来源:正和岛标准
作者:智先生
资料来源:支先生。
2008年1月16日，苹果MacWorld发布会上，乔布斯从档案袋中拿出第一代Macbook Air，说道:
“这是世界上最薄的笔记本电脑。」
MacBook到底有多薄？
当时市面上最薄的笔记本是索尼TZ系列，Macbook Air最厚的地方比它最薄的地方还要薄。
在很多细节上，Macbook Air都做到了美学的极致，并延续至今。仅在续航方面，就差了。
如果你打开你的Macbook的后盖，你会发现在封闭狭窄的有限空房间里，锂电池几乎填满了所有空房间，仅仅是为了提高续航能力。
这是艺术和现实的妥协。
十年后，各类笔记本电脑蓬勃发展，全面屏手机成为标配。摄像头的数量从800万增加到1亿像素，指纹解锁、人脸识别和快速充电等技术也不再新鲜...一切都在变化，适应时代的发展。
一切似乎都没有改变。从1990年到现在，锂电池技术已经差不多到位，进展缓慢。
这个东西涉及到材料科学，而材料科学，如果谁想有所突破，没有太多捷径，就是不断换材料反复实验。不知道什么时候出结果。简称为薛定谔材料。
我一个在研究所工作的朋友，每天的任务就是做理论模拟，盯着元素周期表和晶体数据库，反复组合各种材料，全部计算，能不能合成，就是为了碰运气，找电池的突破口。
但是这种感动持续了三年。别说有什么突破性的材料，连电池的理论寿命都无法推导出来，数学模型根本找不到。我们不得不依靠实验数据来计算，寻找趋势，做各种无用功。
太苦了，眼看着自己的地中海渐渐成型，时间不等人。
早些年还会有消息卖概念，比如锂空气，纳米电池，量子电池等。，甚至可以用水行驶的氢动力汽车。不仅要讲产能，还要避免生产成本。不谈充电速度，不谈寿命；或者干脆交智商税。
如果一味追求的话，我们早就发明出长续航的电池了。现在人造卫星用的核衰变电池可以用几十年，但是电量太低，根本不能携带手机。
这块电池，我们一次又一次的失败。只能修复现有的锂电池技术，进行各种形式的创新。
这几年有很多安全上的突破，比如比亚迪的“刀锋电池”，成功征服了针刺测试:
针灸攻克了，但是如何克服锂电池在寒冬环境下的衰减还是未知数，北方的朋友特别痛苦。
不仅是电池，半导体行业也面临类似的困境。
为了证明“科技大爆炸”，有人会拿智能手机和几十年前的手机比较，或者拿笔记本电脑和占据一个教室大小的古董电脑比较。
电脑和手机改变了我们的生活，但当我们把它们拆开时，它们的底层结构并没有改变，只是体现在应用的进步上，如存储容量、运行速度、屏幕分辨率等。
尽管现代计算机的结构更复杂，计算能力更强，但它仍然是在20世纪40年代冯·诺依曼机器的基础上改进的。
体积的缩小是因为集成电路的快速发展，这就是摩尔定律:集成电路所能容纳的元件数量每18-24个月就会翻一番，性能也会翻一番。
但是，摩尔定律不会一直保持下去。如果你想压缩集成电路的面积，你必须在其中无限堆积元件。最终你一定会达到身体极限。5nm工艺一定不是终点，很快就是临界点。
量子计算机可以期待一下。
我写这篇文章的时候，是2019年，谷歌宣布“量子霸权”已经实现，证明了自己的量子计算机在实验中的优越性:在世界首次超算峰会需要计算一万年的实验中，谷歌的量子计算机只用了3分20秒。
严格来说，这个实验只是一个具体的任务，实际应用意义不大。而且由于框架问题，量子计算机很难取代经典计算机。
然后，去年年底，中国用76个光子建成了量子计算“第九章”的原型，比谷歌处理高斯玻色采样的速度快100亿倍。
虽然计算速度很快，但它们不是真正的计算机，没有编程和纠错容错能力。保守估计还需要几十年才能真正大规模普及和商业化。
至于IT行业，一直处于迷茫之中，反复鼓吹概念，比如全息交互、人工生命、永生技术、意识控制、记忆共享、大脑联网等等。
这些概念的背后，基本没有理论上的突破，更谈不上创新，陷入虚假繁荣而无法自拔。
要说最提倡的概念，人工智能榜上有名。
人工智能起源于计算机技术，其本质是解放生产力，提高技术研发效率，从而替代人类的部分工作。
可惜现在的“人工智能”只是个幌子，成了赚钱的工具。很多做算法优化、硬件集成、大数据的公司，只要换个名字，自称人工智能公司就行了。
他们会根据你的搜索内容精准识别并推送一些定制化的广告；或者给手机摄像头装上AI噱头，本质是自动调节滤镜；
而以换脸为主的AI软件，使用的是深度学习，勉强达到弱人工智能的最低门槛，甚至称不上智能，只是停留在浅层。
要实现强人工智能，还有很长的路要走，很绝望。
为什么这么难？
因为实现人工智能的前提是在人类基因组上取得突破。
人脑是目前已知最复杂的结构，有数千亿个神经细胞，而人类基因组由约30亿个碱基对组成。
50年前，大家对科技发展过于乐观，以为到了2000年我们就能完全了解大脑的思维特征。那么半个世纪过去了，我们对大脑和基因的认知还处于最原始的阶段。
我们无能为力。为什么一个小小的受精卵会变成活生生的人？为什么会有肤色差异，单双眼皮，异色瞳孔孔.....为什么人和老鼠差异这么大，99%的基因都找到了同源序列？人类基因组中有20，000多个基因。每个序列是什么？
生物学的本质仍然是一门以实验和经验为基础的科学，依赖于大量的数据收集和整理，缺乏一套完整的理论来指导实践，缺乏一个生物学的牛顿。
所以人类基因的密码牢不可破，很多疾病都很难解决。
几乎所有的精神疾病，如老年痴呆症、抑郁症、躁狂症、双相情感障碍等。，既不能观察，也不能治疗，只能通过“是否有遗传病家族史”和人群发病率来大致判断。
几乎所有的病都治不好，要么病因不明，要么发病机制不明。现代医学达到的“治愈”水平，只是把人恢复到健康状态。
如艾滋病、高血压、糖尿病等疾病，通过定期服药；早期癌症患者，采取靶向药物进行长期控制，尽量不要让病毒对生活造成太大影响。
我们正处于“科技大爆炸”的时代，但真正“爆炸”的领域只有IT互联网，同时也掩盖了科技之树中坚力量的贫瘠和孱弱。
有些学习真的无法加速，只能选择希望。
在人类历史上，有一个世纪之久的问题:
我们什么时候会耗尽地球上的石油？
答案一直在变，从最初的10年到50年，100年...由于勘探技术的进步、页岩油气革命、地质理论的突破等因素，石油的探明储量越来越大，可能永远不会枯竭。
有一个严峻的前提，如果要继续满足每年巨大的燃料需求，就只能努力发展钻井技术，以应对地面油田快速枯竭的现实。
就像我上面说的摩尔定律，钻井技术总有一天会达到瓶颈。
也许当石油开采成本越来越高，高到失去竞争力，一桶油可以卖到天价，自然会被市场抛弃，相当于枯竭。
没有石油，仅靠煤炭无法维持人类的高科技生活。
仅仅是石油供应的短缺，就会导致世界上大多数城市的倒闭和农业生产的不可持续，更不用说要养活全球70多亿人了。
而且，石油还是重要的工业原料。塑料、合成橡胶、化纤、清洁用品、添加剂或者沥青都离不开石油，新能源也无法替代。
无论核能、水电、太阳能、风能、潮汐能，都还处于利用的最低水平，各有各的劣势:
水电是季节性的，风能和太阳能是间歇性获得的，不能随意使用，也不能调度。它影响现有电网的稳定性，只能用作补充能源...甚至一些新能源行业也不得不依靠财政补贴生存。
马斯克是个大嘴巴，是资本利益的代言人，但为了实现殖民火星的愿景，他可以花十几年的时间进行研究，甚至掌握航天器发射和回收的技术，大大降低火箭发射的成本。
就算马斯克真的解决了人类在火星生存的各种问题，包括空气体、食物、水、人工基地，也解决不了核心的能源问题。
目前我们在火箭推进方面很难有技术创新。发动机仍然使用液氢、液氧和甲烷作为燃料，运输成本居高不下。
即使不断降低成本，如果马斯克想把一个人送上火星，至少也要花费50万美元，更不用说未来运送100万人和1亿吨物资的宏伟计划了。
往后推，仅以现在的火箭速度，我们会飞到离地球最近的地方——比邻星，也要6万年……6万年，甚至比人类文明史还长。
如果未来火箭发动机没有革命性的变化，火箭推进还是以化学燃料为主，人类将永远被困在太阳系，根本没有希望。
所以目前能源枯竭的问题可以一劳永逸的解决，解放人类生产力的方向只有一个:可控核聚变。
不，受控核聚变，我们在上个世纪开发了氢弹。
可惜氢弹是一锤子买卖，炸了就没了。
所以，如何把一个相当于氢弹上亿度的高温反应材料，一个零下269度的低温材料，几万个零件，约束到最小空，实现高效的能量转换，并长期保持稳定，是最大的问题。
为了让核聚变“可控”，科学家们已经研究了50年，然后还要继续研究第二个50年，甚至第三个50年...
目前中国的研究进展是1亿摄氏度的核心电子温度可以维持20秒，今年4月底冲击100秒，这是一大步，不容易。
升级后的全超导托卡马克核聚变实验装置，图片来源:新华社
为什么「可控核聚变」对人类如此重要？
人类一旦掌握了这项技术，就等于掌握了恒星的能源利用方式，拥有了取之不尽的能源。核聚变的原料来自海水中的氚，原料成本可以忽略不计。
有了“可控核聚变”，就会有无限的廉价电力和无限的前景:
内燃机将成为历史，石油将沦为化工原料；
大大降低了开采和提炼各种矿物成本；
大规模海底渔业养殖和大规模沙漠农业成为可能；
彻底解决粮食问题，不需要耕地，直接无土栽培，海水淡化，忽略电费；
星际航行成为可能，开发太阳系不再是梦想；
可以控制温室气体，可以实现大规模绿化，可以不计代价改善地球生态...
这是我们最期待的未来。
但是，如果在化石能源耗尽之前，人类还没有找到“可控核聚变”的方法，那么最终的命运将是悲惨的，不仅是因为文明的倒退，还因为从此被锁在了太阳系里。
所有的高等物理实验都无法进行，所有的科学理论都无法进一步验证，太空作业都会成为历史，能源危机甚至会爆发第三次世界大战...
人类承受不起“技术停滞”的后果。
科技进步的意义在于不断把蛋糕做大，让分蛋糕的人不去争蛋糕；但是一旦蛋糕体积固定，分蛋糕的人越来越多，矛盾就开始了。
要么坐下来和谈，要么从别人手里抢。什么都是用拳头说话。
战争离我们并不那么遥远，核手提箱不仅是战略威慑，更是真正的和平，永远在大炮的射程之内。
至少在短时间内，人类社会很难有大的科技变革，所以地理纷争、人口压力、经济制裁、能源危机将成为常态。
只有末日来临，才能确定人类是否接近极限，是否有孤注一掷的决心。
现在科学理论越来越难验证，但人的寿命是有限的。
300年前，人们根据燃烧的化学现象提出了能量守恒理论；200年前，提出电磁理论并做实验验证；100年前，人们期望100年后能够验证量子力学。
随着人类积累的知识越来越多，任何一个顶尖的数学家、物理学家、生物学家，学习最基础的理论知识都要花费大量的时间……换句话说，牛顿、爱因斯坦目前都无法重现。
当一个科学家处于一生的黄金时期时，他仍然在努力研究。他可能在40岁的时候就完成了一个他专门研究的非常小的领域。直到他六十岁、七十岁的时候才终于攻克了物理学的一个分支。到目前为止，留给他继续开展科研的时间和精力已经不多了。
南大方承志博士在《技术的大停滞》中举了这样一个生动的例子:
有一本书叫《有限单群的分类》，四位资深数学家出版。这本书总共有350页。全文只是一个摘要。如果要完全证明，至少需要15000页，这是数学史上最大的证明。
为了保存这份15000页的证明，几位数学家正在与死神赛跑。到了2011年，这本书只勾勒出了证明的轮廓。
世界上没几个人能看懂这些证明，怕还没等年轻一代数学家接手就死了。
不仅仅是数学，类似的现象在很多领域都存在。
当每个人，哪怕是天才，一辈子都学不完某个知识体系中的一门专业知识，那么科技的发展也就到了上限，很难有什么突破。
另一个是人类心智所能达到的极限。
许多领域的研究都依赖于人力的反复尝试才能产生成果。以前是这样的，但是现在的前沿物理领域远远超出了人类的想象，所以起步比较难，进展比较慢。
比如我们无法理解弦理论，暗物质，多维空，宇宙的边缘，我们无法搞清楚双缝干涉实验和戴森球，我们无法计算曲率引擎，我们无法找到能以10%光速旅行的材料。
受困于三维世界，我们有时不得不承认，人类的基础尖端技术已经触及天花板。
虽然科技没有尽头，但是对于人类来说，可以探索的科技是有尽头的。这一端的上限取决于人类的寿命。
与整个宇宙相比，我们太微不足道，太孤独。到目前为止，我们没有发现任何外星文明的痕迹，或者说我们被人为掩盖了。
1950年，物理学家费米提出了一个著名的费米悖论:
理论上，人类可以在100万年内飞到银河系的所有星球。那么，只要外星人比人类早进化100万年，他们现在应该已经来到地球了。
但是为什么我们还没有观测到外星人的存在呢？如果我们的技术有限，观测不到，为什么外星人找不到我们？
不要低估宇宙中存在智慧生命的可能性。以银河系为例，有几千亿颗像太阳一样的恒星，也有几千亿个像银河系一样的星系。
从概率上看，整个宇宙中有无数个类似的地球生命，但整个浩瀚宇宙充满了死一般的寂静，除了人类，放眼望去都是一片漆黑。
其中一个理论叫做“大筛选”。
宇宙中肯定有大量的文明，但能离开自己的星系，走得太远的文明却很少空。大部分文明都经过了层层筛选，从火种的使用、农耕文明、工业、蒸汽机，到内燃机、电力，最后落在了“可控核聚变”的屏幕上。
如果你跨过去，你可以拥有整个黑暗宇宙森林；踩不下去就被困死在自己的星球上，用剩余的能量维持文明，生存下去。
看似残酷，实则公平。
从宇宙大灭亡来看，我们突破能量封锁的成功率微乎其微，只能靠前沿科学家了。
我担心的是，科技发展至今，员工的疲劳感越来越明显。铺天盖地的垃圾信息和大数据，废寝忘食的工作制度，高速运转的效率要求，难以集中的大脑，碎片化的时间，让人们身心疲惫。
在世界各地，老龄化人口正在迅速增加。所有发达国家和地区都面临着当地人口越来越少的现实，养老问题成为媒体和政界争论的焦点。
比如美国每年的福利支出是受控核聚变的RD的100多倍，甚至为了节省财政支出而关停火箭推进计划、超导超级对撞机等项目...毕竟现在过好生活远比遥远的可控核聚变有意义。
多亏了马斯克的钱和NASA的帮助，他才能支持自己的星际殖民梦想，更多的国家干脆选择平躺。
之前写过很多关于宇宙的文章，曾经觉得一个民族有没有希望，取决于他们能不能仰望星空空。
幸运的是，我们国家不遗余力地建设了许多大型科技项目，包括世界上最大口径的射电望远镜田燕，带连杆的天宫空站，环形正负电子对撞机项目，以及世界上第一颗量子卫星...
只要有一线希望，我们就不应该放弃。
在有限的世界里
无限的宇宙视野不是奢侈品。
而是生存的必需品。
——《明星唱片》
参考资料:
[1].紫水东流博士:“技术大停滞”
[2].尤瓦尔·哈拉里:未来简史
[3].斯蒂芬·霍金:时间简史，宇宙简史
[4].新华社:“震惊！一亿摄氏度持续100秒”
作者:智先生，独立评论人，不仅闻窗外事，还看关于世界的书。我有幸和你一起见证这个时代。
