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最近關於人類科技到底還有沒有在發展的話題多次被提起,有朋友認為自廣義相對論和量子力學以後,人類科技再無發展,還有朋友則認為人類科技日新月異,未來發展不可限量,到底哪個正確?

人類科技發展的真的停滯了嗎?

2006年中開始,《三體》開始在《科幻世界》雜誌上連載,剛開始絮絮叨叨不知道在說些什麼,但過不了多久一個開腦洞的情節就抓住各位科幻迷的眼球:智子封鎖地球基礎科學!

它從人類認識微觀粒子的角度,封死了基礎科學的發展,使得人類在材料技術和空間維度以及量子計算機的角度,給人類設立了一個天花板,也就是原子級別,人類再無法前進一步,使得各位讀者不禁手心出汗!

因為在很多人看來人類科技已經很久沒有發展了,而按《三體》中的設定,我們現在這個時代已經處在智子的封鎖之下,當然這只是一步科幻小說,情節不可能變成事實,但科技到底有沒有發展卻成了一個漩渦中心的話題!

近50年來,人類科技真的停止了嗎?

近300年來人類科技有幾個劃時代的突破,分別是經典力學,電磁學,相對論和量子力學,人類的認識大的從太陽系拓展到了整個宇宙,小到從細菌病毒認識到了組成物質的基本粒子,建立起了基本粒子標準模型!

特別是量子力學的發展,使得人類從化學燃料時代進入到了原子能時代,也讓人類生活的方方面面與量子力學再也分不開,核能、計算機技術、新材料、能源技術、資訊科技都離不開量子力學!

但從上世紀中葉開始,似乎真就沒聽說大的進步了,人類走進 了當年開爾文勳爵說過的科學到了修修補補、小數點後六位的時代了?

五十年來,人類在哪些方面進步了?

人類科學的步伐一直都沒有停滯,但突破性的進展明顯明顯變緩了,但並不表示沒有進步,比如基本粒子標準模型中的賦予質量的希格斯玻色子,就是在標準模型建立將近半個世紀後的2013年由歐洲粒子中心的LHC強子對撞機找到的!

而電弱強與引力的統一,也繼續在向前進,儘管到現在有些迷惘,比如弦理論到超弦理論再到M理論,似乎每一個都能解釋但它有無法解釋全部,沒有最終的結論並不表示我們沒有進步,每一個都有助於我們逼近真理!

1998年發現宇宙的加速膨脹則表示暗能量在宇宙演化中的作用,這是自廣義相對論以來科學界對宇宙最深刻的認識,宇宙可能不是我們想象的那麼簡單,但它也有跡象可尋,而未來在暗物質和暗能量的每個進步,都表示我們正在接近真相。

和人類自身相關的醫學則在半個世紀以來有了大幅發展,核磁共振的興起對大腦機制的深層次瞭解,對各種疾病致病的基因層面剖析,這些生命科學上的發展對人類未來將產生難以估量的推動作用!

儘管和百年前相比人類科學似乎很久沒有大的進步了,但現代科學的發展已經到了在有生之年已經不可能有人遍歷所有學科了,當然走馬觀花不算!而每一項基礎科學的進步無不表示巨大的投入,這一點上也表示,人類未來的科技似乎在變換,但也在等待一個新的契機!

假如按現在人類發展速度,500年後會怎樣?

二十一世紀人類有兩大目標,分別是核聚變和量子計算機!到現在為止都非常有希望,但一直以來都只是在實驗室裡,甚至連實驗都不是每次成功的!

核聚變的未來

核聚變提出是上世紀中葉的事情了,但到現在為止已經過去了將近70年,但商業核聚變一直未能實現,這個似乎只差了臨門一腳,但一直都是一個50年後實現的問題,因為對於現代人類的條件來說,核聚變還是太難了!

儘管核聚變原理很簡單,兩個輕原子核聚變成一個重原子核,比如當前在突破的是氘氚聚變,但它們需要上億度高溫,還要穩定聚變,這個條件有多苛刻?

核聚變突破應該不需要500年了,據說中國的目標是在2030年實現第一個商業核聚變堆,未來500年內,人類再也沒有能源危機的說法,因為氘氚後將會發展氦三聚變,這個月球上保有量是150萬噸,可供全球使用1000年不止,月球挖完了還有水星,那裡更多!

造個空間堆,未來500年太陽系內橫著走了,比如去改造下火星成為了可以實現的目標!如果能實現慣性約束核聚變,那麼比鄰星的恆星際訪問也可以考慮一下!

量子計算機的未來

2020年12月3日,《科學》上發表了一篇重磅論文,中國潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊和中科院上海微系統所、國家平行計算機工程技術研究中心合作,構建了76個光子的量子計算原型機“九章”,其已經實現了具有實用前景的“高斯玻色取樣”任務的快速求解!

量子計算機曾經被判定為不可能製造出來,但1994年,數學家Peter Shor設計出了基於量子位元的質因數分解演算法,使得量子計算機從虛無縹緲中走向現實,至少未來如果實現穩定計算的話,在質因數分解上將完勝傳統計算機!

此後也提出了Grover/Long演算法(資料庫搜尋)和量子退火演算法等,但這些都是特定的某個應用場景的演算法,距離我們希望的通用量子計算機還很遙遠,但九章的出現,至少朝著專用量子計算機前進了一步。

但我們可以相信,未來數百年內將實現通用量子計算機,它將為我們模擬從原子核的級別模擬恆星演化,模擬宇宙自奇點大爆炸以來的發展,甚至可能找出平行宇宙,或許在未來不久,量子計算機將縮小到手機手錶程度,而它強大的算力將為我們計算出時空的裂隙。

生命大幅度延長

能源和計算機的未來搞定了,接下來就是人類自身的生命,現代醫學已經知道了人類壽命的瓶頸在於DNA分裂時端粒的長度的消耗,這段為防止DNA複製出錯而出現沒有任何意義的DNA,卻決定人類的理論壽命!

端粒長度耗盡,人類細胞停止更新,在逐漸衰老中行將就木,而當前對於端粒以及端粒酶的機制的理解,也許在未來人類可以控制端粒的消耗,生命將被大幅度延長!當然再也沒有比賦予生命更強大的生產力,為了這個目標,生命醫學界的努力是不遺餘力的!

即使無法從端粒小號角度延長壽命,那麼也將從細胞修復機制上突破,讓人類的生命翻倍,所以上一次人類壽命大幅增長是醫療手段,將疾病致死降到最低!而未來則是讓人類少生病甚至不生病,再加上細胞修復機制,未來人可能會出現活膩了這種奇葩問題!

人類科技發展的真的停滯了嗎?

2006年中開始,《三體》開始在《科幻世界》雜誌上連載,剛開始絮絮叨叨不知道在說些什麼,但過不了多久一個開腦洞的情節就抓住各位科幻迷的眼球:智子封鎖地球基礎科學!

它從人類認識微觀粒子的角度,封死了基礎科學的發展,使得人類在材料技術和空間維度以及量子計算機的角度,給人類設立了一個天花板,也就是原子級別,人類再無法前進一步,使得各位讀者不禁手心出汗!

因為在很多人看來人類科技已經很久沒有發展了,而按《三體》中的設定,我們現在這個時代已經處在智子的封鎖之下,當然這只是一步科幻小說,情節不可能變成事實,但科技到底有沒有發展卻成了一個漩渦中心的話題!

近50年來,人類科技真的停止了嗎?

近300年來人類科技有幾個劃時代的突破,分別是經典力學,電磁學,相對論和量子力學,人類的認識大的從太陽系拓展到了整個宇宙,小到從細菌病毒認識到了組成物質的基本粒子,建立起了基本粒子標準模型!

特別是量子力學的發展,使得人類從化學燃料時代進入到了原子能時代,也讓人類生活的方方面面與量子力學再也分不開,核能、計算機技術、新材料、能源技術、資訊科技都離不開量子力學!

但從上世紀中葉開始,似乎真就沒聽說大的進步了,人類走進 了當年開爾文勳爵說過的科學到了修修補補、小數點後六位的時代了?

五十年來,人類在哪些方面進步了?

人類科學的步伐一直都沒有停滯,但突破性的進展明顯明顯變緩了,但並不表示沒有進步,比如基本粒子標準模型中的賦予質量的希格斯玻色子,就是在標準模型建立將近半個世紀後的2013年由歐洲粒子中心的LHC強子對撞機找到的!

而電弱強與引力的統一,也繼續在向前進,儘管到現在有些迷惘,比如弦理論到超弦理論再到M理論,似乎每一個都能解釋但它有無法解釋全部,沒有最終的結論並不表示我們沒有進步,每一個都有助於我們逼近真理!

1998年發現宇宙的加速膨脹則表示暗能量在宇宙演化中的作用,這是自廣義相對論以來科學界對宇宙最深刻的認識,宇宙可能不是我們想象的那麼簡單,但它也有跡象可尋,而未來在暗物質和暗能量的每個進步,都表示我們正在接近真相。

和人類自身相關的醫學則在半個世紀以來有了大幅發展,核磁共振的興起對大腦機制的深層次瞭解,對各種疾病致病的基因層面剖析,這些生命科學上的發展對人類未來將產生難以估量的推動作用!

儘管和百年前相比人類科學似乎很久沒有大的進步了,但現代科學的發展已經到了在有生之年已經不可能有人遍歷所有學科了,當然走馬觀花不算!而每一項基礎科學的進步無不表示巨大的投入,這一點上也表示,人類未來的科技似乎在變換,但也在等待一個新的契機!

假如按現在人類發展速度,500年後會怎樣?

二十一世紀人類有兩大目標,分別是核聚變和量子計算機!到現在為止都非常有希望,但一直以來都只是在實驗室裡,甚至連實驗都不是每次成功的!

核聚變的未來

核聚變提出是上世紀中葉的事情了,但到現在為止已經過去了將近70年,但商業核聚變一直未能實現,這個似乎只差了臨門一腳,但一直都是一個50年後實現的問題,因為對於現代人類的條件來說,核聚變還是太難了!

儘管核聚變原理很簡單,兩個輕原子核聚變成一個重原子核,比如當前在突破的是氘氚聚變,但它們需要上億度高溫,還要穩定聚變,這個條件有多苛刻?

核聚變突破應該不需要500年了,據說中國的目標是在2030年實現第一個商業核聚變堆,未來500年內,人類再也沒有能源危機的說法,因為氘氚後將會發展氦三聚變,這個月球上保有量是150萬噸,可供全球使用1000年不止,月球挖完了還有水星,那裡更多!

造個空間堆,未來500年太陽系內橫著走了,比如去改造下火星成為了可以實現的目標!如果能實現慣性約束核聚變,那麼比鄰星的恆星際訪問也可以考慮一下!

量子計算機的未來

2020年12月3日,《科學》上發表了一篇重磅論文,中國潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊和中科院上海微系統所、國家平行計算機工程技術研究中心合作,構建了76個光子的量子計算原型機“九章”,其已經實現了具有實用前景的“高斯玻色取樣”任務的快速求解!

量子計算機曾經被判定為不可能製造出來,但1994年,數學家Peter Shor設計出了基於量子位元的質因數分解演算法,使得量子計算機從虛無縹緲中走向現實,至少未來如果實現穩定計算的話,在質因數分解上將完勝傳統計算機!

此後也提出了Grover/Long演算法(資料庫搜尋)和量子退火演算法等,但這些都是特定的某個應用場景的演算法,距離我們希望的通用量子計算機還很遙遠,但九章的出現,至少朝著專用量子計算機前進了一步。

但我們可以相信,未來數百年內將實現通用量子計算機,它將為我們模擬從原子核的級別模擬恆星演化,模擬宇宙自奇點大爆炸以來的發展,甚至可能找出平行宇宙,或許在未來不久,量子計算機將縮小到手機手錶程度,而它強大的算力將為我們計算出時空的裂隙。

生命大幅度延長

能源和計算機的未來搞定了,接下來就是人類自身的生命,現代醫學已經知道了人類壽命的瓶頸在於DNA分裂時端粒的長度的消耗,這段為防止DNA複製出錯而出現沒有任何意義的DNA,卻決定人類的理論壽命!

端粒長度耗盡,人類細胞停止更新,在逐漸衰老中行將就木,而當前對於端粒以及端粒酶的機制的理解,也許在未來人類可以控制端粒的消耗,生命將被大幅度延長!當然再也沒有比賦予生命更強大的生產力,為了這個目標,生命醫學界的努力是不遺餘力的!

即使無法從端粒小號角度延長壽命,那麼也將從細胞修復機制上突破,讓人類的生命翻倍,所以上一次人類壽命大幅增長是醫療手段,將疾病致死降到最低!而未來則是讓人類少生病甚至不生病,再加上細胞修復機制,未來人可能會出現活膩了這種奇葩問題!

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