星辰大海在前，科学承载为舟

这是半佛仙人的第132篇原创

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科技的体现是效率和工具。科技的目的是什么？如果说人类在原始时代使用工具，只是某个个体想要便利地完成眼前之事，那么到我们开始用科技去探索这个宇宙的奥秘，科技就已经有了更高级的使命——为人类这个种群找到生存的出路。科技向人。1950年，物理学家费米正在和朋友闲聊。聊到飞碟、外星人和地外文明时，费米忽然提出了一个问题：“那么，他们都在哪儿呢？”当时公认的科学推论，是宇宙中必然存在技术远迈人类的外星超级文明，也必然曾与地球发生过接触。而另一个事实是，我们从未确凿地发现过外星人的踪迹。48年后，学者罗宾·汉森用“大筛选”理论解释了费米的悖论。宇宙之所以死一般的寂静，或许不是因为星辰之间没有其他文明。而是因为在它们成长到可以完成长距离的宇宙航行之前，就已被漫长的技术停滞困死在了母星上。无边无际的真空和不均衡的物质能量分布，是宇宙天然的囚笼。在一个文明获得闯出囚笼的技术之前，还要先通过诸如出现生命、制造工具、在可能出现的核战争中幸存等筛子。我们每个人，都是宇宙的囚徒。罗宾列出了九层筛子，并指出人类正处于第三层到第四层的夹缝中。如果不能通过筛选器，人类文明就会泯然于星空，无声无息地毁灭在地球上。我们只是繁星中的微尘。时间来到二十一世纪，决定人类能否通过现在这层筛选器的，是可控核聚变技术。这是解决宇宙航行核心难题的钥匙，也是突破人类与无尽星辰隔膜的刀锋。然而无论什么时候，你去问科学家，可控核聚变还有多久才可以实现，得到的回答都是50年。50年前是这个回答，50年后可能还是这个回答。筛选器已经初步暴露它的狰狞面目，科技正在上锁。2008年至今，造价超过百亿美元的大型强子对撞机，没有为人类发现任何新东西。即使找到了标准模型预言的Higgs粒子，这场盛大的实验也只是让人类扬弃了一些被证伪的旧猜想。聊胜于无。2011年秋，意大利格兰萨索山下的地穴实验室，科学家宣称他们捕捉到了超越光速的中微子。举世轰动。几个月后，狭义相对论又一次证明了自己的不可推翻。消息传出：“没有超光速，没有时间倒流，只是GPS接收器和电脑之间的光缆松动了”。世界的规律仍在爱因斯坦的支配之下，我们在基础科学上的进展，至今没有超越前人的凝视。那个黄金时代里，基础科学研究精进勇猛，人类对世界的认知突飞猛进。技术与理论犹如双螺旋结构，纠缠上升。新技术的出现为基础科学的提供研究工具，基础科学的突破，则引动了新技术的爆发。三百年前，高精度天文望远镜的出现，带来了大量准确的天文数据，进而为牛顿万有引力定律的总结做好了铺垫。而光谱技术和精密加工能力的飞跃，则让20世纪的人类发现了原子光谱的超精细结构，自此哥本哈根学派的大宗师玻尔开量子力学、哥本哈根诠释之先河。这些变革不仅重塑了人类对世界、对宇宙的认知，也转化成了无数技术，深入我们的生活。时至今日，我们仍然在享用第二次科学革命的遗泽。基于量子力学的电子计算机，基于相对论的裂变核电站，还有更多还在消化中的东西。比如量子计算机，比如可控核聚变。世界是一颗树，基础科学是根，技术如同枝叶，树若根深蒂固，自然枝繁叶茂。而今天的基础科学，没有经典力学体系构建的筚路蓝缕，没有量子力学与相对论诞生的天翻地覆，筛选器下，人类在这个时代的表现平庸得令人失望。固然标准模型和弦论都是重要的物理理论，但比之牛顿力学与量子力学，却再无奠定一个时代基调的魄力。上一次基础科学的跃进虽然带来了诸多科技红利，到今天还没有彻底消耗完，但果园里低垂的果子已经摘完，剩下的都是挂在高处的果子。技术停滞，基础科学也随之戛然。上一个科技树衍生出来的技能还未全部点出，下一个科技树遥遥无期。有人说，这是一个天才束手的时代。没有新技术作为研究工具，我们的科学家就只能像牛顿之后、爱因斯坦之前的科学家一样，做一些修修补补的工作。还有人说，这是一个一流的科学家只能做二流工作的时代。于是所有的野心都被放在了应用层，资本裹挟而来，技术滚滚而去。金钱潮汐下，是贪心覆盖初心。那些依旧在基础科学上坚守的人，独自为人类通过筛选器增加着渺茫的希望，犹如西西弗斯推石上山。何其寂寞。

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如果一个社会奉行利润为王、经济至上，就意味着技术投入要有产出。别扯什么仰望星空，ROI和KPI才是正义。当人类的耐心变得越来越少，当科学不再服务于未来，而是受雇于资本，那些短期内不能变现的技术，要么被放弃，要么被滥用。不能赚钱，留他作甚？1950年以后，全人类拥有了一段共同的浪漫主义时期。那时候的技术投入，不惜代价，不计成本，所有人都把眼睛望着星辰大海。继阿波罗登月后，人类又发现了DNA双螺旋结构。大至星辰宇宙，小至生命密码，开锁的钥匙已经拿到，打开终极奥秘的大门仿佛就在人类眼前。上世纪70年代以后，美国卫生研究院每年都要拿到巨额的经费，美国国会甚至通过法律，让生物领域的经费在世纪之交的短短几年内翻番。但海量资金投入后，资本渴求的回报却迟迟没有来到。——科学家们的研究并非毫无进展，但是生物工程上的进展，在产生质变前很难获得实际应用。有个可能让普通人有些无法理解的事实是，媒体报道的那些生物突破，无论是解析了什么蛋白质、神经递质，还是阐明了人体的什么运行机制，这些成果其实都只是在领域内的小圈子里造成影响。生物工程诞生的奇迹，将长期停留在实验室里，无法给实际生活带来改变，也就无法给资本带来利润。反噬随之而来。当资本的潮水褪去，无数生物工程的从业者都感受到了凛冬的寒意。“21世纪是生物的世纪”，成为一句讽刺。上世纪末，纳米材料一度成为高科技的代名词。当时的人们对这项新技术充满期待——从太空电梯到医用纳米机器人，纳米材料寄托了太多浪漫主义的幻想。然而到了2019年，纳米技术虽有应用，却没能实现当初的期许。接踵而至的应用难关，让过于乐观的人们意识到，纳米材料离全面实用还有很长的距离。只要带上纳米材料的标签，就可以大笔申请经费的优渥待遇也成为了过去时，研究者开始面对窘迫的环境。就好像没能打出井水的土地，纳米技术被资本划进了黑名单。与此同时，“纳米”这个概念走俏于商品市场。无数贴着纳米标签的东西如雨后春笋般冒了出来，无论是日用品还是化妆品，纷纷宣传自己使用了纳米技术，因此具有了某种神效。纳米一词，在普通人眼中与招摇撞骗划上了等号。时间疏忽而过，人类走入了互联网时代。这次被捧为明星的是大数据和算法。和生物工程与纳米材料一样，大数据和算法同样被寄予厚望，在教育、经济、社会工作等方面都深有潜力。然而，只在这些领域发力，带来的利润无法满足资本的胃口。它还渴望更多。于是移动互联网上被推荐算法塑造起一座座信息茧房，算法成为了捆绑用户的工具。喜欢的内容被反复推送，只能看到自己想看到的信息——他们被强化了偏好、培养了惰性，在一遍遍地自我认可中，他们的世界观被固定了。一旦有机会踏出舒适区，这些被信息茧房困死的人反而会无所适从。人类全面看待世界的能力，在推荐算法的无底线使用里被消磨殆尽。另一方面，互联网被爬虫搜索蛀得千疮百孔。这些批量获取的信息常常被贩卖出去，从爬取者到中介到使用者，链条上的利益方用技术吮着社会的疮。没有人在意别人的隐私泄露会造成什么后果，原本可以用来让这个世界变得更好的技术被滥用，成为有些人作恶的帮凶。那些精准瞄准目标的骚扰电话，那些出现在网页上引导你去莆田医院的带血的广告，无不借助大数据和算法施展淫威。为了更多的利润和更快的回报，技术被摆上了砝码台。万物皆有价，技术也不例外。基础科学无人问津，变现困难的技术被果断放弃，在资本的驱动下，这个世界显得如此理智又如此短视。在应用层和经济层的温柔乡里，资本得到了眼前的利益，人类却在失去未来。资本代言人死后，不管洪水滔天。当然资本不死，资本永生。

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普通人往往更关注技术，而对基础科学的重要性理解不深。但从根本上来说，基础科学应该是主干，技术只是主干上发展出来的枝叶。基础科学的一点突破，将带动一系列新技术的产生，最后在方方面面，立体地改变我们的生活。高露洁公司曾生产过一种的含氟牙膏，制造这种牙膏的时候，需要把氟化物加到牙膏管里面去。加氟工序会导致氟化物的粉尘四散，引发车间安全警报，这个问题困扰了高露洁公司很久，一直无法通过技术手段解决。后来高露洁公司选择让氟化物带电，再通过塑料管吸收，这种方法依据的是物理学上的静电效应。互联网上时刻在爆发式地增长数据，这些数据的存储目前还能够通过硬盘数量的堆砌来解决，但随着信息量级的提高，迟早会出现硬件能力的增长跟不上数据增速的问题。但这个隐患，已被基础科学研究的一个新发现所缓解。在斯格明子霍尔效应中，斯格明子的间距可仅为几纳米，而现代硬盘的磁畴最少为100纳米。基于该效应的理论原理，下一代储存技术可以使200平方毫米左右的单芯片实现TB级存储。基础科学在这个领域的单点突破，将让互联网数据垃圾海啸晚来起码50年。受该技术的影响，大数据，人工智能，云计算等互联网产业，才有了继续发展的硬件支持。不然数据海足以拖垮一切公司。如果没有电磁理论的麦克斯韦方程，就不会有收音机、电视机、手机、GPS。我们甚至不会有因特网和有线电视，因为电缆光纤的设计也要靠麦克斯韦方程。如果没有量子理论的薛定谔方程，我们就不会有半导体工业，进而也不会有半导体器件、集成电路、电子计算机、手机、电视机、LED照明，以及一切电子仪器设备。这就是基础科学的力量，它拓宽人类的认知边界，也为技术的发展抬高天花板。当技术越接近基础科学的高度，技术就越举步维艰；基础科学超过技术越多，技术在红利期的提升就越顺遂。这种顺遂有时会让我们忽视基础科学的作用，只有在技术逼近瓶颈的时候，人类才会感受到被扼住脖颈的痛苦。从采摘文明过渡到农业文明，人类用了八万年。从农业文明到工业文明，人类用了八千年。从工业文明诞生到电灯泡的出现，人类只用了一百二十年。九十年后，人类登上月球。二十二年后，互联网出现。又过了九年，人类基因组测序完成。仅从这段历史展现的规律来看，技术的突破速度在不断增加，这似乎足以让人类感到乐观。但是当我们把视角投向另一个数字，或许就能感受到大筛选器的存在。在漫长的人类历史中，依靠畜力，人类能达到的速度被禁锢在每小时25英里以下。1900年，这个数字达到每小时100英里左右。飞机诞生后，人类逐步接近音速。迄今为止，人类运动速度的最高纪录是2.5万英里/小时，由1969年的“阿波罗10号”缔造。那时的人们本以为这只是一个开始，没想到却已经是颠覆。人类再未登上过月球，NASA提出的三十年内移民火星被当成骗国会经费的鬼话。在上个世纪被严肃讨论的太空度假和宇宙历险，到今天又重新归为科幻话题。整整50年的时间里，推进技术都没有发生革命性的变化，曾经提枪上马的核动力火箭已经彻底销声匿迹。火箭燃料一日不能摆脱化学燃料，人类就一日不可能把脚步迈向宇宙。不光是推进技术与能源技术，事实上，随着上一次基础科学跃进留下的科技红利被消化得七七八八，人类目前已经在很多技术领域面临窘境。基础科学的变革一日不来，这种窘境一日无法破局。甚至可以这么说，变革的时机来得越迟，人类越可能永远被困死在太阳系内。或许已然有无数曾达到甚至超过人类高度的文明，未能在母星贮藏的化学能源开发殆尽前，踏出所在的恒星系，最终在绝望中重返了原始。宇宙会筛选出配得上它的文明。

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一个文明在面临大筛选器的关键层的时候，必然会出现人杰的井喷。这是一个文明的底力，让它能够在危机面前挣扎求存的潜能。在科学研究的最前沿，那些踯躅前行的科学家们，早已意识到了基础科学停滞背后隐藏的危机。各领域的前沿科学正在发力，从普通人的视角来看，这些成果和往常的每一个科学新闻相比并没有什么不同，但将它们放到大筛选器的视角下来看，这或许便是人类文明的一场自救。

2019腾讯科学WE大会，诸多科学家分享了各领域研究的最新成果。

清华大学类脑计算研究中心主任施路平正在开发的类脑计算机，很可能就是人类破局的希望之一。WE大会：施路平展示类脑计算
南方周末曾经报道过数学界的一件事情，有四位年长的数学家出版了一本书，叫《有限单群分类》(The Classification of Finite Simple Groups)。这本书是350页，其实只是一个摘要，完整的证明多达15000页，是数学史上最庞大的证明。这四位数学家出这本书，其实是为了和死神赛跑。因为他们都已经6、70岁了，能够理解这些证明的人就剩他们几个了。他们害怕在年轻一代数学家接班之前，就会离开人世。很多领域都有类似的现象，一个小型学科，往往最尖端的知识就藏在几个人的脑子里。也许一场车祸意外，就可能让人类在这个领域的水平倒退十几年。基础科学的突破越来越需要时间的累积，光凭人类的智慧已经远远不够，未来的突破更需要人类智能和人工智能的结合。施路平研发的类脑计算机，其原理同时基于神经科学的类脑计算和计算机科学的人工智能。而作为目前最接近独立思考的一种人工智能，类脑计算机或许可以成为结合人类智能与人工智能的契机。现在其他学科的研究上，上一次基础科学革命中，基础物理提供的潜力有很多还没被发掘出来。也就是说，基础物理比起其他学科的研究其实是超前的。但是正如基础科学与技术的关系一样，基础物理同样提供了其他学科的天花板，如果等到被基础物理制约，其他学科的发展就会全面陷入危机。丁肇中的弟子王贻芳测出的“幽灵粒子”中微子振荡模式，被誉为“中国本土迄今为止最重要的物理学成果”。王贻芳认为，大型对撞机是物理学家需要的科学装置，也是通往“理解世界和宇宙的规律”这一人类终极问题的必经之路。2018年，他领导的大型对撞机项目的概念设计报告正式出炉。假使中国建设了大型对撞机，自然未必能在我们的有生之年得到有意义的发现，但是无数日常数据的积累，都将成为人类对宇宙奥秘认知的积淀，在基础科学的突破积蓄能量。无论是基础科学还是技术，最终要解决的问题，都是如何让人类生活得更好。寻找人类未来出路的科技，和关怀人类种群现状的科技，这两者并不冲突，甚至相辅相成。施路平在WE大会上讲类脑计算机之前，先说了这么一段话。“我通常只参加学术活动，这次之所以接受腾讯的邀请来做这一个演讲，是因为他们提出了一个“科技向善”的理念，和我们的理念是相通的。我们衷心的希望人类在发展我们的技术、探索外界世界的同时，能够也研究一下我们的内在世界。”我对WE大会上这两个前沿科学的理解，它们关注的是非常根本的命题，就是科技应该怎么让人类更加逼近无人星空，推动人类找到出路。固然，我们要先通过大筛选器，人类才有未来。这是在谋万世。但是，除了生存下去，科技还在告诉我们应该怎样生活。最前沿的科技同样可以用来解决最民生的问题，我们不但要仰望星空，也需要脚踏实地。就和人类第一次使用工具时的初心一样，科技同样不能忽视的目的，是让人类这个种群生活得更好。
WE大会：腾讯首席探索官网大为
科技向善。有些贫困地区的基础设施建设特别匮乏，村子还没有通路。因为地区偏远，如果修路，成本可能非常高，但是如果不修路，这些地区的人又无法享受到便利的交通。科技关注到这些贫困地区的人，去改善他们的生活环境，这就是科技向善的一种。要么因为科技的发展，降低了修路的成本，能够以一个比较廉价的方式解决交通问题，要么就是科技在一个更高的角度解决了这个问题。爱因斯坦说过一句话：“我们面对的重大问题，永远不能在产生问题本身的层次上被解决”，其实不光是基础科学研究中遇到的问题如此，在其他很多地方都有这样的情况。还是在腾讯科学WE大会上，腾讯公司首席探索官网大为给这种情况提出了一个方案，就是科技发展以后，新技术从更高层面解决了老问题。网大为介绍了一种电动垂直起降飞行器，是德国一家企业实际的原型机，这种飞行器使用电驱动，可以垂直起飞，不需要跑道。这个技术的突破性在于，它的飞行成本比烧油的汽车还要低，这就改变了传统的飞行模式，让私人飞机未必只是少数人的一个特权，而是可以成为大众的交通方式。甚至这种飞行器可以节约修路的成本，直接通过飞行器把社区联系起来，这是新技术带来的一个思路的颠覆。在科技出现这样的进步之前，不可能不修路，反而为贫困地区提供飞机。网大为在演讲中说，“我们怎样迎接2050年前容纳100亿人在世界上可持续的生活？食物、能源、水至关重要。这些领域又相互勾连，我们在一方面取得进展，就有助于解决其他方面的需求。”从贫困地区的出行到食物、能源和水，人类必须在现阶段先解决掉现有的问题，用科技让每个个体活得更有尊严。从生命科学、数学、物理学、化学和各种交叉学科，人类必须先从科学向善开始，再到科学向人。腾讯科学周里，先是给来自9大领域的50位获奖青年科学家颁发了腾讯科学探索奖。

2019年科学探索奖获奖者合影

在医学ME大会上，多位全球顶尖医学科学家展示了癌症、艾滋病等医学领域的最新进展。
腾讯医学ME大会提出的“生命之问”在腾讯科学 WE 大会上，众多全球顶尖科学家带我们从微观世界中窥见宇宙，分享了细胞疗法、弦理论、脑芯片、粒子机器人等前沿科学进展。有指引未来的基础科学，也有顾眼当下的技术成果。这些是科技为人类夯实的地基。奔向星空，需要踏在坚实土地上。愿现世繁华，未来无限。

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有人说，人类在地球上世世代代繁衍生息，除了作为基因的奴隶，作为短暂的宿主载体，替基因达到永生的目的之外，能做到为数不多有意义的事情，就是触及到整个人类认知的边界，并耗尽毕生的心血，为人类的认知疆域开辟出微不足道的一点新领土。而对普通人来说，我们或许不能参与到最前沿的科学研究中去，但作为人类，我们都是对世界充满好奇的。我们好奇生命运转的规律，人类如何才能永生；我们好奇太空隐藏的秘密，何时我们才能跨越星空。这些问题对整个人类群体来说，是关乎能否突破大筛选器的重要议题，而对于每一个人类的个体来说，同样是我们应该关心的内容。这些过于前沿的东西，离普通人的生活确实很遥远，以至于无法直接派上用场。但是许多事情并不是为了有用才去做的，就好像许多基础科学的研究，最初也只是为着满足人类的好奇才开始的。在刘慈欣的小说《朝闻道》中，我特别喜欢这个段落：

排险者解释他们是在什么时候注意到地球文明的，地球上的科学家们回顾科学的发展，纷纷猜测是普朗克时代，是亚里士多德时代，但是排险者只是摇摇头，告诉他们，一切要比这些早得太多。于是人们看着几十万年前的录像，就在一个原始人抬头仰望星空的那一刻，排险者的预警系统开始报警了。

人们很是诧异，排险者解释道：“这很难理解吗？当生命意识到宇宙奥秘的存在时，距它最终解开这个奥秘只有一步之遥了。比如地球生命，用了40多亿年才第一次意识到宇宙奥秘的存在，但那一时刻距你们建成爱因斯坦赤道只有不到40万年时间，而这一进程最关键的加速期只有不到五百年时间。如果说那个原始人对宇宙的几分钟凝视是看到了一颗宝石，其后你们所谓的整个人类文明，不过是弯腰去拾它罢了。”

知乎上有过一个问题：从身体素质来说，人类并不是顶级的猎食者，但最后为什么是人类站上了食物链的顶端，成为万物之灵？有人说是工具，有人说是团队协作，有人说是身体构造。我觉得或许是因为十万年前，一场疲惫的狩猎后，在回到部落的途中，一个原始人忍不住揉了揉眼，然后抬头。看到头顶星空璀璨。探索的萌芽，就此根植于人类的族群基因中。命运之轮，开始转动。

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