浙江
自然科学虽然起源自西方，也辉煌于西方，但眼下的发展怕是遇到了一点问题。今天咱们从基础科学的角度聊一聊技术创新，作为整个课程的结尾。
说起科技创新，不得不提那句“摸着美帝过河”的玩笑话，虽是玩笑，却也一定程度概括了咱们这几十年科技发展的大体思路。不过摸了几十年，美帝会被摸秃噜头吗？万一秃了，往后的路可咋整？这是一个大话题，咱从头说起。
捋一捋盘根错节的现代科技，个人认为，有这么几个断层。
以还没有验证的大一统弦理论为起点，由弦形成基本粒子和基本作用力，粒子通过作用力构成原子，再由原子构成物质，物质形成材料，撑起了诸如材料、化工、机械、电气等制造业。这一大块算是被揉到了一起，我称之为现代科技的第一大板块。
第一大板块虽然仍有大量空白，但总体上没有明显断层，所以《芯片》一文可以从电子属性开始，一直讲到计算机原理。但是，人类无法从化学反应开始，一步一步严格推导出细胞活动。
于是，从物质到生命，出现了现代科技的第一个断层。
绕过断层，由细胞出发，到组织器官，再到个体生命，就连贯多了，撑起了生物学、医学、营养学、农学等产业(这里笼统称为生物学和医学)，构成了现代科技的第二大板块。
第二大板块自成体系，多是宏观经验总结，很少有严密的微观过程。比如，病毒侵入体内，人体就会启动免疫系统，生物学家可以自信满满的把免疫应答过程描述一遍。不过，这些细胞活动一环扣一环的反应方程式，没人能写下来，以至于很多吃瓜群众一直怀疑生物体到底是不是由化学反应驱动的。
下一个断层就更离谱了：从生命到思维。
从一颗受精卵开始，细胞长着长着就出现了思维，大脑有了思维，人就有了人性，事儿就复杂了。一大堆各怀鬼胎的人混在一起形成群落，产生了心理学、社会学、政治学、经济学、教育学、宗教文化……
第三大板块统称社会科学，其规律更加依赖宏观实践总结。没有人会从大脑的物理化学反应出发，推导出个人行为，进而再预测出群体行为，最后制定相关政策。也没有人能精确说明，哪些化学反应控制着人的性格和智商。再或者，把三岁小孩打一顿，对他未来成长会产生哪些影响。
以物理学那种大包大揽的性格，必然是想打破所有壁垒，统一物理学、生物学、社会学。其中，量子力学奠基人薛定谔是第一个吹响号角的物理学家，代表作《生命是什么：活细胞的物理学观》，其核心思想是：在生命体内运行的所有规律，必须符合基本的物理定律。
可惜，那个年代的生物学、医学，甚至化学，都跟儿戏似的，看病全靠缘分，这导致很多科学家认为生命是独立于物理化学规律之外的一种特殊现象。这个一两百年前的话题，至今仍然甚嚣尘上，只不过争辩双方从科学家换成了吃瓜群众。
好在分子生物学总算姗姗来迟，犹如黑暗中一道闪电，努力打通着三大板块之间的壁垒，试图从分子层面阐明生命现象的本质，迈出了万里长征的第一步。
举俩例子。大脑中5-羟色胺的减少，会使人对悲观情绪特别敏感，表现为焦虑抑郁；5-羟色胺增加后又会使情绪稳定，遇事不慌，妥妥的领导气质。去甲肾上腺素的不足会导致意志薄弱、情绪低落、思维迟钝，俗称懒惰；而充足的去甲肾上腺素可以提高大脑专注度和判断力，让人化身工作狂。
这条路若是能一路走到底，还挺期待一万年后人类是个啥模样，不知道是否可以预设智商情商性格。
三大板块的统一遥遥无期，所以咱们得分开挨个聊，先说说油净灯枯的第一板块。
要聊这个话题，还得把时间拉长点。
第一次工业革命，技术是蒸汽机，理论是热力学。
理论和技术几乎不分先后，甚至可以说，热力学理论就是在革命中成长起来的。
第二次工业革命，技术是电气工程，理论是电学磁学。
1831年，法拉第发现电磁感应(理论)，1866年，西门子发明第一台实用发电机(技术)。1865年，麦克斯韦统一电磁学(理论)，1895年，马可尼进行首次无线电通信(技术)。理论和技术隔了30年。
第三次工业革命，代表技术是计算机，理论是量子力学。
1900年，普朗克提出量子假说，1956年，人类第一台晶体管计算机问世，中间隔了50年。这个算法稍微有点牵强，毕竟从量子力学到能带理论就折腾了二三十年，不过先不管了，糊涂账就这么算着。
第四次工业革命，没有力挽狂澜的标志性技术，什么原子能、新材料、航天、纳米、生物、人工智能都来凑数，这样组团闹革命到底算不算革命一直有争议。至于革命理论嘛，还是以量子理论为主，这你也好意思叫革命？只有生物技术是个例外，生物技术的理论基础显然不是物理学，这中间还隔着断层呢。
如果再算上工业革命前的古代，技术多是机械工程和化工冶金，理论主要是力学和化学，很明显，技术先于理论。
各位，看出点规律没？
革命先革到这里，咱们算算革命功绩。
第一次革命比较彻底，核心是把化学能转化成机械能，这类设备统称热机，除了蒸汽机，还包括后来的汽轮机、燃气轮机、内燃机等各种“机”。革了200多年，热机总算快趟到头了，顺带把化学能也榨干了。
化学反应的本质是折腾原子的外层电子，到如今，一公斤燃料无论怎么折腾，外层电子蕴含的能量就那么多，很难再大幅度提高。除非你向里面的原子核下手，不过这就成了原子能，俗称核能，不属于化学能。
第二次革命原本也熄火了，后来又被第三次革命捎了一程。作为150年前的理论，电磁学实在是榨不出油水了，全靠后面的新材料、半导体带着跑。眼下，半导体自己也快奔到头了，电磁学只好到站下车。
第三次革命其实内容蛮多的，但核心是材料。材料学说到底还是在压榨量子理论，人类再怎么不济，毕竟榨了一百多年，虽然还有不少潜力，但尽头已是隐约可见。
于是，大伙被逼着开辟了量子力学的第二战场，即通过“非材料”的方式压榨量子力学，就是现在所谓的“量子技术”，量子计算机、量子通信之类的。不过，进展远不如当年榨材料那么轻松。
接下来，还有新鲜的物理理论吗？有是有，就是死活榨不出油水。
相对论，和量子力学同时代，到今天也只能用在高速场景的校准和天文计算，完全没有提供新的生产技术，忙活一个世纪打开了不少窗，但还不知道榨油的门朝哪边开。
不说相对论这个老光棍了，还有别的吗？还有一个，标准粒子模型。
名气大不的标准模型，论起历史地位，绝对不亚于量子力学，更关键的是，油水看起来比量子力学还多。
下面，我要提个人观点了。
在没有科学思想的古代，技术可以蓬勃发展，但到了第一次工业革命，这种随地捡钱的好事就越来越少了，再往后，理论和技术的时间间隔越来越长。
标准模型从1954年杨振宁-米尔斯理论算起，到现在大约65年，从以前的革命规律看，似乎酝酿时间还差点火候，没到榨油的阶段。
但换个角度看，理论和技术中间可不是干等，还有一连串的小理论。量子力学刚出道时，只是个数学游戏罢了，根本没有油水，一直折腾到能带理论，才发现了半导体这个大油库，带出了计算机，整个过程还算连贯。
反观标准模型，折腾到70年代，理论就齐活了，往后50年，实验屡有进展，理论却进入了平缓期。换句话说，就是干等。
基础理论停滞，很快就会导致紧挨着的第一板块动力不足，前两次革命诞生的技术分支陆续开始熄火，带着大伙飞的第三次革命也不乐观，半导体奔到2030年就差不多把能带理论榨干了。
看起来，新旧理论交替之际会出现一个持续时间难以预测的空档，届时第一板块的技术大爆炸进入平缓期估计是大概率事件。
不过，理想还是要有的，万一标准模型可以榨油了，妥妥的惊天地泣鬼神！
这就是所谓的油净灯枯的第一板块，下面就是前程万里的第二板块。
第二板块离着基础物理有点远，更重要的是，第二板块的生物学医学实在太初级了，比我们的社会主义初级阶段还要初级，所以受物理学空档期的影响并不明显。
早期的医学就是残酷的人体实验，手术室和屠宰场差不多，直到50年代，以发现DNA双螺旋结构为标志，分子生物学开始兴起。这一下，生物学医学算是找着阳光大道了。
从意义上讲，生物技术单独就可以撑起一次技术革命，有新理论，有新技术，不过成就实在有点寒碜，终究没能形成燎原之势。
有多寒碜？2020年诺贝尔医学奖给了丙肝相关工作，各位注意了，丙肝是屈指可数的几乎能百分百彻底治愈的慢性病。也就是说，治愈一种慢性病就是诺贝尔奖级别的成就，现代医学对绝大部分慢性病只能缓解，剩下的就靠病人自愈。
再说几个有意思的例子。生物学医学专业相对容易发论文，把理论物理的同学眼馋得不行。生物学医学论文相对容易造假，因为实验重复性太差，只要你一口咬定实验时母猪就是上天飞走了，谁也没法断然否定。生物学医学的研究成果，尤其是营养学，反复推翻是常有的事。
黯然神伤之余，也说明了生物学医学仍在快速发展，未来仍有巨大潜力。
尽管在阳光大道上奔了大半个世纪，从化学反应到生命诞生，中间依然隔了十万八千里。集全人类最高科技制造的机器，其复杂程度远不及一个小小的细胞。
好消息是，生物学目前发现的所有规律，都在已知的物理规则内，从逻辑上说，这叫瓮中捉鳖。生物学就好像一道复杂的N元N次方程，至少题目能看明白，只是难度有点大，相信随着解题手段的提升，一定会解出越来越多的答案。不像现在的物理学，试卷上一堆乱码，该干啥都不知道。
从最近的诺贝尔化学奖看，基因编辑、酶的定向演化、生物分子高分辨率结构测定、DNA修复的细胞机制……化学奖一多半已经被生物学霸占了，这说明生物学正努力往化学的方向跑。
以我浅薄的学识看，第一板块攒下的地盘，足够生物学蓬勃发展很多年，至少应该能攻克癌症和大部分慢性病。
假设未来，生物学和化学物理之间的鸿沟被填平，两大板块融为一体，别的不说，向天再借五百年的事情就有着落了！
生物学尚且如此初级，想从分子生物学角度解决第三板块的问题，显然是痴人说梦。现在所谓的脑波分析、脑机接口，都还停留在炼丹术水平。不过最近几年大数据兴起，给这个板块带来一点思路。
给教育界的朋友举个例子。美国有一个统计，说是在四岁之前，穷人家孩子因为父母忙于奔波，比富人家孩子少听三千万个单词。这三千万个单词，让富孩子的大脑发育更好，智力更高，为阶层板结做了一份小小贡献。所以说，中国父母爱唠叨的传统美德不能丢！
考虑到第三板块离基础科学实在太远，就此别过。
