当前位置: 模型材料 >> 模型材料介绍 >> 我们还能不能ldquo摸着美帝过河
说起科技创新,不得不提那句“摸着美帝过河”的玩笑话,虽是玩笑,却也一定程度概括了咱们这几十年科技发展的大体思路。
1科技断层盘根错节的现代科技,个人认为,有这么几个断层。以尚待验证的大一统弦理论为起点,由弦形成基本粒子和基本作用力,粒子通过作用力构成原子,再由原子构成物质,物质形成材料,撑起了诸如材料、化工、机械、电气等制造业,称之为现代科技的第一大板块。第一大板块虽然仍有大量空白,但总体上没有明显断层,所以《芯片》一文可以从电子属性开始,一直讲到计算机原理。但是,人类无法从化学反应开始,一步一步严格推导出细胞活动。于是,从物质到生命,出现了现代科技的第一个断层。绕过断层,由细胞出发,到组织器官,再到个体生命,就连贯多了,撑起了生物学、医学、营养学、农学等产业,构成了现代科技的第二大板块。第二大板块自成体系,多是宏观经验总结,很少有严密的微观过程。下一个断层就更离谱了:从生命到思维。从一颗受精卵开始,细胞长着长着就出现了思维,大脑有了思维,人就有了人性,事儿就复杂了,由此,产生了心理学、社会学、政治学、经济学、教育学、宗教文化……第三大板块统称社会科学,其规律更加依赖宏观实践总结。以物理学那种大包大揽的性格,必然是想打破所有壁垒,统一物理学、生物学、社会学。其中,量子力学奠基人薛定谔是第一个吹响号角的物理学家,代表作《生命是什么:活细胞的物理学观》,其核心思想是:在生命体内运行的所有规律,必须符合基本的物理定律。分子生物学总算姗姗来迟,犹如黑暗中一道闪电,努力打通着三大板块之间的壁垒,试图从分子层面阐明生命现象的本质,迈出了万里长征的第一步。这条路若是能一路走到底,还挺期待一万年后人类是个啥模样,不知道是否可以预设智商情商性格。2油尽灯枯的第一板块?第一次工业革命,技术是蒸汽机,理论是热力学。第二次工业革命,技术是电气工程,理论是电学磁学。第三次工业革命,代表技术是计算机,理论是量子力学。第四次工业革命,没有力挽狂澜的标志性技术,什么原子能、新材料、航天、纳米、生物、人工智能都来凑数,这样组团闹革命到底算不算革命一直有争议。如果再算上工业革命前的古代,技术多是机械工程和化工冶金,理论主要是力学和化学,很明显,技术先于理论。各位,看出点规律没?革命先革到这里,咱们算算革命功绩。第一次革命比较彻底,核心是把化学能转化成机械能,这类设备统称热机,除了蒸汽机,还包括后来的汽轮机、燃气轮机、内燃机等各种“机”。第二次革命原本也熄火了,后来又被第三次革命捎了一程。第三次革命其实内容蛮多的,但核心是材料。材料学说到底还是在压榨量子理论,人类再怎么不济,毕竟榨了一百多年,虽然还有不少潜力,但尽头已是隐约可见。于是,大伙被逼着开辟了量子力学的第二战场,即通过“非材料”的方式压榨量子力学,就是现在所谓的“量子技术”,量子计算机、量子通信之类的。不过,进展远不如当年榨材料那么轻松。接下来,还有新鲜的物理理论吗?有是有,就是死活榨不出油水。相对论,和量子力学同时代,到今天也只能用在高速场景的校准和天文计算,完全没有提供新的生产技术,忙活一个世纪打开了不少窗,但还不知道榨油的门朝哪边开。还有一个,标准粒子模型。名气大不的标准模型,论起历史地位,绝对不亚于量子力学,更关键的是,油水看起来比量子力学还多。光是这公式看着就很得劲!3前程万里的第二板块?第二板块离着基础物理有点远,更重要的是,第二板块的生物学医学实在太初级了,比我们的社会主义初级阶段还要初级,所以受物理学空档期的影响并不明显。早期的医学就是残酷的人体实验,手术室和屠宰场差不多,直到50年代,以发现DNA双螺旋结构为标志,分子生物学开始兴起。从意义上讲,生物技术单独就可以撑起一次技术革命,有新理论,有新技术,不过成就实在有点寒碜,终究没能形成燎原之势。黯然神伤之余,也说明了生物学医学仍在快速发展,未来仍有巨大潜力。集全人类最高科技制造的机器,其复杂程度远不及一个小小的细胞。好消息是,生物学目前发现的所有规律,都在已知的物理规则内。从最近的诺贝尔化学奖看,基因编辑、酶的定向演化、生物分子高分辨率结构测定、DNA修复的细胞机制……化学奖一多半已经被生物学霸占了,这说明生物学正努力往化学的方向跑。假设未来,生物学和化学物理之间的鸿沟被填平,两大板块融为一体,别的不说,向天再借五百年的事情就有着落了!4见仁见智的第三板块?生物学尚且如此初级,想从分子生物学角度解决第三板块的问题,显然是痴人说梦。现在所谓的脑波分析、脑机接口,都还停留在炼丹术水平。不过最近几年大数据兴起,给这个板块带来一点思路。给教育界的朋友举个例子。美国有一个统计,说是在四岁之前,穷人家孩子因为父母忙于奔波,比富人家孩子少听三千万个单词。这三千万个单词,让富孩子的大脑发育更好,智力更高,为阶层板结做了一份小小贡献。考虑到第三板块离基础科学实在太远,就此别过。5中西差距其实技术这东西吧,只要你投入了时间和金钱,它一定会有所回报的。科研就是由需求驱动的试错活动,归纳起来只有一条铁律:技术=时间×金钱。相信我,只要不违反物理规律,没有哪个技术能挡得住金钱攻势。所以就按这公式,用微积分的方法粗略算算各国科技总量,谢绝较真。这是各国历年的科研投入。6第一板块:知道是什么,但不知道怎么造这块技术分两种,一种容易山寨,另一种不容易山寨。(这不是废话么……)先说第一种。前几次革命后,很多理论趋于成熟,使得第一板块沉淀了大量成熟技术。比如熟透的普通力学,所以,自行车年了还是这结构,桌椅板凳0年了也没啥变化。但是这些旧技术通过巧妙组合可以形成新技术,这类技术因为有成熟理论兜底,试错时间往往是可预期的,实在不行就多烧点钱,短时间内基本都能拿下。当然了,山寨起来也相对容易些。比如,独步武林的架桥机,把这台设备的每一个零件都拆了,每一个细节都抄下来,山寨一台架桥机对几个工业大国来说并不难,反正总不能比航母还难吧?这种状态只要持续几年,工人技能和上下游产业链都会慢慢退化,等高考来临就知道光靠聪明是不够的。需求和技术的完美结合,比暂时的技术领先更加重要。中国正是凭借这颗星球上最旺盛的工业化需求,催生出各种应用技术。下面说第二种技术。作为一个追赶者,就要有追赶者的心态,首先追上的,肯定是短时间内能拿下的技术,然后才是长时间磨出来的技术。啥技术需要长时间磨呢?大多是理论不够成熟,只能依赖经验积累的技术。典型代表:第一性原理分子动力学。术语有点拗口,大概意思是说,从单个原子的性质出发,计算出整块材料的全部属性。这事玄乎的很,算得上物理学和材料学之间一个小小的断层,当然,断层意味着潜力。研发新材料相当于在断层里淘金,没有成熟理论指导,只能靠蛮力一轮一轮烧钱试错,时间难免就长了。其实很多牛逼设备,你拼命往细拆,最终发现都是材料技术。机床,号称“工业之母”,只能仰望日本德国瑞士。主轴和轴承摩擦产生的热变形、刀具的磨损,都会带来加工误差,这些问题只能倚赖材料的提升。液压系统,就是类似千斤顶那种结构,美国日本德国的天下。差在哪?密封圈不给力,液压油容易泄露;液压油不给力,热胀冷缩影响精度等等。这显然又是材料的问题。飞机发动机,涡轮叶片不够结实,油门踩狠了容易散架。材料的问题。螺栓,俗称螺丝钉,高温高压腐蚀性的极端环境,没几家扛得住。材料的问题。半导体芯片,更是涉及成堆的材料。来个小结:像这类有商业需求的基础材料,西方自然舍得不停烧钱,加上材料学潜力犹在,仍可拓展,所以西方大多都保持着领先。不过一些特殊领域的材料,情况有了些变化。稀土永磁体,就是用稀土做的磁铁,用处大大的。中国有很多高品位稀土矿,稀土加工技术绝对前列,甚至还挤垮了美帝的稀土工业。所以和“磁”相关的技术,美帝也得抱咱大腿,比如,磁约束核聚变的配件出口了不少,太空暗物质探测是美帝少有的拉中国一起的太空项目。非线性光学晶体,一种激光器的核心部件。年中国对美帝实施禁运,年美帝打破中国技术封锁,不过中国趁机又往前奔了一代。美帝曾经指责中国拿激光致盲他家卫星,官媒偶尔也会泄露几张激光反导的照片,看起来应该还是不错的。再来个小结:这类商业价值不大,但军事价值、科研价值较高的材料,显然是中国更舍得烧钱,所以有不少已经趟到了前面。一块材料拿到手,要测出其中的成分及比例,也就几顿饭的功夫。进一步,想要知道不同原子之间的排列规则,过程稍微复杂一点,但几天下来基本也摸透了。又拿核聚变举个例子。地球上你眼睛能看到的所有东西,原子和原子之间都是靠化学键连接的,这个连接能量大约10ev级别,而核聚变产生的中子能量是14兆ev,差了1兆倍。所以呢,聚变反应一旦启动,腔壁材料会受到14兆ev的中子冲击,你让人家10ev的化学键怎么扛得住?7知道怎么造,但不知道是什么把这块技术粗暴的分为生物学和医药学。得益于最近几年大量烧钱,中国的生物学很快就把历史债还上了,毕竟分子生物学只有半个世纪的债,不算多。美帝趟过的路,咱们也趟了七八成,稳稳跟上了脚步,偶尔还能冒个尖,再过几年应该能出不少好成绩。不过目前的话,年的结晶牛胰岛素,或许是目前为止中国对生物学的最大贡献了,这是人类第一次人工合成有活性的蛋白质。虽然医药搞的对象也是生物,但和生物学不算一码事。相比快熬出头的生物学,医药学却是另一幅光景。因为医药有巨大的商业价值,所以西方的烧钱规模咱们连尾灯都看不到,因此,成就也看不到尾灯,差距甚大。好消息是,一旦找到了有效成分,生产难度并不大,生产成本也不高,即便阿三这么烂的工业底子,都能轻松山寨各种药品。但是药物的分离提纯还是要些功底的,阿三在这块只能算马马虎虎,和西方正版药差距不小。不过,咱们从中药里倒是找到过几种药物成分,就是数量有点少。顺便给喜欢回归自然的朋友提个醒,实际上,只要搞清楚了门道,没有一种纯天然的东西能好过人工合成的。比如天然青蒿素治疗疟疾复发率很高,后来屠呦呦等人合成了双氢青蒿素及各种衍生物,才把疟疾彻底搞定。中药之所以争论不休,根本原因就是找不到哪种成分在起作用以及具体作用过程,从现代医学角度讲,无法严格证明有用。但是现代医学连咖啡都没整明白,水平实在也不敢恭维。虽然中国的医药发展很快,但前面的理论空间仍然很大,所以美帝还在一骑绝尘中,看起来短期内咱们是撵不上了。8在挥霍和荒诞中前进在科研领域充斥着很多奇怪言论,诸如,只有基督教社会才能搞科研,只有西方体制才能搞科研,中文不利于搞科研,等等。这些无稽之谈中,只有一点是有道理的,中国学术行政化严重,阻碍创新。不过,尽管中国科研环境存在诸多问题,却不妨碍科技水平飞速发展,你说奇怪不?原因很简单,其实咱们搞科研,和打仗攻山头差不多,定下目标,拿下目标,拿不下就得吃苦头。二十年前,80后被称为垮掉的一代、应试教育的牺牲品,被美国的快乐教育各种嘲讽。今天,中国经济科技的快速发展,80后是主力军,这至少说明咱们当年的土教育不算失败。澳大利亚科学家曾经连续观察到神秘宇宙电波,引发轰动,最后发现是隔壁微波炉的干扰。还有更离谱的,因为实验细胞被污染,导致大伙都在错误的基础上做实验,3万多篇论文面临被废危险,意味着成千上万科学家做了几十年无用功,白烧了数十亿美元经费。咱们这边比较热门的也有俩,一是大型对撞机要不要烧钱,二是量子通信是不是骗钱。其实吧,原创科研本来就是豪赌,要么别赌,愿赌就得服输。在科研上浪费点钱,总好过浪费在其他地方,只要不涉及犯罪和败坏道德,咱们应该给那些在人类空白地带趟路的人更加宽松的舆论氛围。9基础科学:是时候了对发展中国家来说,基础研究并不是紧迫的事情,工业化才是王道。所以在前几十年,中国应用技术的发展速度远远甩开了基础科学,科学大旗主要是美帝在扛,科学人才也往美帝跑,有数据为证。中国基础研究经费占研发总投入常年维持在5%左右,年猛增22.5%,首次突破6%,年预计8%,年目标15%。届时,中国研发总投入也会超过美国,显然,这是打算要扛旗了。最后,咱们把眼光放回到全人类。从牛顿算起,西方扛着科学大旗,唱着新自由主义的赞歌,带领人类从马车时代一路奔到信息时代,成就斐然。眼下这歌明显有点唱歪了,导致扛旗有些乏力。中国从洋务运动开始,紧赶慢赶一个半世纪,步伐确实越发稳健了,是时候让东方智慧和科学思想磨合一下了,看看几千年的处世哲学能否接过科学大旗,继续带领人类进入下一个文明阶段。摘选自:中国企业家俱乐部
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