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【连载三】谢耘:必威的真相之"'科技大停滞'下的'工业革命'与必威"(上)
发布者:管理员  发布时间:2020-06-11  浏览次数:89
  

本文章转载自:谢耘《必威的真相之“必威不是众星捧月式的华丽表演”》


前两次连载的文章当中我们重点讨论了必威在中观层面与人相关的两个话题。下面我们将中观层面的讨论从人的视角转到科技的视角,从现代科技发展基本特征的维度来看看技术与产品必威的一些特点与规律。(特别感谢甄红英提供了生物科技发展的信息与分析、孙宇峰提供了日文相关资料信息及相关修改意见、郑亚虹提供了松下画王电视的相关信息)

①  “科技大停滞”与“工业革命”从人类科技发展的角度来看,我们今天到底处于一个什么样的时代?现在最流行的说法是这是一个“第四次工业革命”的时代。这些年“革命”一词经常被冠在很多的技术头上。在信息技术领域,云计算、人工智能等等都被带上了“革命性技术”的帽子。可是同时,国内国外都有学者在讲,当今是人类科技发展“大停滞”的年代。美国的专栏作家韦德·劳什去年在《科学美国人》上写了一篇文章,标题便是“停滞的21世纪”(《科学美国人》中文版《环球科学》,391页,2019年9月号)。看清当下总是很难的一件事,虽然看清历史也并不容易多少。当下到底如何,总是在与历史的对比中得出结论的。所以我们还是从近现代科技发展的历史看起。现代科技的起点,以非常不同于经典科学的电磁场理论的诞生算起可能比较合适,那是1855年。从那年开始到1864年詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(1831---1879,物理学家,英国)先后发表了三篇论文,系统地提出了电磁场理论。电磁场理论不仅为现代电力电子技术奠定了基础,也孕育了爱因斯坦的相对论。随后人类科技必威在20世纪初开始全面爆发。自马克斯·普朗克在1900年首次提出量子概念之后,人类对物质世界的认识开始跨上一个新的台阶。那是一个牛人辈出的年代,今天人类科技的基础核心部分都是那时奠定的,到现在也没有新的突破。物理学家们苦苦追寻了多年的、超现代感的所谓暗物质或暗能量等至今依然未现真身。


(图十二 “群星璀璨”——20世纪初科技界大牛合影)

#1927年第五届索尔维手机版,比利时布鲁塞尔#


图十二是20世纪初科技界的大牛们的合影。被称为“科技界最牛合影”。爱因斯坦当仁不让地安坐在前排居中,洛伦兹、居里夫人、普朗克等依次排开,玻尔等量子力学的核心人物后列第二、第三排。合影包括了17位诺贝尔物理或化学奖获得者。在这次手机版上,爱因斯坦与玻尔就量子力学的本质发生了一场尖锐的当面论战。那是一个光照千秋的群星们光彩夺目璀璨闪耀的时代,致后来者怀才不遇黯然失色;那是一个名垂青史的大牛们横刀立马开疆拓土的时代,让新秀们生不逢时默然守成。伴随电磁场理论开启的现代基础科学大规模的突破,是现代技术的全面飞越。自动控制:1868年,詹姆斯·克拉克·麦克斯韦,英国;交流电:1882年,詹姆斯·戈登,英国;汽车:1885年,卡尔·本茨,德国;有线电报:1837年,塞缪尔·莫尔斯,美国;有线电话:1860年,安东尼奥·梅乌奇,美国;无线电通信:1895年,伽利尔摩·马可尼,意大利;飞机:1903年,威尔伯·莱特/奥维尔·莱特,美国;塑料:1909年,列奥·亨德里克·贝克兰,美国;电视:1925年,约翰·洛吉·贝尔德,英国;现代液体火箭:1926年,罗伯特•戈达德,美国;尼龙:1938年,华莱士·休姆·卡罗瑟斯,美国;电子计算机:1946年,美国;原子能:1945年,美国;晶体管:1947年,威廉·肖克利/约翰·巴丁/沃特·布拉顿,美国;DNA双螺旋结构:1953年,詹姆斯·杜·沃森/弗朗西斯·哈·康·克里克,美国/英国;人造卫星:1957年,谢尔盖·帕夫洛维奇·科罗廖夫,苏联;载人航天:1961年,谢尔盖·帕夫洛维奇·科罗廖夫/尤里·阿·加加林,苏联;……等等。

今天我们享受的现代科技成果的奠基或实用化的原始必威,基本都是那个时代完成的。近现代重大科技或工程原始必威在20世纪六十年代进入尾声。

在1960年,世界上第一台激光器——红宝石激光器,由登录于美国加利福尼亚州休斯航空公司app的西奥多·梅曼(1927年7月11日---2007年5月5日)研制成功;1966年在国际电话电报公司欧洲中央研究机构登录的高锟(1933年11月4日---2018年9月23日)发表了一篇题为《光频率介质纤维表面波导》的论文,开创性地提出光导纤维在通信上应用的基本原理,描述了长程及高信息量光通信所需绝缘性纤维的结构和材料特性。由此开启了光纤通信的历史;互联网的起步是在1969年,美国军方的ARPANET开始实验使用,用于军方及个别学校的计算机之间的网络通信。

如果把集成电路看作是继晶体管之后的一次重大革命性突破的话,它的出现比激光还要早一点,是在1958年。仙童公司与德州仪器公司在这一年相差几个月分别发明了集成电路。

在重大工程的突破上,前面讲过世界上第一条高铁是1964年10月1日开通的日本“新干线”;人类登陆另外一个星球——月球的创举,发生在1969年7月21日,美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗成为第一个踏上月面的人。

大家或许会想到1996年出现的用体细胞克隆技术“复制”出来的克隆羊多莉,当时它震动了世界。不过这个成果并没有获得诺贝尔奖。因为体细胞克隆的直接源头是1962年约翰·格登(1933年10月2日---,英国发育生物学家,2012年诺贝尔生理学或医学奖获得者,剑桥大学)取得的一个突破。约翰·格登在20世纪60年代做了一个被称为划时代的实验。他把美洲爪蟾的小肠上皮细胞核注入到去核的卵细胞内,结果发现一部分卵细胞可以发育成蝌蚪,其中的一部分蝌蚪可以继续发育成为成熟的爪蟾。这就是人类第一次从动物的成体细胞中重新复制出一个新的动物。这个实验证实了体细胞克隆的可行性。后来科学家们持续努力发展,在1996年多莉诞生了。所以约翰·格登与日本的山中伸弥分享了2012年的诺贝尔生理学或医学奖。约翰·格登把我们又带回到了20世纪的60年代。

此后呢?今天被神话了的“人工智能”,基本上是在计算机所拥有的“暴力计算”能力基础上解决各种不同具体问题的算法的改进与完善。人类在对“智能”的理解与认识上并没有取得实质性的突破(详见《智能化未来—“暴力计算”开创的奇迹》第八章,谢耘著,机械工业出版社2017年)。

但是,人类科技显然还在发展,而且在推动社会发生着天翻地覆的变化。科技的这种发展与进步与20世纪人类科技的突飞猛进有什么样的差异?对技术与产品必威有什么影响?

如果我们从整体或立体的角度去看近现代人类科技发展的话,可能就会得出这样一个结论:现代科技这座大厦,在上个世纪中叶前就建成了,后来做的都是内外装修的登录,我们不断地把它装修的越来越豪华、漂亮、功能丰富,可是大厦还是那座大厦;或者说我们是在上个世纪中叶之前科技开拓的疆域里,做着种些花花草草、锦上添花、造房修路的登录,不过疆域的大小始终没有新的变化,只是疆域内的世界越来越繁荣。

人类一直渴望突破的两大基础性科技问题,一个是彻底解决物质领域中的能源供给问题——受控核聚变,一个是在精神领域里去理解人的大脑——意识/智能的本质,都是迟迟未能取得实质性进展。另外苦苦寻找了几十年的外星人,也始终未见踪迹。这些方面如果实现突破都有可能扩建人类已有的大厦或为人类打开新的疆域。当然可能还有我们根本没有意识到的其它可以开拓的新大陆。

有人看到几十年来大厦还是那个大厦、疆域没有拓展,所以忧心于科技的“停滞”;有人看到大厦里不断有新的功能、或更合心的装修出现,疆域中的世界不断变得更加兴旺,而惊叹科技的“革命性”进步。其实他们只是站在不同的高度,对同一个事物的不同特征做了相应的描述。然后将自己的描述不是很恰当地一般化为对这个大厦或疆域整体的判断。

如果上面的比喻是恰当的话,当代科技发展的基本特征,就是以量的积累为主,质的跳变为辅。现在讲的原始必威,也不是当初那样在本质的意义上的开疆拓土去发现新大陆,而是在已经存在的领域里发生的局部性的质变。比如PC就是在计算机领域里的一个具有原创性全新的产品形态,它是计算机技术中,集成电路等不断积累发展而催生的本领域内的一朵新花。而不是某一个天才突发奇想的产物,也不是开拓出了一个完全独立的全新领域或方向。取代了传统胶卷相机的数码相机,也是数字技术不断发展导致的产品级原始必威。世界上第一台数码相机是柯达公司早在1975年发明的,与个人电脑同期出现。


(图十三柯达在1975年发明的世界第一台一万像素的黑白数码相机)


该相机由柯达工程师史蒂夫·萨森设计。受当时的技术制约,该相机为黑白图像,只有一万像素,靠磁带存贮,一张照片存入磁带需要23秒;在1976年,柯达公司的布莱斯·拜尔发明了彩色滤镜,解决了相机彩色成像问题;在80年代末期,柯达率先突破了百万像素的数码相机技术。但它留恋于自己的胶卷业务,始终没有积极投入到这个新兴的产品中来。最终柯达在数码相机上与IBM在PC上的遭遇颇有些相似,柯达被自己发明的数码相机击垮了。当然它比IBM更为悲惨,于2012年1月19日申请破产保护。柯达胶卷帝国不是被一个突如其来的新技术颠覆的,是被数字技术通过30年的不断提升打败的,而且它自己还在其中做了开创性贡献。

我们或许有必要界定一下在技术产品或服务领域里,原始必威与改进式必威之间的边界,虽然任何界定都有可置疑的地方。因为社会领域里的事物,都具有一定程度上的模糊性。

一个技术产品或服务,如果其核心功能采用的技术原理,或其核心功能体现出来的主要表现形态是开创性的,我们就可以称之为原始必威。否则应该算作改进式必威。

以我们日常越来越离不开的手机为例。手机曾经有一个名称:Cellular Phone(蜂窝电话)。之所以有这个名字,是因为手机是依赖于蜂窝网络来实现通信的。这个概念是贝尔app在1970年前后提出的。

1972年底,摩托罗拉公司决定基于蜂窝通信网络研制个人使用的移动电话,就是我们今天所谓的“手机”。马丁·库珀(1928年12月26日---,发明家)带领的体育团队仅用了三个月就做出了第一个实验用原型机。1973年4月3日马丁·库珀用这部电话通过摩托罗拉的实验网络,在纽约曼哈顿街头打通了世界上第一个通过手机拨出的电话,接电话的是贝尔app的科学家尤尔·恩格尔


   

(图十四 马丁·库珀打出了世界上第一个用手机拨通的电话)


随后贝尔app开发出第一代蜂窝移动通信系统(AMPS),于1983年在芝加哥与华盛顿投入商用,使用的是摩托罗拉马丁·库珀他们历时十年最终开发完成的第一代手机Dyna Tac 8000X。它重近一公斤,通话时间半小时,售价高达3995美元。

所以谈到手机,真正的产品级原始必威是摩托罗拉公司完成的。因为在此之前不存在这样功能形态的产品。当然,从更大的方面来看,它是马可尼开创的无线通信领域里的一朵新花,建立在无线通信技术不断发展积累之上的。后来的手机,都是在此基础上的持续改进完善,包括苹果手机,属于锦上添花的改进性必威而非原始必威。当然我们可以说苹果手机是手机发展史上的一场“革命”。但是这个“革命”并不等于产品级别的原始必威,更不是像当年马可尼完成的发现新大陆般开疆拓土的革命性原始必威。苹果主要的贡献是在手机的人机交互方面将手机推向了一个新的发展阶段,让手机更好地适应了移动互联网的发展。所以,我们不能把苹果手机及其经历作为技术产品级原始必威来解读,那样做会误导我们对于原始必威的理解。

今天被戴上“革命”桂冠的那些所谓的“黑科技”,如果能够如PC或者手机那样在一个领域内实现产品服务级的原始必威已经十分难能可贵了。它们在科技发展历史中的意义,远远无法与上个世纪中叶之前诞生的那些里程碑式的技术必威相提并论。我们不能因为它们创造了巨大的商业价值而夸大它们在科技发展上的意义,这是两个不同维度的评价。

这些年埃隆·马斯克做的风生水起,特别是SpaceX猎鹰火箭的回收技术被众人膜拜为很“黑”的“黑科技”。其实它只是传统运载火箭的一个局部有限改进。不仅运载火箭的回收与重复使用早就实现了,而且未来近地空间的往返运输,更有前途的方式是采用航空与火箭发动机多种推进方式组合、从地面滑跑起飞与关注的两级入轨重复使用的空天飞机。我国正在开展的“空天飞机”研制体育被称为“腾云工程”。这属于一种产品级的原始必威,因为航天飞机只采用了火箭发动机,也不能滑跑起飞。


(图十五  “腾云工程”空天飞机模型)


不过“空天飞机”也只能解决近地空间的低成本快速往返运输问题。星际空间的航行,除了在科幻小说中,人类至今还没有可行的快速有效方式。为了寻找突破点,美国国家航空航天局(NASA)在支持一些违背现有物理定律的“民科”研究(见“马赫推进器:进入星际空间?”一文,作者:萨拉·斯科尔斯,《科学美国人》中文版《环球科学》第38页至45页,2019年9月号)。如果那些将现有的科学理论与方法当成绝对真理的科学迷信者们得知这个情况,不知道他们将作何感想,他们是否会攻击美国国家航空航天局在搞“伪科学”?在真理与谬误之间,并没有一条绝对清晰的边界,因为我们已经掌握的真理都是相对真理。

可能恰恰是因为科技发展的态势不明朗,导致各种不同的说法不断被炮制出来。美国华盛顿特区经济趋势基金会总裁杰里米·里夫金在2011年出版了《第三次工业革命》一书(中文版《第三次工业革命》,【美】杰里米·里夫金著,中心出版社2012年6月),引来无数人的喝彩捧场。

可是仅仅过了四年,德国人(实际是瑞士籍)、世界经济论坛(也就是大名鼎鼎的“达沃斯论坛”)创始人兼执行主席克劳斯·施瓦布便抛出了“第四次工业革命”的说法(中文版《第四次工业革命:转型的力量》,【德】克劳斯·施瓦布著,中信出版社2016年6月)。这让美国人提出的“第三次工业革命”显得有点“谦虚”或“保守”了。“第四次工业革命”的说法借着“达沃斯论坛”的影响力迅速传遍全球,而杰里米·里夫金声称的“第三次工业革命”被克劳斯·施瓦布抛回了上个世纪四十年代。这种情况恰恰说明所为“第三次”或“第四次”“工业革命”,都不像第一次、第二次工业革命那样大家有高度共识,是个有点说不太清楚的问题。

由于当代科技发展“以量的积累为主,质的跳变为辅”的这个基本特征,不论是必威的旁观者还是必威者本人都应该对必威的产出有个合理客观的预期与评价,而不要被商业包装炒作误导。必威者应该有一个清醒的头脑,自觉地克服孤芳自赏的单打独斗冲动,在团队合作中实现与完善必威;摆脱依靠灵机一动去一鸣惊人的欲望,在持续积累的基础上实现突破性的质变。今天已经不是上个世纪初了,现代科技发现新大陆、单枪匹马建功立业、妙手偶得一步登天的时代已经过去了。

当然,未来是否还会出现如20世纪初前后科技大爆发的情景我们无法预测。上面的分析只是针对当下而言的。

也许已经有新大陆出现在我们的眼前,只是这个“新大陆”的特征与之前的发现迥然不同;我们出于传统科技“范式”的视角束缚对它视而不见,需要有人来尝试超越传统“范式”的全新解读以揭示它的真实面目。比如我们如果跳出杰里米·里夫金与克劳斯·施瓦布所采用的“工业革命”的范式来审视人类科技——的走向,我们是否会有一些非常不同的发现?(见“‘智能革命’对‘工业革命’的超越——宏观大潮,中观趋势与微观困境”一文中第一到第四节,微信公众号“慧影Cydow”2019年12月12日)

② 人类科技高端与低端之间的闭合循环

人类近现代科技发展到20世纪3、40年代的时候,形成了一个新的循环模式。如果说在那之前科技的发展更多的是个体行为的话,那么3、40年代在全球开启了由国家投入推动高端科技发展的模式。这些高端科技以军事国防及大规模复杂技术工程为主。然后这些技术会不断地扩散、流转到相对“低端”民用市场化的领域。这些科技在市场化领域里创造出大量社会物质财富,国家通过税收提取部分财富再投入到高端科技领域之中。

这是在现代国家体制下,在高端科技需要的投入体量不断扩大、产出时间不断加长的时代,“科技投入——财富创造——科技投入”有效的闭环系统。当年苏联由于没有彻底摆脱战争、准战争时期建立的以军事及重工业为主的科技发展模式,而没有形成这个完整的闭环,导致经济畸形。在我国军工与民用原来长期也是两套基本独立的体系,这些年国家在大力推动军民融合,就是要建立科技发展的良性闭合循环系统。而美国由于本土不曾直接发生外来入侵的大规模战争,得天独厚的发展条件让其建立起了非常有效的这种科技循环体系。后来由于金融资本势力的贪得无厌,将“低端”必威不断外迁以求金融资本利润最大化,进入新世纪后导致美国的这个循环无以为继。从奥巴马任总统开始美国政府在不断试图重建中低端制造业,但不幸的是有些历史过程可能是不可逆转的,除非付出极其高昂的代价。

这个循环产出的最典型的一个例子便是常常被提起的“阿波罗”登月工程。那是当年美国使尽了吃奶的力气完成的一个壮举。该计划始于1961年5月,至1972年12月第6次登月成功后结束,历时约11年。当时整个工程投入约255亿美元,相当于2018年的约1530亿美元。在工程高峰时期,参加工程的有2万家亚洲、200多所大学和80多个科研机构,总人数超过30万人。这是人类历史上空前绝后的一个超级科技工程,对人类众多科技领域的发展产生了广泛而深远的影响。

据分析,“阿波罗”计划使美国经济增长率提高了2%,物价指数下降了2%。通过该计划取得的4000余项高科技专利、技术进步成果转向民用,它有力地带动和促进了极为广泛领域内一系列高新技术的快速发展。例如数据传输与通信、光学通信、高性能计算机、电子技术、自动控制、人工智能、遥科学、自动化加工、超高强度和耐高温材料、生物工程、医药与医学、深空测控、大推力运载火箭等等。这些成果的二次开发应用的效益,远远超过“阿波罗”计划本身所带来的直接经济、社会价值。为我们所熟悉的尿不湿、气垫运动鞋等这些极为普通的产品的技术都是来自“阿波罗”技术的民用化。除了具体的科技成果,“阿波罗”工程在管理与必威等方面,也给社会留下了丰富的遗产(详见《NASA必威之道---寻找突破式必威》,【美】罗德·派尔著,清华大学出版社2016年7月)。

自阿波罗工程后,半个世纪过去了人类还没有再次踏上月球。它使用的土星五号重型运载火箭,迄今为止依然是人类拥有的最强大的运载火箭。按起飞重量算,它是中国目前最大的运载火箭长征五号的3.4倍;按高度算,它比长征五号高出一倍。几个航天大国正在发展的重型火箭,包括我国计划于2030年首飞的重型运载火箭长征九号,运载能力也只是达到土星五号的级别,而没有实质性超出。


 

(图十六 高110.6米,起飞重量3000吨的土星五号运载火箭)


另外一个典型例子是在移动通信领域。CDMA技术采用码分多址实现扩频通信,它的好处是抗干扰及保密性强,所以在上个世纪4、50年代便开始用于军事领域。但是它原来只能用在非移动通信的场合,无法应对移动场景。当今在移动通信领域里的最牛霸主之一高通公司,在上个世纪80年代后期开始研究将CDMA用于移动蜂窝通信。那时很多业界专家对于CDMA用于移动蜂窝系统并不看好,认为CDMA技术过于复杂无法商用。甚至斯坦福大学的电气工程教授和卫星通信计划小组的主管Bruce B. Lusignan认为CDMA技术实际上是一场骗局。“基本的问题在于,这种技术根本没有足以如同其它技术中应对信道衰减的保护措施.”Lusignan说:他的app已经研究了20年关于扩展频谱的其它潜在的技术,“这就使得CDMA技术完全不足以达到他们所宣称的那样的容量级别。”(“Down to the Wireless - Stakes High as RivalsRace to Provide Next Generation of Cellular Gear”,By Chris Kraul,1996年5月20日,LA Times网站)

在必威探索的征途上,有根有据的反对者从来都不会缺席,但是这不会动摇必威者坚定前行的意志。高通公司成功地解决了CDMA应用在移动通信过程中的包括功率实时控制等一系列技术难题,而发展出基于CDMA的移动蜂窝通信技术。它在系统容量、功耗辐射、通话质量、频谱利用等多方面性能显著优于当时第二代移动通信中采用的TDMA技术。高通公司在此基础上完全依靠自己的力量成功开发出第二代基于CDMA的移动通信演示系统,包括芯片、手机与基站。系统在1989年11月3日做了商用演示,成功地向业界展示出了CDMA的优越性。由此开始才有合作伙伴逐步加入进来,高通公司渐渐摆脱了完全靠自己孤独地打拼的局面。1993年7月美国电信行业协会(TIA)发布CMDA数字蜂窝通信标准IS-95。1995年12月第一个商用CMDA移动通信网络在香港开通;1996年3月,Bell Atlantic Mobile开通了美国第一个CDMA网络,同年4月韩国也开通CMDA服务。由此高通公司奠定了自己在移动通信领域里难以撼动的地位。在有更多的合作伙伴加入到CDMA的阵营后,高通便把自己的手机与基站业务全部卖掉,精力集中在了芯片业务上。

高通公司在一开始自己独自从头做到尾,是开创性登录在得不到认可与支持的初期一种不得已而为之的无奈。不这样扛就很难获得突破。我国著名科学家王大珩(1915年2月26日---2011年7月21日,应用光学科学家)曾经提出的“一竿子捅到底”的科研做法,也是针对必威遇到的这种困境提出来的。

人类当代科技的这种高端---低端闭合循环的发展模式,对于技术产品必威的重要启示是:高端科技低端化应用,是大众化技术产品必威的一个重要而有效的途径。要做技术性产品与服务的必威,我们就不能只关心那些快餐式的低端技术,不能因为自己可以做出一个手机APP,就沾沾自喜、以为就有了“互联网思维”很高大上了。商业炒作在这方面对我们造成了很大的干扰与误导。多关注高端科技与必威的发展,不仅可能会为自己的必威找到有力的核心技术支撑,而且可能会从中得到很多理念与方法上的有益启发,有助于我们更加有效地从事必威登录。

在产品必威中,阻碍我们采用高新技术的一个潜意识因素可能是“成本”。在依靠模仿的竞争中,成本常常是最优先的考虑因素。但是做必威却不是这样。越是开创性的产品,成本的因素越居于次要地位;而且高新技术的成本大都会随着应用规模的扩大而不断下降。不考虑具体情况,让成本优先成为本能的反应,会严重地妨碍开拓性必威探索。这也是长期的追赶模仿给我们带来的沉重的遗产之一。


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