转载：技术大停滞——范式春梦中的地球工业文明1：文明与技术
转载：技术大停滞——范式春梦中的地球工业文明1：文明与技术
- 导读
- 1，文明和技术
- 1.1，范式粗谈
- 1.2，人类文明所经历的范式转换
- 1.3，范式牢笼
- 1.4，科学与技术之间存在的鸿沟
- 1.4.1，科学的本质
- 1.4.2，技术的核心
- 1.4.3，从瓦特谈起：蒸汽机引发的正反馈
- 1.4.4，需求不是救命稻草
- 1.5，科技利益集团
- 文章整体目录
本文转载自公众号《风云之声》的同名文章，原作者叫资水东流。由于原文过长，鄙人拟按章分批次转载，本篇是该长文的第一章，下为正文。
导读
烟花爆炸的瞬间绚丽且美，但人眼看到的时候，爆炸已经接近尾声。此文是我读过的最发人深省的文章之一。地球文明已经进入一个关键点！在黑暗的宇宙森林中，行星上的化石能源是一根小火柴，如果能够点燃，那么将会获得整个森林；如果不能，就会困死在地球上！
1，文明和技术
什么叫文明？百度上的解释如下：英文中的文明(Civilization)一词源于拉丁文Civis，意思是城市的居民，其本质含义为人民生活于城市和社会集团中的能力。引申后意为一种先进的社会和文化发展状态，以及到达这一状态的过程。对于文明出现的判定标准，主要是城市的出现，文字的产生，国家制度的建立。其中最重要的前提条件是城市的出现，可以说城市是文明的发源地。但所有史书在讲述一个个具体文明时，都会从农业革命开始，因为没有农业革命带来的剩余粮食和负熵流，又何来城市及其有序生活？
因此，所有文明的诞生都可归结于一次技术台阶上的跃进：包括固定太阳能的农业技术，金属冶炼技术，马匹，建筑技术和传播信息的文字技术。在那之后，虽然明面上不是那样显眼，但润物细无声，技术的发展深深地影响了文明的进程。
正如一位网友所说，一般情况下，某种生物的种群数量和生存资源呈现简单的反比关系。人类的不同之处在于加入了另一个变量技术因素，形成三者互动。在人口和资源呈反比关系的基础上，技术与人口、资源都呈正比关系。每一次重要的综合技术革命，都能带来人口和资源的重大变革，进而引发社会变革。当技术进步遇到瓶颈的时候，经济会恶化，导致社会发展出现阶段性倒退。总而言之，长时间演化之下，技术和所处社会相互耦合，相互影响。当技术趋于停滞时，人类发展的空间也逐步限定。
有学者专门撰文指出：“在第一次技术革命与第二次技术革命、第二次技术革命与第三次技术革命之间发生了世界性的经济危机，分别是1857年和1929年—1933年发生的经济危机。迄今为止的世界性经济危机都出现在前一次重大革命性技术结束之后和下一次重大革命性技术出现之前。而08年的金融危机，至今余波未央，实际上是由第三次技术革命到了衰竭期而造成的。”
本人不是技术决定论者。人类文明的进步，绝对不是取决于技术一个因素。比如，即使在21世纪的现代美国，也仍然有大批穷人，更不要说其它国家了。不能奢求用技术来解决贫富分化问题，但技术水平决定了文明的空间。而且必须指出的是，人类社会整体技术水平的提升，最终也会惠及到社会的各个阶层。很简单的一个事实，当今世界上，除开那些战乱地区，其它国家最穷的群体，也比农业社会时期穷人的日子过得要好。
一定的技术水平，会塑造相应的文明规则。以农业社会为例，物质生产上，农业社会靠体力干活，所有文明的家庭传承都是男性主导。社会道德总是和社会现实相匹配。最简单的一个例子，农业社会的低技术水平，决定了婴儿的高死亡率，在这种环境下，宣传计划生育和优生优育就是民族的自杀，生育文化先进的文明肯定会在长期竞争中获胜，比如华夏文明。另外，几千年的农业社会历史，大部分文明都趋于技术停滞，技术条件决定了帝国的疆界有限。疆界之外，统治的收益很小，抵不上成本，只能视为蛮荒之地。最先进的知识分子也难以想象边界之外，还有着同等程度的文明。
物质生产方式、道德规范和思维模型会相互反馈，相互约束，最终会形成一个超稳固的结构，这就是“文明的范式”。
这种文明的范式是一把双刃剑，某些时候起润滑作用，某些时候是社会的牢笼。
1.1，范式粗谈
范式（paradigm）的概念和理论是美国著名科学哲学家托马斯·库恩(ThomasKuhn) 提出并在《科学革命的结构》(The Structure of Scientific Revolutions)（1962）中系统阐述的，它指的是一个共同体成员所共享的信仰、价值、技术等等的集合，是从事某一科学的研究者群体所共同遵从的世界观和行为方式。在库恩看来，范式是一种对本体论、认识论和方法论的基本承诺，是科学家集团所共同接受的一组假说、理论、准则和方法的总和，这些东西在心理上形成科学家的共同信念。瑞泽尔认为：范式是存在于某一科学论域内关于研究对象的基本意向。它可以用来界定什么应该被研究、什么问题应该被提出、如何对问题进行质疑以及在解释我们获得的答案时该遵循什么样的规则。
范式是一科学领域内获得最广泛共识的单位，我们可以用其来区分不同的科学家共同体或亚共同体。它能够将存在于一科学中的不同范例、理论、方法和工具加以归纳、定义并相互联系起来。
范式概念的提出是科学哲学上的一次革命，在那之后，范式概念被逐渐应用到其它方面。例如，工业人士认为技术创新，从蒸汽机到计算机，可以引起产业结构（范式）的变化；经济学家则运用税收政策来促进公司结构（范式）的合理化；在管理学中还出现了一系列诸如组织范式、开放范式、同步范式、协同范式、参照范式和随机范式等等杂烩新术语；社会学家更是把它奉为至宝，用来描述所谓“社会范式”的变化。
在库恩看来，两种范式之间是不可通约的，“科学革命”的实质，一言以蔽之，就是“范式转换”。
人类历史上有过很多范式和范式革命。最著名的就是地心说和日心说。
希腊哲学家们认为，永恒的、神圣的天体只能相应于其高贵的地位作匀速圆周运动。但天文观察表明，少数天体，如太阳，月亮和一些行星的视运动却并不如此，甚至还描绘出复杂的双纽线轨迹。柏拉图给他的学生们提出了一个任务：怎样用若干个特殊的匀速圆周运动的组合，去解决理想情况与现实的这个矛盾。
最终，托勒密给出了他的解释。他认为，地球处于宇宙中心静止不动。从地球向外依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星，在各自的轨道上绕地球运转。其中，行星的运动要比太阳、月球复杂些：行星在本轮上运动，而本轮又沿均轮绕地运行。这一理论体系符合日常经验，并且能粗略地解释天体运行轨迹，后来和宗教相结合，统治西方一千多年，被绝大部分人奉为万世不易的圭臬。这就是哥白尼之前的西方天文学范式。
地心说在很长时间内被认为是真理，但长期的天文观察表明，一个均轮加上一个本轮，和观测到的实际行星运动轨迹还是有若干差异，于是，一个本轮不够，再叠加一个本轮，还不够精确？再加一个！最终弄出80多个本轮，以至于有人哀叹：我若是上帝，绝不会创造出如此复杂的世界。地心说陷入危机之中。
最终，哥白尼提出了日心说这一和地心说截然不同的体系，开启了一个新的范式，而开普勒和牛顿进一步完善了哥白尼的理论。新的理论简洁明了，而且还可以预测未来星体的运行轨迹。天文学迎来一个全新的阶段。
1.2，人类文明所经历的范式转换
如果把范式概念应用到技术文明上，那么很显然，采集和狩猎是一种范式，农业文明是另外一种范式。相对于农业文明，工业文明又是一种全然不同的事物。
人类在进化树上迈出至关重要的一步后，在几十万年的时间内，依靠狩猎和采集为生。据估算，一万年前地球上疏散地分布着一千万原始人类。 （http://www.pep.com.cn/lsysh/jszx/jxyj/jxxc/201008/t20100827_805526.htm）
那时地球上群体人口的规模很小，不超过50人，男人是主要的狩猎者，而女人则主要从事植物采集并靠此提供食物。这类生产活动的性质决定了当时人类社会的主要特征：
- 极低的人口密度，由于不能主动利用太阳能，人口数量不能超过由狩猎和采集获得的食物所能承受的界限，据研究，每平方千米只有4人左右。
- 极度蒙昧，生存压倒一切，没有剩余物资供养额外人员，基本依靠动物性本能活动。
- 流动性强，没有定居生活。
一句话概括，根本谈不上任何文明。弱肉强食是部落的最大共识。
但在大约10000年前开始，农业，马匹，车轮，冶金，文字所代表的一次技术革命，把人类从蒙昧时代解放出来，对世界的改造远超之前的原始社会。关键技术进步体现在农业上，人类首次能够主动的固定太阳能。新的负熵流使得人类社会能世代繁衍并逐步脱离蛮荒状态，建立起秩序井然的文明。纵观历史，各大农业文明的特点都很相似：
- 比较高的人口密度，中国和印度这样的农业文明极致，能够1平方公里养活50人。
- 定居生活，耕地需要固定劳动力。
- 金字塔般的秩序，底层农民供养上层统治者和知识分子。
农业革命把人类带到了一个新的技术台阶上，负熵流的大幅增加，意味着文明开始萌芽。在之后的几千年时间内，各个文明的技术龟速前进，并且技术进步呈现出零星点缀状态。由于技术的漏斗效应，在此期间，地理位置不同的各个主要文明（隔绝和半隔绝的美洲文明、撒哈拉以南的非洲文明除外）之间相互扩散技术，最终达到了一种热力学平衡状态。在农业社会中，对于绝大部分人口而言，他们的基本生活方式和数十代前的祖先一样，他们的能源利用水平和前人处在同一水平上。《全球通史》【袁岚峰按：美国历史学家勒芬·斯塔夫罗斯·斯塔夫里阿诺斯的名著】对此加以评论，公元1500年的世界和公元前500年的世界差别不大。对于工业革命以前的知识分子来说，停滞和一成不变是他们对世界的认知范式。
18世纪的某次随机扰动和正反馈，超过了一定的阈值，瓦特改良的蒸汽机引发了前所未有的工业革命。【袁岚峰按：其实我不认为工业革命来自随机扰动。欧洲在此之前几百年就在向这个方向不断努力，而其他文明并没有向这个方向努力，所以欧洲实现工业革命、甩开其他文明，是理所当然的。】农业社会被逐渐改变，新的能源和动力革命让人类文明摆脱了马尔萨斯陷阱，越过了一个至关重要的台阶。短短的200多年，全世界起了天翻地覆的变化。绝大部分人现在接受了一个完全不同的范式：文明永恒前进，未来代表美好。
1.3，范式牢笼
一定的技术水平，形成一定的范式。不同范式下，相互看待对方很离经叛道，是超出想象力范围的事物，比如农业社会的大众无法想象工业社会的职业女性可以离开家庭，整天忙碌不停，工业社会的高中女生理解不了农业社会的早婚早育。
一种范式的树立可能需要花费很长时间，但范式具有自稳性，而跳出范式，付出的不仅仅是时间。人类历史上有无数例子表明，这种范式牢笼往往很坚固，要突破范式牢笼，需要勇气和牺牲。
从大的方面来说，华夏文明近代的屈辱就是一个典型例子。农业社会时期，无论是深度还是广度，华夏文明是最辉煌的文明。不管喜欢与否，华夏文明的核心就是深深根植于农耕社会的儒家思想及其官僚系统，接近3000年的熏陶，传统华夏文明已经无法摆脱农耕这种范式，所谓的李约瑟之谜，实际上就代表着华夏文明深处于范式牢笼而不得自脱。即使在一波波的外力干涉下，华夏文明也极不情愿改变自身，行动总是位于屈辱之后，洋务运动，公车上书，清末新政，辛亥革命，五四运动，引入共产主义，历史越来越偏激，最终以“大跃进”，文化大革命和计划生育作为标记符来彻底埋葬传统华夏农耕文明。
在企业层次，柯达公司是固步自封的代表。接近100年的时间里，柯达是光学成像技术的引导者和胶卷行业的领先者，柯达曾经造出世界上第一台数码相机，但没有推广。曾经的王者，形成了一套自己的思维方式和利益团体，不愿意改变自己的技术路线，自己给自己编造若干关于数码技术缺点的论文，但新的革命性技术一般都具有一个特点：最初可能很粗糙，但有远大于传统技术的潜力。化学感光胶卷已经到了极限，40年后，在数码革命的风暴中，柯达宣布破产。
从小的方面来说，本人曾经关注一个现象。在上个世纪90年代，VCD在中国异军突起，作为一种新技术，短短几年间，在中国社会迅速普及，但很奇怪的是，VCD在美国并没有流行开来。美国人还是喜欢用录像机。究其原因，中国人在VCD之前没有经历录像机这个时代，而录像机在美国家庭的拥有率很高，一般家庭，零售商，内容供应商和分销商，几十年来已经对录像机形成了一种使用范式，用起来很方便，维修起来也很方便，不愿意跳到VCD这条技术路线上。直到DVD这种清晰度远超录像机的产品出现，数字光盘才在美国流行起来。
如果从整体上概括，三次技术革命和随之而来的一系列工业革命，摧毁了农业社会，也塑造了一个新的工业文明范式。
经过两百多年的飞速发展，整个社会潜意识中有一种基本信仰：未来科技是神魔般奇妙，会让我们的生活更好。绝大部分国家的社会规划，资源开发和工业建设都是基于这种信仰。比如现在污染了没关系，以后会有办法解决；现在城市规划让人长期花费大量能源奔波两地，没关系，能源问题以后不是大问题；发达国家人买一双袜子，都是从万里之外运来，没关系，运输成本很低；等等。
绝大部分人很少真正地想过，技术能够一直飞速增长吗？如今这个基于化石能源的高能耗工业文明能够一直持续下去吗？
就人类社会整体而言，实际上已经陷入了一个范式牢笼，这个牢笼由多种因素构成，有社会制约，有资源约束，有体制束缚，更有技术本身的负反馈。
但深处春梦中的大众不愿意醒过来。在IT技术耀眼惑人的同时，其它领域技术上的停滞现象越来越明显，一个很简单的事实，回头看看四五十年前的社会氛围，那时年轻人梦想着驾驶宇宙飞船征服广袤的星海，现在呢？宅在家中享受淘宝成了时尚。
人类的工业文明是建立在廉价能源基础上的，现在能源技术遇到了大瓶颈，看不到革命性突变的任何苗头，估计很少有人能够想象如果技术大进步突然停滞个百来年，没有找到大规模新层次廉价负熵流的来源，全世界会变成啥样。
但历史上是真实发生过的，前面已经说过，第一轮技术大爆炸把原始社会转变到农业社会，之后整个人类社会在技术上以龟速爬行了数千年才迎来工业革命。
如果真的发生了停滞，人类社会根本就没有做好应对的准备。
喧嚣的背后，阴影在持续扩大。
1.4，科学与技术之间存在的鸿沟
知其然，知其所以然，造其然，利其然。这是个人对从科学到技术创新所要经历的四步骤的归纳。一方面，人类的很多知识，往往都是卡在后两个阶段，无法转换为市场需要的技术。少数知识，比如光伏发电，即使能投入生产，其实也没有达到利其然的地步，背后是大量的政府补贴。另一方面，很多理论上已经划定范围的东西，出于牟利的目的，却又披着耀眼的技术外皮闪亮登场，被若干商业组织兜售给大众，最典型例子就是“水变油”和“技术奇点”。
1.4.1，科学的本质
科学本质上是认知的范式。
康德有句名言，人的理性为自然立法。人类具备有先天综合的能力，即把感性材料综合为相互连接的表象，进而归纳出若干原则，这些原则可以用来解释众多的芜杂现象。当然，现代科学体系一般都遵循奥卡姆剃刀原则，即用最少的来解释最多的。
科学从知其然开始，知其然就是观察世界或通过实验，把众多现象（其中可能彼此看上去是风马牛不相及）总结起来，归纳到同一因果链。
比如牛顿观察到大海潮汐，月亮的运转和地球绕太阳运动，他认识到这背后有一个共同的因素在起作用。
很多科学领域，比如力学，电磁学，热力学，化学，都已经超越了这一阶段。
但生物学的很多分支，还处于这一阶段。
而知其所以然就是科学共同体提出的一套范式，找出内部规律，用相对简洁的规律来解释庞杂的外在现象，如果能够数学化，那就意味着真正的知其所以然。
牛顿提出三大运动定律，万有引力来解释诸多现象，配合微积分，演绎出一个庞大的体系，他的解释很让人信服，实验精度很高。
麦克斯韦在电磁学上作出了类似的贡献，相似的例子还有爱因斯坦，薛定谔，香农等。
比较低层次的有门捷列夫，元素周期表可用于定性解释化学现象，但无法定量。
而生物学在这方面还没有及格，大部分生物领域，找不出较好的方法来简洁描述生物现象。举一个很简单的例子，都知道单眼皮和双眼皮是由基因方面的差异造成的，但如何造成的？DNA如何根据碱基的不同，操纵物质一步步勾勒出单眼皮和双眼皮？能用什么数学方程来描述？
在此必须要慎重说明的是，对同一类现象，不同的学者可能会提出完全不同的解释，比如对日升日落现象，就有地心说和日心说两种截然相反的解释体系。在科学史的研究中会发现，无论是新的，还是旧的理论体系，在它们的那些历史时期，都能解决一些实际的问题。但是，它们对相同的观察事实的解释竟没有相似之处。亚里土多德的力学体系与牛顿的体系的关系是这样，牛顿体系同爱因斯坦的体系的关系也是如此。
库恩认为，传统的关于科学本质的进步性质以及知识的不断积累增长的观点，不管怎样的言之成理，却不能说明历史研究中所呈现出来的实际情况！科学知识不是累积的，科学的历史是由那些极具洞察力的新思想推动的，而不是连续积累的效应。如果说“常态科学”是缓慢、连续、稳定和积累的变化，那么“科学革命”或“范式转换”则是极少发生却又极有意义的变化。“婴儿科学”常常是从少部分人那里探索出来的，如伽利略、牛顿、达尔文、爱因斯坦等。“常态科学”只是在科学首创确立以后的“精湛化”。
1.4.2，技术的核心
技术是人类超越于动物的关键所在,核心在于实践。
马克思在《关于费尔巴哈的提纲》的11条提纲中的最后一条中说道“哲学家们只是用不同的方式解释世界，而问题在于改变世界”。这话如果套用过来就是，科学解释世界，但对人类更重要的是技术可以改造世界。牛顿的理论最初只能用于象牙塔，而瓦特的蒸汽机是人类社会的一个关键转折点。
纵观历史，人类与其它生物在生物领域的差别并无特殊意义，人类的生物秉性对于后来的人类文明而言，没有起到决定性作用。人和动物的主要差别是技术应用。技术进步是促进人类社会发展的第一动力，承担着人类文明进步的重任。如果没有技术，人类肯定不会发生这么多与其他生物不一样的故事。以技术为基础，生产、商业、军事、政治、科学、道德、文化、文明才有了着力点。
古希腊时期，有着众多的科学理论，但这些科学理论并没有大规模应用到当时的技术上。原因很简单，技术的起源独立于科学。这听起来很不可思议，今天大众已经习惯了“科技”这个词，很多人会想当然的认为技术来源于科学。但实际上，从石器时代制造第一个石头工具开始，技术就开始萌芽了，而科学还在十万八千里外。在人类文明史的绝大部分时间内，技术的改进工作都是由工匠进行的，和科学家无关。很多时候，技术的改进取决于工匠的经验积累。在长期实践中，很多工匠对事物的规律不一定有理论上的认识，但经验会告诉自己，怎么做才能做下去，他们是在实践中来应用规律，而不是理论上来阐述规律。直到第一次工业革命开始，科学才和技术慢慢结合起来。
不管理论如何，技术的中心就是流程和结构必须具有可操作性和可重复性。技术实践的主要步骤是试错，尝试不同的流程和结构组合，找出一条可行的路径。在这里必须强调的是，现代科学对于技术的作用，很大程度上就是减少试错的次数，所谓用理论来指导实践，就是缩小试错的成本和范围。比如，莱特兄弟制造出飞机的时候，工程经验甚于空气动力学，但后来的飞机改进和升级，离不开空气动力学方面的知识。F-22，J-20这样的飞机，绝对不是靠纯粹试错能够造出来的，肯定是理论和试错并行。
从发展顺序来说，技术可以分为造其然和利其然两步。
造其然，就是主动利用已知规律来造出自然界原本不存在的事物。这一过程本质是人对自然的反馈。早期的典型例子是弓箭，尽管不知道势能和动能这样的概念，但工匠们一样可以根据经验造出把势能转换为动能的弓箭。现代的典型例子是原子弹，氢弹，火箭和宇宙飞船。分领域而言，机械，电子以及电力技术在这方面最成熟，相对不成熟的是化学和材料学，通过化学反应能够得到某种物质，能测出物质的特性，但反过来，预期要求某物质具有若干特性，如何通过一定的步骤，造出这种物质来？
利其然，虽然也是利用规律，但和造其然有很大的差异，很多造其然的行为是不计成本的实验室行为，很多甚至是国家行为，例如二战中的曼哈顿计划和冷战中的阿波罗登月计划。而利其然的核心就是要求技术及其产品在流程和结构上平衡好性能和价格，和所处的社会能够成功互动起来，形成一种正反馈效应，并最终接受市场的检验。
这方面最典型的例子就是流水线生产的汽车。
在福特发明流水线生产技术以前，制造一辆汽车类似现今的飞机制造，一大群人围绕着一辆车干活，一个工人装配某个零部件的时候，几十个工人在旁边看着，生产效率很低下，因此早期的汽车价格很昂贵。福特发明了流水线生产技术：每个工人在流水线上固定生产一种或少数几种产品(零件)，其生产过程是连续的，流水线上各个工作地是按照产品工艺过程的顺序排列的。每个工作地只固定完成一道或少数几道工序，流水线按照统一的节拍进行生产。在流水线生产情况下，汽车的生产效率急剧提高，汽车的生产成本开始下降。汽车售价下跌，销售量增长，销售量增长带动零部件的采购量增长和零部件的价格下降，反过来又降低了生产成本，这样形成了一种正反馈效应，1908年，福特T型车售价是850美元，一年销量是5000辆，1916年，T型车售价是360美元，一年销量是500000辆左右！
技术创新要达到“利其然”的地步，往往需要考虑多种因素，要考虑到可实现性，但大众往往被媒体和科技利益集团误导，把技术创新想得很简单，利用大众和政府的这种心理，过去几十年，中国，乃至整个世界都充满了各式各样的科技噱头。
在这方面，尤其以生物学领域最为突出。上个世纪70年代开始，生物学领域的研发经费急剧增加，超过了其它领域的总和。由于实践技术迟迟不能突破，一直只能为了论文来发论文，为了经费考虑，生物学界开始有意无意的传播技术噱头。比如，现在很多学校都开设了生物工程这个专业，但绝大部分其它带工程头衔的专业（如电子工程，动力工程）早就达到了利其然的地步，而生物工程专业的课程设置和培养方案和工程根本不占边，反而和文科专业很类似。生物学领域连“知其所以然”都没有达到，却在大肆渲染“21世纪是生物学的世纪”，诸如“饿死癌细胞”这样的大饼隔一阵子就画一个。
阿波罗登月年代后的这些噱头，极大地误导社会，使得大部分人认为现今仍然是一个技术爆炸年代。
1.4.3，从瓦特谈起：蒸汽机引发的正反馈
这一小节的内容参考了网友马前卒的帖子，在此表示感谢。
在详细探讨工业革命是如何爆发前，先给大家介绍一个模拟电路概念——迟滞比较器。这个例子说明了不能以连续可逆的观点来看待事物。
一个正向+1 V阈值（可以是其它值）的迟滞比较器有一个输入端，一个输出端，在一定电源电压下，缓慢调节输入电压，从-15 V到+15 V，观察输出电压，会发现输出电压从-15 V 变化到+15V。由于输入电压是连续变化的，很多人会认为输出电压也是连续变化的。但情况正好相反，仔细观察后发现，输入电压从-15 V一直变化到接近+1 V（比如0.99 V），输出一直维持在-15 V不变。一旦输入电压开始接近+1 V，输出电压急剧变化。输入电压从+0.99 V变到+1.01 V，输出猛然从-15 V突变到+15 V。之后，输入电压从+1.01 V变到+15 V，输出维持+15 V不变。
从输入输出曲线上会发现，曲线在输入电压+1 V附近是90度垂直上升。原因很简单，一旦越过+1 V阈值，电路上会产生一个正反馈效应，这个正反馈效应会使得负者越负，正者越正，输出急剧变化。而且，神奇的是，一旦输入越过+1 V阈值，输出从-15 V变成+15 V后，再反方向把输入电压从+1.01 V调回到+0.9 V，甚至-0.9 V，输出电压保持+15 V不变。这表明，一旦越过某个阈值，电路环境会发生改变，不能想当然地认为事物可逆。
在绝大部分人的心目中，认为工业革命是一种自然而然的变化，时间够了，蒸汽机自然会出现，自然会推动工业文明的到来。但事实是，工业文明的诞生需要越过一个关键的阈值点。
许多教科书上（历史书、物理书）说瓦特是蒸汽机的发明者。这是误传。世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家亚历山大港的希罗（Hero of Alexandria）于1世纪发明的汽转球（Aeolipile），是蒸汽机的雏形。英国人萨维利（Savery）于1698年、纽可门（Newcomen）于1705年各自独立发明了早期的蒸汽机，用于矿井抽水。由于效率太低，也只能在便宜煤炭充足的矿井中抽水。1769年后，瓦特的一系列革命性改进大幅度提高了蒸汽机的工作效率，让蒸汽机在各个领域的应用成为可能。
蒸汽机的原理并不复杂，英国科学家李约瑟曾提出一个著名论断：蒸汽机＝水排＋风箱。他想用这一公式说明，没有中国古代技术成就，西方近代革命的心脏——蒸汽机是不可能发明的。从蒸汽机的关键结构看，“风箱”解决了双作式阀门问题，而“水排”则提供了直线运动和圆周运动之间的转换设备。“风箱”是我国宋代发明，尔后传到西方，18世纪在欧洲普遍应用；而“水排”1900多年前就在我国出现，《后汉书·杜诗传》中有明确记载。从这个角度看，我国古代先进的技术已经为蒸汽机发明打下了基础，但最早发明“风箱”和“水排”的中国人却没有制造出蒸汽机。
除了中国之外，纵观历史，古埃及、古巴比伦和古代印度，都有着蒸汽机雏形的历史记载。
工业革命的爆发，需要一系列条件。历史上有很多显赫帝国，西方的罗马帝国，中东的波斯帝国，阿拉伯帝国，华夏的汉唐宋明，甚至于蒙古帝国，其所达到的技术水平，其所能动用的人力物力，其对于动力的需求，都不比18世纪中晚期的英国差。但偏偏各种因素干扰，无数次有意无意的努力，总是离那关键的阈值点差那么一点点。
农业文明的几千年技术交流，英国这个海上帝国的体系容量，使得瓦特的革命性扰动终于在18世纪中晚期越过了一个关键的阈值点。
用马前卒的话来概括：
蒸汽机和机床加工的工具可以显著提高矿井的效率（煤、铁的采掘），廉价的煤炭和钢铁通过冶炼工序，又可以反过来提高蒸汽机与机床的产量。另外，机床可以用来制造更多的机床和精密的蒸汽机，蒸汽机也可以提高机床进行金属加工的加工能力。人类历史上第一次有一系列的相关技术通过如此之多的相关工序互相促进，最终形成了一个加工能力和能源采集的正反馈系统。
这个正反馈不断扩大规模，提升加工精度和个人生产效率，将其他部门卷入自升级体系，最终建立了一个大工业体系，为整个经济体系提供稳定的负熵流。
类似现象在之后的200多年还有多次，内燃机、免疫技术、电力和计算机都引发过相应的正反馈。当然，正反馈过程不可能无限制持续下去，正如上面提到的迟滞比较器受电压电压的约束，技术革命引发的正反馈会受到各种各样的制约，如资源、市场和道德等等。当一种正反馈过程开始停滞下来的时候，危机开始酝酿。1929年和2008年的经济危机就是典型例子。
就人类文明整体而言，正反馈的过程就是越过技术台阶的过程，90度垂直的台阶，需要90度垂直的正反馈助力。
1.4.4，需求不是救命稻草
科学理论的进展往往吹起美好但空虚的泡泡，技术进步却能带来真正的需求。
2008年爆发金融危机以来，世界经济，尤其是发达国家，已经萎靡不振快7年了，而媒体上报导坏消息的时候，往往以“2008年金融危机以来”这样的语句作为展开点。和历史上危机不同的是，本次危机的特点就是拖延时间长。1990年和2001年的经济危机，持续时间都很短，市场反弹很快。从宏观历史看，如果不计1990－1991年的轻微衰退和2001年由于911事件所导致的美国宏观经济增速的短期下滑，自1979至1983年的美国和西方发达国家的经济衰退到2008年以来的这场经济衰退，整个西方世界已经保持了四分之一多个世纪的经济增长。
本来经济危机和经济繁荣应该是循环往复的，但这次经济危机后，似乎看不到经济重新繁荣的征兆。个人认为，此次危机之所以破坏程度深，对中产阶级的打击超过了以往危机，是因为本次危机在反弹阶段和过往危机有本质上的区别。从时间轴上来看，人类可能进入了一个新时代：技术革命（不是科学）的大停滞时期，技术改进还在发生，但看不到革命性质变的苗头。
本次危机后，严格意义上讲，2001年IT泡沫破灭后，西方突然发现，下一个产业突破点，下一个经济增长点在哪儿呢？2001年IT泡沫破灭后，美联储为什么将联邦利率大幅下调？因为在找不到新型产业突破点的时候，必须依靠房地产泡沫来推动经济发展，满足资本牟利的需要。当2008年次贷危机导致金融崩盘后，房地产泡沫也就一去不再回头，没有了新的投资方向，所以有一个很奇特的现象：美国企业里有着史无前例的充裕现金，国内失业人数一大群，但它们都不愿意投资。【美国企业现金储量达历史最高水平http://epaper.stcn.com/paper/zqsb/html/2011-02/21/content_245467.htm】
而媒体上的常规报导都把这归咎于“需求不足”。按照以往经验，只要采用凯恩斯的理论，不停的刺激需求，危机就会过去。这7年中，美欧日采用了一切办法来刺激经济。除了行政部门的常规刺激政策，金融部门更是以超出常人想象范围的方式来给市场添加助力。美联储一次又一次的搞量化宽松，加息更是一再拖延；欧洲央行许诺无限制的购买债券；日本干脆以威胁以印钞的方式来撬动市场。但即使在这些史无前例的“救心针”作用下，发达国家的就业市场依旧远远没有恢复到危机前的水平，而民间的抗议示威则是一浪高过一浪。特别是欧洲那些二流发达国家，都快逼近国家破产的地步了。值得注意的是，在西方面临窘境的同时，东方的中国也进入了所谓的“新常态”时期，传统的刺激政策出现边际效用递减现象，以至于有人开始宣称，今年【按：2015年】是最后一次看到7%的增长率。
因此，凯恩斯的刺激需求理论说明不了当前的窘境，熊彼特的创新衰竭理论反而被越来越多的的人所重视。
历史一再表明，最根本的需求扩展，往往是由技术革命带来的。
没有蒸汽机和火车轮船，小农社会满足于自产自销，千里之外的东西与我何干？没有内燃机和飞机，跨国旅行是探险，不是享受。
技术的可能性决定了人类需求的范围。就目前看来，人类所需求且可达到的产品都处于效率改进的阶段。自25年前互联网和数字化手机勃兴之后，人类社会没有诞生真正的外拓型产品。
但不知从何开始，有一种说法开始越来越流行，需求决定技术。常常被引用的是马克思的一段话：“社会上一旦有技术的需要，这种需要就会比十所大学更能把科学推向前进。”
这种观点很具有误导性，因为它在很多情况下是正确的。不过，正如数学中要区分充分条件和必要条件一样，不能想当然地把这句话看成是放诸四海而皆准的真理。
举几个例子。
商用市场对飞机的要求是越快越好，比如现在跨越太平洋需要十几个小时，大部分旅行者希望能把这个时间缩短。但为什么航空公司做不到? 挟泰山而超北海，非不为，实不能。
人类现在的技术造不出相应的高性能且各项指标都合格的航空发动机，或者说，有推力大的发动机，但成本太高，耗油量太大，可靠性上不去（比如协和飞机）。过去40年，对民用航空发动机的技术改进，只能用龟速形容，导致50年前定型的波音飞机现在还占据市场主流。当然，有人会反驳，速度太快不舒服，所以高速飞机没必要。在人类步行6公里时速的时候，认为坐在60公里时速的火车上很危险，很不舒服。火车60公里时速的时候，不敢想象600公里时速的东西怎么可能舒服，但后来技术达到了600公里时速的飞机很舒服。现在想象6000公里时速不舒服，很恐惧，只是因为长期的航空技术停滞，大众习惯了波音飞机40年不变，难以想象10倍的速度增长。如果技术突然有了大爆炸，让6000公里时速飞机的成本极大降低，舒适度基本不变，大众自然会拥抱新的旅行方式。
另外一个极端例子：绝大部分人类都向往星辰大海，但当前的航天技术，就原理上而言都难以满足这个要求，航天推进技术并没有因为人类的需求而有革命性进展。
那么，需求推动技术增长这一观点适用于什么场合？个人认为，当技术原理发生质变，技术不再是主要障碍，主要阻力来自于市场惯性和相关利益集团时，需求会推动那些眼光敏锐且雄心勃勃的创业者来推动技术的改进和相关产品的普及。
50多年前，计算机属于国家和大企业的奢侈品，但无数小型机构和组织都渴望一台属于自身的电脑，只不过当时的技术水平决定了电脑价格昂贵，保养困难，使用繁琐。随后爆发的集成电路技术革命，导致CPU领域出现了摩尔定律，电脑的性能飞速提升，同时价格急剧降低。现在随便买一台个人电脑，其性能超越了50年前最顶尖的大型机，但价格不到（换算成黄金）50年前大型机的万分之一。
因此，西方的经济疲软和东方的新常态，可能昭示着过去200年传统经济增长模式的动力开始衰竭。
1.5，科技利益集团
（这部分作者没写，但是在第二章有大量相关的内容。我怀疑是作者在贴吧里本来想写的，后来发现要写的很多于是干脆就作为第二章了。）
背景简介：本文是资水东流博士的作品《技术大停滞》的第三版《范式春梦中的地球工业文明：低熵体的困境和下一级技术台阶》，原发于新浪博客
http://blog.sina.com.cn/s/blog_3c4e19860102vyps.html
http://blog.sina.com.cn/s/blog_3c4e19860102w4ll.html，
作者授权风云之声发布。全文87000字，风云之声分为多期连载。你不需要同意作者的所有观点，事实上许多观点也都可以商榷。但作者提出的基本问题是真实存在的，事关人类的生死存亡，你一经思考就会深深印入脑海，萦绕于心。对于关心人类命运的读者，这是一篇不可不读的文章。
文章整体目录
前言
1 文明和技术
1.1 范式粗谈
1.2 人类文明所经历的范式转换
1.3 范式牢笼
1.4 科学和技术之间存在的鸿沟
1.4.1 科学的本质
1.4.2 技术的核心
1.4.3 从瓦特谈起：蒸汽机引发的正反馈
1.4.4 需求不是救命稻草
1.5 科技利益集团
2 科技利益集团鼓吹的范式春梦：所谓的技术大爆炸
2.1 渲染和洗脑
2.2 论文和专利：天文数字后的荒谬
2.3 比特世界和真实世界
2.4 部分和整体
3 范式春梦外的阴影
3.1 人类面临的技术窘境
3.1.1 能源转换技术的停滞
3.1.2 新能源的窘境
3.1.3 农业，医疗和生物技术
3.1.4 信息技术深度上的麻烦
3.1.5 其它方面的技术
3.2 众多的技术噱头
3.2.1 早早败落的太阳能/光伏噱头
3.2.2 经久不衰的人工智能大噱头
3.2.3 神乎其神的量子计算机噱头
3.2.4 牛逼哄哄的纳米材料噱头
3.2.5 近年来的新噱头
3.3 博士民工和生物技术的挫折
3.3.1 生物噱头的缘起和影响
3.3.2 研究范式和问题
4 低熵体的困境和所面临的技术台阶
4.1 从热力学第二定律谈起
4.1.1 《道德经》的智慧
4.1.2 负熵流和文明层次的跃进
4.2 科技树的主干和分叉
4.3 永远的50年和可控核聚变
4.3.1 永动机之梦
4.3.2 可控核聚变的难产和噱头
4.4 冷静思考:未来不一定会更好
5 台阶前的坑：人类社会的宿命
5.1 耗散结构理论的社会学意义
5.2 大竞争环境的消失
5.3 被全球化抹掉的差异性和人类社会的热力学平衡
5.4 老龄化自锁
5.5 如何填坑？
6 台阶的本质：复杂度魔鬼
6.1 何谓复杂度
6.2 纷繁世界背后的两条规则：适者生存和资本回报预期
6.3技术进步和技术革命：复杂度的变迁
6.3.1 运输/动力系统的演进例子
6.3.2 技术革命的特点和复杂度的变化
6.3.3 正在面临的高复杂度科学魔鬼
6.3.4 源自技术根底的困境
6.4 高复杂度带来的诸多恶果（more is different)
6.4.1 吾知也有涯和生死竞赛
6.4.2 维护成本
6.4.3 来自社会的负反馈
6.5 简单的数学推导
7 寂静星空所隐含的恐怖前景
7.1 大寂静和费米悖论
7.2 细思恐极的三种情景
7.3 宇宙大筛子
7.4 一根小火柴
8 反思和总结
8.1 复活节岛的悲剧
8.2 冷静不代表悲观
8.3 研发需要范式革命
8.3.1 从中心极限定理和大数定律说起
8.3.2 现行科研体制的弊端