如果我們問一位百歲老人:“在過去的一百年里,您對這個世界有何感受?”
老人往往會不假思索地回應:“世界變化太快了!” 的確,人類在近百年間的發展速度堪稱驚人,這一現象令人嘆為觀止。
曾有人感慨:“我在山里隱居十年,再度踏入塵世,感覺完全不認識這個世界了,一切變化都超乎想象?!?事實也的確如此。倘若你是 70 后或 80 后,將 30 年前的人類社會與當下進行對比,便會清晰地察覺到翻天覆地的變化。
要知道,在古代,不要說 30 年,即便是 300 年,人類社會的變遷也相對緩慢。而過去這一個世紀之所以發生如此迅猛的變化,根本原因在于科學技術的蓬勃發展。幾百年來,人類堅定不移地踏上了科學發展的征程。
科學的強大力量為我們推開了新世紀的大門,給人類文明帶來了無限的可能與機遇。上個世紀,科學領域呈現出百花齊放的繁榮景象。
物理、化學等基礎科學領域不斷取得新的突破,為人類的研究和探索開辟了嶄新的道路。了解上個世紀基礎科學的人都知道,相對論在這一時期橫空出世,讓我們對空間有了更為深刻的認識;量子力學的建立,引領人類步入微觀世界,探索微觀粒子的運動奧秘。
與此同時,上個世紀抗生素的出現,有效遏制了細菌的肆虐,為人類健康帶來了巨大福祉。諸多基礎科學的誕生,為后續科技的廣泛應用奠定了堅實基礎。倘若沒有它們,便不會有后來層出不窮的各種科技成果。
在過去的一個世紀里,科技的影響力與日俱增,時刻改變著人們的生活。
以手機為例,20 多年前,手機價格昂貴,功能單一,只有少數富人和企業老板能夠消費得起。然而,僅僅 20 年的時間,手機已經成為大眾普遍擁有的日常工具,價格親民,就連孩子也能輕松使用。
通信技術同樣實現了跨越式發展,短短 20 年間,從 2G 到 5G,人類用極短的時間完成了一次次技術飛躍。人工智能、納米技術等新興技術如雨后春筍般不斷涌現,更迭速度之快,讓許多人誤以為人類的基礎科學仍在持續高速進步。
但事實果真如此嗎?答案是否定的。
自上個世紀眾多基礎科學理論相繼問世以來,近半個世紀,新的基礎科學理論幾乎陷入停滯。
進入 21 世紀的 20 多年,雖然取得了不少成果,如首張黑洞照片的發布、希格斯玻色子存在的確認、人類基因組計劃的完成、智能手機的普及以及人工智能的興起等。
然而,深入剖析這些成果就會發現,它們本質上都是建立在上個世紀提出的基礎理論之上。引力波和黑洞的發現,源于愛因斯坦相對論的預言;希格斯玻色子的證實,是標準模型的成功驗證。
由此可見,本世紀至今,基礎科學理論并未取得實質性的突破。
或許有人會認為,這是因為人類已經掌握了宇宙的大部分科學奧秘,只需沿著上個世紀的理論繼續發展,就能成為宇宙的主宰。但這種想法無疑是荒謬的。
實際上,人類對宇宙的認知極為有限,可能連 1% 都不到,99% 的宇宙對我們而言依然充滿未知??茖W家提出的宇宙文明分類體系表明,以目前人類文明的實力,僅能達到 0.7 級,甚至尚未達到最低級的一級文明標準。
那么,究竟是什么導致了人類基礎科學的停滯不前呢?這主要涉及兩個關鍵因素:能量與人類壽命的限制。
1964 年,科學家卡爾達肖夫提出了卡爾達肖夫等級指數,這一指數旨在通過衡量一個文明能夠掌控和利用的能量水平,來評估其先進程度。
按照這一標準,宇宙文明可劃分為三個等級,其中最低級的文明也需掌握可控核聚變技術。以這一標準衡量,人類文明目前僅處于 0.7 級,即便是電影《流浪地球》中描繪的人類文明,也不過剛剛達到 1 級。這一劃分標準具有一定的合理性,因為能量無疑是衡量一個文明是否實現質的飛躍的關鍵要素。
人類科技的發展離不開工業的支撐,而工業的核心在于能源。真正能夠推動文明發生根本性變革的,是能源的革命性突破。
在過去的幾百年里,人類的工業發展高度依賴化石能源,這種被譽為 “工業血液” 的能源,盡管在過去一個世紀推動了科技的迅猛發展,但也暴露出兩大嚴重弊端。
其一,化石能源的大量使用對環境造成了嚴重污染,是導致地球生態環境持續惡化的主要原因之一。
其二,化石能源屬于不可再生資源,地球的化石能源儲量有限,一旦耗盡,而人類又未能及時找到替代能源,不僅發展會受到嚴重制約,甚至可能出現科技和文明倒退的危機。
可控核聚變技術有望成為化石能源的理想替代品。這是一種清潔高效、能量密度極高的能源,其實現不僅有助于改善地球的生態環境,讓藍天白云重回人們的視野,更將為人類開啟星際探索的新時代。
可控核聚變之所以對人類意義重大,還在于其所需的原材料極為豐富。核聚變反應的主要原料是氫,氫在宇宙物質中占比高達 90%。地球作為一個海洋星球,水資源豐富,科學家經測算發現,一升海水通過核聚變反應所產生的能量,相當于 300 升汽油。
此外,在太陽系中,科學家還發現了許多水資源比地球更為豐富的行星,同時,木星和土星這兩顆巨行星更是巨大的氫庫。從這個角度來看,一旦實現可控核聚變,人類將擁有幾乎取之不盡、用之不竭的能源。
為什么說人類壽命限制了基礎科學的進步呢?
眾所周知,人類基礎科學的重大突破,往往離不開偉大科學家的智慧和貢獻。上個世紀,正是因為涌現出一批杰出的科學家,才催生了眾多基礎科學理論。例如,愛因斯坦的相對論,徹底改變了人類對時空的認知。
然而,隨著人類科技的不斷進步,學科分類越來越精細,知識總量呈爆炸式增長。這使得人們需要花費越來越多的時間來學習知識。過去,學習科學知識可能只需 20 年,而如今則需要 40 年甚至更長時間。隨著知識的不斷積累,未來所需的學習時間還將持續增加。
如今,科學家通常需要獲得科研博士學位,這往往要到 30 歲左右才能實現。
而要在某一領域取得突破性成果,通常至少要到 50 歲以后。但人類的平均壽命僅 80 歲左右,且隨著年齡的增長,思維能力會逐漸衰退。這就導致科學家在花費大量時間掌握足夠的專業知識,即將取得重大突破時,卻可能面臨生命的終結,或者因思維能力的下降而無法繼續深入研究,實在令人惋惜。
因此,從科學發展的角度來看,壽命是制約人類基礎科學發展的重要因素。倘若人類的壽命能夠延長至幾百年甚至幾千年,牛頓、愛因斯坦等偉大科學家便能有更充裕的時間進行研究,憑借他們卓越的智慧和洞察力,人類或許早已突破可控核聚變技術,步入一級文明行列,開啟星際航行的新時代。
鑒于壽命對人類科學發展的重要性,近年來,科學家們在基因技術領域投入了大量精力。
生命的有限性猶如自然規律施加給人類的一道枷鎖,而要打破這一枷鎖,基因技術或許是關鍵所在。通過基因編輯和改造技術,人類有望大幅延長壽命。
屆時,科學家將擁有更充足的時間進行科學研究,人類基礎科學也將迎來新的爆發期,引領人類邁向星際時代。
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