖先,而后来,他又接触到马尔萨斯的繁殖和竞争概念。因此,“物竞天择,适者生存”这一理论开始萌芽,在《物种起源》一书中,达尔文正式提出了进化学说。
  生物永恒出于竞争之中,每种生物在繁殖下一代时,都会出现基因的变异。若这种变异是有利于这种生物更好的生活的,或者说具备竞争优势,那么这种有利变异就会通过环境的筛选,以“适者生存”的方式保留下来。因此,源自同一祖先的生物,在不同环境下,不同的基因变异被保留下来,日积月累,后代看上去就成了两种不同的生物。
  纷繁多彩的生物进化树,就动力学机制就在于简单的随机变异和“适者生存”四个字。
  现代世界所构建起来的庞大科技树,其背后的演化机制也很简单----资本回报预期。
  技术的演化和生物的进化有不同之处,比如说,人类自由意识的影响,也有很多类似之处。一方面,二者都不可能脱离前代基础,也就是说,完全全新的生物和技术都不可能存在,另一方面,二者都受基本物理法则所支配。很神奇的是,二者都能通过“交配”来产生新一代。
  在早期的技术研发阶段,除了利益回报之外,个人的智慧和好奇心也是一个重要的机制。但从19世纪晚期开始,情况发生了变化。随着科技复杂度和规模的提升,个人天赋的比重开始下降,像爱因斯坦那样一个人就可以开创一个全新领域的例子越来越少。与之相反的是,职业化,集体化和工程化开始普及。从爱迪生建立实验室,到后来的贝尔实验室,各种各样的实验室如雨后春笋般建立。这一转变到了二战中达到了巅峰,原子弹,导弹和计算机就是大规模政府投入后才发明的。  二战后的技术研发,主要依靠集体(公司或国家)的力量,或者说,技术研发要看资本的脸色。
  二战后的技术演化过程中,不同种类的技术相互关联和嵌入,形成各种各样的新技术。但新技术是否能推广开来,不在于新技术是否炫酷,而在于资本预期是否能从中牟利。比如说,ATM(Asynchronous Transfer Mode异步传输模式的缩写)技术是一种建立在传统电路交换基础上的数据传输技术,在上个世纪90年代初很火,早期也受各大电信公司的欢迎。但ATM技术最终败给了IP技术,原因很简单,IP技术虽然有众多缺点,可以在现有网络上就能运行起来,费用低廉;而ATM技术的部署成本太高,操作也很复杂,预期要投入天文数字般的经费后才能运营,资本最终做出选择,IP技术完胜。
  在一个资本统治的世界,任何技术创新都必须满足资本的回报要求。在研究公司间竞争状况时,克里斯坦森提出过影响深远的颠覆创新和维持性创新概念。而就技术本身而言,创新可以分为三大类:http://www.hbrchina.org/2015-07-21/3188.html
  性能提升型创新,效率提升型创新和市场创造型创新。
  性能提升型创新体现为新产品替代旧产品。一般情况下,此类创新产生的新工作岗位十分有限,因为新产品是替代性的,一旦消费者购买了新产品,就不会再购买旧产品,比如购买了一辆丰田普锐斯后,你不会再去买一辆凯美瑞。在《创新者的解答》中,克里斯坦森将这种创新称为维持性创新,所有成功的传统公司都会试图不断复制此类创新,因此会为其配置大量资源。
  效率提升型创新是帮助公司以更低的成本制造成熟产品或服务,以便用更低价格出售给原有客户。效率提升型创新有两个重要的作用,一是提高生产效率,这对保持竞争优势至关重要,但会带来痛苦的副作用:削减工作岗位;二是释放资本,使其运转更高效。丰田的生产系统让公司原本两年的库存周期骤减为两个月,帮助公司释放了大量资金。
  市场创造型创新则是通过对复杂或昂贵产品进行革命性的改进,吸引新的消费者群体,创造出全新的市场。计算机的发展是此类创新的代表。最初大型机造价高达几十万美元,且仅供一小批专业人士使用;个人电脑则将价格降至2000美元,使消费者群体扩充至几百万人;现在智能手机只要200美元,从而将消费者群体扩充至全球数十亿人。
  资本通常喜欢前两类创新,因为资本厌恶风险,而前两类创新是在已有基础上进行改进,风险较小。 相比之下,市场创建型创新就没有这样的投资吸引力。因为这类创新的投资回报期需要5到10年,而效率提升型创新只要1到2年就能见效。更糟糕的是,前者需要大量资本才能形成规模;而后者则会减少公司资本规模。

  现在技术创新面临的问题就是,在一个技术复杂度日趋高涨的年代,市场创建型创新的吸引力愈发下降。过去的低复杂度世界,个别资本还能聚焦长远,以便实现对竞争对手的颠覆。而在现今这个年代,很多技术路线的探索可能需要大量时间和巨额资本,风险超高,预期回报也不明朗,资本自然敬谢不敏。也许,这是命中注定的“资本主义的窘境”。
  最后说下,生物进化和技术演化都有违背基本规则的例外。比如说,宠物狗的很多形态根本没有任何独立生存能力,但人类干涉后,人类的情感需求催生了各种稀奇古怪的宠物狗种类。同样,资本也咬牙接受了冷战中的军备竞赛。
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