內(nèi)容來源：本文為中信出版集團(tuán)新書《全球科技通史》讀書筆記。筆記俠經(jīng)出版社授權(quán)發(fā)布。
作者簡介：吳軍博士；“文津圖書獎”得主，硅谷風(fēng)險投資人，約翰·霍普金斯大學(xué)工學(xué)院董事。
著有《智能時代》《浪潮之巔》《數(shù)學(xué)之美》《文明之光》《見識》《態(tài)度》等多部暢銷書，并多次獲得包括“文津圖書獎”“中國好書”“中華優(yōu)秀出版物獎”在內(nèi)的國家級圖書大獎。
封面設(shè)計&責(zé)編 | 小花
第 3499 篇深度好文：9044 字 | 10分鐘閱讀
完整筆記·文化生活
本文優(yōu)質(zhì)度：★★★★★+ 口感：魚
筆記君說：
看見歷史，才能看見未來
以下，盡情享受~
轟轟烈烈的亞馬遜創(chuàng)始人離婚案終于塵埃落定，即便被分走了共同持有股份的四分之一（約360億美元），杰夫·貝佐斯仍穩(wěn)坐世界首富寶座。
在貝索斯之前，世界首富的位置已經(jīng)被比爾·蓋茨霸占了20年之久。如果把目光回溯到50年、70年、100年，占據(jù)世界首富位置的則分別是石油怪才保羅·蓋蒂、汽車大王亨利·福特和石油大亨洛克菲勒。
細(xì)數(shù)各個時代的超級富豪，我們會發(fā)現(xiàn)，他們之所以獲得常人難以企及的財富，往往是抓住了科技的發(fā)展脈搏——
約翰·戴維森·洛克菲勒1863年在克利夫蘭開辦煉油廠時正值石油作為世界主要能源登場。
同一時期世界出現(xiàn)了一系列重大發(fā)明，內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明和使用讓汽車登上時代舞臺，亨利·福特首創(chuàng)T型車和流水線作業(yè)工作法。
21世紀(jì)，人類進(jìn)入信息時代，從電子計算機(jī)誕生到大數(shù)據(jù)、云計算、量子通信，科技新貴輪番登場，計算機(jī)相關(guān)領(lǐng)域催生了眾多富豪和名人。
看懂過去，才能看清未來。只有理解了科技是如何演進(jìn)的，才能預(yù)判哪些技術(shù)會真正對未來世界的發(fā)展有幫助，洞悉屬于自己的商業(yè)和職業(yè)機(jī)會。
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一直游走在科技前沿的硅谷投資人、計算機(jī)科學(xué)家吳軍博士，近期出版了一本《全球科技通史》，從文明開啟一直講到未來科技，從五大文明中心一直講了上百個具體的發(fā)明創(chuàng)造。下面我們會隨吳軍博士的步伐，鳥瞰整個科學(xué)和技術(shù)演化的過程。
一、人類歷史上第一次重大的
科技革命源于農(nóng)業(yè)
人類馴化小麥還是小麥馴化了人類？
人類最早的科技成就基本都是圍繞著吃展開的。從用石頭砸開堅果，到發(fā)現(xiàn)火可以烤熟肉食，再到發(fā)明刺殺型武器（比如矛）和投射型武器（比如標(biāo)槍和弓箭）來狩獵。
在很長一段時間里，人類依靠狩獵來維持生存。但是在人類遷徙的過程中，人口的繁衍使得狩獵采集不能滿足整個族群所需的全部食物，這就催生了對小麥和水稻的馴化。
暢銷書作家尤瓦爾·赫拉利在《人類簡史》中說，不是我們的祖先馴化了小麥，而是小麥馴服了人類，吳軍博士對此不以為然。
作為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦砜粕瑓擒姴┦空J(rèn)為這個觀點(diǎn)雖然新穎，卻缺乏內(nèi)在的邏輯性，因為人的天性決定了他們不愿意花更多的時間去獲得更少的食物。
如果人類發(fā)現(xiàn)農(nóng)耕還不如狩獵采集，會立刻回到過去的生活狀態(tài)。
事實(shí)也證明，地球上到現(xiàn)在還存在著一些保持著游牧狀態(tài)的族群，他們所在國家的政府試圖將他們遷入成視，過一種更現(xiàn)代化的生活，但政府的這種努力經(jīng)常是徒勞的，因為不用擔(dān)心食物的游牧生活對他們來說更悠閑。
1.從發(fā)現(xiàn)到發(fā)明比我們想象的更漫長
可以說，人類歷史上第一次重大的科技革命源于農(nóng)業(yè)，因為農(nóng)業(yè)從大約12000 年前開始之后，便成為早期文明地區(qū)賴以生存的基礎(chǔ)。
谷物和家畜的馴化，水利工程技術(shù)，天文學(xué)和幾何學(xué)的發(fā)展，都是為了農(nóng)業(yè)。
在馴化了水稻之后，問題就出現(xiàn)了，硬硬的稻米怎么吃？今天的人會脫口而出“用水煮飯唄”，但是在10000 多年前這可不是一個簡單的問題，因為沒有可以煮飯的“鍋”。
最早的容器可能是一片芭蕉葉、一個瓢、一片木板或者貝殼， 甚至是鴕鳥蛋殼（古巴比倫時期）。但是這些天然的容器既不方便，也不耐用。其實(shí)在遠(yuǎn)古時代，人類已經(jīng)在無意之中發(fā)現(xiàn)，黏土經(jīng)過火燒之后會變得堅硬而結(jié)實(shí)。
通常，發(fā)明的過程可以簡單地分為兩個階段：
1）現(xiàn)象（或者原理）被發(fā)現(xiàn)；
2）利用原理發(fā)明出新方法、新工具。比如發(fā)現(xiàn)圓木能滾動，屬于現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)階段，而輪子的使用，則屬于發(fā)明階段。
在沒有見過陶器時，想象出器皿的樣子并非易事，從0 到1的時間有時比我們想象的更漫長（根據(jù)考古發(fā)現(xiàn)，從黏土被燒成陶到發(fā)明陶器，中間隔了幾十萬年）。
農(nóng)業(yè)的發(fā)展帶來的一個副產(chǎn)品是數(shù)學(xué)的進(jìn)步，尤其是早期幾何學(xué)的出現(xiàn)。數(shù)學(xué)是所有科學(xué)的基礎(chǔ)，而數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)則是計數(shù)。
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計數(shù)和識數(shù)對于今天的人來說幾乎是本能，但對遠(yuǎn)古的人類來說，幾乎不可能。
著名物理學(xué)家伽莫夫在他的《從一到無窮大》一書中講了這樣一個故事：兩個酋長打賭，誰說的數(shù)字大誰就贏了。
結(jié)果一個酋長說了3，另一個想了半天說：“你贏了?！币驗樵谠疾柯洌镔Y貧乏，所以沒有大數(shù)字的概念，通常超過3 個就籠統(tǒng)地稱為“許多”了，至于5和6哪個更多，對他們來說沒有什么意義。
美索不達(dá)米亞的數(shù)字1 ~ 59
2.從農(nóng)業(yè)文明到文化繁榮
我們把6000年前到工業(yè)革命之間幾千年的時間稱為文明，不僅是因為人類創(chuàng)造的能量越來越多，還因為文字和書寫系統(tǒng)的出現(xiàn)讓人類得以將知識、經(jīng)驗普及和傳承，技術(shù)得到了疊加式進(jìn)步。
文明一旦開啟，就會加速發(fā)展。如同冰一旦變成水之后，氣溫便會驟然上升一樣。
開啟文明所需要的積累非常多，而下面4 個基本條件是必須具備的：
l 足夠多的聚居人口。
l 有效管理大量人口的社會組織結(jié)構(gòu)和管理方法（早期通常是宗教）。
l 大規(guī)模建設(shè)的技術(shù)和物力。
l 冶金技術(shù)和金屬生產(chǎn)能力。
在這幾千年里，人類在衣食住行方面都取得了突飛猛進(jìn)——以中國黃道婆為代表的紡織發(fā)明家大大提高了紡織效率。
水利工程、灌溉系統(tǒng)、革新農(nóng)具和使用畜力促進(jìn)了農(nóng)業(yè)豐收，解決了糧食問題。
古埃及人留下了大量的建筑杰作，比如金字塔、神廟和法老的冥宮……物質(zhì)的豐沛為科技的噴涌提供了堅實(shí)的基礎(chǔ)，讓科學(xué)系統(tǒng)性地發(fā)展起來。
二、科學(xué)的誕生始于
泰勒斯和畢達(dá)哥拉斯
在科學(xué)上，新巴比倫人統(tǒng)治美索不達(dá)米亞的時間雖然不到100年，缺創(chuàng)造了高度的文明，被希臘人譽(yù)為“智慧之母”。
除了科學(xué)，在藝術(shù)和建筑方面，新巴比倫人對西方時間的影響也很大。比如我們今天在西方經(jīng)?？吹降膱A拱頂建筑，就是由新巴比倫人傳給希臘人，又傳給羅馬人的。
古希臘人善于思辨。泰勒斯是第一個提出“什么是萬物本原”這個哲學(xué)問題的人，他試圖借助觀察和理性思維來解釋世界。
泰勒斯了不起的地方在于他引入了科學(xué)命題的思想，并且提出在數(shù)學(xué)中通過邏輯證明命題的正確性。
通過各個命題之間的關(guān)系，古代數(shù)學(xué)才開始發(fā)展成嚴(yán)密的體系。正因為如此，泰勒斯被后人稱為科學(xué)哲學(xué)之父。
對科學(xué)的誕生貢獻(xiàn)更大的是畢達(dá)哥拉斯。
畢達(dá)哥拉斯在哲學(xué)、音樂和數(shù)學(xué)上都頗有建樹。他最大的貢獻(xiàn)在于證明了勾股定理，因此，這個定理在大多數(shù)國家被稱為畢達(dá)哥拉斯定理。
雖然古埃及、美索不達(dá)米亞、古代中國和印度很早就觀察到了直角三角形的三邊之間的關(guān)系，但是那里的人們只能根據(jù)經(jīng)驗總結(jié)出一個結(jié)論，并舉出一些具體的例子（如“勾三股四弦五”），而畢達(dá)哥拉斯則將它描述成“直角三角形直角邊的平方和等于斜邊的平方”這樣具有普遍意義的定理，并且根據(jù)邏輯而不是實(shí)驗證明了它。
畢達(dá)哥拉斯把世界上的規(guī)律分為可感知的和可理喻的。
所謂可感知的就是實(shí)驗科學(xué)得到的結(jié)果，而可理喻的則是數(shù)學(xué)中通過推理得到的結(jié)論。自然科學(xué)大多屬于前者的范疇，數(shù)學(xué)和一些物理學(xué)則屬于后者。
畢達(dá)哥拉斯和以前東方學(xué)者的根本區(qū)別在于，他堅持?jǐn)?shù)學(xué)論證必須從“假設(shè)”出發(fā)，然后通過演繹推導(dǎo)出結(jié)論，而不是通過度量和實(shí)驗得到結(jié)論，通過窮舉找到規(guī)律。
畢達(dá)哥拉斯的思想不僅奠定了后世數(shù)學(xué)研究的方法論，還創(chuàng)造了一種為科學(xué)而科學(xué)的研究態(tài)度。
也就是說，科學(xué)研究的目的是建造更大的科學(xué)大廈，而不一定要去解決實(shí)際問題。在這樣的思想指導(dǎo)下，古希臘科學(xué)的體系得以形成。
四、美迪奇家族催生了文藝復(fù)興
我們在說到文藝復(fù)興時，通常想到的是藝術(shù)，但它其實(shí)也是科技的復(fù)興，而催生文藝復(fù)興的則是美第奇家族。
雖然美第奇家族的人在開始的幾個世紀(jì)里都非常低調(diào)，始終保持著平民身份，但是到了科西莫·美第奇（Cosimo di Giovanni de’Medici，1389—1464）這一輩，這個家族開始走向前臺，施展自己的政治抱負(fù)。
科西莫希望為佛羅倫薩做一件了不起的大事來增加他在民眾中的影響力——把一個沒有完工的大教堂的頂給裝上。
早在科西莫出生的100多年前，當(dāng)時的佛羅倫薩人就要為上帝建一座空前雄偉的教堂，因此，建得規(guī)模特別大（完工時整個建筑長達(dá)150 多米，主體建筑高達(dá)110 多米）。
但是修建這么大的教堂不僅超出了佛羅倫薩人的財力水平，而且超出了他們當(dāng)時所掌握的工程技術(shù)水平。
等到當(dāng)?shù)厝擞昧?/span>80 多年才修建好教堂四周的墻壁之后，他們才意識到，沒有工匠知道如何修建它那巨大的屋頂。于是，這棟沒有屋頂?shù)木扌徒ㄖ土粼诹四抢铩?/span>
科西莫長大后，希望能把這個大教堂的頂給裝上，讓這座有史以來最大的教堂成為榮耀其家族的紀(jì)念碑?？蛇@談何容易。
雖然早在1000 多年前古羅馬人就掌握了修建大型圓拱屋頂?shù)募夹g(shù)，并且修建了直徑40 多米、高60 米的萬神殿，但是這項技術(shù)在中世紀(jì)時失傳了。
所幸，一個偶然的機(jī)緣，科西莫從堆滿尸體的教堂里找到了一些古希臘、古羅馬時代留下的經(jīng)卷和手稿，里面有很多機(jī)械和工程方面的圖紙，以及各種文字描述。之后，科西莫不斷收集類似手稿。
接下來，他需要找到一個人，用古羅馬人已經(jīng)掌握的工程技術(shù)來設(shè)計和建造大教堂的屋頂。最終，科西莫發(fā)現(xiàn)了這樣一個天才，他叫布魯內(nèi)萊斯基（Filippo Brunelleschi，1377—1446）。
當(dāng)布魯內(nèi)萊斯基跑到市政廳，聲稱他可以解決教堂屋頂?shù)墓こ屉y題時，大家都覺得他是一個瘋子，但是科西莫相信他，因為科西莫知道“古人”曾經(jīng)實(shí)現(xiàn)過布魯內(nèi)萊斯基所設(shè)計的建筑。
在科西莫的資助下，布魯內(nèi)萊斯基開始采用古羅馬萬神殿的拱頂技術(shù)建造大教堂的頂部。
這個過程也是一波三折，中間科西莫還被政敵逮捕，并且被驅(qū)逐出佛羅倫薩，大教堂拱頂?shù)慕ㄔO(shè)也因此停了下來。
但是最終科西莫回到了佛羅倫薩，經(jīng)過他和布魯內(nèi)萊斯基的共同努力，大教堂的拱頂終于完工了，前后花了長達(dá)16 年的時間。
從1296 年鋪設(shè)這座大教堂的第一塊基石開始算起，到1436 年整個教堂完工，前后歷時140 年。
在教堂落成的那一天，佛羅倫薩的市民潮水般涌向市政廣場，向站在廣場旁邊的烏菲茲宮頂樓的科西莫祝賀。
這座教堂不僅是當(dāng)時最大的教堂，也是文藝復(fù)興時期的第一個標(biāo)志性建筑，教皇歐金尼烏斯四世親自主持了落成典禮。這座教堂以圣母的名字命名，現(xiàn)在中文把它譯作“圣母百花大教堂”（Cattedrale di Santa Maria el Fiore）。
但是，在佛羅倫薩，它有一個更通俗的名字—Duomo，意思是圓屋頂?？莆髂筒剪攦?nèi)萊斯基用“復(fù)興”這個詞來形容這座大教堂，因為它標(biāo)志著復(fù)興了古希臘、古羅馬時代的文明。
圣母百花大教堂
從科西莫開始，美第奇家族的歷代成員都出巨資供養(yǎng)學(xué)者、建筑師和藝術(shù)家。他的孫子洛倫佐·美第奇后來資助了米開朗基羅和達(dá)·芬奇（Leonardo di ser Piero da Vinci，1452—1519），而洛倫佐·美第奇的后代則資助并保護(hù)了伽利略（Galileo Galilei，1564—1642）。
如果沒有這個家族，不僅佛羅倫薩在世界歷史上不會留下痕跡，就連歐洲的文藝復(fù)興也要晚很多年，而且形態(tài)和歷史上的文藝復(fù)興也會不一樣。
五、工業(yè)革命之前的科學(xué)啟蒙時代
文藝復(fù)興之后，世界科技的中心從阿拉伯又回到了歐洲。大部分學(xué)者認(rèn)為，那是歐洲近代文明的開始。
從但丁和薄伽丘生活的年代算起，至今大約700 年，這700 年又可以分為時間大致相等的兩個階段，即工業(yè)革命之前和工業(yè)革命之后。
在工業(yè)革命之前，技術(shù)的發(fā)展并不算快，卻是人類歷史上科學(xué)發(fā)展最重要的時期，大部分近代的學(xué)科都是在那個時代誕生的。
很多人喜歡把醫(yī)學(xué)分為西醫(yī)和中醫(yī)，其實(shí)這種分法不是很準(zhǔn)確，更準(zhǔn)確的分類應(yīng)該是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)。
今天，如果到西班牙馬德里皇宮的醫(yī)務(wù)室看一看，就會發(fā)現(xiàn)它幾乎就是一個中藥鋪?zhàn)?，只不過一格格的抽屜換成了一個個玻璃儲藥罐，里面盡是草藥和礦物質(zhì)，熬湯藥的瓦罐換成了玻璃燒瓶。實(shí)際上在大航海時代的歐洲，醫(yī)療方法和中國傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)沒有太大區(qū)別。
近代醫(yī)學(xué)的革命始于哈維（William Harvey，1578—1657），他生活的年代比中國的名醫(yī)李時珍（1518—1593）僅僅晚了半個世紀(jì)。
哈維對醫(yī)學(xué)的主要貢獻(xiàn)在于通過實(shí)驗證實(shí)了動物體內(nèi)的血液循環(huán)現(xiàn)象，并且系統(tǒng)地提出了血液循環(huán)論。
他在1628 年發(fā)表的醫(yī)學(xué)巨著《關(guān)于動物心臟與血液運(yùn)動的解剖研究》中指出，血液受心臟推動，沿著動脈血管流向全身各處，再沿著靜脈血管返回心臟，環(huán)流不息。在書中，哈維還給出了他所測定過的心臟每搏的輸出量。
哈維的《心血運(yùn)動論》和哥白尼的《天體運(yùn)行論》、牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》以及達(dá)爾文（Charles Robert Darwin，1809—1882）的《物種起源》，并稱為改變歷史的科技巨著。
相比有上千年歷史的數(shù)學(xué)、物理學(xué)和天文學(xué)，化學(xué)的歷史非常短，它的產(chǎn)生與另一種歷史非常悠久的知識體系—煉金術(shù)緊密相關(guān)。
幾乎人類各個文明都發(fā)展了自己的煉金術(shù)，但是在東方和西方，煉金術(shù)的定位并不相同。
在中國，煉金術(shù)是以制造萬靈藥和長生不老藥為目的，因此也叫煉丹術(shù)。而在西方，煉金術(shù)的目的是將廉價的金屬變成貴重的黃金。
雖然勞民傷財且不斷失敗，但煉金術(shù)也并非一無是處。在中國，它催生了火藥的發(fā)明。
而在西方，通過煉金術(shù)，人們找到了各種各樣的礦物質(zhì)，提煉出了一些元素，并且在這個過程中積累了化學(xué)實(shí)驗的經(jīng)驗和實(shí)驗方法，從而發(fā)明了許多實(shí)驗設(shè)備。
最早從煉金術(shù)士轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)家的，要算德國商人布蘭德（Henning Brand，約1630—1710）了。
1669 年，他試圖從人體的尿液中提取黃金（可能因為它們都是黃色的緣故），于是抱著發(fā)財?shù)哪康?，用尿液做了大量?shí)驗，意外地發(fā)現(xiàn)了白磷。
這種物質(zhì)在空氣中會迅速燃燒，發(fā)出光亮，因此布蘭德給它起名Phosphorum，意思是光亮。
到了18 世紀(jì)初， 德國的煉金術(shù)士伯特格爾（Johann Friedrich B?ttger，1682 —1719）發(fā)明了歐洲的瓷器，可以算是當(dāng)時西方煉金術(shù)所取得的一個重大成就。
伯特格爾最初的目的是給薩克森國王奧古斯特二世（August II Fryderyk Moncny，1670—1733）煉黃金，但伯特格爾很快發(fā)現(xiàn)這件事根本做不到。
而當(dāng)時在歐洲，瓷器的價格和等重量的白銀相當(dāng)，于是，伯特格爾轉(zhuǎn)而開始研制瓷器，因為這同樣可以讓國王賺錢。
伯特格爾前后一共進(jìn)行了3 萬多次實(shí)驗，嘗試了瓷土中各種成分的配比，以及不同的燒制條件，最終制作出了完美的瓷器，這就是享譽(yù)世界的梅森瓷器（Meissen）。
技藝精湛的梅森瓷器
當(dāng)然，從煉金術(shù)過渡到化學(xué)是一個漫長的過程。
在這個過程中，扮演重要角色的，就是化學(xué)的奠基人、著名科學(xué)家安托萬· 拉瓦錫（Antoine Lavoisier，1743—1794），他在化學(xué)界的地位堪比牛頓在物理學(xué)界的地位。
由于早期的科學(xué)研究并非有利可圖的事情，因此從事研究科學(xué)的人，要么是對科學(xué)抱有極大興趣的人，比如培根或者牛頓，要么是不愁生計的有錢人。拉瓦錫就屬于后一類。
他是法國末代王朝的貴族，從來不缺錢，他做化學(xué)實(shí)驗只是為了探索自然的奧秘，而不是為了賺錢。
拉瓦錫一生的貢獻(xiàn)很多，比如發(fā)現(xiàn)了空氣中的氧氣，并且提出了氧氣助燃的學(xué)說；證實(shí)并確立了質(zhì)量守恒定律；制定了化學(xué)物質(zhì)的命名原則；制定了今天廣泛使用的公制度量衡。
對于大多數(shù)中國讀者來說，“月光社”這個名稱非常陌生，但是在18 世紀(jì)英國和美國很多名人的傳記中都會提到這個組織，因為它聚集了當(dāng)時西方世界的技術(shù)精英，而且對歐美的工業(yè)革命產(chǎn)生了巨大的影響。
月光社并沒有明確的成立時間，它的歷史可以追溯到1757 年或者1758 年。當(dāng)時伯明翰的工廠主馬修·博爾頓（Matthew Boulton，1728—1809）和他家的私人醫(yī)生老達(dá)爾文（Erasmus Darwin，1731—1802）經(jīng)常在一起討論一些科學(xué)問題。
老達(dá)爾文是一名醫(yī)生，也是科學(xué)家。事實(shí)上，進(jìn)化論早期的一些想法就來自老達(dá)爾文，而寫《物種起源》的查爾斯·達(dá)爾文是他的孫子。
后來，博爾頓和老達(dá)爾文又聚集了伯明翰地區(qū)其他的技術(shù)精英，辦起了月光社。
1758 年，正在英國出差的美國科學(xué)家本杰明·富蘭克林（Benjamin Franklin，1706—1790）應(yīng)邀加入了月光社，并且在回到美國之后，還和英國的月光社會員一直保持通信往來。
幾年后，又有幾位重量級的科學(xué)家和發(fā)明家加入進(jìn)來，其中包括瓦特、地質(zhì)學(xué)家韋奇伍德（JosiahWedgwood，1730—1795），以及前面講到的普利斯特里等人。
此外，現(xiàn)代化學(xué)之父拉瓦錫以及美國《獨(dú)立宣言》的起草人、科學(xué)家杰斐遜（Thomas Jefferson，1743—1826）也相繼加入。
當(dāng)然，在這群人中，直接開啟工業(yè)革命大門的是瓦特，他和博爾頓為第一次工業(yè)革命提供了動力來源——蒸汽機(jī)。
月光社在伯明翰的舊址
六、改變未來的新科技
當(dāng)人類邁入20世紀(jì)時，物理學(xué)的新發(fā)現(xiàn)開始與牛頓、焦耳和麥克斯韋的經(jīng)典物理學(xué)發(fā)生沖突。這些沖突開始時并不明顯，但是隨著物理學(xué)的發(fā)展，矛盾越發(fā)突出。
比如，黑體輻射譜不符合熱力學(xué)的預(yù)測，邁克耳孫–莫雷實(shí)驗的結(jié)果不符合經(jīng)典物理學(xué)的預(yù)測，經(jīng)典電磁學(xué)無法解釋光電效應(yīng)與原子光譜，放射性物質(zhì)的物理性質(zhì)似乎與經(jīng)典物理學(xué)的決定論背道而馳。
這些矛盾給物理學(xué)帶來了前所未有的危機(jī)，并且動搖了整個物理學(xué)的基石。最終，物理學(xué)家基本上解決了這些矛盾，而方法并非試圖用舊的理論對新的現(xiàn)象進(jìn)行牽強(qiáng)附會的解釋，而是重新建立物理學(xué)的基礎(chǔ)——相對論和量子力學(xué)。
進(jìn)入21世紀(jì)后，科技會取得哪些重大突破？
Grail 公司已經(jīng)可以通過驗血給出4 個結(jié)論：
l 是否患有癌癥。
l 如果有，病灶在哪里，因為不同癌癥的癌細(xì)胞基因不同。
l 如果有，發(fā)展的速度如何，一些癌癥發(fā)展很慢，有些甚至?xí)杂?，但是有些發(fā)展很快。
l 如果有，它對放射性是否敏感，對某種藥物是否敏感，這樣就知道如何治療了。
目前，Grail 公司已經(jīng)能夠準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)直徑在2 厘米左右的腫瘤（或者癌變區(qū)域），而今天腫瘤在被發(fā)現(xiàn)時的平均尺寸是5 厘米，因此，Grail 通過跟蹤人體內(nèi)基因的技術(shù)，比現(xiàn)有的癌癥檢測技術(shù)已經(jīng)有了進(jìn)步。
Grail 的目標(biāo)是在腫瘤小于0.5 厘米時發(fā)現(xiàn)它。
至于為什么不能更早地發(fā)現(xiàn)癌變，Grail 認(rèn)為沒有必要，因為人體內(nèi)時不時地會有基因突變的細(xì)胞，但是它們大部分會自愈，不會對我們的身體造成什么傷害。
人類通過修復(fù)基因治療疾病的想法，其實(shí)早在20 世紀(jì)70 年代就有了。但是，這個問題實(shí)在是太復(fù)雜了，以至20 年后FDA 才批準(zhǔn)臨床試驗。
在接下來的10 年里（1990 —2000），全世界陸續(xù)有少量的臨床試驗獲得成功，比如1993 年美國加州大學(xué)洛杉磯分校的科恩（Donald B.Kohn）教授利用基因修復(fù)技術(shù)治療了一個先天沒有免疫功能的嬰兒。
這個小孩因為基因缺陷無法產(chǎn)生免疫系統(tǒng)所需的一種酶，如果不救治很快就會死亡。
科恩的辦法是用一種病毒將一段正常的基因替代患者干細(xì)胞中錯誤的基因，然后得到正常的干細(xì)胞，再將這種干細(xì)胞注回小孩的體內(nèi)。
這個小孩從此就有了免疫力，但是，4 年后他的免疫力又消失了，需要再來一遍。到2000 年，全世界一共有2000 例基因修復(fù)，有些成功了，但很多并不成功。
隨著我們對自己的基因越來越了解，我們就越來越能夠把握自己的未來，比如容易得糖尿病或者某種癌癥的人，及早防治，就會有效地延長生命。
至于何時能夠通過修復(fù)DNA 治療疾病，現(xiàn)在還處于臨床階段，但是在10~20 年內(nèi)這項技術(shù)應(yīng)該有比較廣泛的應(yīng)用。
今天我們每天都在和數(shù)據(jù)打交道，因此數(shù)據(jù)的安全就變得非常重要。到目前為止，還沒有絕對的信息安全，數(shù)據(jù)泄露的事情時有發(fā)生。
數(shù)據(jù)的丟失無外乎發(fā)生在兩個地方，數(shù)據(jù)源和傳輸過程中。即使能夠保證數(shù)據(jù)安全地存取，不被盜用，是否也能保證在傳輸過程中不被截獲呢？
這個問題換一種問法就是，是否存在一種密碼從理論上說無法被破譯呢？其實(shí)，信息論的發(fā)明人香農(nóng)早就指出，一次性密碼從理論上說永遠(yuǎn)是安全的。
但這里面依然存在一個問題，就是信息的發(fā)送方如何將加密使用的密碼通知接收方。如果密碼本身的傳輸出了問題，加密就無從談起了。
近年來，比較熱門的量子通信技術(shù)便試圖解決上述問題。它是一種特殊的激光通信，在這種通信中，利用光子的一些量子特性，具體說是偏振的特性，來傳遞一次性加密的密碼。
當(dāng)通信雙方有了共同的一次性密碼，而又不被第三方知道，可靠的加密通信就實(shí)現(xiàn)了。
這個過程也被稱為量子密鑰分發(fā)（quantum key distribution，QKD），其原理是利用光子的偏振方向進(jìn)行信息傳遞。
在傳遞的過程中，發(fā)送方和接收方通過幾次通信彼此確認(rèn)偏振光方向的設(shè)置，實(shí)際上相當(dāng)于雙方約定好了一個密碼，而這個密碼只使用一次。
量子通信的概念早在20 世紀(jì)80 年代就被提了出來，從2001 年開始，美國、歐盟、瑞士、日本和中國先后開始了量子通信的研究，通信的距離從早期的10 千米左右發(fā)展到了今天的1000 多千米。
但是，要想進(jìn)行長距離、高速度的通信，還有很長的路要走，離應(yīng)用至少還有10 年甚至更長的時間。
追隨科技演進(jìn)的路徑，豈止是讓少部分人站在財富的頂端——如果你在2000年已經(jīng)預(yù)見互聯(lián)網(wǎng)的前景，你會放棄風(fēng)光的外企選擇剛剛起步的阿里巴巴。
如果你能理解深度學(xué)習(xí)技術(shù)引領(lǐng)的這波人工智能浪潮的能力界限，你就不會擔(dān)憂被AI取代而是學(xué)會讓AI成為你的助手……
古羅馬作家西塞羅曾經(jīng)說過：“一個人不了解他出生之前的事情，那他始終只是個孩子”。
了解歷史，可以幫助人類認(rèn)識自己認(rèn)識文化；了解科技史，則有助于把握未來的方向。
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