“
我们这一代人必须研究政治和军事来壮大国家，儿辈则要学习数学和工程来创造财富。这样，孙辈们才可以学习绘画、音乐和诗歌。”
——
亚当斯
纵观古今，未来，在于科技。
本文为「DeepTech深科技」联合人民邮电出版社共同出版的
《
科技之颠
》书系总序，此文在科技之巅系列首本图书上市期间大受欢迎。而该本图书也是去年最为受欢迎的科技类图书之一，无论是影响力还是销量。
众所周知，
《麻省理工科技评论》创刊近 120 年，且连续 17 年发布 10 大突破技术榜单，多项上榜技术已成为改变世界的重要科技成果。在很多人心目中，此榜单已经成为全球科技趋势预言的年度圣经之一。早在 2013 年，该权威榜单对人工智能领域的深度学习技术和商业的趋势判断已经成为经典之作。
因此，科技之巅将成为一套系列全球科技趋势图书的主题，而如今《科技之巅2：2017 年全球 10 大突破性技术深度剖析》在团队精心打造下现已重磅预售
。
本书囊括了您从未见过的 2017 年年度十大突破性技术榜单完全版所有的独家授权内容，其中描述的这些内容
不仅仅是对过去一年在科技领域所取得重大成就进行了总结，更是会在一定程度上预测和影响未来 5-10 年之内整个科技界在相关技术方面投入的力度。同时，我们也
特邀了 20 余位
科技领域专家为读者进行深度的点评。如果想要掌握未来数年全球科技发展的趋势，这是无法错过的一本权威性图书。
而在本书正式上市之时，我们特地将本系列图书的总序再次与大家分享。在一个伟大的全新科技时代来临之际，让我们一起共勉之。
人类发展经历了漫长时期。最重要的进化，是学会使用工具，有了“技术”。
没有工具，人类就是一个脆弱的物种，没有任何人种可以手无寸铁面对自然。技术伴随人类成长，从野蛮走向文明。人类历史就是一部技术史。
几十万年前，地球上有多种猿人，都是非洲丛林中的普通种群，以啃食野果为生。但是，其中一种猿人，也许是基因突变，也许是偶尔使然，学会了以锋利的石块采割果实，捕猎动物，剥制兽皮。这一“技术”的获得，让它从其他猿人和动物中分离出来，人类学家称它为“智人”(Homo Sapiens)。人类历史由此开始，史称“旧石器时代”。
石器之外，智人还学会了取火。火对于古人类犹如电对于现代人。火能煮熟食物，以前无法吃的块茎、种子、皮肉可成为熟食。火提供温暖，让人类在冰河时期未遭灭绝。火提供照明，夜幕降临也能活动，并能进入洞穴等黑暗场所。火能击退野兽，还能将茂密的丛林烧成食物满地的原野。食物的改善让大脑和体格进一步发育，加快了人类进化。
语言是取火之外的又一重大技术。语言从唱鸣喊叫进化而来，最初的语言是少数惊叹词和名词，慢慢发展到表达行动和关系。语言让人类得以交换、传递思想，编造故事、信条，集结同类，人类成为社会性动物，发展出社会组织（氏族、部落）。
约12000年前，以制陶技术为标志，新石器时代开始。人类利用土料土坯和石块建造房屋，观察天空，判定方向、季节和收割时间。约10000年前，掌握了野生植物的生长规律，开始播种、耕作，人类从食物采集转至食物生产，发展出农业和牧业技术。编织技术出现，剪羊毛，种植亚麻和棉花，纺线，织布。人类开始过着定居的生活，开始了较完备的食物生产和生活方式。
约6000年前，以青铜器（铜锡合金）的出现为标志，人类进入“青铜器时代”，直至公元初年。较之石器，金属工具有更大的优点。金属制造涉及采矿、冶炼、锻造和铸造等复杂技术，需要熔炉风箱。金银加工、面包酿酒技术随后出现。动物被用来牵引和运输，出现了车、船。依靠新的灌溉技术和农业技术，生产力提高，人口增加，国家开始出现。
为了分配剩余产品，需要把口头的和定量的信息记录下来，出现了书写和计算。由“结绳记事”进化到文字，出现楔形文字、象形文字、拼音文字。书写替代了身传口授，其后渐渐产生出文学的成分。计算是随同书写一起发展起来的技术，用于计数、交换、记账。
天文学、占星术、气象学和法术伴随历法出现，历法不仅用于农业，也用于仪式活动和经济活动，如确定签约和履约的日期。天文学、占星术、巫术用于预测庄稼收成、军事行动或皇帝的未来。医术也发展起来，皇家有专职御医，积累解剖学和草药的经验和知识。
青铜器时代后期，出现埃及、华夏、印度、希腊、罗马等古文明。强盛的罗马帝国横跨地中海、欧洲和近东。
古罗马人是古代最伟大的工程师。罗马文明就是技术的文明。技术铸就了所向无敌的罗马军团和四通八达的道路网、供水系统。罗马政体民主、法律完备，是保证帝国机器运转的重要社会技术。
公元前100年罗马人发明了水泥。这项关键技术改变了建筑工程和人居面貌。水泥支撑了罗马帝国的扩张。到处都有技术和工程活动。工程师得到社会的认可，有的人还得到过国家工程领域的最高地位，如罗马的维特鲁威（Vitruvius Pollio）曾担任罗马皇帝奥古斯都的建筑师。
图丨古罗马建筑师维特鲁威（Vitruvius Pollio）
约公元前600~前300年，史称古希腊时代。希腊人的心智中萌生了一种奇特的崭新的精神力量，开始了发现世界和认识自然的观察和思索，对象包括天体、地震、雷电、疾病、死亡、人类知识的本性等等。科学，又称为自然哲学，由此滥觞发源。
希腊海岸曲折，山岳嶙峋，寒风凛冽，生存条件并非优越，却孕育了一个活力充溢的民族，建造起先进的文明。没有哪个古代社会像古希腊一样涌现过那么多的贤哲，在远古建立过那么良好的政体。完善的民主制度释放出自由空气，赋予希腊人思索的闲暇和乐趣。能理性地探讨社会制度，也就能理性地探究自然原理。科学在希腊诞生，绝非偶然。
希腊米利都的泰勒斯（Thales of Miletus，公元前625~前545）也许是世界第一位科学家。他发现了静电，用三角形原理测量海上船只的距离，提出尼罗河水每年的泛滥是地中海季风引起，大地像船浮在水上，地震是浮托大地的水在作某种运动引起，水是孕育生命的万物之源。
他的观点也许是幼稚的，方法却是“科学”的：采用理性思考的方式，没有涉及神或超自然的东西。别忘了当时是巫术和迷信盛行的蒙昧时代。泰勒斯及其追随者都是有神论者，他告诫人们“神无处不在”，例如，磁石就有“灵魂”。泰勒斯却让自然界脱离神性，把自然当作研究目标，理性思考，提出解释。
图丨古希腊科学家泰勒斯
希腊不断涌现科学家。毕达哥拉斯（Pythagoras，公元前580~前500），证明了勾股定理。恩培多克勒（Empedocles，前495~前435），提出月亮由反射而发光，日蚀由月亮的位置居间所引起。德谟克利特（Democritus,公元前460~前370），提出万物由原子构成。
欧几里得（Euclid，公元前330~前275），总结了平面几何五大公理，编著了流传千古的《几何原本》。
阿基米德（Archimedes，公元前287~前212），提出浮力定律，算出球面积、球体积、抛物线、椭圆面积，研究出螺旋形曲线的性质；发明“阿基米德螺旋提水器”，成了后来的螺旋推进器的先祖；研究螺丝、滑车、杠杆、齿轮等机械原理，提出“杠杆原理”和“力矩”概念，曾说“给我一个支点，我就能撬起整个地球”；设计、制造了举重滑轮、灌地机、扬水机等多种器械；为抗击罗马军队入侵，制造抛石机、发射机等武器，最后死于罗马士兵剑下。
图丨
阿基米德发现浮力定律
这些科学开拓者要么自己拥有资产，要么以担任私人教师、医师为主，并不存在“科学家”这一职业（“科学家”这一名词到二千多年后的1840年才出现）。苹果掉落在地上，星星为什么悬在空中？古希腊人探索科学完全自发于对自然奥秘的兴趣或精神追求，形成了亚里士多德的纯科学传统。
亚里士多德（Aristotle，公元前384~前322）与柏拉图（Plato，公元前428~前347）、苏格拉底（Socrates，公元前469~前399）并称为西方哲学奠基人。苏格拉底年轻时喜欢自然哲学，但哲学的偏好使他放弃了自然研究，专注于思考人的体验和美好生活。
苏格拉底后来被雅典法庭以侮辱雅典神和腐蚀青年思想之罪名判处死刑，本可以逃亡，却认为逃亡会破坏法律的权威，自愿饮毒汁而死。他的衣钵传给柏拉图。柏拉图建立一所私人学校（柏拉图学园，存在800年之久），传授和研究哲学、科学。学园大门上方有条箴言：“不懂几何学者莫入”。亚里士多德、欧几里得是其中的学生。
柏拉图死后，亚里士多德在爱琴海各地游历，被召为王子的家庭教师，王子就是后来的亚历山大大帝。如同所有的希腊科学家一样，他不接受国家当局的监督，与当权者无任何从属关系。他的讲书院设在雅典郊区的一处园林里。
他的纯科学研究涉及逻辑学、物理学、宇宙学、心理学、博物学、解剖学、形而上学、伦理学、美学，既是希腊启蒙的巅峰，也是其后二千年学问的源头。他塑造了中世纪的学术思想，影响力延及文艺复兴时期。他观察自由落体运动，提出“物体下落的快慢与重量成正比”。他研究力学问题，认为“凡运动的事物必然都有推动者在推着它运动”，因而“必然存在第一推动者”，即存在超自然的神力。
地上世界由土、水、气、火，四大元素组成。白色是一种纯净光，其他颜色是因为某种原因而发生变化的不纯净光。他对五百多种不同的植物动物进行了分类，对五十多种动物进行了解剖研究，是生物学分门别类第一人，也是著述多种动物生活史的第一人。
他的特点是寻根问底：为什么有机体从一个受精卵发育成完整的成体？为什么生物界中目的导向的活动和行为如此之多？他认为仅仅构成躯体的原材料并不具备发展成复杂有机体的能力。必然有某种额外的东西存在，他称之为eidos，这词的意思和现代生物学家的遗传程序颇为相近。亚里士多德坚信世界基本完美无缺而排除了进化的观点。
图丨亚里士多德与亚历山大大帝
他专注于科学，却远离技术，认为科学活动不应考虑功利、应用。在追随亚里士多德的历代科学家看来，他代表了科学的本质和纯粹——对自然界和人类在其中地位的一种非功利的、理性的探索，纯粹为真理而思考。
亚里士多德的科学方法论，被奉为经典影响了二千年。科学清高脱俗，不触及实际问题，更不去解决实际问题。不仅如此，从柏拉图开始就形成了一种轻视体力劳动的风气，排斥科学的任何实际的或经济上的应用，使理论与实践分离。
罗马与希腊相反，工程技术欣欣向荣，科学却不景气。罗马人不重视——实际是蔑视——科学理论和希腊学问。他们全力以赴解决衣食住行、军事征战的技术问题，无意对日月星辰这些司空见惯的现象寻求解释。
公元476年，罗马帝国灭亡，被蛮族文化取代，大部分罗马文明受到破坏，欧洲进入黑暗的“中世纪”（约公元476~1453）。罗马先进的知识和技术，包括水泥制造技术，都失传了。在其后的1200年里，欧洲人不得不依赖落后的沙土黏合材料建造房屋，直至1568年法国工程师德洛尔姆（Philibertdel’ Orme,1514~1570）重新发现罗马的水泥配方。
在此后的一千多年里，中国成为技术输出的中心，向欧亚大陆输送了众多发明，如印刷术、造纸术、火药、罗盘、舵、铸铁、瓷器、链、轮式磨谷机、水力研磨机、鼓风箱、风选机、拉式纺纱机、手摇纺丝机、独轮车、航海运输、胸带挽具、轭、石弓、风筝、螺旋桨、深钻孔法、悬架、拱桥、铁索桥、运河船闸、航海制图法，等等。
英国哲学家法兰西斯•培根(FrancisBacon,1561~1626)写道：“我们应该注意到这些发明的力量、功效和结果。印刷术、火药、指南针这三大发明在文学、战争、航海方面改变了整个世界的许多事物的面貌和状态，并由此引起了无数变化，以致似乎没有任何帝国、任何派别、任何星球，能比这些技术发明对人类事务产生更大的动力和影响。”
图丨中国古代四大发明
所谓物极必反，中世纪的“黑暗”促成了欧洲的一系列技术创新，包括农业技术、军事技术及风力水力技术，发展出一种生机勃勃的具有侵略性的高度文明。
欧洲水源丰沛，农田不需要灌溉，但土壤板实，必须深耕。欧洲农业革命的两大技术创新，一是采用重犁深耕。重犁配有铁铧，安装在轮子上，由8头犍牛牵引，从深处翻起土壤；二是用马代替牛作为挽畜，马拉得更快，更有耐力。欧洲传统用牛，其颈上挽具只适合牛的短颈，不适合马。
中国人的胸带挽具传入欧洲，这种像项圈一样的挽具将着力点移到马的肩部，不会压迫气管，使马的牵引力增加四五倍。欧洲从此改用马作畜力，重犁获得普遍推广，由二田轮作改进为三田轮作，提高了生产力。马替代牛，提高了效率，扩大了人的活动范围，使社会更加丰富多彩。
技术促成中世纪欧洲崛起的不止是农业。马镫改变了欧洲的军事技术。骑士是欧洲封建制度的代表形象，全身披挂甲胄，威风凛凛跨骑在用盔甲防护的战马上。但欧洲没有马镫。骑士双脚悬空骑在高头大马上，无法坐稳，一旦临敌，往往得滚身下马，步行迎战。
马镫由中国传入，它没有运动部件，简单，却可以让骑手稳坐马背，作战不会摔下来。一位骑手配备了马镫，就构成一个稳固整体，可快速驰骋，产生强大冲力，形成所谓的“骑兵冲刺”。欧洲的骑兵简直就是中世纪的坦克。骑兵冲刺这种新型战争技术使骑士成为职业军人，由贵族领主供养，由此产生了封建关系。这种区域性封建关系自由分散，不需要专制社会那样的中央政府管理。
图丨中世纪骑士
发生这些变化的同时，欧洲的工程师们发明了新机械，找到了新能源，最突出的是改进和完善了水车、风车和其他机械，利用风力驱动风车，利用潮汐驱动水轮。欧洲各地都有丰满的小河，到处都能看到水车运转，水车推动着各种各样的机器，如锯木机、磨面机和锻打机等。机械的使用节省了劳力，奴隶制度随之消失。
中国人9世纪发明火药，13世纪传到欧洲，14世纪初欧洲人造出火炮。到1500年，欧洲制造枪炮成为十分普遍的技术。16世纪滑膛枪出现。在火炮、滑膛枪面前，弓箭、大刀、骑兵、长枪退出战场。“火药革命”削弱了骑士和封建领主的军事作用，取而代之的是用火药装备的陆军海军。葡萄牙人发明了风力驱动的多桅帆船，取代老式的有桨划船，装上火炮，成为炮舰。最终产生了全球性影响，为重商主义和殖民主义开辟了道路。
技术的发展在欧洲产生如此巨大的影响，科学在其中并没起什么作用。重大的发明如火药和罗盘在中国发明。当时在自然哲学中无任何知识可用于研制兵器。航海属于技艺，不属于科学。炮兵、铸造匠、铁匠、造船工程师和航海家在进行发明创造的时候，靠的是代代相传的经验、技艺。
以造船为例，船帆和索具不好用，就改进；炮舷窗不灵活，就尝试安装灵活机动的炮车。技术是逐步改进完善的，经验是实践积累的。技术和工业仍同古罗马时代一样，与科学没有联系，既没向科学贡献什么，也没从科学得到什么。
欧洲人认识到自然界有取之不尽的资源，应开发利用，于是独创了一种研究学问的机构——大学（universitas）。但早期的大学没有把科学和技术作为追求目标。主要培养牧师、医生、律师。自然科学设在文学院，主要课程是逻辑学。亚里士多德的逻辑和分析方法是研究任何问题的工具，学者们按照神学观点来解释世界，地球是宇宙的中心，太阳照亮了星星，直到哥白尼、伽利略出现。
