科技是唯一可疊加式進步的動力

吳軍

1946年，世界上第一臺電子計算機“埃尼亞克”的運算速度為每秒5000次。2018年6月，世界上最快的超級計算機“頂點”的運算速度高達每秒20億億次，比“埃尼亞克”提高了大約40萬億倍。事實上，今天蘋果手機的計算能力已經超過了“阿波羅”號登月時主控計算機的能力。

我們正身處技術爆炸的時代。2017年，全世界專利申請的數量超過800萬件。如果再看專利的增長速度，則更為驚人。從2003至2015年的13年間，美國專利商標局批準了300萬項專利，這個數量超過了美國專利商標局自1802年成立到2002年底近200年間所批準專利的總和。

除了專利申請量驚人，今天科技的另一個特點是讓我們感覺眼花繚亂。虛擬現實、人工智能、無人駕駛汽車、基因編輯、大數據醫療、區塊鏈和虛擬貨幣等，我們在媒體上每天都能看到這些概念。

科技進步日新月異，不僅讓我們過上了更好的生活，也讓當下的人們產生了很多焦慮和恐懼。通常，人們的焦慮和恐懼緣于對周圍世界缺乏了解，對未來缺乏把控。

首先，科技在大宇宙時空中的地位和作用，即它在經濟和社會生活中的角色，以及它在歷史上對文明進程的推動作用。前者是從空間維度上看，后者是從時間維度上看。

從空間維度上看，科技在文明進程中的作用是獨一無二的，是一種進步的力量，這是毋庸置疑的。工業革命堪稱人類歷史上最偉大的事件。在工業革命之前，無論是東方還是西方，人均GDP都沒有本質的變化。但工業革命發生后，人均GDP就突飛猛進。在歐洲，200年間增加了50倍;在中國，短短40年就增加了10多倍。因此，古今中外任何王侯將相的功績和工業革命相比都不值一提。而工業革命的發生，就是科學推動技術，再轉化為生產力的結果。這是科技在經濟和社會生活中的重要體現。

從時間維度上看，科技幾乎是世界上唯一能夠獲得疊加式進步的力量，因此，它的發展是不斷加速的。世界文明的成就體現在很多方面，從政治、法律到文學、藝術、音樂等諸多方面，都有體現。雖然總體上講，文明是不斷進步的，但是在很多方面，過去的成就并不能在未來創造出疊加式的進步。

比如在藝術方面，歷史上有很多高峰，后面的未必能超越前面的。今天沒有人敢說自己作曲超越貝多芬或者莫扎特，寫詩超越李白或者莎士比亞，繪畫超越米開朗琪羅，甚至世界上很多采用民主政治的國家，在政體上依然沒有超越古希臘。

但是，今天任何一個三甲醫院的主治醫生都敢說他的醫術超過了50年前世界上最好的名醫。今天，一個大學生學會微積分中的牛頓–萊布尼茨公式只需要兩個小時，但是當初牛頓與萊布尼茨花了10多年時間才確立該定理。由于科技具有疊加式進步的特點，我們對它的未來更加有把握。

其次，世界達到今天這樣的文明程度并非巧合，而是有著很多的歷史必然性。19世紀出現大量和機械、電力相關的技術，20世紀出現大量和信息相關的技術，接下來會出現很多和生物相關的技術，這些都是有內在邏輯的。當我們全面了解了科技在人類文明發展的進程中是怎樣一環扣一環地發展的，我們就能夠把握科技發展的內在邏輯，做到自覺地、有效地發展科技。

最后，我們需要找到一條或者幾條主線，從空間維度了解科技的眾多領域及眾多分支之間的相互關系，從而了解科技的全貌，同時從時間維度理解科技發展的過程和規律。

采用能量和信息作為科技發展史的主線有兩個主要原因：其一，我們的世界本身就是由能量和信息構成的;其二，它們可以量化科技發展水平，解釋清楚各種科技之間的關系。

宇宙的本源是能量，這已經是現代物理學的常識。我們過去說世界是物質的，這種說法沒有錯，因為從本質上講物質是由能量構成的。我們在中學物理課中學過，宇宙萬物是由上百種不同的原子（和它們的同位素）構成的，那么原子又是由什么構成的呢？它是由更小、更基本的粒子構成的。那些最基本、無法進一步分割的粒子（物理學標準模型中的61個基本粒子），比如光子、電子，以及構成原子核中質子和中子的夸克，最終都是純能量，它們里面不再有其他物質，因此才有了愛因斯坦著名的質能關系式E=mc[2]。世界的物質性，比如形狀、體積和質量，不過是能量的各種性質而已，特別是在希格斯的理論被證實之后，大家對此更是確信無疑。

那么，看不見、摸不著的能量，又是如何構成世界的呢？這就要靠物理學、化學、生物學、信息科學的能量法則了，它們都是信息。科學的本質就是通過一套有效的方法發現這樣一些特殊的信息，它們就是宇宙、自然和生命構成及演變的奧秘。

自從出現了現代智人，地球的面貌就因為人類的活動而改變。人類的實踐從本質上講就是獲取能量并利用能量改變周圍的環境，而技術則是科學與實踐之間的橋梁和工具。在科學和技術中，能量和信息如此重要，以至它們在人類歷次重大的文明進步中都扮演了主角。同時，它們也是定量衡量科技發展水平的尺度。

1萬年前開始的農業革命，其本質是通過農耕有效地獲得能量，為我們的祖先創造文明提供可能性。后來，伴隨著文字和數字的誕生，人類可以將以前的知識和信息傳承下來，人類的發展進程得到第一次加速。

18世紀中后期開始的工業革命，其核心是新動力的使用，主要包括水能和蒸汽動力。從那一刻起，人類創造和利用能量的水平實現了巨大的飛躍。在工業革命之前的一個世紀里，歐洲迎來了一次科學大發現，其成果在工業革命中被轉換成技術，使得許多改變世界的重大發明在短期內涌現。這說明在工業革命前，人類創造信息的能力有了一次飛躍。

進入20世紀之后，科技的發展也是如此。一方面是能源的進步，從原子能到各種清潔能源;另一方面是信息技術的發展，它是整個20世紀科技發展的主旋律。此外，人類在20世紀發現了DNA（脫氧核糖核酸）的雙螺旋結構以及宇宙誕生的時間和方式。這兩項重大發現，本質上是人類對宇宙形成信息和生命形成信息的破解。整個科技史，從過去到未來，都與能量和信息直接或者間接相關。

再看空間上的疊加效果。在工業革命以前，全球化其實已經起步了。因為地理大發現已經完成，大航海開始了。全球化需要運輸，最好的運輸工具在18世紀是大帆船，它又大又可靠，運輸成本低。當時沒有人覺得還會有其他運輸工具可以取代大帆船。

但是我們知道，創新常常會顛覆現狀。當時大帆船出現了一個競爭對手，就是蒸汽船。蒸汽船的發明人是富爾頓，他原來是個畫家。他從美國到英國去學習畫畫，正趕上瓦特過50歲大壽，他有幸為瓦特畫畫，瓦特就鼓勵了這個年輕人。

這一鼓勵不得了，富爾頓從此改學工程了。富爾頓憑著自己的聰明才智，成為一個了不起的發明家，有不少發明創造。后來他到了法國，被一個叫利文斯頓的人發現，利文斯頓是當時美國駐法國的大使，《獨立宣言》的簽署人之一。他想借由富爾頓發明的蒸汽船逆英吉利海峽的潮水而上，對抗英國。但船在實驗階段就沉了，富爾頓只好跑到英國，反過來幫助英國人防御法國人的進攻，因而發明了水雷。等富爾頓回到美國后，利文斯頓繼續支持他搞研究，給他提供資金，后來富爾頓才造出了逆流應對力非常好的蒸汽船。

這是空間上技術疊加的結果，就是在不同地理位置、不同空間上，工業技術裝備下的蒸汽船打敗了傳統的大帆船。

技術的疊加將幫助新的技術打敗舊的技術，這是一個必然結果。

20世紀60年代的計算機產業，是由IBM領頭的。當時這個產業有個說法叫“白雪公主和七個小矮人”，白雪公主是指IBM，七個小矮人是指通用電氣等沒辦法跟IBM競爭的公司。它們都是搞大型機的。

還有兩家小型機公司，DEC和惠普，這9家公司誰都不知道怎么打敗IBM。因為當時大家的思維方式和做事邏輯都是IBM那一套，所以沒有人覺得能夠挑戰IBM。

到了70年代，摩爾定律使得計算機處理器芯片的處理能力有了比較大的提高，就出現了一種很原始的PC機或者微機。沒有鍵盤，上面有一排開關，010101，撥一個開關，按一個確定鍵，指令就輸進去了。這樣的計算機當時吸引了一些發燒友買來控制酷炫的燈光，它沒有大的實際用處，用起來還很麻煩。機器售價700美元，很便宜，但性能也很差，和IBM的大型機沒法比。

后來有一個小伙子說，大家用這個小PC機實在太困難了，我給你們寫一個Basic的程序。這個人就是比爾·蓋茨。后來《時代》周刊說，比爾·蓋茨是宇宙的主人。

為什么《時代》周刊這么確信？因為摩爾定律能夠幫助微軟打敗IBM。摩爾定律說，芯片處理器、存儲機這些硬件，性能18個月翻一番。這個規律對PC小型機進步的幫助是非常大的，但對于IBM大型機的進步幫助不大。

也就是說，在摩爾定律支配的時代，任何一次技術進步都在幫助微機、幫助微軟、幫助英特爾打敗IBM。IBM雖然也受益，但是受益相對有限，微軟、英特爾受益非常大，所以他們贏了。

（有 田摘自中信出版社《全球科技通史》一書，勾 犇圖）