探讨:科技发展会有极限吗?

毫无疑问,当今世界的我们正在享受着现代科技带给我们的巨大物质丰富和精神满足——地上高铁和汽车在飞驰、水里巨轮和潜水艇在航行、空中飞机和卫星在翱翔,各种摩天大楼让人们可于云端驻足,先进的通讯技术让千里眼和顺风耳成为现实,互联网的普及改变了许多人的生活方式……而所有这些的实现仅仅用了一两百年的时间。

试想一百多年前的清朝人如果穿越到现在,会是一种什么感觉呢?会不会觉得如今的世界处处不可理解,好似梦中一般?会不会感到现在的人类文明及科技发展已经是他认知的极限了呢?(或早已超越其认知极限)

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▲“原来阴曹地府就是这个样子啊!”▲

其实早在19世纪后半叶,就有类似于“科技已经发展到极限”这样的错误认知了——德国著名的物理学家普朗克年轻时曾向他的老师表示要献身于理论物理学,老师认为当时的物理学已经是一门已经完成了的科学,不会再有多大的发展了,因为当时海王星的发现显示了牛顿力学无比强大的理论威力,电磁学与力学的统一使物理学显示出一种形式上的完整,并被誉为“一座庄严雄伟的建筑体系和动人心弦的美丽的殿堂”。在人们的心目中,古典物理已经达到了近乎完美的程度。

后来随着电气时代的到来,电灯、电话、收音机、电影等技术的发展,一度让人们误以为生活已经足够完美了,科技已经发展到极限了,好像不可能再往前发展了。1899年美国专利局局长查尔斯·杜尔就说过:所有能被发明的东西,都已经被发明出来了。

现在回头看看这些“极限论”,我们也许会莞尔一笑,但是今天讨论人类文明及科技发展的发展极限,是否就是无稽之谈呢?其实并不尽然,探讨人类文明及科技发展极限的问题,其实也是对未来的一种展望和想象。未来我们也许无法预料,但我们依然可以伸直脖子朝未来看去。合理、科学地分析未来人类的发展极限,也许有助于当今的人们规避一些本来可以避免的问题。

笔者认为,科技发展应该是有极限的,当然这里的极限并不是指科技完全停滞不前,而是指科技发展不会有大的突破和创新,会有一个无法企及的“天花板”。那么为什么会有这种“极限”呢?笔者从以下角度试做分析:

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大脑容量:人类的大脑经过数百万年的进化到现在已经接近极限,受出生时的尺寸及营养平衡等限制,大脑在相当长一段时期内难以进化到更大容量。大脑容量的限制其实也给人类科技的发展下了一个紧箍咒,每个人可以接受和掌握的科学知识会最终受到大脑容量及脑细胞数量的限制。(顺便说一下,人类大脑开发不足10%只是一个流传很广的谣言。)一个人如此,一群人也会有极限,即便是术业有专攻,也会最终到达一个知识接收的极限。只不过目前的科技发展还远没到这种极限。

教育年限及寿命限制:随着人类文明及科技发展,人们的教育年限越来越长——最开始人们也许只接受几年的教育就可以说“阅尽天下书”,后来也许需要“十年寒窗苦”甚至更久才能去参加科考,再后来九年义务教育也仅仅是一个基础,高中、中专、大专、本科、硕士、博士、博士后等等级别纷至沓来,教育年限也越来越长。在今天,也许一个30多岁的人才刚出校园,虽然人们的预期寿命越来越长,但可参加实际工作的时间却不一定随之增长。随着科技不断进步,新的科技工作者需要学习越来越多的基础知识及专业知识,这些学习耗费的时间也会越来越长,从而最后会导致教育年限和工作生活相冲突。而且人类的寿命是有限的,科技发展则需要一代一代积累相传,当需要掌握的知识多到一定程度时,则下一代人能够掌握上一代的知识技术就很困难了,创新进步就很难实现了。而因教育年限和有限生命导致的冲突很难得到根本解决。,

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▲由于预算限制等原因,美国将在一段时间内无空间站可用▲

经济及能耗:随着科技的发展人们会发现,高科技的东西越来越贵了,消耗能源及材料也似乎越来越多。比如以前人们只需要挖空一段树干就可以做成独木舟出行,后来舟船变大了,消耗的木材也更多了,再后来蒸汽机的发明让船开始消耗煤炭和钢铁,再后来各种电子设备、武器弹药等更是越来越越贵,到现在十万吨以上的航空母舰和巨型油轮简直贵的不要不要的。然而人类的经济总量总是有限的,地球的资源不是无尽的,NASA(美国航空航天局)已经出现因为金钱问题使各种太空计划搁置停滞的现象,而整个人类文明及科技发展也许会最终因为经济及能耗的原因,成为一个不可承受之重,从而到达极限。

材料限制:材料对科技进步的发展有着至关重要的作用,钢铁、玻璃等材料技术的落后就是古代中国科技发展停滞不前的重要原因之一。现代科技对材料的要求越来越高,硬度、韧度、耐温度、耐疲劳度、透明度、尺寸等各种因素都会影响科研是否可以顺利进行。以芯片为例,目前芯片尺寸可以做的非常小,但小到一定程度产生的量子干扰等问题会导致芯片无法再小了,根据推算18年内目前的芯片技术就可能发展到尽头了。也许到时候会有更加先进的材料及工艺可以替代目前的硅技术,但尺寸及工艺的问题仍会影响到芯片发展的极限,即便以后真能做到原子级别大小的芯片。

自然定律的限制:很多自然定律已经限制了我们,比如我们不可能达到绝对零度,不可能达到光速等等,人类受着各种自然定律的限制,万有引力的束缚不能让我们自由翱翔宇宙中从而深入研究黑洞、宇宙大爆炸等原理,由于压力的巨大我们甚至对海洋的了解都知之甚少,对地球本身的了解也因为不能深入地心而停滞。

……

如果把地球上每一个国家都看成一个星球的话,就会发现有的星球文明及科技发展程度已经到达极限了,很多小国因为资源、人力、经济等因素不可能像美国那样发展自己的高科技产业,很多科研事业甚至连美国也难以独立发展,需要联合各国之力才能进行。这种现象是整个人类的文明及科技发展极限的缩影。

现在很多科研领域已经有发展极限的预兆,比如受制于经济、材料及能源等限制航空航天技术进步明显放慢;微观物理学研究单位越来越小,突破非常困难;为研究宏观物理学动辄建设数十亿美元的大型设备(如前段时间的引力波发现设备、电子对撞机等);

当然,如医学、生物基因等很多领域,即便在现有技术条件下,也有很多进步空间,但受制于本文中所讲的各种限制,人类似乎永远不可能达到万知万能的地步,总有一个科技发展的极限。就像我们观察蚂蚁,似乎无论蚂蚁如何努力,都不可能超出它们的先天能力限制,人类也应如此。

——作者 仓梁 版权及业务联系qq573169379

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