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

6.5 简单的数学推导
本节尝试着用数学知识来解释一下复杂度的变化趋势。
首先要表明,技术复杂度的发展是一个混沌系统,影响技术发展的因素太多,无法精确预测未来技术的走向,本节中的数学推导只是聊胜于无,用来解释一下以往技术的发展流程。影响技术的因素很多,其中人类的好奇心和探索欲是一个很难给与数学描述的变量,而且往往是技术革命的起点。因此,下面的微分方程不能解释技术如何缘起,只能描述出现后的变化趋势,好在人类历史一再表明,技术发展依赖于资源投入。
从历史上看出,在低复杂度的情况下,稍许的技术改进,都会带来让社会震惊的效果。在高复杂度的今天,技术开始遭遇社会的负反馈,改进效应在递减。另一方面,社会资源有限,掌权者永远关注的是社会的稳定,研发投入的份额有限。
复杂度用变量C表示,C值大,代表社会技术水平高,K代表社会承受度(或最大资源投入比例。那么,复杂度随时间t演变的微分方程可以表示如下:

dC/dt = g(C,K,t)+f(C,K,t)

g代表初期的正反馈效应,但要注意,这种正反馈效应会随时间变化而快速递减。f表示中后期的资源投入比例,这个资源投入随复杂度增长而下降。
对于技术发展而言,最好的情况是dC/dt=qC(q为一个比例常数),用复杂度来推动复杂度,C的曲线变化呈指数增长,这是理想的技术发展轨迹,技术永远处于爆炸中,但实际不可能出现这样的情况。
如果能够dC/dt=q,那么,复杂度从头开始就是线性增长,且永无尽头,这也不符合人类的观察事实。
综合前面各节,可以看到,复杂度的变化有如下特点:
(1) 技术的发展受资源(广义上)推动,原则上,一个社会投入的资源比例越大,越能推动技术发展。
(2) 能够“利其然”的技术出现初期,往往具有正反馈效应。举一个例子,原始社会中,原本 绝部分资源用于捕食,但弓箭技术的稍许改进可能导致捕猎效益上升,部落会自愿投入更多资源来改进弓箭技术。也就是说,初期的复杂度增长,能够反过来进一步推动复杂度增长。
(3)考虑到边际效用递减规律,中后期的复杂度上升,意味着社会维护成本的提高,进而挤占其它社会资源。继续上面的例子,弓箭技术改进到一定程度后,一方面,部落需要分配较多的人手来生产弓箭,另一方面,容易捕猎的小动物都被捕光了,动物界剩下的动物很难捕捉。生态系统会给予负反馈。
(4) 不考虑地球环境约束,不管复杂度有多高,社会总是能挤出一点资源来继续提高复杂度,不会出现复杂度下降的情况。
考虑到以上特点,虽然无法精确得g,f的具体表达式,但如果只是观察趋势,可以简化如下:
dc/dt=a*c*exp(-b*t)+k*(1-c/(c+d));
其中,a,b,k,d是比例系数,值一般为正。 a*c*exp(-b*t)代表正反馈项,初期上升,但衰减很快;k*(1-c/(c+d))代表中后期的社会资源投入比例(c很小的时候几乎为常数k),C越大。比例越小,k为社会所能容忍的最大投入比例。
好了,取a=5,b=1,d=5,把这个方程用Matlab仿真一下,得到的大致曲线如下:




再次强调下,上面的模型推导很粗糙。f,g的表达式完全可以是其它形式,a,b,k,d可以是其它值,但本文只是发表个人观点,表达趋势即可,不强求大众认同。
从上面曲线可以看到,C的上升不是永恒持续下去,刚开始的时候,由于正反馈效应,C会快速上升,但之后,C的上升速度会减缓,最后,C的上升速度会趋于0,而C的值会接近某个“天花板”,这个上限值由a,b,K,d等参数决定。
要想把天花板这个上限值提高,最好的办法是提高k,也就是社会承受度,比如世界大战期间技术突飞猛进,关键就在于战争期间,各个政府面临生死关卡,全力以赴,所有的社会资源都用于武器方面的研发,民生放到了最后,K值大大增加。
二战的成果包括材料技术,电子计算机,雷达,核技术,喷气式飞机和火箭技术,直到今天,人类还未脱离二战所开辟的技术道路。
但K值的提升是有限的,在极限情况下,全社会所有的资源都用来进行科技研发,在和平时期,这是不敢想象的情景。而在核武当道的现今社会,不敢想象地球再度爆发世界大战。
楼主 资水东流  发布于 2015-09-21 15:47:32 +0800 CST  
7 寂静星空所隐含的恐怖前景
上面论述了这么多,可能很多人仍然认为,技术大进步的停滞,你有证据吗?在国观第一版帖子中,很多从事技术工作的网友给出了各自领域的类似结论,但这些观点可能文科类毕业的网友难以理解,因此,再给出两个间接证据。

第一个是历史上的,古代中国文明的停滞。
《全球通史》上谈到,古代中国文明所处的地理环境很特别,西北的沙漠,西部的青藏高原,西南的热带密林,北部的冰雪苔原和东部的大海,让中国文明和其它同层次文明很难进行大规模交流,相比之下,地中海和印度洋周边的交流就频繁得多,因此,古代中国文明和其它各大文明的隔绝程度在亚欧大陆上首屈一指,导致中国文明和他们之间的差异远大于其余文明彼此之间的差异(灭绝的美洲文明除外)。
从原始社会到古代社会的转换过程中,农业,马匹,车轮,冶金,文字所代表的第一次技术革命,把人类从蒙昧时代解放出来。而古代中国文明,尤其是秦汉以后的中国文明,在东亚区域内遥遥领先,中国文明很早就进入了一种技术停滞时代。1000多年的历史中,由于中国文明所固有的结构特点,中国文明始终没有开启大航海时代和工业化大门。空间极限和技术停滞最终导致唐代中期以后,中国文明开始陷入马尔萨斯困境,治乱循环一再出现。按照一位网友的说法,技术停滞以后,紧接着的是技术扩散,周边的蛮族在军事技术上缩小了与中原王朝的差距。因此,唐朝以后的蛮族政权,其战斗力和难缠程度远超之前的匈奴和突厥。
细读历史会发现,唐以后的历代政权,都在加强农业化和中央集权制度上力度加码,满清的僵硬科举制和军机处就是最后的产物。收尽天下之权和财,阶层固化,确保中央稳固,这和近代技术爆炸的理念是背道而驰。如果没有外来介入(西方扩张),中国文明会被困死在自己的范式牢笼中,直至农耕环境彻底崩溃为止。


第二个是空间上的,从费米悖论推导得出的。

1950年,意大利物理学家费米提出了这样一个问题:如果宇宙中存在技术远远超出人类的外星智慧文明,那么,为什么我们还未能观察到这种超级文明?这个问题现在被称为费米悖论。
过去半个世纪,大量的观点被提出来解释费米悖论,最近国内比较有影响力的是刘慈欣的“黑暗森林”理论。
个人观点是技术进步并不是大众所认为的加速进行,可能某些技术门槛过高,导致绝大部分文明无力越过,无法进行恒星际航行。
楼主 资水东流  发布于 2015-09-22 09:51:18 +0800 CST  
7.1 大寂静和费米悖论

来做这样一项粗糙的估计:银河系直径约为10万光年,一个高度智慧的文明,即使以千分之一的光速的速度飞行,也只需要一亿年即可横穿银河系,这个时间远小于银河系的年龄(100亿年)。因此,比人类早出现的智慧文明,如果向外传播的话,到今天应该早已遍及银河系甚至整个宇宙了。
其中一个可能的实现方式是冯·诺依曼自动机,一种可以自我复制的机器:外星文明向外发射许多微型自动机,遇到合适的环境比如行星和卫星,彗星等后降落,采集原材料并制造出下一代自动机;然后以降落点为出发点,继续向外扩张。这样的自动机如果有5%的光速,在50万年内就可以探测完银河系大小的星系。如果银河系内有文明比地球领先哪怕50万年,人类也应该已观察到该智慧文明。
到今天为止,人类对宇宙的探索已经取得长足发展,在太阳系以内,所有行星和多个重要卫星都有飞船去勘察,对于小行星和彗星人类也发射过专门的探测器去进行研究;对太阳系以外的星体,人类一直在聆听来自它们的无线电信号;人类甚至可以直接用望远镜观测比较近的一些恒星,从恒星的光强和光谱中发现绕它们运行的行星,分析行星的大小,结构,大气成分,表面温度等信息。所有这些搜寻行动至今都没有发现外星文明的迹象。

用一位科学家的话说,宇宙充满了大寂静,几千年来人类不断通过各种手段都未能发现其他外星文明,感觉浩瀚宇宙就像一片大荒原,除了人类,啥也没有,一片寂静;
稍微按常理推想就可发现这样大寂静的现象是非常不合理的:地球产生地球文明的条件并不苛刻,时间也不长,宇宙那么大、产生的时间那么长,怎么可能只有一个地球产生了文明?从概率上来说,这是极不可能的,整个宇宙人类一枝独秀的概率无限趋近于零。
楼主 资水东流  发布于 2015-09-22 10:33:49 +0800 CST  
7.2 细思极恐的三种情景
费米悖论有多种解释,其中一种比较流行的观点是人类过高估计了自己的观察能力。为什么无法观测到外星文明踪迹?因为人类太弱小。很多人认为人类科技文明才大约300年历史,而具备稍好观察能力也就是几十年的时间。宇宙如此之大,这么短的时间段内,观察不到踪迹是很正常的。毕竟人类文明才能初步到达大气层以外,所能具备的观测手段在宇宙层次可能极其原始。
但反过来想一想,人类可能因为手段有限没有发现外星人,但为什么外星人没有发现人类?或者说,为什么外星人没有毁灭地球人类?
目前公认的地球最早文明是两河流域的苏美尔文明,距今大约5000年历史。如果存在大量能够自由航行于恒星际的文明,他们的观测手段应该远超目前人类的技术水平,在5000年的信史中,为什么没有外星人或者外形探测器的造访记录?人类可以鄙视古人的技术水平,但不能低估古人的智慧,古代文明只是技术积累有限,古代人的大脑和思维能力可并不比现代人差。迄今为止,人类历史中并没有留下遵循理性规则的历史记录,表明有外星文明的存在。
把这归咎于“动物园保护计划”(地球被外星人设定为动物园),认为所有的外星文明都能遵循同样的规则,只是一厢情愿的美好设想。

而费米悖论的另外一种流行解释,就是能够存在文明的行星很少。
美国天文学家法兰克·德雷克(Frank Drake)于1960年代在绿岸镇提出的一条公式,用来推测“可能与我们接触的银河系内外星球高智文明的数量”。德雷克公式
N=Ng×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×FL
意思为:
银河系内可能与我们通讯的文明数量=银河系内恒星数目×恒星有行星的比例×每个行星系中类地行星数目×有生命进化可居住行星比例×演化出高智生物的概率×高智生命能够进行通讯的概率×科技文明持续时间在行星生命周期中占的比例。
曾经有很长一段时间,不少学者认为地球是一个特殊存在,类似地球这样的存在可能在宇宙中独一无二。也就是说,德雷克方程的前面几项相乘后,数值小到微乎其微的地步。但最近天文学的进展给了这种观点致命一击。
http://www.nasa.gov/press-release/nasa-kepler-mission-discovers-bigger-older-cousin-to-earth
北京时间7月24日凌晨0点NASA公布了一则消息,天文学家确认发现首颗太阳系外位于“宜居带”上体积最接近地球大小的行星(代号为“开普勒-452b”),这是人类在寻找太阳系外“第二地球”道路上的重要里程碑。“开普勒-452b”的发现使已确认的系外行星数量增加到1030颗。
天文学家表示,迄今发现最接近“另一个地球”的系外行星名称为Kepler 452b,这个跟地球的相似指数为0.98。这是至今为止发现的最接近地球的“孪生星球”,有可能拥有大气层和流动水。目前没有证据证明开普勒452b上面有生命,因为开普勒望远镜只负责照相,没有办法近距离观测行星,这需要后期技术手段跟进,可能需要把工具送入轨道内。

首先要说明一下,发现这东西的望远镜叫开普勒,以“掩食法”搜寻系外行星,在2009年发射之后发现了上千颗系外行星,几乎把已知的系外行星数提升了一个量级。必须指出的是,“掩食法”只能搜寻宇宙空间中极小的一部分区域,掩食法能发现的只是行星轨道平面正对着地球的那一小部分,并且对于恒星光照强度还有很苛刻的要求。但就在这么小的区域内,在这么短的时间内(开普勒望远镜只工作了几年,掩食法确定一颗行星很耗时间),在距离地球并不遥远(考虑宇宙尺度)的距离内,就发现了大量的行星,其中有不少行星和地球所处环境类似(除了上面提到的开普勒-452b,还有
Kepler-186F等)。
可以合理推测,如果时间更长一点,或者在掩食法所不能观测的区域内(成百上千倍于可观测区域),潜在的合适行星数目会是一个天文数字。
地球的特殊性在持续下降中。



让人细思恐极的第三种情景,外星探测器在哪里?
如果说资本原则在所有文明中都存在,载人航行经济上很困难,那么无人探测仪器成本应该很低。人类载人航行只能够到达区区38万公里外,但旅行者1号已经到了地球外200亿公里。短短几十年,人类前前后后已经发射了很多探测器。
首先表明本人对宇宙文明的一些基本观点:
1 宇宙是平庸的,宇宙太大,恒星繁多,绝对不单是地球能进化出文明。
也许有人说地球轨道离太阳近10%,或远10%,人类都要灭绝,因此人类文明很特殊。但个人认为,不能用现在人类的身体结构来认为其他智慧生物的身体结构应当与人类类似。在其它种族认为恶劣的条件下,进化出来的智慧物种应该是适应其环境的,他们反过来可能认为地球很恶劣。
2 智慧生物的认知能力应该可以轻易的区分自然和人工。
任何一个心智正常的人(即使是未开化的原始人或未曾见识过现代文明的人)在原始深林里走着,忽然捡到一块手表,看到指针在有规律的转动,一定知道,这块表不是天生的,不是大自然构造的,一定是某个智慧人创造的。
同样,人类也可以轻而易举地区分其它智慧文明的造物,而其它智慧文明,绝对可以判断人类发射的造物不是天生的。
3 任何文明都有探索的欲望。
外星智慧生命或许已经由于自己的原因导致了毁灭。这些原因可能包括核战争,生物恐怖主义或者文明的逆向淘汰。但即便如此,他们的一部分技术成果应该还会保存下来。这并不是科幻,而是现实。事实上人类已经这样做了:即便有朝一日人类作为一个种族彻底灭亡,我们至少还将有5个人工探测设备游荡在星系之外,述说着曾经的人类文明的故事
人类文明在未来肯定会继续向宇宙发射探测器,数目还不会少。
宇宙天文数字的恒星,天文数字般的文明,只要能进化到比人类目前这个技术水平高一筹,发射成本大幅降低,发射的探测器数目会把宇宙塞满。

那外星文明为什么不见踪迹?
楼主 资水东流  发布于 2015-09-22 11:11:20 +0800 CST  
7.3 宇宙大筛子
美国学者Robin Hanson对于费米悖论做了深入研究,写了一篇关于宇宙智慧文明的论文《大筛选,我们在其中走了多远?》。大致意思如下:从宇宙的外观上看,宇宙处于大寂静(Great silence)状态,没有发现任何生命和文明的迹象。由此可以推知,能够在宇宙中大规模扩散从而长久延续下去的文明极其稀少,甚至可能根本不存在。那就有一个推论:在宇宙中的无生命物质和可持续扩散的智慧文明之间有一个巨大的筛选机制(Great filter,也有人翻译为大过滤器),智慧文明通过这个筛选极其困难。可能有许多层筛子,比如进化出可复制的细胞是一层,制造工具是一层,避免核战争毁
灭是一层等等,作者列出了九层可能的筛子,逐层进行了分析。

大筛选,像自然筛选一样,人类之所以无法发现其他文明,一个更合理、更可能的解释是某个筛子特别难过,能够通过的宇宙文明将变得极少,绝大部分文明都在此处折戟沉沙,所以人类也就至今未能轻易发现其他外星文明。
个人认为,文明层次的划分可以用群体能到达的距离来标记
第一级,原始层次,个人体力所能到达的距离大致为100公里,典型就是原始社会
第二级,借助初级工具所能到达的距离,最远为行星直径,麦哲伦的环球航行做到了这一点。这也是农业社会的极限
第三级,借助化学能引擎所能达到的距离,最远为行星所在的卫星,1969年人类做到了这一点。
第四级,自由航行于所在恒星系内,人类目前还无能为力。
第五级,恒星际航行。
人类目前可以说是达到了第三级,倾其所能,借助化学火箭勉强能到达火星,但其它行星是无能为力的,飞出太阳系更是遥不可及。
理论上,只要人类能达到第四级,即使最终被困死在太阳系内,但发射无人探测器的成本将会很低,人类在宇宙中会留下大量的痕迹。
其它文明也一样。
现在问题来了,为什么宇宙如此寂静?

个人认为,从目前的理论储备,技术水平和复杂度发展趋势来看,难以通过的筛子就是从第三级文明跃进到第四级的关键技术:可控核聚变。
考虑到宇宙中的资源分布(绝大部分是轻元素),任何文明在认识到恒星发光原理后,可控核聚变都是解决能源和动力的理性选择。
可控核聚变的意义无论如何叙说都不过分。
一方面,任何能够实现可控核聚变的文明,理论上获得了几乎无限的负熵流,即使技术层次上没有再度发生质变,也可以近乎永远的生存下去,到达此阶段的文明,发射无人探测器的成本会变得很低,在近乎无限的文明延续时间里,最终发射的探测器数目将会达到一个惊人的地步。

另一方面,如果能够实现可控核聚变,文明的航天推进技术就有可能发生质的变化(这也是现在所谓的新能源所不能做到的)。钱学森在几十年前就指出,有了可控核聚变,宇宙飞船的航行速度将会大大提高,恒星系内航行将变得很容易。人类将会成为真正的第四级文明。而任何能发展到第四级的文明,骨子里都不缺乏冒险精神,如果有了可控核聚变技术,相信会开始建设恒星际飞船,即使是一去无回,但可控核聚变技术使得生态自循环系统成为可能,飞船能够维持上万年,有人探测器将会一代代的出发,飞向茫茫星空。
如果这样的话,星空绝对不是现今看起来那么寂静。
楼主 资水东流  发布于 2015-09-22 11:25:50 +0800 CST  
7.4 一根小火柴
人类文明到达现今这个程度很不容易。
三十亿年前,原始海洋中出现了第一个可复制自身的有机分子;
三亿年前, 动物从海洋登陆;
三百万年前,古猿人笨拙的走下树木,靠着双腿蹒跚向前;
三万年前,原始人类开始尝试着播种,试图把太阳能固定下来;
三百年前,牛顿第一次系统的描述科学,瓦特准备改进蒸汽机,
地球文明通过了一层又一层的筛子,
1969年,在土星五号火箭的轰鸣声中,人类认为星空是那么的近,人类是天眷种族。
但人类现在可能真的遇到了一个大麻烦。
回顾人类的历史,就是一部追逐负熵流的历史。早期阶段,如果在某一区域繁衍过度,吃光了地上的产出,就迁徙到有食物的地方。慢慢的,人类走出了非洲大草原。迁徙,是人类文明解决生存压力的最常见手段。最终,人类遍布全球。
可是眼下,人类又有压力了。
维持现在的工业文明,需要海量般的负熵,人类每年需要的能源是如此巨大,以至于几亿年形成的化石能源在区区数百年里就会被耗尽。而核裂变资源有限,现在只占人类一次能源消费的很小比例,如果全靠核裂变,就是有增殖堆,能够支撑的时间也有限。即使人类可以把矿井打穿地壳,获取深层次资源,但人类是在一个封闭的室内点火,大气圈内有毒气体的积累会扼杀人类的未来。
更不要提传统能源难以提供高速航天所需的动力(有网友计算过,烧光一个地球的物质,化学火箭都难以到达Kepler 452b)。
有时在想,其他文明的星球上如果石油煤炭要是少那么一点点,让他们还来不及点燃反应堆,来不及点燃加速器,对核能了解甚少,那他们的前途将是如何呢?
按照人类目前的技术水平,新能源还远不足以替代化石能源,更不要说比传统化石能源高一个层次。或许人类永远没有机会谈论“别人”。因为人类极有可能来不及点燃聚变堆!人类已经在可控核聚变上花费了将近60年的时间,实质性进展基本为0,全世界联合起来,ITER的工程进度还一拖再拖。人类科学史上,还没有一项技术耗费了如此长的时间,看似触手可及,但就是找不到突破途径。
地球文明已经进入一个关键点。有网友称为文明的临界点!
在黑暗的宇宙森林中,行星上的化石能源是一根小火柴,如果能够点燃宇宙提供的木头,那么将会获得整个森林,或者说,冲破地球蛋,孵化成功,获得宇宙广阔新空间;如果不能,那就会困死在地球上,和那些寂静的星球一样,依靠太阳能和地热维持一个低层次的文明。
从宇宙大寂静来看,人类突破成功的可能性是微乎其微。
面前的筛子可能就是人类的最终宿命。
无尽的星空是人类前进的动力,但也可能是人类永远达不到的目标。
楼主 资水东流  发布于 2015-09-22 11:38:14 +0800 CST  
@资水东流 2015-09-22 09:51:18
按照一位网友的说法,技术停滞以后,紧接着的是技术扩散,周边的蛮族在军事技术上缩小了与中原王朝的差距。
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@pepinok 2015-09-22 13:42:48
這是超大那位的說法吧。
這個我不太同意,縮小的不是軍事技術上的差距,實際上,在冷兵器時代,遊牧漁獵民族在軍事有天然的優勢。
真正縮小的是,是政治組織上和文化水平的差距。
唐以前的周邊各族,通常沒有自己的文字,也沒有超過部落聯盟水平的政府。
但到了宋,情況就不一樣了,夏、遼、金、元,都是在興起不久就仿照中原建立了朝廷,創造了文字。
這使得中原政權的老手段(加強防禦和內部建設,......
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知乎上一位网友提出的。
楼主 资水东流  发布于 2015-09-22 15:01:14 +0800 CST  
8 反思和总结
在第一版帖子中,针对“反科学”的指责,笔者就说过,帖子的缘起是看到一个另外一个帖子,心有所感而随手写的,本来是期望通过写贴来磨砺自己的思维。但在辩论和搜集资料的过程中,慢慢有了一些其它想法。其中复活节岛的悲剧让人惊悚,而科技噱头的横行更让笔者感觉到有必要提醒一下大众:进步没有想象中那样容易!把现状说清楚,摆正好心态和梳理好制度,这是面对下一级技术台阶所必需的准备工作。


楼主 资水东流  发布于 2015-09-23 10:58:46 +0800 CST  
8.1 复活节岛的悲剧
复活节岛,也称“拉帕努伊”,意为“石像的故乡”,是地球上有人居住的最偏僻、最遥远、最孤独的海岛,它距离智利的东面有3000多千米,离它最近的有人居住的小岛——皮特克恩岛也在2000千米之远。 根据考古,基因,语言,民俗等研究表明,复活节岛的居民是从太平洋来的波利尼西亚人,这个已经得到学界的承认。波利尼西亚人是天生的航海民族,依靠原始航海技术就能跨越大范围水域。由于某种不可知的因素和幸运(随机扰动??),小部分人来到复活节岛。在这之后,就和外界失去了联系,成为一个近乎全封闭的孤立体系。

历史上的复活节岛是一个物产丰富,林木茂密的岛屿。科学家通过孢粉测试证明,复活节岛上曾有过高20米,直径1米的智利酒松。实际上,直到人类定居岛上的早期,复活节岛一直是被高大树木和繁茂灌木覆盖着的温带森林。丰富的资源使得岛上的原始居民不劳作便可衣食无忧,因此人口开始膨胀,后来岛屿的居民开始制作巨大的石像,人口的膨胀使得资源得到很大的破坏,特别是制作石像需要砍伐大量树木,使得树木开始消失。科学家对炉灶和垃圾堆中的样本进行放射性碳年代测定显示,大约在1640年前后,木柴已经被草本植物所取代,即便是酋长家也是如此。

考古研究表明,海豚曾经是岛屿居民的主要食物,但是到了1500年左右,岛屿居民的垃圾中已经找不到海豚的骨头了,原因很简单,因为树木已经砍伐殆尽,已经没有木材制作大船出海捕捉海豚了。 没有了巨木制造的舟船,幸存者也无法远航渔猎,他们开始转向从未使用过的食物来源:人类本身。在复活节岛后期废弃物堆遗址中,人类骨骸随处可见,有些骨头被敲碎以便吸取骨髓。岛民的口头历史中至今仍充斥着人吃人的故事,而对敌人最具攻击性的辱骂莫过于:“你妈的肉塞了我的牙缝。”

到了1700年左右,由于战争,饥饿的发生,岛屿的居民只有2000人左右。但幸运的是,在历经近千年的隔绝之后,1722年,荷兰探险家雅各布·加洛文来到复活节岛,让复活节岛和外界再度有了联系(虽然同来的有疾病和奴役)。但是他随即发现,这座日后以“复活节”命名的岛屿只是块荒地,岛上找不到一棵树,灌木和杂草高不过3米。

可能有人说复活节岛太小了,注定灭亡。地球看起来很大,但在宇宙尺度上,地球可能还不如复活节岛。某位院士评价:“复活节岛是太平洋上的一个孤岛,我们地球也是漫漫宇宙中孤独的生灵。所以说复活节岛就是地球的一个缩影。”

18世纪的某种随机扰动,让地球文明开始进入工业社会,人口迅速膨胀,能源和资源消耗急剧增加。复活节岛上的居民最终砍光了木材,无力制造大船出海捕鱼,更无力远航到其它的岛屿和大陆,结果被活活困在一个小小的岛上。人类工业文明正在以空前的速度来消耗地球上的资源,如果不能在资源和能源消耗的关键节点到来之前(比如说,还能承担得起可控核聚变系统的研发和部署费用),在获取新层次负熵流上取得重大突破,极有可能被永远困死在太阳旁的小石头上。

如若这样,对于宇宙来说,人类的一切悲欢离合和雄心壮志都没有任何意义,都注定要烟消云散。
楼主 资水东流  发布于 2015-09-23 11:05:11 +0800 CST  
一位网友从百度三体吧转过来的故事:
大图景:
我们是一群生活在一个孤岛上的原始人。岛上有一片森林。
我们砍伐着木材,用来制造捕鱼的船。然而木质的船使用寿命不长,同时也无法前往新大陆。

我们发现我们的孤岛四周有一些岛屿,远远望去,上面似乎有不同的自然资源。但是那不是木船所能达到的地方。

有一些人提议我们用木柴来炼钢铁,这样我们可以制造巨大的钢铁船,就不会惧怕风浪。然后选十个精壮男子带上足够淡水和食物,前往其他岛屿探寻资源。
然而木柴燃烧的温度远远不足以炼出钢铁,最后只制造出了一批粗制滥造的铁皮箱子船。即使如此,岛上的勇士们还是完成了一次远航。
这次远航耗费了全岛足足一年份的食物和淡水。这使得很多老弱病残怨声载道。
更糟糕的是,炼制钢铁所需要木柴消耗量巨大。而且潜藏着不可预测的风险。一旦发生山火,所有森林就会消耗殆尽,从而再也无法出海捕鱼。粗略地估计需要减少80%以上的人口才能依赖近海鱼类生存下去。

而远航没有带来想象中的收益,因为铁皮箱子船只能勉强载人,根本无法再承载开发新土地的大型工具。
有一些乐天派认为我们依旧可以依靠铁皮箱子船,然后派上30个精壮男子,就可以前往新的乐土。然而大部分铁皮船工匠对此估计并不乐观。
岛上树龄超过300年的大树已经被砍伐殆尽,目前主流消耗的木材是100年树龄的。然而加工技术的进步使得我们可以用100年的木材制作出不逊于300年树龄的木材的船只和日常生活用品。
岛上大部分人认为,我们的前途是一片光明。
因为我们的木材挑选技术越来越好,火焰温度也越来越高。热处理技术也在提升,配合二
次乃至多次热处理,钢铁硬度也在增加。我们似乎可以造更大的铁皮船了。
这样铁皮船里就可以装更多身强力壮的男人了。他们的力气可以前往更远的岛屿。
尽管如此,我们还是很小心地选取位置来点燃木材,以保证一旦失火,损失不至于太大。

一个叫做牛顿的年轻人提出,人力是无法前往那些岛屿的,必须借助其他力量。他发展了一套计算理论,详细地计算了做功和能量消耗的关系,提出了一种利用燃烧木柴来驱动的模型。
但是这个模型却一直无法成功。这个被称作人力代替的驱动模型,需要一种能够长时间耐受高温蒸汽的材料。这是天神的武器才会使用的材料,非人力所能及。

【岛上的人根本没有意识到,岛上唯一一片矿脉,其实是一片劣质铁矿,根本无法在较低的温度下锻造出高质量的钢铁,即使穷全岛之力,也无法制造出一台良好的发动机。只有不计成本前往其他岛屿,才能够了解到他们技术的极限的原因。他们当时仅有几次机会能够突破这个孤独的岛屿,但是他们都浪费了这些机会。】

这就是复活节岛的 故事
楼主 资水东流  发布于 2015-09-23 11:40:21 +0800 CST  
@邱老师O 2015-09-23 12:45:41
即便考虑到增加成本,光伏发电加装追日装置仍然比较不加装追日装置更为经济,相同光照地区,前者的满负荷运行小时高于后者20%,而满负荷运行时间是决定光伏发电成本的主要因素。
从经济性考虑,聚光( concentrated photovoltaics and thermal ) +ORC可以不加装追日装置,因为有机郎肯循环ORC在较低(高温热源)温度下也可运行。目前,实际投入运行的大型ORC发电系统高温热源(地热)温度最低只有73摄氏度。普通的家庭太......
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你这个让我想起了知乎上看到的沼泽+光伏发电,发帖者也是大声疾呼,呼吁国家投入。
其实没必要这样,如果真的有竞争力,自然有资本愿意投入,目前这类发电站很少,从侧面说明了其可行性。
楼主 资水东流  发布于 2015-09-24 15:51:58 +0800 CST  
8.2 理性不代表悲观:资源有限还是边疆尽头?

在第一版帖子写出来之后,无数人指控笔者散布“悲观主义”。甚至有网友把笔者比喻成邪教份子,号召推翻现代的工业文明和秩序。尤其令笔者哭笑不得的是,有人指责笔者为计生部门的枪手,宣扬资源有限,人类必须控制生育。种种情绪化的发泄,让人啼笑皆非。

事实上,笔者一再强调,即使按照现在的速度,地球上的资源也足够支撑100-200年。以石油为例,陆地上很多地方都没有勘探,而海洋石油更是前景广阔。当石油价格涨到一定程度,自然会诱使资本去开发以往认为不值得开采的石油,进而使得石油价格有一定回落,页岩油的开发已经证明了这一点。整体上,人类目前只在地球表面活动,而地壳内的资源蕴藏量超乎人类的想象。

笔者写贴的目的只是想指出:负熵流的获取成本越来越高,会对人类的社会结构造成重大冲击。未雨绸缪,人类可能需要改变一些过去300年形成的观念,不要理所当然的认为技术会永久进步下去。把文明的前途建立在技术持续爆炸的臆想上是很不负责任的。

在资源问题之外,还必须强调的是,技术革命的停滞还会对人类社会构成一个意想不到的威胁。

也许有很多网友会说,既然还有那么多资源,现代技术能够达到的水平也足够大众过上不错的日子了,为什么一定要冲出地球呢?

现代人类社会的很多制度和理念,是从西方传播到全世界。自由民主和平等,已经成为普世公理。而这些理念,在西方也并不是一开始就有的,西方古代的奴隶制,宗教压迫和等级制,并不比其它文明高尚到哪里去。溯源自古希腊的很多思想,其实是在技术进步的年代,逐渐开拓新边疆而培育出来的。

弗雷德里克·杰克逊·特纳是美国历史上一位著名的历史学家,1893年在芝加哥美国历史协会年会上他宣读《边疆在美国历史上的重要性》一文,奠定其在美国史学界的地位。简单点,就是推动历史的并不是马克思所说的阶级斗争,而是地理环境的扩张。必须指出,“边疆学说”并不单是应用于美国历史,从1500年以来的全球历史,某种意义上就是技术开拓新边疆,拓展负熵流的历史。

特纳在1893年的演讲中指出,美国的平等民主制度,个人主义与革新精神,其源泉不是法律理论,不是判例,不是传统,也不是国家或民族的血统,而是边疆(也有人翻译为前线)的存在。

如下一段引用自《赶往火星 红色星球定居计划》一书,作者是先锋航天公司总裁,前NASA工程师罗伯特祖步林,译者阳曦,徐蕴芸(笔者第一次看到是在http://www.zhihu.com/question/20411287?sort=created&page=4,在此加以感谢)。



特纳继续阐述自己的核心观点:“曾经一度,前线打破了传统束缚,提供新体验,产生新制度,出现新格局;对美国而言,一直在后撤的前线同样意味着这一切,甚至更多。”

特纳的观点是一颗智性炸弹,数年间,围绕这个观点产生了整整一个学派的历史学家。他们证明了不仅仅是美国文化,还包括以美国为代表的整个人类文明的进步,都主要是从探索时代(Age of Exploration)开始的。就在那个时代,欧洲开辟了全球移民的大前线。
特纳的论文发表于1893年,就在三年前,1890年,美国前线走向了终结:一直以来界定西部扩张最远端的移民线与从加州一路东来的移民线迎头相撞。一个世纪以后的今天,我们面对的正是特纳提出的问题:如果前线真的消失了,怎么办美国所坚持的一切,会怎样?如果失去了成长的空间,一个平等,自由,创新的社会还能幸存下来吗?

特纳的思想深深影响了美国社会,1960年代,肯尼迪总统推动阿波罗登月计划的时候,就喊出了”新边疆“的口号,阿波罗登月计划所取得的很多技术成就,也极大地改变了人类社会。

而在地球的另一端,中国文明为特纳的担心提供了一个活生生的例子,唐代中叶以后,随着华夏农耕文明边疆的固定,没有了新的拓展空间,华夏文明引来了一个技术停滞年代。春秋时代的封建体系和观念彻底退出历史舞台,诸夏变成了一夏,华夏文明开始转向内省,专制集权日益增加,这反过来抑制了技术的发展。

因此,拓展宇宙空间是人类文明最重要的事情。如果没有可供成长的前线,没有技术开拓的新空间,马尔萨斯主义是不言而喻的真理;而在一个封闭的空间,热力学平衡状态是所有人的噩梦,人类社会的多样性会迅速丧失(事实上,人类社会的熵增已经很高)。这两者结合起来,不一定等到资源耗尽,专制主义和大范围权利控制会卷土重来(计划生育就是一个典型例子),建立在人文主义,科学,自由与进步基础之上的整个现代文明都必将消亡。
楼主 资水东流  发布于 2015-09-30 15:34:15 +0800 CST  
@风华绝代七月流火 2015-10-05 00:34:02
楼主怎么看比尔盖茨大量投资核电相关企业,千亿美元的投资,核电会有搞头大爆发吗?
新能源车是不是也是噱头,承载不了像以前微软这样IT巨头企业发展?首先它不是市场创造型,如果电池技术突破不了的话,也不是效率提升型,甚至也谈不上性能提升,现阶段靠国家政策支持。
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核电的比较优势会逐渐体现出来。
楼主 资水东流  发布于 2015-10-05 09:54:02 +0800 CST  
8.3 研发需要范式革命
过去百来年形成的研发机制,目前看来无法应对新的技术台阶。问题在哪里?任何一项机制运行久了,都会劣币驱逐良币,导致体系内的熵值增加。很多很多的因素在束缚着人类潜力的释放,研发机制本身需要一场范式革命。

出于安全性,8.3.1和8.3.2就不详细论述了,未来如果环境很宽松,再把这两小节补上。技术大停滞第二版中有一些基本观点,有兴趣的网友可以去看看。

最近屠呦呦获得了诺贝尔奖,很多人在争论集体和个人作用孰大孰小。以诺贝尔生理学或医学奖组委会秘书格兰?汉森(Goran K. Hansson)对此加以反驳的一段话作为本文的结束语:

“毕竟,个体才能作出发现,而不是组织。在组织和机构变得愈发重要和有权力的时代,从中辨识出真正具有创造力并改变了世界的个体也变得愈发重要。”
楼主 资水东流  发布于 2015-10-08 11:19:37 +0800 CST  
@小q740 2015-10-26 20:35:50
楼主大才,难得的令人清醒的文章,发人深省,楼主把最后两节发出来吧!我还等着看啦!
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第二版有一些简单叙述,可以去看看。
深度讨论太危险。
楼主 资水东流  发布于 2015-10-27 21:07:41 +0800 CST  
@神庭筠 2015-10-26 20:28:21
我觉得奇点大学代表美国科技的衰败也说不定,毕竟奇点大学的背后推手都是一流的公司和机构,这些公司和机构不务正业尽搞些连专业权威都懒得点破的噱头。
美国科技衰败了,中国科技这个刘阿斗未来也很难超越美国。
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技术奇点其实是一场传销。
楼主 资水东流  发布于 2015-10-27 21:08:34 +0800 CST  
把技术大停滞 第三版 全文做了一个pdf文件

http://vdisk.weibo.com/s/qlOJvknSDcyVb/1446456045
楼主 资水东流  发布于 2015-11-03 13:29:13 +0800 CST  
@u_106040448 2015-11-10 21:22:35
人们把探索未知的世界,向往无穷的星空作为是理所当然的事情,
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理想是美好的,但理性而言,这永远不可能。
这是根植于人性深处的缺陷。
大部分人到死也不会抬头看看星空。

楼主 资水东流  发布于 2015-11-11 11:35:36 +0800 CST  
@dingdingdddd 2015-11-12 06:53:07
第一版到第三版。
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第一版,第二版都是发表在天涯,结果阅读很零碎。
第三版先发表在新浪blog, 如果想看连贯一点的,推荐看新浪blog
http://blog.sina.com.cn/s/blog_3c4e19860102vyps.html

另外,把技术大停滞 第三版 全文做了一个pdf文件
http://vdisk.weibo.com/s/qlOJvknSDcyVb/1446456045
楼主 资水东流  发布于 2015-11-12 09:55:27 +0800 CST  
@小q740 2015-12-03 11:00:42
物质和能量是熵的两个方面,开发和利用持续的能量流的技术进步,楼主讨论的很多,但物质的负熵确从未提及。
例如工业中最常见的铁元素,从铁矿石提取出纯铁,再制成各种铁制器具,需要很多的能量,同时铁元素也在不断流失,不可能把铁矿石中的铁全部提取出来,而且各种铁制器具在使用过程中会有不断的腐蚀磨损等,腐蚀磨损就是熵增的过程,所以很多电子产品都有一定的使用寿命,为了减慢此熵增的过程,就有了镀锌回收等......
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只要有足够的廉价能量,大部分物质循环效率做到接近95%以上是没问题的。
比如说废钢循环,技术已经比较成熟。
甚至很多物质被可循环物质替代也没问题。
现在之所以不这么做,主要是能源成本过高。
楼主 资水东流  发布于 2015-12-07 13:46:54 +0800 CST  

楼主:资水东流

字数:107699

发表时间:2015-06-13 00:24:00 +0800 CST

更新时间:2021-10-27 16:47:20 +0800 CST

评论数:1349条评论

帖子来源:天涯  访问原帖

 

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