技术大停滞——范式春梦中的地球工业文明（4.2-4.4）| 资水东流
解读科学，洞察本质，戳穿忽悠，粉碎谣言
前期参见：
技术大停滞——范式春梦中的地球工业文明（1.1） | 资水东流
技术大停滞——范式春梦中的地球工业文明（1.2） | 资水东流
技术大停滞——范式春梦中的地球工业文明（1.3） | 资水东流
技术大停滞——范式春梦中的地球工业文明（1.4.1-1.4.2） | 资水东流
技术大停滞——范式春梦中的地球工业文明（1.4.3-1.4.4） | 资水东流
技术大停滞——范式春梦中的地球工业文明（1.4.1-1.4.2） | 资水东流
技术大停滞——范式春梦中的地球工业文明（2.2）| 资水东流
技术大停滞——范式春梦中的地球工业文明（2.3-2.4）| 资水东流
技术大停滞——范式春梦外的阴影（3.2.1-3.2.2）| 资水东流
技术大停滞——范式春梦中的地球工业文明（3.2.3-3.2.4）|资水东流
4.2 科技树的主干和分叉
按照生物学家的分类，世界上有六大类生物。前三种是微生物，后三种依次是菌类、植物和动物。亿万年来，这六大生物一直在“共生进化”，且彼此交叉、缠绕，形成姿态万千的生态圈。
在凯文·凯利的《科技想要什么》一书中，提出了一种新观点：“技术元素”的演化过程，仿佛有自己的生命周期。从语言到符号、文本，再到印刷品、留声机、电视；从犁铧、刀斧，到水车、磨盘、唧筒，再到手工织机、蒸汽机、汽船和飞艇。“技术元素”已成为“第七个生命王国”。
技术元素——观念有机体——的进化与基因有机体相似，差异很小。二者有很多共同的特性：两种系统的进化都从简单到复杂，从一般到个别，从统一到多元，从个体主义到互利共生，从低效到高效，从缓慢变化到更大的可进化性。科技有机体随时间变化的过程符合一种与物种进化的系统树相似的模式。
换句话说，可以把人类的科技知识结构比喻成一棵树：科技树。那么，什么才是科技树的主干？个人认为，最少在当前这个层次，有效能源的获取、转换、控制和利用是科技树的主干。
农业社会持续了（停滞）几千年，如果单看农业社会，可能还看不出能源技术的至关重要性。但从蒸汽机开始，到内燃机，电动机，核反应堆，在这一过程中，整个世界逐渐融合成一个整体，人类文明开始大步前进，人口数量急剧增长，生活水平大幅提高，基础设施一日千里。过去曾经难以想象的百万人口大城市如雨后春笋般出现，千万人口的城市也日益增多。从文明层次上讲，人类社会的有序度在过去200多年里飞速提高。这一切的背后，都是通过大幅引入负熵流（有效能源）来实现的。
所以说，有效能源的获取，转换，控制和利用是工业文明的核心。
很多人会愤愤不平地反驳道，媒体天天报导，现今的世界是信息社会，信息技术才是科技树的主干。的确，IT技术现在看上去红红火火，新概念、新名词层出不穷。但很遗憾，IT技术只是科技树的一个比较大的分叉，而且，很有可能是让人类走入死胡同的一条分叉。
拿进化树来对比一下。
在生物学中，用进化树来表示物种之间的进化关系。生物分类学家和进化论者根据各类生物间的亲缘关系的远近，把各类生物安置在有分枝的树状的图表上，简明地表示生物的进化历程和亲缘关系。在进化树上，昆虫纲属于节肢动物门，哺乳动物纲属于脊椎动物亚门。
如果单纯从种类数量和形态数量上比较，昆虫毫无疑问占据压倒性优势，昆虫是地球上数量最多、最为成功的一类动物，种数占地球上整个生物物种的一半以上，占动物总种数的四分之三。目前经科学描述的昆虫种数已超过100万种。从干燥炎热的沙漠，到冰天雪地的极地，它们在陆地上几乎无所不在。【“从生理特点浅析昆虫繁盛的原因”：】
另一方面，根据百度搜索结果，学界估计有5400种哺乳动物，相比昆虫种类的数量，简直是微乎其微。
昆虫在进化的战术上可以说是非常成功，衍生出庞大的种类数目，很多昆虫特有的生物结构，确保昆虫适应了陆地上的所有环境，形态更是千变万化。
但从进化树的整体而言，昆虫无疑是失败的。进化树主干上注重进化的核心——大脑，而分杈上讲究种属的生存率。一旦走上歧途，再多的缤纷斑驳也掩盖不了一个苍白的事实：昆虫几亿年的演化，没有导致智慧性物种的出现。比如，蚂蚁和恐龙同时代，很早就过上了群居生活，但一亿年来，蚂蚁演化（不是进化）的结果还是蚂蚁，而人类已经崛起。可以想象一下，没有人类的大脑，铺满了昆虫的地球在宇宙中又有何意义？
相对于可控核聚变等技术的挫折，过去40年，IT技术大爆发和大普及，导致摩尔定律变成了科技发展的代名词。但请注意，历史已经一再表明，文明生存效率的改进依赖的是能源技术的革命。IT技术的大部分创新属于交流娱乐类，也许在文明不扩张的前提下能使人类更快乐，但建立在图灵机上的虚拟世界永远不可能重构真实世界。
4.3 永远的50年和可控核聚变
2010年6月17日中国之声报导, 中国能源网首席信息官韩晓平昨晚在接受中国之声《新闻纵横》值班编辑采访时说：“不久前中国科学院工程热物理所近80岁的蔡睿贤院士跟我们讲，他说在他很小的时候，当时一些科学家就告诉他，50年后人类就可以使用可控核聚变，但是50年过去了，他告诉我们，他最近问这些科学家还需要多少年？这些科学家依然跟他说需要50年的时间。”
“永远需要50年”，是关注可控核聚变人士的一个长久梦魇，而相关利益集团的噱头则是接二连三的朝公众泼冷水。
4.3.1 永动机之梦
在各个论坛发现一个现象，任何关于可控核聚变的报导，只要表面上看来有进展，立马会引来热烈的讨论。如果进展是别国取得的，一般是祝贺人类文明进入新纪元，顺便嘲讽石油国家马上要完蛋。如果是中国获得了突破，更不得了，满屏的强国梦和屠日灭美。
之所以对可控核聚变如此关注，是因为人类亘古以来就有一个梦：永动机的梦。
在很早的时代，即使没有对热力学定律有所认识，大众潜意识中都明白，万事万物的运行都需要动力。但所有动力都必须耗费一定的资源和金钱。某种意义上，大部分工业品的价格其实就是生产流通过程中能源凝固密度的反映。因此，如若有能自己动起来的机器，岂不美哉？王力雄在小说《永动机患者》中就写了一个朴素且执著的农民，他就是要造永动机。他相信，永动机开转之日，就是家乡人民脱贫之时。
如果用比较专业点的话来说，文明的进步在于从外部引入负熵流，而工业革命的本质就是开发出更大规模的廉价负熵流，实现文明层次的质变。
人工核聚变是人类历史上造出永动机的第三波努力。
第一波被热力学第一定律否决了，能量不能无中生有。
第二波被热力学第二定律否决了，能量不但讲量，还要讲质。
第三波就是人工核聚变这个准永动机，目前理论上似乎没问题，不可控核聚变也实现了，所以人类孜孜以求。
在1973年之前，人类文明根本没有考虑过能源方面的匮乏问题，因为技术的进展使得能源越来越多，越来越便宜。但阿拉伯石油禁运事件以及1979年的伊朗革命后，世界上多了一个词：石油危机。工业文明的指数式扩展，使得石油和能源不再廉价，每次石油危机都会导致一次经济危机。40多年来，人类想尽了一切办法来摆脱这个魔咒，但进展不大。
前面已经讨论过新能源的噱头。常规能源中，首先看化石能源，即使是蕴藏量丰富的煤炭和天然气，面对中国这个工业化新贵的饕餮胃口，也支撑不了长久，更不要说污染问题。而裂变核能，即使考虑到增值反应堆，地球资源也真心不多，不能彻底取代化石能源，而且核污染是殃及子孙数百代。
太阳能、地热能、风能、潮汐能和裂变核能都还有一个致命缺点，无法方便地转换为巨型动力！
科幻小说作家刘慈欣曾经抱怨，明明太阳系中有十万个地球的资源，结果人类却花费了数十倍航天经费的资源来保护一个地球的环境。事实是，谁都想开发太阳系，但要摆脱地球引力的束，化学燃料火箭却昂贵得过分。
依照宇宙资源的分布和人类当前的科技程度，可控核聚变是人类跨越技术台阶的不二选择。一方面，地球和宇宙中聚变资源到处都是，如果能够实现可控核聚变，人类获得了几乎无限的廉价负熵流，人类工业文明第一次能够长久持续下去。否则的话，人类文明耗尽化学能资源后，无法维持现今的水平，更不要说向外拓展。另一方面，采用基于可控核聚变产生的高温等离子体来推动宇宙飞船，理论上是可行的，开发太阳系不再是可望而不可及的梦想。
考虑到可控核聚变的美好前景，在过去的50多年中，可控核聚变虽然没有取得任何实质性的进展，但世界各国和科技界始终不敢放弃其上的研究，因为人类承当不起这个后果。
4.3.2 可控核聚变的难产和噱头
有一句老话：理想很美好，现实很残酷。可控核聚变已经研究了50多年了，人类科研历史上，可控核聚变的研发难度可以说是首屈一指。理论是没有问题的，人工不可控核聚变——氢弹也早就实现了，自然界中也有核聚变——太阳的燃烧。但在地球上搞可控核聚变，真是达到几乎让人绝望的地步。
太阳
我初中时看报纸，说可控核聚变在20世纪末会实现。1999年时，说再过15年，可控核聚变会商用。到了2013年，在网上搜索，据《自然》杂志报道，预计在2019年ITER核聚变装置将完成建设，比预期的要晚1年。而第一次ITER氘－氚聚变试验则计划在2026年进行，比NIF要晚15年左右。至于商用化，2050年后再说吧。
在网上看到一位物理学博士如此评价可控核聚变：
二十年前刚大学毕业到美国留学，去普林斯顿大学的等离子研究中心，庞大的研究中心让我激动得不能呼吸。二十年后再去，还是那个样，什么实质性进展都没有。不知道花了多少亿美元了。
难点在什么地方？
除了太阳这样的巨大天体靠自身引力来实现核聚变外，在地面上搞核聚变最麻烦的反应条件就是——需要瞬间上亿度的高温才能引起核聚变反应（过去几十年的冷核聚变全部被证明是骗局，请见“瓶中的太阳”一书，是《科学》期刊一名记者写的，写尽了50年来可控核聚变的辛酸）。如此高的温度是用传统加热方法所无法达到的。人类研制氢弹时，用原子弹作为雷管来引爆氢弹！即通过原子弹引爆得到达到核聚变反应的温度，从而引起核聚变使得氢弹爆炸。但必须注意，氢弹是一锤子买卖，不能用来发电。
把粒子加热后，还有一个技术问题，几亿度的高温下，用什么容器来容纳反应材料，约束微观粒子把核聚变反应长时间持续下去？美国NIF走的技术路线是用激光来加热，惯性约束，另外一条技术路线托卡马克，采用磁场来约束。前看来，NIF的路线基本是死胡同一条，除了忽悠经费和用于核武器试验外，不具备任何可实现意义。而托卡马克面临的问题也很多，包括杂质的处理，高温等离子体的Great Disrupture，很多现在还没有任何理论上的解决方案，更不要说技术实现。（本文第三版和第二版中的帖子中，很多网友对此有过极其精彩的讨论,推荐大家看看。）
长时间的失败和经费被砍的危险，逼得可控核聚变业界有意无意地配合新闻界编制一个接一个的噱头。最近两个报导在各大论坛很火，一个是国外的，一个是国内的。
“继中国东方超环之后，美国NIF也首次实现输出能量超出输入能量”
“中国核聚变装置突破极限一亿度高温持续1000秒 七年后将开建实验堆”
看第一个报导，美国NIF首次实现输出能量超出输入能量。初看这个报导的时候，大吃一惊，难道真正的第三次工业革命要来了？仔细看了该报导，注意其中最核心的一句话：
“9月底，美国利弗莫尔国家实验室的国家点火装置（National IgnitionFacility）利用192束高能激光聚焦到氢燃料球上，创造高温高压以点燃核聚变反应。在试验中，反应释放出的能量超过了氢燃料球吸收的能量。”
国家点火装置的靶室（192束激光聚焦在小小的氘-氚靶丸上）
严格来说，该实验中心并没有说谎，反应释放的能量超过了氢燃料球吸收的能量。但所有的新闻报导都是欢呼：输出能量大于输入能量。
看似相似但稍有不同的概念，本质上却是大相径庭。请区分几个概念：整体投入能量，氢燃料球吸收的能量，反应释放的能量和外界获得的能量。
后来托南大同学到吴健雄图书馆查询11月最新出版的学术期刊，才明白这个新闻报导的噱头所在。具体数据记不起来了，但下面比喻的数量级大致还是对的。
整体投入能量是1000，激光激发的X射线能量是1，这个X射线辐射能“1”被氢燃料球所吸收，引起微型规模核聚变，释放出来的能力是2，但这个2外界根本无法获取利用。所以真正的投入产出比是1000:0。
但为什么新闻报导采用输出能量大于输入能量的标题，美国NIF中心却保持沉默？
其实查查发表时间就能明白其中奥妙：
“美国核聚变国家点火装置（NIF）首次实现输出能量超出输入能量”，原文作者： 更新时间： 2013-10-08 17:30 文章来源：www.guancha.cn
2013年10月初美国发生了什么事？美国联邦政府和议会因为债务问题和年度预算吵架，最终导致美国联邦政府大部分机构关门。美国各个科研机构的经费被大砍特砍，比如NIH的经费大幅削减，导致很多生物科学家到国会山游行抗议。NIF几十年来搞核聚变，花了美国纳税人几百亿美元，基本没有什么大进展。在削减预算的背景下，如果不弄出个新闻，证明自己的工作有意义，NIF经费很大概率会被削减。
如果说新闻界在NIF的报导中采用的技巧是移花接木，那么中国的那个报导就是信口雌黄，纯粹以标题来忽悠人。大部分人都只看标题，不看实际内容，欢呼革命性突破。
实际情况是，标题内容是预期要取得的成果，根本不是现在取得的成果。可控核聚变在科研界以跳票而著称，放卫星都快放了半个世纪了，说7年后要取得某某成果，只是索要经费的一种技巧，到时如果做不出来，随便找个理由塞给政府部门就行了，反正这种事政府部门早就习以为常了，又不会当真。
4.4 理性思考：未来不一定会更好
很多网友对于笔者宣称的负熵流危机是不屑一顾，认为是“罗马俱乐部”的翻版。
1972年，“罗马俱乐部”把成员的预言和推理过程写成了一本书，名叫《增长的极限——马俱乐部关于人类困境的报告》。他们预言，全球资源的枯竭将很快到来，煤炭只够使用40年，石油只够使用30年。除此之外，什么臭氧空洞、贫富分化、水资源污染、全球变暖等等都将在短则二三十年、长则不到一百年内爆发，而且个个都是能断送地球性命的绝症。
《增长的极限》
40多年过去了，人类文明马照跑、舞照跳，昂首迈入21世纪，似乎没有完蛋的迹象。“罗马俱乐部”的预言看上去错得离谱。那么，到底错在哪里呢?
的运行有两端：供给和需求。有学者对于其报告进行了梳理，发现该报告对于人类需求增长的大部分预测都是准确的。【四十年前预言不幸成真：人类文明要到头了：】
但供给方面的预言过于保守，以静态的眼光看待资源问题。现在回过头来看，二战后的第三次科技革命当时正在如火如荼地进行，由于一系列新技术的产生,人类找到并开采了更多的矿产，而这些是罗马俱乐部当年无法想象的。这方面的典型例子是页岩油。借助信息技术的威力，页岩油的勘探和开采成本大幅下降，又逢新世纪中国需求推动石油价格高涨，美国2008年后不断QE使得利率走低，页岩油行业变得有利可图，资本蜂拥而入，造成页岩油产量大增。
页岩油
由于预言落空，罗马俱乐部上个世纪末就成了很多经济学家的嘲讽对象。21世纪初的时候，“知识经济”这个概念风靡一时，似乎人类找到了一条永恒增长之路。
40年前，罗马俱乐部低估了技术的进步，进入新世纪后，人类又高估了技术的进步。这方面的典型例子就是2008年的金融危机。
现在说次贷危机是金融危机的导火索，那次贷危机又是什么引起的？正统的解释是把贷款给了没能力买房的人。那么，银行为什么愿意给贷？穷人为什么想到去贷款？原因很简单，之前20多年的IT技术革命和与之而来的长期经济增长，给了整个美国社会一个感觉：技术永恒进步，经济永恒增长，未来会比现在好。因此，现在贷款错不了，未来肯定能还钱。买房的人多了，房价自然上涨，这又反过来让先贷款的人庆幸自己投资成功。但没有想到的是，中国的工业化造成新世纪的石油价格高涨，美国去工业化后又找不到新的增长点，高通货膨胀和高利率造成房贷泡沫破裂，进而造成2008年的金融危机。
2008年后，全世界出台了不少刺激政策。虽然美国的低利率造成页岩油产量大增，但高石油价格一直维持到2014年中期，直到欧债危机爆发，加上中国经济急剧放缓，石油价格才被拉下来。必须指出的是，现在的低石油价格只是针对前几年而言，如果和上世纪90年代末相比，现在仍然是高价（扣除通货膨胀影响后），因为页岩油等新型燃料的勘探开采需要高油价支撑。人类已经把容易开采的石油都开采了，新型地质条件的勘探是非常昂贵的游戏，新型油田的开采建设是周期长投资巨大的差事，相比页岩油，其它油源更难开采。这意味着从长期来看，尽管间或有波动，高油价时代会永久持续下去。
本文前面介绍了人类面临的技术窘境，第三次技术革命差不多到了尾声，技术的进步节奏已经明显慢了下来。因此，罗马俱乐部的悲观预言并没有被彻底解除，所谓的技术大爆炸更是一个噱头，是科技利益集团误导大众的结果。许多与笔者争辩的网友，在现实和网络上，都把技术进步看成是很简单的事情。比如说，某位网友曾经说：人类怎么可能困在太阳系内，曲率引擎一旦实现，马上可以跑遍全银河系。曲率引擎这个科幻小说中的概念，还没有任何理论基础，在很多人的思维中，似乎已经是触手可及。可事实却很残酷，人类航天推进速度已经快50年没有任何稍大的进展。
如果说，个人思维太飞扬只是耽误个人，但整个文明都这样，后果就不堪设想。进入新世纪后，新能源上的一系列挫折已经在预示，未来很长一段时间内，高价格的化石能源依然是主流。文明的有序建立在廉价负熵流上，整个人类社会可能会经历一段痛苦的调整历程，确保能源消费步伐慢下来，才能达到可接受的平衡态。美国的低增长，欧洲和日本的货币贬值，中国的新常态，都是调整的一部分。
工业社会的人民，请祈祷印度、拉美、伊斯兰世界和非洲永远不要工业化，否则，平衡态在未来会被一次次地打破和重建！低熵体会越来越难以维持。
背景简介：本文是资水东流博士的作品《技术大停滞》的第三版《范式春梦中的地球工业文明：低熵体的困境和下一级技术台阶》，原发于新浪博客（http://blog.sina.com.cn/s/blog_3c4e19860102vyps.html和http://blog.sina.com.cn/s/blog_3c4e19860102w4ll.html），作者授权风云之声发布。全文87000字，风云之声分为多期连载。你不需要同意作者的所有观点，事实上许多观点也都可以商榷。但作者提出的基本问题是真实存在的，事关人类的生死存亡，你一经思考就会深深印入脑海，萦绕于心。对于关心人类命运的读者，这是一篇不可不读的文章。
责任编辑：郭尖尖
附：全文目录如下
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 源自技术根底的困境
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 来自社会的负反馈
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 细思恐极的三种情景
7.3 宇宙大筛子
7.4 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
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