虚拟世界系列21:现实世界的科技发展趋势

活着是生物人的最基本的需求。而生物人本身作为一个孤立的系统,活着则必须要从其所处的外部世界汲取负熵。汲取负熵,可以简单的理解为从外界吸收了物质或者能量(或称资源)之后,使系统的熵降低了,变得更加有序了。原始社会中,生物人从外界获取资源的方式非常的有限,渔猎和采集是其主要方式。为了提高对抗熵增的能力,或者说从外界获取和利用资源的能力,人类发明和使用工具,并且组织起来,分工协作,变得越来越有序,从外界获取和利用资源的能力也越来越强。然而为了维持人类社会越来越有序的状态,需要的负熵则越来越多,汲取负熵的能力必须不断提高。当外界可获取的资源达到限额,或者从外界获取和利用资源的能力达到瓶颈,则人类社会无法维持其有效状态,进而陷入混乱,直至维持其有序所需的负熵和汲取负熵的能力达到平衡。而当人类汲取负熵的能力提高到一定水平,则有机会开始进入下一个阶段,如此循环的螺旋式前进。
科技的发展趋势
科技的进步,从促进系统有序化、即获取负熵的视角来看,必然伴随着人类与资源之间连接能力的显著增强,以及对物质世界进行高效利用与改造能力的不断提升。从连接层面而言,这种发展趋势体现为人类与资源之间连接愈发紧密、迅速且便捷,其标志性成果包括交通工具的革新与网络技术的飞跃。同时,在物质利用与改造方面,科技进步则推动着人类能够利用的资源种类日益丰富,资源利用效率持续攀升,这一趋势在能源技术的不断突破中尤为显著。当然,基于“人终有一死”,或者鉴于人类生命的有限性,医药科技的进步作为贯穿整个科技发展脉络的重要组成部分,始终致力于延长人类寿命、提升生活质量。此外,科技发展的广阔领域还涵盖了人类各种能力的延伸,比如机器人等智能工具的迅猛发展,这些虽不在此详细讨论,但同样构成了科技进步的重要篇章。

互联互通
人和物以及物与物之间的连接,主要通过日益进步的交通工具与错综复杂的交通网络得以实现。交通工具的演进历程,从最初的动物助力,逐步过渡到马车、帆船、蒸汽轮船、火车、汽车、飞机乃至航天器,每一步都标志着人类活动范围的拓展与连接能力的提升。这些交通工具所经之处,逐渐构建起公路、铁路、水路及航线等各种交通路线,它们相互交织,编织成一张覆盖全球的庞大运输网络。从发展方向上来说,连接人和物以及物与物之间的交通工具与交通网络,正朝着运载能力更强、速度更快、便捷性更高的方向不断迈进。
科技与国家的发展史紧密相连,其中交通工具和网络的演进扮演着至关重要的角色。英国凭借蒸汽火车与蒸汽轮船的革新,引领了第一次工业革命,极大地拓宽了人类的活动疆域,促进了国际贸易与海洋探索的繁荣,其崛起背后离不开交通领域的深刻变革。随后,美国的崛起同样伴随着交通领域的飞跃。在第二次工业革命中,美国不仅见证了汽车的发明与普及,这一变革彻底颠覆了人们的出行方式,使得个人出行更加便捷高效;同时,飞机的诞生更是将全球的距离大幅拉近,极大地加速了信息的传播与人员的国际流动。这些因素共同作用下,美国赢得了“车轮上的国家”的美誉,其人均汽车拥有量长期位居世界前列,成为汽车文化的典范。值得一提的是,火车系统在美国的早期发展中也对国家产生了深远的影响,而航运技术的发展则支持美国成为全球经济中心,这里就不再讨论了。
历史表明,人类与资源之间连接方式的每一次重大变革,都伴随着科技与社会结构的深刻调整。交通工具不仅重新定义了地理空间的概念,更深刻地影响了人类的生活方式、工作模式乃至整个社会的组织架构。它们作为人类手脚的延伸,正逐步进化为连接全球的无界桥梁,追求着更高的效率、更快的速度与更广的覆盖范围。从交通工具的角度,蒸汽火车和蒸汽轮船是第一次工业革命的产物,而汽车和飞机的发明和应用是第二次工业革命的产物。那么,从速度越来越快的角度,高铁的飞速发展代表了交通工具在速度上的新高度,是现代科技与工业文明的杰出成果。同时,电动汽车的兴起则是能源转型与资源高效利用趋势下的必然产物,结合智能驾驶技术,正朝着更加便捷的未来迈进。如果继续往下推演,作为突破地面束缚的飞行工具,比如飞行汽车/飞行器和无人机等,则更加快捷和方便,将引领未来交通工具的发展方向。而再往下进一步预测,突破地球束缚的载人火箭等,将是整个人类未来的发展方向。
前文提过,除了物理上的连接,还有存在信息的交换网络。从连接的角度看,万物互联拓展了连接的范围,而虚拟现实则突破了空间的限制,也必然是科技未来的发展方向,这里就不再细说了。

能源
从外界获取并有效利用资源,不仅意味着拓宽资源获取的边界,还要提升资源的质量与获取效率,即增强资源转化为负熵(即有用能量或有序状态)的效率。这一过程的进步,直接关联着人类提升获取负熵能力的发展,尤其是在物质与能量改造技术上的革新。关于能源议题的深入探讨,我们将在后续章节中展开,此处仅作简要概述。
地球作为一个近似封闭系统,其主要外部物质输入极为有限,尤其是天外陨石的偶然性,而能量则主要来自太阳的辐射。因此基于质量守恒定律,在地球上的物质总量不变的情况下,人类发展的持续性主要收到来自太阳能量的束缚。也就是说,目前人类通过来自地球内部资源和太阳的负熵(主要是能量)来维持其有序状态。地球内部资源存在极限,而一旦来自太阳的负熵也不够维持其有序状态,则人类社会走向死亡。或者说一旦来自太阳的负熵不够维持地球的有序状态。地球包括地球上的人类将走向灭亡。因此,为了持续生存与发展,人类必须寻求地球之外的资源,太空便成为了人类向往的彼岸与未来发展的希望所在。航空航天技术的推进,直接关系到人类文明的未来走向。
回顾历史,人类的第一次与第二次能源革命,实质上是对太阳能间接或直接利用的重大突破。当前,太阳能技术的直接应用已成为能源升级的重要趋势。然而,为了实现真正的可持续发展并突破太阳能的局限性,人类必须迈向更高层次的能源利用,即减少对太阳的直接依赖。这一跨越的核心在于质能转化效率的革命性提升,特别是核能技术的发展——无论是核裂变技术的优化,还是可控核聚变技术的突破,都是当前看来最为可行的路径。这一进程离不开包括新材料科技在内的多项前沿技术的协同发展与创新突破。

总结

人类社会包括科技的发展史,从某种程度上来说,也必然包括从外界获取和利用资源的能力发展史。这里简单总结。

  • 交通工具和交通网络的发展扩大了生物人获得物质和能量的来源范围。交通工具和网络的是朝着传送的容量越来越大,速度越来越快,以及越来越便捷的方向发展。
  • 信息网络的发展促进了了生物人(包括各种组织)之间的沟通交流,也提高了人类的分工协作能力。信息网络的发展,必然也是一个连接的速度越来越快,信息的容量越来越大,连接越来越便捷的过程。
  • 人类目前被束缚在地球,那么基于质量守恒定律,在地球上的物质总量不变的情况下,人类发展的持续性主要受到能量的束缚。因此需要提高现有能量的有效利用率,以及质能转化的效率,包括外部的太阳能和地球内部的能源。
  • 目前地球通过来自太阳的负熵(主要是能量)来维持其有序状态。一旦来自太阳的负熵不够维持其有序状态,则走向死亡,所以人类只有走出地球才能获得新的物质继续生存。

注:文中图片均来源于网络,若有侵权,请联系删除并致歉。

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