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现代基础科学为何停滞不前?到底是谁锁死了人类文明的发展?

创作时间:
作者:
@小白创作中心

现代基础科学为何停滞不前?到底是谁锁死了人类文明的发展?

引用
1
来源
1.
http://www.360doc.com/content/24/0710/13/65488380_1128419906.shtml

过去的两百多年,人类文明科技取得了突飞猛进的发展,尤其是过去的几十年,人类科技发展日新月异,让我们不得不感叹,世界变化太快了。

仔细想一想,仅仅20年前,有谁能想到如今的手机能智能到这种程度?在智能手机还没出现时,视频通话对于当时的人们来讲太陌生,也很遥远。但如今一切都实现了。

或许,用不了多久,人与人之间不但能视频通话,远方的朋友甚至可以直接“出现”在你面前,以类似“全息影像”的方式出现在你面前,就像真人一样与你面对面聊天。

假设你在深山老林里待上一二十年再出来,恐怕就会完全不认识这个世界了,因为在如今的年代里,二十年的时间足够让你曾经熟悉的世界发生很大的改变。

要知道,在工业革命之前的漫长时间里,不要说一二十年,哪怕是几百年,人类社会也很难发生大的改变。

过去的几百年时间里,人类文明之所以发生如此大的改变,就是因为人类的突飞猛进,而科学发展的基础又原子基础科学在物理,化学等领域的不断突破,让人类研发出越来越多功能强大的材料,犹如人类突然点亮了“科技树”一样,瞬间照亮了整个人类。

但如果你对人类基础科学的发展非常了解,就会发现,现代物理学大厦的两大基石,相对和量子力学,都是在上个世纪初提出来的,如今已经有一百多年的历史了,仍旧统治着物理学界。

这两大基石,是现代科学技术应用的基础,如果没有相对论和量子力学,如今我们享用的很多科技成果都不复存在。我们每天使用的手机和电脑芯片,就包含有量子科技。如果没有量子科技的应用,手机和电脑很可能就不会问世,起码不可能有那么强大的性能。

有人可能会说,人类科学怎么没有进步呢?过去的几十年时间里,人类在通信系统取得了巨大成就,短短时间里就从2G突破到了5G科技,同时还涌现出了很多其他高科技,比如说人工智能,纳米技术,生物分子学等。

如果你认为那是基础科学,就大错特错了。实际上仔细审视人类取得的那些成果,不难发现,那只是科技进步,本质上都建立在20世纪创建的基础科学理论上。

说到底,人类基础科学理论已经很长时间没有取得实质进展了,长时间停滞不前。那么,到底是谁锁死了人类文明的发展呢?

喜欢猎奇新闻的伙伴们,可能会相当科幻小说《三体》,认为是外星人锁死了人类的发展进步。不过科幻毕竟只是科幻,我们不能单纯地用想象甚至喜好代替科学。科学是相当严谨的学科,不容得有半点马虎!

本人的观点,两大因素制约了人类基础科学的发展和突破,分别是能量和人类寿命的局限性。

首先来说能量。毫不夸张地讲,人类文明的发展过程,就是对能量使用和驾驭程度不断突破的过程,因为不仅仅人体本身的生命活动需要能量,人类社会的一举一动都离不开能量。

宇宙诞生之初就是纯能量状态,这说明能量才是宇宙的本源。这也是为什么上世纪60年代卡尔达肖夫会把能量的使用作为衡量文明发展的重要指标,用卡尔达肖夫指数衡量宇宙文明的发达程度。

按照卡尔达肖夫指数,宇宙文明可以分为三个等级,分别是一级文明,二级文明和最高的三级文明。而人类文明连最低的一级文明都没有达到,只有大约0.7级。一级文明一个重要衡量指标就是可控核聚变,只有掌握可控核聚变科技,才算是晋级到了一级文明。

目前,人类使用的能量基本上都属于传统的化学燃料,比如说煤石油天然气等,这些能源本质上与人类祖先使用的火没有任何不同,只不过煤石油天然气的能量更加浓缩罢了。

传统化学能源有两个缺点。第一,污染严重。第二,效率很低。如果说严重的污染,人类还能忍受或者想办法降低污染,那么,效率低下这个缺点很难改变。

拿火箭来举例说明,火箭是发射卫星和各种探测器的重要工具,但是很多人可能不知道,火箭的推动力之所以很难有大的提升,就是因为火箭总质量的90%以上都是化学燃料,大部分都是燃料意味着人类能利用的有效空间就会很少。

理论上讲,当然可以无限增加化学燃料来提升火箭推力,当然现实中是不可能这样做的,因为化学燃料过多,意味着质量也会过大,加上化学燃料效率很低,增加的化学燃料提供的推力,甚至还不够推动化学燃料自身,同时还要考虑留下必要的空间供航天员利用,因此化学燃料当然不能无限增加,肯定会有一个限度。

这也是为什么利用传统的化学燃料作为推进系统,最多让人类飞到火星,飞往更远的木星土星是很难实现的。

与传统化学燃料相比,可控核聚变几乎是完美的能源,没有污染,效率更高。利用可控核聚变,飞船的速度甚至能达到光速的10%。更很重要的是,核聚变反应的原材料,在地球上是相当丰富的,宇宙中最不缺的就是氢。而月球上的氦3更是完美的可控核聚变原材料。

但是,因为核聚变产生的能量巨大,如何有效地约束并利用强大的能量,是问题的关键,目前科学家们一直在攻克这方面的难题,比如说利用强大的磁场进行控制,但一直都没有取得突破性进展。

对能量的使用和驾驭无法取得突破,会影响到很多基础科学的研究和发展,毕竟很多科学研究实验都需要巨大的能量支持,能量集中到一点才能更有效发挥作用。

第二,人类寿命的限制。为什么说人类寿命会阻碍基础科学的发展呢?

因为随着人类科学的不断发展,每个行业每个学科越来越走向精细化,知识量也呈指数增加。这种情况下人们就需要花费更多的时间学习消化,同时,每个行业都需要大量人员共同协作才能完成,单打独斗已经行不通了。

比如说一个博士学位,普遍都要在30岁以上才能获取。而这只是开始,要想在某个领域,尤其是科学领域取得突破,没有个几十年是很难做到的。

目前人类寿命只有80岁,很难有足够的时间在某个领域取得实质性突破,再加上如今的科学研究越来越细分,已经不太可能再出现牛顿,爱因斯坦那样几乎凭借一人之力,就成为科学界的“大集成者”!

生命的消亡,是大自然的基本规律,也是大自然给生命扣上的“枷锁”。但人类或许能打破这个枷锁,现代基因科学的不断发展,让我们看到的希望,通过改造和编辑人类基因,人类的平均寿命很可能大大延长,甚至有机会获得生物学上的永生!

如果人类平均寿命达到几百岁甚至上千岁,人类基础科学很可能会再次爆发,引领人类文明完成蜕变,晋升为一级文明!

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