科技发展停滞了吗？

在网络上最近经常听到有人说，最近几十年科技发展停滞了，甚至有些科技类自媒体说现在是大停滞时代，很长时间基础理论没有革命性突破了。他们的理由不外乎说物理学没有像100多年前，也就是20世纪初那样，在很多人的认知中，在短短的一段时间之内诞生了相对论和量子力学。这两者被称为现代物理学的两大支柱，并且全部都是在20世纪初诞生的。自从这两者诞生之后，后来的物理学家一直是完善这两大理论，而没有新的革命性物理基础理论诞生了。这种说法甚至随着《三体》这部科幻小说的流行，更别提很多以“停滞”为名的畅销书了，通过这种通俗易懂的方式解释经济增速的下降（目前的趋势，各个经济体的增速都不乐观）也让很多人认同这个说法。

其实类似的说法早就有了，甚至一直都有，只是最初的版本恰恰是描述物理学的。而可笑的是，最初的物理学停滞的说法是说物理学已经完善，后面的物理学家只有修修补补，没有几乎建立革命性的理论了。这话是量子力学的创始人普朗克听他的老师讲的，一个看似毫无希望的领域一度令这个物理学的学生感到沮丧和困惑。然而这不过是19世纪末物理学界的常规看法，而这种看法之所以出名恰恰是因为20世纪的物理学革命彻底否定了19世纪物理学的基础理论结论，可以说推倒重建了整个的物理学大厦。而这一次出现的基础理论停滞说，物理学革命的成绩又被人拿过来证明物理学完结了。

任何这种大而化之的结论，本质上都是一个高度概括和压缩的模型。依据这个停滞的说法，其模型是这样的，20世纪初，人类中的天才创造性的发挥了他们的才智。通过他们天才的思索，推翻了19世纪被人们认为完结了的基于牛顿力学的经典物理理论。然后这两大理论基础奠定之后，后人只有修修补补，上百年没有革命性的进展。在其他领域也只能是不断地利用这些基本理论，发展科技，但是基础理论不突破，科技的发展就有上限了。这就是这个说法的核心逻辑链条。

然而这个说法并没有真正的反应科技发展的全貌，也没有真正的了解科技发展的趋势，只是由学生时代学习的经历推演出来的一种想象而已。

先说物理学的发展，相对论和量子力学毫无疑问是现代物理学的两大支柱，到目前为止，几乎所有的观察现象都符合这两个理论的预言，或者说可以用打补丁的方式，让观察数据符合理论的预言。

然而这两个理论页数逐步发展起来的，特别是量子理论，其现代形式也就是标准模型是直到70年代才基本完善的。远不是什么20世纪初就和相对论一起革命了物理学那么简单。那一路诞生了一大串的物理学诺贝尔奖。如果你在20世纪20年代看波尔的那套东西，会觉得简直是玩具，量子力学第一种完善的数学表达，海森堡的矩阵是1925年才出现的。后面直到薛定谔的波动力学才算是被广为接受。40年代狄拉克又对此进行了扩展。二战以后，在场论的基础上相继发展了QED和QCD，最终到70年代才深刻的完成我们现在所知道的标准模型。距离普朗克第一次提出量子这个概念，已经过去了半个多世纪了。所以量子理论从1900年普朗克量子提出，到最终建立标准模型描述我们的世界，用了大约70多年。

相对论的情况更有名，倒是相对符合上面模型的描述。自从1915年爱因斯坦第一次写下了广义相对论的方程，那玩意除了诡异的宇宙学常数的增删以及最终可能还要加回去之外，这个柱子基本没什么变化。物理学的新发现往往只是一次次证明广义相对论的坚不可摧。当然小的进展也是有的，比如20世纪6，70年代彭罗斯，霍金等人的挖掘。真正巨大的发现主要是1990年代暗物质的发现，暗能量的发现等等，这些现象本来是相对论没有预料到的，但是，人们通过给理论打补丁，引入新的假设的方式维持了广义相对论方程的正确。

而这两根柱子的不协调，导致了围绕着宇宙大尺度信息和黑洞，物理学家们一次次的发起了新的理论研究。包括超弦理论，圈量子理论等各种诡异的理论和想法被提出来，都试图统一量子理论和相对论。新的量子引力不能说呼之欲出，但是候选人已经是人满为患了。这些理论大多是都是在1980年之后才发展起来的。通过这些研究，虽然没有能够有公认的，成功的量子引力理论，但是人们对相对论和量子理论的理解和上世纪90年代不可同日而语，更别提20世纪早期了。那些声名显赫的诺贝尔奖得主不会想到现代物理理论的深刻和多样子，也决计想不到在量子理论和相对论背后有关定域性，时空背景独立性，确定性，以及连续性等的深刻矛盾和含义。可以说，我们今天所说的相对论和量子理论和20世纪初，甚至和20世纪中期的时代的理论，除了名字一样，深度和广度是完全不同的东西。就像是，一个小孩长大了，还叫这个名字，你不能说他这些年毫无进步。

除了物理理论本身，这些年巨大的进步之外，人类科技在20世纪初以后同样有了巨大的进展。而这种进展并不全是由物理基础理论的变化引发的，持这样观点的人未免太高看物理学，小看其他学科了。实际上，认为基础理论，特别是物理学的基础理论决定一切的人，恰恰忽略了20世纪人们关于科学的重要发现，那就是还原论不是万能的，高层次上面会涌现出低层次无法涵盖的新的规律。就像仅仅了解脑细胞其实是不会知道整个大脑的工作方式一样。所以，仅仅是物理学基础理论，都做不到完全引领物理学领域的发现，更别提别的学科了。

比如数学，20世纪蓬勃发展了数理逻辑，可计算数学的发展引发了人类历史上最深刻的产业革命，信息革命，这个的重要意义后面再说。物理里面的热学和统计学发展了耗散理论，具体指出了开放系统如何演化出秩序的。结合数学的分形等理论（也是20世纪早期）帮助我们分析那些远离平衡态的，具有丰富结构的混沌系统，同时也提出了高层级的可以涌现出底层并不包含的规律。化学方面我总体上不大了解（毕竟本人最恨化学），不过有机材料在20世纪大放异彩，把人们从简单的合金，玻璃，陶瓷等简单的无机材料里面拯救了出来，特别是各种有机高分子材料形成的塑料，几乎是无处不在渗透入我们的生活。而绝大部分塑料，在20世纪之前都是不存在的。生物领域人们终于发现了DNA的结构，发现了中心法则（连高中生都学过），了解了一些生物都是如何被大自然编码，解码，然后执行的。更上层，生态领域，发现了生态系统的物质，能量和信息的三循环。不出所料，这玩意用数学描述的时候是非线性的动力学方程，其解徘徊在混沌的边缘。类似徘徊在混沌边缘的还有气象学，蝴蝶效应大名鼎鼎就是这个原因。天文学远的有20-30年代哈勃发现的河外星系以及宇宙大爆炸，60年代天文学四大发现（类星体，脉冲星，星际分子和微波背景辐射），近的有90年代发现的暗物质和暗能量，可以说一直是处于蓬勃发展阶段。

最后来说说根本性改变人类社会形态的东西，信息学。人类社会从农牧业革命到工业革命再到信息革命，每一次产业革命，人类的生产和生活方式都发生了飞跃式的变化。整个信息革命几乎都是20世纪发生的，而信息的重要性，直到20世纪末才真正被深刻的感知。并且最终发现，相对论和量子理论在信息学上面都有重要意义。这两者既是关于物理世界的基础理论，也是信息的理论。

现代信息学革命的标志就是20世纪初希尔伯特提出的停机问题，以及哥德尔对形式化系统上限的理论。从这个时代开始，数学的形式化研究遇到了自己的极限。后面是丘奇关于lambda表达式的研究和哥德尔关于递归函数的研究，阐述了如何构造一个全新的数学世界。革命的集大成者则显然是图灵，他发现了计算的真相，从此人类智能也不过是一种图灵机。在我们的宇宙里面，图灵机不可超越（尽管没有证明，我只是个人相信这一点，如果相对论和量子理论正确的话）。接下去就是香农的信息论，信息有了自己的度量，这是最后一个国际单位，我个人认为也是最本质的一个单位，比特。

理论基础打好以后，计算机有了令人眼花缭乱的发展，可以说，今天我们的世界和上个世纪最根本的不同，不是我们可以开车，坐高铁或者做飞机甚至是火箭。那些传统意义上的科技奇观在信息时代看平平无奇。最大的不同是我们每个人所拥有的算力，以及这种算力所代表的潜力。如果说汽车，火车和飞机，高楼大厦和枪炮毁掉了农业社会的田园牧歌，那么计算机和通信技术，以及下一个明星AI也会彻底改变我们所熟知的工业时代。我们的科学不仅没有停滞，而且恰恰相反，正处于一个类似于工业革命时期的高速变革时期。只不过这次的变革核心不再是能源和机械，而是算法和芯片，当前的中心就是AI。和2百多年前工业革命不同的是这一次的浪潮，中国没有缺席，而是在积极的前进。

所以即便把时间缩短到2010年以后，科技的发展也丝毫谈不上停滞，这个时代，最大的进展就是AI的深度学习革命。深度学习以令人眼花缭乱的速度在飞速的迭代和进化，可以说AI深度学习就是20世纪初物理学里面的量子理论和相对论，是当前整个科学技术进步的核心领域。当深度学习在2016-2017年创造的alpha go击败人类最强的棋手，击败了人类数百年无数天赋异禀的人集体努力的最高成就，那是一个时代的标志。很多人只是还没有意识到它的巨大意义而已，科技不仅没有停滞，而且在ai的加持之下会以前人无法想象的速度快速发展，这是压力也是对拥抱AI的人的前所未有的机遇。