最近人类科技是否还在发展的话题被多次提起。有朋友认为人类科技从广义相对论、量子力学开始就没有发展过,也有朋友认为人类科技日新月异,未来发展不可限量。哪个是正确的?
人类科技发展真的停滞不前了吗?

从2006年年中开始,《三体》在《科幻世界》杂志上连载。一开始我不知道自己在说什么,但过不了多久,一个让我脑洞大开的情节引起了科幻迷的注意:直子屏蔽了地球基础科学!
它从人类对微观粒子的认识角度阻碍了基础科学的发展,从材料技术和空维度和量子计算机的角度使人类为人类设置了一个天花板,也就是原子级别。人类走不动了,让读者捏了一把汗!
因为在很多人看来,人类科技发展的时间并不长,而且按照《三体》中的设定,我们现在处于这个时代直子的封锁之下。当然,这只是科幻小说,剧情不可能成为事实,但是科技发展了没有,却成为了一个漩涡中心的话题!
这50年人类科技真的停止了吗?
在过去的300年里,人类科技有过几次划时代的突破,分别是经典力学、电磁学、相对论和量子力学。人类的知识已经从太阳系扩展到整个宇宙,从细菌、病毒扩展到构成物质的基本粒子,基本粒子标准模型已经建立!
特别是随着量子力学的发展,人类已经从化学燃料时代进入原子能时代,人类生活的方方面面已经离不开量子力学。核能,计算机技术,新材料,能源技术,信息技术都离不开量子力学!
然而,从上世纪中叶开始,我们似乎真的没有听到什么大的进展。人类已经进入开尔文勋爵说科学被修修补补到小数点后六位的时代了?
在过去的50年里,人类在哪些方面取得了进步?
科学的脚步从未停止,只是突破性的进展明显慢了下来,但不代表没有进步。例如,基本粒子标准模型中具有质量的希格斯玻色子是在2013年由欧洲粒子物理研究所的LHC强子对撞机发现的,在标准模型建立近半个世纪之后!
但是电弱和引力的统一还在继续前进,虽然到现在还有一些混乱,比如弦论,超弦论,M理论。似乎一切都可以解释,却不能解释一切。没有定论不代表我们没有进步,每一个都帮助我们接近真相!
1998年,人们发现宇宙的加速膨胀表明了暗能量在宇宙演化中的作用。这是自广义相对论以来科学界对宇宙最深刻的认识。宇宙可能没有我们想象的那么简单,但它也有迹象可寻。而未来暗物质和暗能量的每一个进展,都预示着我们正在接近真相。
与人类相关的医学在过去的半个世纪里有了很大的发展。核磁共振的兴起,对大脑机制有了深入的了解,对各种疾病的基因水平有了分析。这些生命科学的发展将对人类的未来产生不可估量的推动作用!
虽然与一百年前相比,人类科学似乎已经很久没有大的进步了,但是现代科学的发展已经到了任何人都不可能在有生之年遍历所有学科的地步。当然,走马观花不算!而基础科学的每一次进步都意味着巨大的投入,也意味着人类未来的技术看似在改变,但也在等待新的机会!

如果按照人类现在的发展速度,500年后会发生什么?
21世纪,人类有两大目标,分别是核聚变和量子计算机!到目前为止,很有前景,但总是只在实验室,甚至每次实验都不成功!
核聚变的未来
核聚变是上世纪中期提出的,但至今已近70年,却一直没有实现商业核聚变。这看似只是最后一步,却一直是50年后要实现的问题,因为核聚变对现代人类条件来说还是太难了!
核聚变的原理虽然很简单,但是两个轻核汇聚成一个重核。比如目前的突破是氘氚聚变,但它们需要上亿度的高温和稳定聚变。这个条件有多苛刻?
核聚变突破应该用不了500年。据称,中国的目标是在2030年实现首个商用核聚变反应堆。未来500年,人类不会有所谓的能源危机,因为氦三聚化会在氘氚之后发展。这个月球上的数量是150万吨,全世界可以用1000多年。月球挖出来后,会有水星,而且会更多!
建一个空堆,未来500年它会在太阳系里横着走。比如改造火星就成了可以实现的目标!如果惯性约束聚变可以实现,那么比邻星的星际访问也可以考虑!
量子计算机的未来
2020年12月3日,一篇重磅论文发表在《科学》上。我国潘建伟、陆朝阳等组成的研究团队与中科院上海微系统所、国家并行计算机工程技术中心合作,构建了76个光子的量子计算“第九章”原型,实现了具有实用前景的“高斯玻色采样”任务的快速求解!
量子计算机一度被认为不可能被制造出来,但1994年,数学家彼得·肖尔(Peter Shor)设计了一种基于量子比特的质因数分解算法,使量子计算机从虚幻走向现实。至少在未来,如果实现稳定计算,它会在质因数分解上打败传统计算机!
此后还提出了Grover/Long算法和量子退火算法,但这些都是针对特定应用场景的算法,离我们希望的通用量子计算机还有很大距离。但是,九章的出现,至少是向特殊的量子计算机迈进了一步。
但我们可以相信,在未来的几百年内,将会实现一台通用的量子计算机,它将从原子核层面模拟恒星的演化,模拟宇宙自奇点大爆炸以来的发展,甚至可能找出平行宇宙。或许在不久的将来,量子计算机会缩小到手机手表大小,其强大的计算能力会为我们计算出时间空破解。

寿命大大延长。
能源和计算机的未来尘埃落定,然后才是人类的生活。现代医学早已知道,人类生命的瓶颈在于DNA分裂时端粒长度的消耗。这段无意义的DNA出现防止DNA复制错误的时期,决定了人类的理论寿命!
当端粒长度耗尽时,人类细胞停止更新,正在衰老中死亡。但目前对端粒和端粒酶机制的了解,可能会导致未来对端粒消耗的控制,寿命会大大延长!当然,没有比赋予生命更强大的生产力了。为了这个目标,生命医学界的努力是不遗余力的!
即使不能从端粒小号的角度延长寿命,也会突破细胞修复机制,使人类寿命翻倍。因此,人类寿命的最后一次显著增加是一项医疗措施,以尽量减少疾病造成的死亡!以后人会少生病甚至不生病,有了细胞修复机制,以后人可能就活腻了这个奇妙的问题!
在能源、电脑、生活不再被担忧的情况下,未来发展不可限量。限于篇幅,就不说了。感兴趣的朋友可以留言讨论!


