东西方文化差异对科学艺术发展的影响——兼谈人类文明的未来及中国的机会


                                  东西方文化差异对科学艺术发展的影响

——兼谈人类文明的未来及中国的机会

 

宋太伟

上海日岳新能源有限公司   上海陆亿新能源有限公司

 

  中国现在肯定已经进入科学技术与文化艺术发展的黄金时代。21世纪人类能否真正进入中国世纪,关键就看中国在科学艺术领域,能否像公元2000年后的中国经济是全球经济增长的主要推动力一样,成为世界科学艺术创新发展的最大引擎,引领地球人类进入更加文明更为新潮先进的新时代。在未来几十年甚至更长的时间内,中国可能在哪些基础科学、大技术与大艺术领域,取得划时代的伟大创新成就和对全人类作出开创性的彪炳史册的巨大贡献?语言文字、文化传统、信仰及体制等对伟大科学与艺术的创立创造有什么样的深远影响?地球生态环境和人类现代文明,已经进入超大周期超长规模的巨变时代,愈来愈不安定的世界未来可能进入什么样的稳定格局与状态?已经相对沉寂了近一个世纪的基础科学理论,有没有可能出现更高层次的飞跃性的创新发展?当代能源技术、信息网络技术、人工智能、微纳米技术、航天航空技术、脑科学及生物医学技术等等大技术,未来的突破点或极限在哪里?在日新月异的新技术潮流的推动下,人类文明的未来,包括信仰、制度、组织、经济、教育、文化的发展方向在哪里?就凡此种种的大问题,本文欲通过基础的、本质的、大视角的逻辑,进行分析讨论,并以期给出明确的答案。

1.  客观逻辑与历史经验昭示,中国已经进入科学技术与文化艺术繁荣的大时代

    一个大国或朝代平稳发展六、七十年后,只要政局稳定,都会进入文化大繁荣时代。重生后或新建立的大国,经济持续稳定发展3050年后,社会物质繁荣,民众生活富足,文化娱乐需求与品位自然不断上升;由相对富裕的财力和物资做后盾,教育、娱乐、文化艺术与科学技术的发展,有了可靠的物质保障和日趋扩大的需求支撑,科学技术和文化艺术,最终像物质商品经济一样,走向繁荣昌盛,是自然的。

我国几大相对稳定长寿的王朝,汉、唐、宋、明等,皆是如此。唐诗宋词的鼎盛时期,都在建朝80-100年左右;明朝的科学文化创新进步,亮点不多,但像郑和下西洋这样的创举,最辉煌时期也是这个时间段;汉朝文化的鼎盛时期,西汉以汉武帝时期汉字完全由隶书代替篆体、司马迁创作完成历史巨著《史记》及制定并实施《太初历》等为标志,东汉时期以蔡伦发明造纸术和张衡发明浑天仪地动仪及《九章算术》的传世为标志,同样都是如此。

值得一书的是,我国的封建王朝,虽说始于秦始皇,可秦朝修长城,却因暴政而短命;相反,汉刘邦无为而治,使大汉朝绵延400年,俯瞰天下。汉朝科学文化的创新成就,在2000多年的中国封建社会史中独占鳌头,在包括物理数学天文地理医学语言文字及文学音乐等诸多基础领域,都创造出领先当时世界数百年甚至上千年的划时代的开天辟地的成就,为中国后续朝代科学文化的发展打下了坚实的基础,只可惜中国后来的各封建王朝,几乎都只是热衷于巩固个人帝王基业和宫斗术,固步自封,坐吃山空,造成中华民族在人类文明发展史上,领先了上千年,又落后愚昧了几百年的千古遗憾和笑柄。我国汉代的科学技术及语言文字与印刷传播等方面的成就,除了早汉朝两三百年的又相互隔绝不知各自存在的古希腊文明,(主要是以毕达哥拉斯、柏拉图及其学生亚里士多德、阿基米德及其学生欧几里德等为代表,在哲学、代数几何、物理天文、语言文字等领域的成就。),及随后的古罗马文化(主要是继承了古希腊文明,并将希腊字母文字发展为拉丁文字及罗马字母。),在当时的地球上,没有任何一个可以望其项背的国家与民族存在。

美国也一样。美国由独立战争(1775-1783)胜利而诞生,但新独立的美国只是脆弱松散的联邦,美国真正走向统一并实现更强大的中央集权,是由林肯通过其领导的南北战争(1861-1865),实现美国南北方统一和废除南方奴隶制后完成的。由此开始七八十年后,美国的科学文化从1930-1940年代开始登顶并引领世界,至今已近百年。美国的体制,虽为中央加地方联邦集权,但整体也是以自由经济为基础的社会运行模式,并以民主自我标榜。林肯以后,美国大的社会动荡或内战,再也没有发生过,这也是其科学技术与经济实力一直独冠全球的最重要原因之一。

英国看起来有点复杂,其实也不例外,只是英国科学技术和文化艺术引领全球的繁荣昌盛时期,更长而已。公元1800年前,全球除了欧洲国家之间外,国际交流极少,甚至互不来往互不相知,不同大陆不同民族,文明开化的进程差异巨大,像中国的汉朝,领先全球几百年甚至上千年,极为正常。英国作为一个孤独的岛国,早已连绵存在了上千年,只是因为出现了像牛顿这样超越时代几百年的科学天才巨擘,并在17世纪末(1688-1699),实现从封建体制到资本主义制度的社会经济体制的大进步变革,推动远离欧洲大陆文明的英国,跨入科学技术及文化艺术的大繁荣时代。

从亨利七世(1485-1509)到伊丽莎白一世(1558-1603)的100多年间,封建制度下的英国本土是稳定发展的,海外贸易与造船业发达,此时正是欧洲大陆文艺复兴的鼎盛时期,经典数学与普通物理、天文学,空前发展,百花齐放、流派众多,英国也开始进入科学文化的繁荣时期,出现了像莎士比亚(1564-1616)这样的文学巨匠。半个多世纪后,“上帝让牛顿代表”,集百家之经典,秉承天才的智慧,发现、总结并写出空前绝后的巨著——《自然哲学的数学原理》。随后英国自由资本主义制度建立,进入新时代,工业化加速,国家日益强大。

如果说英国的科学文化鼎盛时代以牛顿为标志,那么这个时代一直持续到1900年后直至以相对论和量子力学为基础的现代物理学的创立。牛顿以后半个世纪,瓦特经过革命性的改进发明了高效多用途蒸汽机,标志着英国现代工业经济开始走向领先欧洲大陆的鼎盛时期;1776年,亚当·斯密集多年的大成,出版发表了《富国论》,创建了现代商品经济学的基础理论;紧接着6070年后,又产生了法拉第、麦克斯韦这样的科学天才——前者小学都没上过几天,却直观地在1831年发现电磁感应定律并由此制成了人类历史上第一个发电机,“发明了”万能的电,后者主要在法拉第等人的众多实验发现的基础上,于1873完成《电磁学通论》这一划时代的、关于电磁规律关系的、系统公式化数学工具化的基础科学理论巨著(在科学史上,地位仅次于牛顿的巨著),从而将人类带进了电磁文明时代,也使大英帝国在维多利亚女王时期(1837-1901)进入全盛的全球霸权时代,一度拥有殖民地3400万平方公里,占地球陆地面积的四分之一。

现在人类社会已经进入工商业发达的全球经济一体化和信息交流通话视频便捷的互联网时代,巨大的时空隔阂已不存在,智能翻译工具也基本解除了不同语言之间直接交流的障碍,任何地方的新闻,很快会以光速传遍全世界,地球人类真正成为一个小小地球村的居民,大气和海水的污染已经影响到地球的各个角落,超越人类正常想象或正常秩序的“颠覆性的技术与新事物”不断出现,携手治理日益恶化的地球生态环境,携手走向浩瀚的宇宙星空,共同面对充满变数的未来,同舟共济共享共进,已经成为基本共识。在这样日新月异的现代地球村社会,再出一个像英国一样的大国,将人类几百年文明进步的基石与架构,全部包办,甚至是由几个天才巨擘创造出来,不可能了。但中国人多,真心热爱科学艺术的小朋友们会越来越多,他们集追随兴趣、健康聪慧、素养良好和国际视野于一身,以这些千百万聪颖少年生生不息不断接力追随兴趣梦想的创新力量为依托,不排除在未来的三五十年甚至上百年的时间内,中国科学技术和文化艺术的繁荣鼎盛,能够给人类文明带来巨大的绿色动力和翻天覆地的向好变化。其它大的发展中国家,在这样一个现代化的地球村中,还根本不具备引领世界的经济基础和影响力。在不确定的未来,已经崛起70年的中华民族,只要自身不出问题,即是以巨大综合体量及已形成的巨大惯性力来衡量,至少也能在不知地球人类向何处的未来三五十年内,成为确定航向的引领世界的力量。中国世纪若隐若现。

2.       语言文字、文化传统和信仰价值观,对科学艺术创新发展的巨大影响

文化传统的差异,对科学与艺术的发展,影响极大。尤其是民族语言文字、风俗习惯和价值观的影响。都说“性格决定命运”,对一个民族或国家来讲,语言文字、风俗习惯、信仰价值观,可以说就是“性格、特质”。纵观几千年的世界科学技术与文化艺术发展史,东西方在科学技术及大众艺术领域的发展路径及所取得成就和发挥的作用,不是相互交融交互推进或协同共进,而是经纬分明、差别明显。东西方文字文化风俗习惯及社会价值观的不同,肯定是决定这些巨大差异的主要因素之一。

科学艺术,尤其是物理数学等基础科学,揭示与表述的,是大自然最本质的规律和逻辑关系,千变万化的自然界,都是由这些最本质的规律关系所决定的或者说演变而来的。这种逻辑关系,肯定是简单的高度概括的,也是精准的;另外,完全可以用这种简单逻辑关系,进行各种各样的无穷尽的“推理”“演算”,“演绎出”千态万物的自然界,所以又可以说它是最普遍的、最本质的规律关系。这种规律和逻辑关系,用定义了精确含义的简单符号来表示,(即将基本的物理数学逻辑关系及各种推导过程等内容,表示为简单的标准化的符号形式),显然比用各种普通文字语言进行描述,要简单、方便、易学、易用、科学得多。即使是简单的数学推导过程,如果用普通语言文字来表达描述,几个步骤下来,就不知所云,可能传授者或书写者自己就把自己搞糊度了,更不用说比较复杂的数学推导演算过程。另外,即使普通初等数学概念或关系式,比如三角函数、自然对数、行列式、多元函数等等,就不可能或者说很难用普通语言文字来描述,更不用说更高层次的数学物理理论了。显然,采用民族语言文字来解释、描述、传授、学习、应用及研究推理发现自然界精准的内在逻辑规律关系,启蒙水平的还勉强可以,稍深入一点就非常困难了。是用民族文字语言和不标准的符号,还是用标准化简单系统化的数学语言,来描述自然规律,恰恰是过去东西方文化中明显的“传统”差异。这就不难理解,为什么十七、十八世纪甚至是十九世纪上半叶,现代科学技术与文化艺术在欧洲大陆风生水起、如火如荼的时候,而闭塞的亚洲、南美、非洲大陆,几无进步或停留在千年前的水准甚至是还处在启蒙阶段。

语言文字是文化的载体,文化差异首先表现在语言文字差异,学习、教授与运用中的表达书写习惯,会形成认识与思维上的明显模式与定格,这对科学艺术创新来讲,作用影响巨大。以英文为代表的西方语言文字,以一、二十个的拉丁字母、英文字母、罗马字符为基础,简单排列组合而成,重复、简捷、规范,易记易写易分拆组合易用。而汉字虽由“笔画”组成,但每个字都是一个独立构造的个体,不是笔画的简单排列组合,且同音字众多,认字、读写、理解、记忆、学习传授、印刷排版都比较困难。汉字的学习、使用、交流传承发展过程,容易形成死记硬背、注重个体细节与具体描述、视角孤立窄小、简单问题复杂化等作风习惯。这与简单、精确、高度概括统一的普遍适用的物理数学逻辑特性,是完全不相符的。其它东方国家的语言文字,如印度的印地语、阿拉伯国家的阿拉伯语、日语、韩语、蒙古语等等,都有类似的问题与缺点,只是感觉有些比中文简单点而已。在1900年之前,东西方文化交流极为有限,接受过西方文化熏陶、拥有国际视野的东方人如凤毛麟角。以现代物理与现代数学等为代表,起源于欧洲的现代科学技术,缺乏东方的创新贡献,实属自然。

事实上,春秋战国时期,甚至更早些时期,中华文明已经很有智慧。像老子的《道德经》可谓满篇哲理:“上善若水、大道至简、大音失声、大器晚成”,“道可道,非常道。”,“无与有,同出而异名,同谓之玄。玄之又玄,众妙之门。”;我国古典哲学经典,《易经》中的所谓阴阳五行学说,阴阳相伴相合,"木、火、土、金、水"五行依规克生,即能演化成万物世界。都是“玄之又玄”,够玄妙,但在精准的物质世界,这有何用?句句似真又不知所云、无所适从;《黄帝内经》也是如此,这大概也是中医和西医的主要区别;有现代科学理论知识的人,将《易经八卦》,认为是八卦,不足为奇。

即使是我国古代专门论述算术的书籍,如《九章》,通篇像文绉绉的文言作文,将简单的1234567890的加减乘除解释得繁琐而难得要领,如其作者所言“昔在庖犠氏始画八卦,以通神明之德,以类万物之情,作九九之数,以合六爻[yáo]之变”,“观陰陽之割裂,总算术之根源,探赜[zé]之暇,遂悟其意。”,“事类相推,各有攸归,故枝条虽分而同本榦[gàn]知,发其一端而已。”,“虽曰九数,其能穷纤入微,探测无方。”,不就是12345的加减乘除吗?小儿科的东西,就搞得如此深奥难懂,这样的传授学习思考方式,根本就不可能开创发展出稍复杂一点代数、函数,更不用说高等数学了。当然文采极好。也难怪中国古代学数学物理的人数少之又少,学懂的又都成了文学家。

这种习惯于用本民族语言文字来探索、思考、解释、传授甚至应用物理和数学等自然科学知识的思维意识方式或文化行为范式,根深蒂固,难以消除,负面作用极大。我也深受其害。我对许多别人难以认识清楚的或者视而不见的自然现象及其所蕴藏的内在物理数学逻辑,都能直观地看到其本质,但总是习惯于用普通语言文字去解释总结和逻辑分析,不愿意或者不敏感从数学角度,进行精准表示和系统化,并以此为基础进行更深入的探求、揭示和应用。这样的“创新发现”,传播应用效果和实践价值,就大打折扣,甚至是被埋没和遗忘。当局者迷,要彻底改变这种劣势习惯,广泛深入地国际化是必由之路——不单单是让广大的青少年跨出国门去学习西方文化与行为方式,更重要的是在国内推广学习应用其长,改掉自身的缺陷。比如,各级学校的教材和传授的方式方法,要博采众长;要让小朋友们及后生代,普及英文、计算机、音乐,普遍都有体育运动兴趣和敢于质疑提问善于动手动脑筋的习惯,等等。

西方文明发展传承的路径完全不同。大约公元前13世纪,古埃及文明时期腓尼基人创造了人类历史上第一批字母文字,共22个字母。随后大约经历600多年,传到古希腊并发展成古希腊字母文字,几百年后古希腊字母传播到南欧洲的意大利,发展为拉丁字母。大约到公元前1世纪,罗马实行共和时,形成了26个罗马字母,也就是现代文的26字母。由于罗马帝国长期对欧洲的统治,拉丁语、罗马字母,在中世纪及以前的欧洲和地中海沿岸成为主流语言文字。古希腊的科学艺术,主要是力学、代数几何、哲学等,自然也都被欧洲人接受吸收。

公元3世纪古印度发明了阿拉伯数字,大约四五百年后传到了中东,然后到公元10世纪传到欧洲。至公元13世纪,欧洲已开始普及阿拉伯数字。(这与传到我国的时间差不多)。紧接着,欧洲即开始进入科学技术和文化艺术完全领先世界的文艺复兴时期,代数几何、力学天文学、地理航海、机械制造、哲学社会学、文学绘画音乐等等,开始全面大幅超越古希腊、印度和中东,及以中国为代表的东方文明。语言习惯及社会文化价值观,孕育了欧洲人的大文明崛起。

上帝的代表,伟大的牛顿的代表作——《自然哲学的数学原理》,开宗明义就讲:大自然的基础规则、逻辑、道理,是要用数学关系与等式来表达的。由此催生了欧洲文明当然也属全人类文明的质变飞跃,使地球人类仅用二三百年即发展到高度发达的现代文明社会。牛顿以后的,如欧拉的数学、拉格朗日的《分析力学》、拉普拉斯的《天体力学》、傅里叶的《热的解析理论》、麦克斯韦的《电磁学通论》、玻尔兹曼的统计热力、爱因斯坦的相对论方程、薛定谔和海森堡的量子力学方程等等,无一不是美丽简洁的物理规律关系与规范概括的数学逻辑和由其精准推导演算的大基础理论创新成就。值得一提的是,同时代的欧洲古典音乐,同样达到了人类音乐艺术的高峰,除贝多芬、巴赫、莫扎特、海顿、李斯特、肖邦等天才人物的贡献外,其乐理广泛地使用规范符号和数学工具,并将节奏节拍、声调旋律、和音和弦等,与大自然(包括人类)的频率节奏和演变时序规律,天才地用数学数字与数量关系联系起来,本质上是认识并掌握了大音乐艺术的内在科学规律。这是东方文明东方文化传统,难以企及或很难意识到的。

事实上,我国汉代的科学艺术,尤其是到了南北朝的祖冲之(公元429500)时期,如果不是远超包括古希腊文明的西方世界,至少也是处在当时世界的先进水平。根据我国汉朝、唐朝和元朝的疆域边界及对外交流史,罗马文字和欧式几何、机械力学等,传到我国的时间,如果不是更早,最迟也是欧洲文艺复兴前后(有记载,阿拉伯数字13世纪传入我国,1600年附近明代徐光启翻译出《几何原本》)。虽说古代交流不便,但阿拉伯数字、拉丁文字罗马字母和古罗马的代数几何,传到我国的时间也不算晚。为什么中国的唐宋元明及后来清朝的科学艺术,在长达1000多年“文明优越于异域人”的历史变迁中,进步了了,甚至不能通过学习他人的先进文化来提高自己,在星光灿烂的人类现代科学艺术殿堂中,没有留下中华民族的烙印?原因除了前面讲的习惯于用民族语言文字来表述和传授物理规律数学逻辑的行为范式与方法劣势外,最重要的还有传统文化、观念意识、信仰追求、社会制度等原因。

东方传统文化价值观,包括:信奉神灵,明哲保身,守旧守传统推崇古人、尊重权威尊崇长辈,讲究和谐和气、中庸妥协,讲人情讲王道、法理意识淡薄,讲顺从天意、平平安安,推崇博学、反对逆经叛道等等,缺乏反叛冒险创新求真精神,这与现代科学技术和文化艺术创新创造所要求的善于接受新知识、勇于探索未知、勇于挑战权威、勇于自我否定、勇于实践勇于革旧创新、敢于冒险的精神品质,格格不入。整个东方文明史,尤其是旧中国自公元1900年以前的近1000多年的历史,以物理和数学为代表的科学,创新进步乏善可陈,在辉煌的人类近代科学技术和文化艺术的文明进程中贡献了了,实属必然。以自明朝开始到清朝作古的500多年间,代表中国文化艺术最高水准的《红楼梦》为例,才华横溢的曹雪芹向世俗迷信与权贵低头,为例避免“文字狱”避免因文章引火烧身,煞费苦心地将用尽心血创作的不世之作《红楼梦》,说成源于梦幻的《石头记》,满篇甄士隐去、尽是贾雨村言,并虚构神话故事,以女娲炼石补天遗石一枚投胎繁华人间为引线,演绎出一群风华绝代的女子与风流倜傥的才貌仙人“假宝玉”的情感史剧,将最美的儿女情长青春故事,生硬地夹杂神鬼和尚参与其中,岂不是伟大艺术作品的千古遗憾。这还只是小说、游戏娱乐,如果是自然科学,能揭穿“人命天注定”当皇帝是天意的鬼话,在叩拜皇权的社会,怎可能存在!相反,从文艺复兴时期开始,欧洲不但有语言文字和交流传播上的优势和便利,更有追随自我自由真理、为探索未知敢于冒险敢于尝试、敢于冲破迷信羁绊敢于挑战权威敢于捍卫真理的创新土壤。不论是早期的哥伦布、哥白尼、伽利略,还是后来发现并创立非欧式几何的罗巴切夫斯基、黎曼,甚至是近代的爱因斯坦等等,都是冒着丢生命、失自由、被抛弃、被嘲弄的风险,去探索未知、挑战权威、追求真理、坚持真理。

几千年的文明史,既是荣耀,也是负担,远古的愚昧认知习惯遗风,依然存在。即使是当代的印度、中东及中国、日本、韩国等“东方社会”,顶级的科学艺术大家,还是屈指可数,而许多从这些东方国度,到西方世界学习深造或定居、拥有东西方文化双重背景的人,确是风生水起。也许改掉陋习、学习先进,最好的办法就是,去没有那种陋习文化或拥有先进科学文化的环境中学习熏陶。

3.  当代大科学艺术的创新突破口和发展趋势及未来中国文化的大机遇   

先谈谈大科学技术和人文艺术的定义及特点。大科学是指基础性的普适性的作用巨大影响深远的,自然规律、逻辑关系和体系化公式化的理论知识。大技术是指以科学理论为基础开创发明的可以广泛利用的普惠的、能够解决日常难题的、增加效率品质新品种的、先进的工具方法工艺和服务等。这里所指的大人文艺术是,与大众相关的知识文化和生活实践活动中美好的且能激发广大民众愉悦感受或情感共鸣的部分;艺术是一种表现和感染语言,可以是静态的东西或场景,也可以是动作、声音、感觉、影像、动态的场景或过程。

与大科技一样,大艺术要受众广大,普通老百姓都能被吸引都能从中体会到美的享受和心潮波澜。艺术是活的,要受众感到它的美,感受到它的感染力。从这个角度来讲,艺术分视觉艺术、听觉艺术、触觉艺术。美术、雕塑、影像、文学等属视觉,音乐、相声、说唱等属听觉,电影、戏剧、电视、动漫等,可以归视觉和听觉的综合类。从科学的角度讲,视觉、听觉、触觉,都是物理信号作用于人身体某些感应部位的物理反应,愉悦感受、心绪共鸣,是光频、声频信号,作用于感应神经元所激发的物理生物反应,是可以科学“度量”,这正是现代西方艺术领先于东方艺术的地方,他们更深刻一点地认识到了好的大众艺术的本质,而不是只停留在凭直觉、体验、喜好及知识和效仿等方法去创作。当然,使用科学的理论认知与方法,加上天才的直觉和深入的体验等去创作伟大的大众化艺术,肯定是未来艺术发展的主流方向,这需要有物理代数功底。另外,从物理和生理的角度来讲,视听都是简单直接方便的,但眼睛的作用更重要,接受和处理的信息量更大、频谱更高更宽,而听觉的频谱更窄更专,且声频的频率更接近细胞大分子及神经系统组织的反应频率,共鸣更直接、更容易、更强。所以,好的音乐是受众最广、最直接的、最容易让普通人感到愉悦的大众艺术。普及音乐文化、音乐语言,应该是中华民族学龄前、小学、中学教育的最基本内容之一,作曲的要学习相关物理数学和生理知识。德国美学家叔本华曾主张一切艺术在于追求音乐效果,将音乐置于最基础的地位,是有道理的,说明他一定程度地认识到了美学艺术的科学本质。现代电影,尤其是立体电影或3D影音作品,如果能将一般人的视觉、听觉,合成刺激感染到最佳水平,那将是最受欢迎、最具吸引力的大众艺术。但要注意,视觉场景一般有“时效性”,共鸣是要对景的;可纯音乐不同,不同人不同时都可以有愉悦的感受与想象。

自二十世纪上半叶以相对论、量子力学、核物理为代表的现代物理学理论体系建立以后,探索客观世界最本质规律的基础物理学,已经有80多年没有重大创新突破了。10-12-1012米空间尺度,是现代科学技术手段可以“触及、显影和揭示”的范围,小于10-12米的微观或大于1012米的巨观,是观察验证和数学逻辑想象的领域;小于10-15米的超微观或大于1015米的超巨观,观察想象和数学演绎的正确性,几乎无法考证,当代的许多“理论”,有八卦嫌疑。黎曼几何,到了无穷小或者无穷大的极限“边际空间”,应该是需要创新突破的。数学空间的奇点与无穷小或者无穷大的极限边际空间意义或逻辑关系,是不一样的。另外,超越光速的“探索发现或创新”,是对基本物理时空关系都搞不清的自我嘲弄:能量守恒、真空光速一定且最大,是现代理论物理的逻辑基础,光速C是时空量的“尺度”,如果要给永远不停的时间一个“速度”的话,光速就是时间流逝的速度,以现代物理基本规则为出发点,去测量或推断其它东西的速度,又发现“超越光速”,这不是陷入自我矛盾的逻辑错误吗?速度大于光速,时间还没动,物体已经移位了,怎么发现的?任何变动都是以时间变动为衡量标准的,这是一个真理探索行为的立足点问题。光子是以光速C运动的能量单位,大小为hυ,h为普朗克常数,υ为光子频率,光是客观物质世界最本质的“东西”,近代物理学的任何一次飞跃,都是从光波光子“开始”的,上帝知道这一点,开天辟地首先要有“光”。

需要说明的是,真正不朽的实用的数学理论,都是从探索自然界规律中尤其是重大基础物理理论逻辑中创立的,这也是物理学和数学的本质关系,二者相互促进。而揭示自然界最本质运动规律的物理数学逻辑关系和理论,既要求绝对精准,又是高度概括和抽象的,东方文化、传统与行为意识,在这方面的负作用或劣势,是明显的。但在科学与技术的具体应用领域的创新开发方面,东方文化讲究中庸、模糊、和谐、具体、实用、勤奋等特点,又有优势。比如AI、生物、大分子材料等领域。

由分子原子组成大千世界,人类合成或提炼分解“新物种新材料”技术,已经日趋完善。核物理直接联系着物质的本质,“能量巨大”,但大突破艰难。如果人类能够实现可控核聚变,那基本上达到了“上帝”的能量水准。可以为人类提供巨大能量的受控核聚变技术,估计不会很开到了,突破的方向,一是理论,二是极限物理状态技术。

超高压、超低温、超真空、超高温,都是极限物理状态,实际上这些技术也是直接联系着自然界的本质逻辑。开发极限物理状态的过程,也是认识物质世界本质、发现或创新基础物理逻辑的路径。这些同样是人力物力时间成本很高的探索过程。这些大技术探索,应该充分和超导技术开发,结合起来,它们是相互促进的;超导的理论机制基本弄清,大突破在绿色高温超导材料方向。这些大技术的突破,同样对氢能技术、超能态结构与超级材料、原子分子纳米、超导超流、合金、量子计算、芯片、航天等技术的大突破,发挥巨大作用。

氢原子只有一个电子,失去电子就是小原子几个数量级的轻核子了,其巨大的理论与应用价值不言而喻。氢原子分子为什么可以被合金高密度中性吸纳,原因就在此。如果核聚变不能短时间实现“民用”,那么氢能将是最理想的能量密度可以是最高的动力能源,不只是用在地球上,星际航行也需要。航天技术最大的技术瓶颈之一就是动力问题,是速度和运载力,现有的液氢燃料技术还可以大幅提升。地球上氢能利用,除了低温高压技术路径以外,借助大自然的智慧,先取大气中的碳、氮,与氢结合成高能态的液态“碳氢化合物”,取代“汽油”,应是绿色经济的方向。当然,制氢要充分利用太阳能。

绿色能源方面,还有同样重要的热电技术吸热红外技术,传感器只是其一个应用领域之一。太阳能到地面50%的能量变成了热能,要真正让绿色的太阳能,普惠人类,必须解决只吸收可见光的硅基太阳能电池高效吸收热红外薄膜技术问题。高效吸热红外薄膜技术,同样是颠覆性的大市场空调技术,还是大型军用武器装备的隐身技术,也是集成电路降温、低温系统除热的高效方法。

量子技术,主要包括光量子技术和电子原子量子技术,激光是宏观量子效应,超导也是。大功率激光技术,也是极限物理属性,价值不言而喻。量子现象,有高精严的环境条件限制。量子通信,要成为新一代大众通信技术,可能性极小。大计算机系统超净低温等环境更容易实现,量子计算相对更容易些。但我认为,量子计算更大的吸引力在于化无穷多步为有限几步的“量子算法”,类似聪明人的神经细胞,有直接综合反应“算法”能力一样。这可以从相变理论中得到算法逻辑启示。

人工智能、网络通信等技术的未来,与神经科学的大突破紧密相关,二者也属相互促进关系。人的神经反应“运算”过程,可简单描述为刺激感应和意识识别反应过程。当前火热的AI技术,也基本上是由感应识别和运算反应动作组成。其中最重要的是,图像场景文字声音识别技术和动作反应算法及指令传导翻译技术。从物理学和数学角度来讲,光电信号识别实质上是复杂的连续的傅里叶变换。而AI上层的技术,人工方面,就是针对五花八门的应用场景的程序设计与编写,这些东方人完全可以做的很好的。自动驾驶是没用前途的,AI除了大量的工商业应用场景外,传媒娱乐、教育、网络交流领域,潜力巨大。

我认为神经科学是未来最重要的、也是最可能出现大突破、进而带动人类再次迈出文明大步的领域。一直到现在,人类对自身大脑神经系统的认知还极为有限。神经系统像人体的器官组织一样,是一个复杂而又协调有序的生命体,而且脑神经细胞的寿命几乎与人的寿命一样长。当前的芯片植入、人机互交,是无想象力的原始粗鲁的“创新实验”。未来的神经科学,应该在生物解剖微观表征认知验证的基础上,实现神经物理数学逻辑关系和算法等方面的大突破,并在超级芯片和计算机上进行复制实践。大型复杂计算机软硬件技术,可能正在朝着“围绕”学习与探索复制人的大脑结构功能方向前进。未来的人工智能,就是通过人机直接语言等对话,要求计算机去协助或完全取代人的去完成人的思考记忆和反应动作。当然,激发大脑神经的某些调节人体生理活动及免疫治病功能的技术,是可以用药物或植入芯片的。脑神经科技工作者,要有物理和数学理论功底。

生物技术大创新尤其是基因工程,也需要必要的物理数学知识。基因是生物生命新陈代谢的密码,其作用与实际价值,在优生、养身、医药治病、动植物食物品质品种培育等方面,潜力无限。当然,追求包括彻底解决老年人癌变的长生不老术,是徒劳的、不可能的。像AI等技术一样,东方文化土壤,也比较适合生物技术创新发展。

  在发达的互联网商品经济时代,资金、商品物资、人才技术流动更为顺畅,品质与使用效率更高,日益强化的全球经济关联性不可逆转,资金物资人员的流动、商品价格及货币价格股票价格的波动,甚至是财富的再分配、投资增长的极限、商业和社会组织的变迁等等,“自然变化属性”越发明显。也就是说,社会与经济领域的人类实践活动,随着相互自由关联群体体量的无限扩张,将呈现出受随机统计关联和自组织规律等自然规律所支配的变迁特征。简单地讲,未来的社会科学理论也存在非常大的大创新大突破机会,重点发展方向就是建立更精确的更规范系统化的全新数学逻辑与“模型”。这也显出在基础教育中,包括普通数学在内的基本的全球普适的语言能力培养的重要性,我国这方面需要加强。

现在通信交流技术手段日新月异,信息泛滥,99.99%的信息可能都是无用的,这不只是资源时间精力的浪费,还有大量的谣言负能量丑恶内容和行为。现代技术的“力量能力”,在许多方面,已超越普通人的预期和想象,美丑与道德伦理的边界和防线已经隐遁,泡沫经济社会畸形发展到极致,地球生态环境不堪负重、接近崩溃的边沿,已经持续两年多的全球新冠肺疫,可能已经将许多人折磨得失去了理智,社会动乱、大国争斗、甚至是战争要挟都不断上演,地球人类真的又一次进入大动荡时代?别说核弹,在当下发达的地球村时代,许多新技术与手段,包括环境灾害,都会给人类造成灭顶之灾。聪明的人类,真的不能从历史教训中学到智慧?技术发达生活富足难道会反而放大“群羊效应”?

西方世界的停顿,东方世界的赶超,世界政治经济格局与秩序,自然要重组,百年变局是肯定的。至于是和平演变,还是浴火重生,现在还很难讲,但和平的大门一直敞开着。在充满变数的时代,国际视野、合纵连横、确立大国引领、发挥稳定支柱作用,非常重要。从客观视角来看,地球生态环境和人类的存在,都是有确定生命周期的自组织过程,但人类的自我结束,应该不会在短时期内;未来1020年内,大战应该不会发生,能到那时,地转星移,更具国际视野的20002010后已经走向前台,人类新文明秩序雏形,可能已经建立。英国被誉为近世最伟大的历史学家小汤因比(Arnold Joseph Toynbee)说,21世纪将是中国人的世纪,中国文化,再吸收西方文化中优点,将引领全人类走向和平自由的康庄大道。当前的全球大肺疫是试金石,引领全球治理地球生态危机是机遇和“抓手”。让我们拭目以待。

 

注释:

写本文的想法有1年多了,时断时续,写的时间加起来也有20天。本文题目立意较大,涉及知识面较宽,不足之处请读者朋友指教。谢谢!

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