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物理精神，科技创新的第一性原理是什么？


物理精神，科技创新的第一性原理是什么？文章插图
投稿来源：方礼勇
提要：本文的主要观点有四个：1、科技创新比商业创新更容易把握 ， 投入也少（想一想O2O大战中投入的人力与金钱）；2、由于医学=应用生物学 ， 生物学=应用化学；化学=应用物理学 ， 因此 ， 物理科技成为科学、技术的统一基础 ， 这是跨学科的本质 ， 基于实验的测量则是物理精神的本质；3、一如巴斯德象限模式揭示的 ， 当今经济社会中 ， 科研、技术、制造和服务是一体化的 ， 所以 ， 科技创新成为其它创新的第一性原理；4、当今科技创新的基础是纳米科技、人工智能和量子信息科技 ， 物质、信息和人工智能的测量依然是突破的核心 。
长期以来 ， 商业创新层出不穷 ， 科技创新却屈指可数 。 对此 ， 社会上的各种力量都在讨论 ， 并几乎一致性地认为科技创新是极其困难的 ， 巨大投入且收效甚微 。 但从逻辑上 ， 科技创新比商业创新容易 。 其原因在于 ， 商业创新的决策是信息不完备的 ， 对用户心理是盲测的 ， 不仅测试成本高 ， 更需要技巧 。 科技创新的工作则是面向客观而具体的对象 ， 其方法明确、信息完备 ， 且实施成本低 。
物理精神，科技创新的第一性原理是什么？文章插图
从历史事实来看 ， 第二次世界大战之前三百年的科学发展只依赖于同期数百位科学家的努力 ， 却诞生了牛顿力学、热力学、电磁学、相对论、量子力学以及近代化学、医学等 。 同时 ， 几乎所有伟大科学家都年纪轻轻就做出了伟大发现 ， 不依赖个人的长期经验 。 在发明实验设备方面 ， 伽利略的望远镜、法拉第的电磁设备、迈克尔逊.莫雷的实验设备、威尔逊的云室、加州理工学院的粒子加速器等 ， 都是一个人或几个人自己设计制造的 ， 所需经费少之又少 。 在现代信息技术发展史上 ， 几乎所有伟大的底层发明如信息论、晶体管、计算机架构、集成电路、编程语言、操作系统、网络协议、数据库等都是由一个或几个年轻人发明的 ， 我们几乎找不到需要几百、几千人发明微积分、万有引力定律、集成电路、操作系统、编程语言的例子 。 因此 ， 科技创新并不是高不可攀的 。
如何进行科技创新呢？从事实看来 ， 其核心是寻找科技创新的源头 ， 而科技创新的源头是物理科技 。
正如爱因斯坦所说 ， 这个世界上最不可思议的事情 ， 就是这个世界是可思议的 。 几百年来 ， 物理给我们提供了确凿的证据 ， 说明了在观测工具和实验的帮助下 ， 如何从几种简单粒子 ， 遵循定律 ， 演绎出所有先进的科学知识和技术、进而经济地制造出各种物品 。 如果采取彻底的唯物主义 ， 相信世界是物质的 ， 就会无条件地接纳物理 ， 将它作为指导科技创新的第一原则 。 如果是彻底的理性主义者 ， 就会坚定不移地从物理中寻找一切经济问题的答案 。 物理以摩尔定律等现象告诉我们 ， 跟随它 ， 所获得的物质进步是指数级的 ， 而且是可持续的 。
物理是如何成为科技创新源头的呢？在逻辑上 ， 只有自身是科技创新驱动的 ， 才可能成为其它科技创新的源头 。 几个世纪以来 ， 物理学本身无疑是持续创新的 ， 牛顿力学、热力学、麦克斯韦电磁学、相对论、量子力学、标准模型等伟大创新塑造了人类关于自然界的认知 ， 为人类改造自然提供了第一性原理 。 坚持实验是这一创新得以实现的前提 。 实验的过程 ， 是由观察、实验、测量和计算组成的 ， 正是测量技术的不断创新促成了物理学的发展 。
基于实验的测量 ， 使认知发生了两个方向的运动 。 一个方向是原理方面的 ， 即向底层探索 ， 发现构成宇宙的、更基础的基本粒子 ， 以及它们之间的相互作用 ， 找到宇宙中更为普适的定律 ， 从而掌握构建物质世界的更底层原理 ， 和探索的新技术 。 这些原理和技术构成了所有自然科学的基础 ， 意味着各门自然科学学科无论在知识方面 ， 还是在技术方面 ， 都享有同样的基础内容 。 从概念、定律、公式到实验、测量、计算和操控手段等 ， 物理学的知识和技术成为科技第一原理 。


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