解读科学，洞察本质，戳穿忽悠，粉碎谣言

前期参见：

技术大停滞——范式春梦中的地球工业文明（序） | 资水东流

技术大停滞——范式春梦中的地球工业文明（1.1） | 资水东流

技术大停滞——范式春梦中的地球工业文明（1.2） | 资水东流

技术大停滞——范式春梦中的地球工业文明（1.3） | 资水东流

1.4 科学和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，所谓用理论来知道实践，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。

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和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。

附：全文目录如下

　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

责任编辑：黄澹宁

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