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人类第四次工业革命之科学基础

已有 676 次阅读 2021-3-8 19:31 |个人分类:物理新视点|系统分类:论文交流

科技大综合将破解自然游戏规则 

晏成和

近来,世界学者、政要纷纷议论:人类社会正在迎来百年之大变局-第四次工业革命。这是离中国人最近的一次工业革命,我们将同步地经历、参与其中。

其实,这一次的变局远远超出工业之外、包罗万象,是一次全方位、多领域的技术跃进,应该称之为科技革命。只是人类对之前的三次工业革命印象深刻、记忆犹新,有识之士有意与以前的工业革命相提并论,以加强信息冲击力。

 

第一次工业革命:以蒸汽机为代表,实现了工业机械化、运输机械化的雏形,实现了以化学燃料代替了人力、畜力,劳动效率得到了提高。(时间:19世纪初,地点在英国及法、德等欧洲国家)

第二次工业革命:以电的研发和广泛应用为代表,实现了工业电器化、较大的增强了生产能力,交通更加便利快捷,改变了人们的生活方式,扩大了人们的活动范围,加强了人与人之间的交流。(19世纪末,地点在美国及西欧洲国家)

第三次工业革命:以半导体、电子计算机、原子能、空间技术和生物工程的发明和应用为代表。推动了生产技术的不断进步、劳动者的素质和技能不断提高,电磁波联系逐步普及,社会效率得到大的提高。(20世纪中,地点在美国、亚洲四小龙及欧洲国家)

这三次工业革命,中国人都只是在远远观望,直到中国改革开放、打开国门,第三次工业革命的余波才惠及中国。

 

前三次工业革命与科学关系

第一次是以牛顿力学为基础的机械结构创新,实现了化学燃料的功和能转换,促进了力学、热力学的发展。

第二次是以发现、研发电学为基础的电力工程的创新,实现了发达地区用电普及,促进了电工学、电磁学、电动力学的发展。

第三次是以发现半导体、研发计算机、应用原子能、生物工程和空间技术的创新。实现了人类社会联系、生活水平大提高。促进了互联网、计算机技术的大发展,但是有识之士感觉到科学对日益发展技术的有效供给不足,抱怨科学沉寂。

 

悄然而至的第四次工业革命:以系统科学的兴起到系统生物科学形成;物联网、大数据、计算机科学、纳米科学、虚拟实在;卫星通讯、智能革命等多领域技术迅猛发展为标志。这次浪潮、方兴未艾,对推动技术进步、对人类思想观念产生强烈冲击,对社会生产率的提高之功效、目前难以估计。(20世纪末,地点在美国、中国、亚洲及欧美澳发达国家)

这是重大的全方位革命,从机器人、无人驾驶、大数据、云计算、人机对接、系统生物学、系统医学入手,涉及到社会学、生物学、信息学、人工智能、化学、物理学……远远地超越了工业革命的范畴。

虽然人们称之为第四次技术革命,但觉得这个称谓还是不足。因为技术是为达到某些目标而进行智慧的开发,是综合联想应用;而科学是探索大自然对世界绝妙的睿智安排,是向内深入发掘。上述广泛的门类的学科在基础上与前沿科学有着千丝万缕的联系,需要向科学的深度开发、找到门类之间联系的内在机理。有了科学底蕴,技术发展会目标明确、方便快捷,建立各门类关联的坚实基础。

 

【电波与生物】

生物技术、生物芯片是这次技术革命的重点之一。马斯克的团队设计出一种能够精确植入大脑的芯片,可以用安全、持久的方式读、写神经元里内部的信息,实现了芯片与人脑的对接。人脑是生物物质,芯片里导线运行的是微电压、电流,微电流进入人脑,在神经元中传播运行。这就导致了生物学与物理学的交融。

现在物理学理论,金属中导电的是自由电子,那么电信号在神经系统里是如何迅速传播?神经系统中也有自由电子吗?我在之前的文章中说到:物质的导电是因为物质内存在电压波的通路,在电压波的拽动下,物质内的电子换位移动、形成电流。这个导电原理能够系统地解读金属导电、半导体导电、液体的导电。希望生物物理的专家能够找到生物神经的导电通路,与所有物质内电压波的通路导电得到统一。

动物把看到、听到的信息转变成脑电波,生物的细胞是如何能够产生脑电波、电信号,其中的机理和过程将是物理学或生物物理学的新课题。

在交叉学科面前,生物电的形成、传播是一个新课题。物理学导电理论需要有进一步的厘正、提升,这种提升还可以有一个广泛的涵盖、应该可以把中医的经络理论科学化。

现在电脑的存储依靠的是U盘-电磁存储元件。人的大脑亦有很好的记忆、存储功能,大脑的记忆存储依靠的是什么?神经元的记忆存储的内在是什么样的物理过程?现在,马斯克的团队正在致力于人脑与电脑之间的连接。1、可以提升人脑能力,将人脑与电脑和手机融合在一起,可以让我们人类变得更加聪明;2、可以通过人脑便可实现对电脑和手机的控制,那么,在不久的将来,就可以把人脑存储信息和智慧直接传输给机器人电脑,让机器人有和人一样的思维和智慧,成为优秀的知行合一的替身人。

我2016年发表的科学小说《绿星同学》里说来到地球的外星人不是生物人,而是具有普通人全部能力的替身人。附[1]

 

【基础物质与生物】

第四次技术革命的浪潮迎面而来,涉及到社会学、生物学、医学、信息学、人工智能、化学、物理学……这些分门别类的各个学科,除社会学外都是在物质基础上建立的,其根本的归宿只能是质子、电子以及它们的波。那么,深入探究这各个学科的内在机理,会不约而同地指向物理学、各个学科的物质基础就只能是由 “质子、电子”及其伴生场所派生的各种性能,探索者就应该握住这个纲、纲举目张把物理学各个分枝有机地联系起来,探析它们共同的源头、寻找内在统一的规律。

如:生物学已经探明DNA是由4种碱基(化学物质)构成。在我的探索中,已知化学物质的结合是由价电子共享的结构元完成的,碱基如何连接、如何复制,将是生物物理的必然课题。

又如:新冠病毒的“冠”是它生存的抓手,这个抓手是靠什么来抓?怎样与其它物质结合?我认为是冠顶上有电子运转所形成的电磁力,因为电磁形成简单,作用广泛、有效。这也是它在金属材料上成活较久的原因。因为金属表面有较强的价和电子运转的微磁场,与冠顶上电子运转所形成的电磁场相扶持,节省病毒能量。(一家之言,假说,仅供参考)

 

【实体伴生场-哲学新发现】

一个世纪以前,法拉第为了避免电磁现象中的超距作用引入了“场”的概念。带电物体会在其周围的空间产生一个电场,以此与一定距离以外的另一个带电体发生作用。这个看不见摸不着的抽象概念在19世纪就已经获得广泛接受。百年前人们只是对电场、磁场有所感觉,实际上是大自然安排所有实体都有自身伴生着的场。

无人驾驶、大数据、手机的所有信息都是由弥漫在空间的电磁波进行传导,执行实体必须接收这些电磁波并且有懂得、与之交流的场。也就是自然实体通过空间波与各自伴生的场进行相互联系互动,并不是现在有些理论所说的“碰撞”。实体的运动后果构成了自然的宇宙、万物、现实的存在。

现代,弥漫在周围空间的电磁波越来越多,作用几乎无所不能,管控着实体世界。万事万物都是以伴生场接受波的支配、在波的带动下相互交流、相互运动,实体伴生着场的哲学存在越来越明显,构筑波粒和谐、相依相存的世界。

场的存在、提示着人们的思维发现和探索方向,实体与场的伴生是自然物质存在的普遍法则,实体就是依据这些场进行联系和交流、实体在场的作用下发生运动,运动的后果就是我们眼前客观存在的世界,场是所有原始运动的始作俑者。

是时候放弃那些:有时是粒子、有时是波的牵强,拚弃那些量子坍縮、量子纠缠的天方夜谭。那种绕开电子的运动,试图在X子、XX子去破解物理,只能是缘木求鱼。

 

综上所述,从物质的构成、相互的联系、运动,都是实体伴生场之间的互动。生物学、医学、信息学、人工智能、化学、物理学,工业技术的方方面面的内在基础已经越来越明显:这个基础就是质子电子所构成的原子、无机-有机分子。正是这些原子、分子构建了世上万物,是物理学、化学、生物学;核外电子的规律运动是构建晶体、分子、生物体的第一功臣。

科技大综合将发掘、坦露各学科内在根基、破解自然游戏规则。实体伴生场、在场的作用下相互规律运动、产生后果,是大自然的法则;物理学的核外电子的规律有序运动构成原子之间的连接,是分子构成、连接的基础、是化学的基础、是DNA-生物物质连接的基础,将引领科学革命,成为人类第四次工业革命之科学基础。

2021/3/5



附:[1]《绿星同学》第一章 替身人  

 一段音乐之后,太空飞船广播里传来磁性的男中音:“亲爱的绿星探索朋友,你们辛苦了。太阳系是我们宇宙中的近邻,我们的飞船从绿星出发,已经在银河系默默地飞行了4800年。现在正……” 

打住,打住!4800年。四千年前,中国的大禹正在治水,埃及金字塔才刚刚开始建造,来的是不是木乃伊啊!写科幻不是写神话,外星人难道是神仙?4800年,就是科技再发达,人也不可能活几千年。你还自诩文章质朴真实、逻辑理性,你还不如就写个时空穿越,虽然很悬还可以囫囵吞枣地接受、起码没有明显破绽。你这4800年,吃什么、喝什么、要不要呼吸?这外星飞来的是些什么人?

问得好!这些外星人是什么人?

为此,先来看看我们自己,地球人在地球上生存,每天都要吃、喝,分分钟都要呼吸。人类在地球上生存、发展数百万年,得益于蓝色星球的呵护、哺育:有温暖气候、绿色植物、新鲜空气、风调雨顺还有磁场和大气层。如此面面俱到的恩泽是地球环境对地球人类提供的生命维持系统,是眷顾、也是束缚。鲜活的动物一断离开了地球的呵护,几分钟就气绝命亡,性命不保。

生物人进入宇宙航行,最大的麻烦的就是你要脱离行星环境、要在地球外建立生命维持系统。说通俗点就是呼吸、保暖,再加上吃喝拉撒睡。这些在地球上有利于动物生命生存、繁衍、能够促进人类的生存发展、不成问题的小事,却成了宇宙探索最大障碍、最难的大事。生命维持系统在地球环境中的天然合理,却成为人类太空远航的最难以逾越的羁绊。

 在数千年漫长的星际旅行中,生命维持系统既然是一个不可逾越的障碍,那么,就不得不换一个思路,外星智慧就聪明地绕过了这些障碍——不需要生命维持系统。不需要生命维持系统!怎么可能?是活人还是死人?那些偶然在某个地方出现、令我们眼睛一亮、令我们惊喜的飞碟是怎么来的、操纵飞碟的难道不是人吗?当然是人,是什么人?答案只有一个:是机器人——不需要生命维持系统的机器人,具备人类全部智慧、能够替代人类各种功能的替身人。

科技高度发达的外星文明睿智地回避生命的障碍,派遣不用生命维持系统、而具有其他全部生物人功能、有个性,在历史性漫长历程中能够蛰伏、能够被唤醒的探索者,他们是除了生命维持系统之外具有所有生物人的功能的机器人、是能走会跑、能说会笑,是具备具体生物人全部智慧、全部功能的替身人。

外星人为什么是机器人、替身人?怎么不是媒体上经常看到的:头戴球形透明罩、身着宇航服、英俊帅气、像我们这样有血有肉的人?为此,我们先来看看生物人,看看我们自己。

人们常常自我形容“头脑聪明、四肢发达”,有意无意省略了中间的躯干,其实,躯干内的五脏六腑才是我们活着最重要的生命维持系统,其中的呼吸系统、消化吸收、血液循环系统都是为我们身体提供能量。我们呼吸,获取氧气、吃进食物,由生命维持系统转化成能量,动物和人才能够活着、运动,在历史的长河中生存、繁衍、进化。由此看来,生命维持系统的最重要的功能、最终结果是提供能量。200年前人类没有发明用电,只有阳光、空气(氧气)食物和燃料是能量的仅有的来源。

在现代科技社会中,提供能量却很容易实现,几块电池就能提供能源,体积不到脏腑的十分之一,而且还能反复充放。能源问题比较容易解决,用电池就能替代躯干内的五脏六腑,有了能源,人还必须运动、有感官、会思维、判断,有情感。运用现代的机械制造能力和电子技术,制作一个具有生物人所有的运动功能的机器人、甚至比生物人更强壮、更灵活的替身人,并不是遥不可及,几乎是手到前拿。具有普通人的各种运动动作、能够完成各种特定功能的机器人已经能够在世界各大工厂生产出来。

除了运动,再就是让机器人具有生物人的所有感官,人类的主要感觉器官分类为:视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉。现在,视觉、听、说已经是小菜,会做手机就能够轻松搞定。感知温度、湿度、风向气候已经不是问题;要具有嗅觉、味觉、触觉则需要有专门的传感器,这运用现代科技进行研发也不是太难。最有难度的是,要让机器人能够像生物人一样思维、一样有智慧。思维包括调取储存、记忆,然后分析判断,执行。现代科技能够有海量的高密度的储存、记忆;但是若要像人脑一样的分析判断,具有学习、储存、进步的功能,则需要有生物科技的突破,虽然有难度,却已悄然起步。

美国《科学》杂志评选的2014年十大科学突破,其中,第五、仿人脑芯片技术。第八、操纵记忆技术。这些突破意义重大,开始了仿生人类科技发展的新的征程。

在可以看到的将来,我们就可以把人脑的记忆、内存、思维、全部下载,输入到机器人电脑中。例如:实验室可以把某D教授的全部记忆、思维下载到机器人,于是这个机器人就具有了D教授相同的思维、判断,甚至情感。那么此机器人除了生命维持系统、生殖系统外,具有D教授作为生物人的全部功能,想教授之所思、做教授之所想,如果把体态、面象制作得逼真,此机器人就成为了D教授的替身人。到2030年,我们就可以把具有人脑思维、行为的替身人送到火星。

所以,当外星文明把自己的“人”送往蓝色的地球,在启程的当时,他们的科技能力至少比现在的我们水平高出六百年。

 如今人类进入工业化社会才两百多年,科技的触角就已经伸向了替身人的研发,已经有了芯片技术突破,再过400年,我们的替身人技术将是怎样?肯定是足以达到与原形人思维一致、能够替代原形人做任何事情。有了这样完善的替身人,我们还有必要去研发庞大的生命维持系统、还有必要研发风险系数极高的冷冻生命技术?情同此理,当外星文明能够制作完美、甚至是有个性的替身人,他们就会放弃研发那些既困难、又难以持久的生命维持系统。就算是研发成功,还有个教育问题、人道问题。所以,现在徜徉在地球、月球及其周边星球的天外来客只能是替身人。




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