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中国到底被什么“卡住了脖子”

量子学派  · 公众号  · 科学  · 2020-11-09 22:05

正文

1

中国到底被什么“卡住了脖子”


2019~2020年,中国科技很多地方被“ 卡住了脖子 ”。


我们曾经写过一篇《 从诺奖看“中国被卡脖子的科技” 》,引发了强烈反响,有人在问,为什么会这样? 最底层的问题 是什么?


先看一下现代社会到底由什么驱动,可能会发现一些答案。


❶当代科技金融的基石是数论中的 因子分解算法
❷市场经济理论是亚当斯密的 分配论
❸人工智能发展的背后有 贝叶斯定理 的统计学;
❹现代芯片技术最终要突破 量子纠缠 二阶计算 SOAR 等数学理论;
❺区块链技术后面有 椭圆曲线理论 哈希加密 作为基石;
❻支撑互联网现在运行起来的是 TCP/IP协议
…………


可见底层的问题很多是 算法、共识、协议、标准、数学模型 等等。

这些东西,有一个共同特点,开始看起来 好像都没有什么用
不能吃不能喝,而且还特别花时间。
然而,正是这些 “没用” 的东西,它卡住了中国的脖子。




2

别干这些没用的东西


很多时候,我们最自豪的是“ 基建狂魔 ”,最相信的是紧握在手的 24K黄金


很多大人喜欢对小孩子说: 别干这些没用的东西

对于没用的定义,我们的潜台词就是: 不能升学,不能赚到钱,不能买房子,不能换黄金,不能获得权力 的都叫“没用”。


有的孩子求出一道边长为a的正六边形面积的数学题之后,坐在那里傻傻发呆。
因为他在思考:能不能找到所有正边形的面积求和公式呢?
妈妈发脾气了,算出这道题的答案就可以了, 又在折腾这些没用的东西
刷题,刷题,刷题……

有的孩子突然之间灵感迸发,写了一篇看起来 “另辟蹊径” 的文章,把自己的 真情实感 写得非常生动,然而没有升华到正能量。
老师发怒了,别写这样 “没用” 的文章,要按照老师教给的套路来写。
刷题,刷题,刷题……


有的孩子突发奇想,站在电梯下思考电梯的 运行逻辑 ,里面 有严密的 统筹学 知识 ,爸爸非常 不耐烦: 这个又不考试,赶紧学习 去。
刷题,刷题,刷题……


就在 此时此刻 ,就在 此分此秒 ,中国不知道有多少小孩正在干这件事。



刷题短时间是有效的,但长期来看,只会让一个有天赋的孩子失去对这件事的兴趣。 而兴趣,才是一切创新的基础。

大人对于 “有用” 更是追求到了极致。

❶领导说了的,赶紧去研究和开发,例如“ 量子科技 ”;
❷可以马上进行商业转化的,立马去追求,例如 区块链发币
❸可以拿到国家补贴的,马上敲锣打鼓,例如“ 芯片技术 ”;
应用性 很强的,赶紧去开发,人家框架拿过来就用;
❺哪里开源了,赶紧去抄袭过来改头换面下,宣称“ 自主开发 ”;
......



3

按照这个逻辑,数学是没用的


按照这种“有用”逻辑,我们以数学为例,除了加减乘除,人类的 高等数学 很难发展起来,因为高等数学看起来没有什么用。

毕达哥拉斯 的徒弟当年就怀疑过,直接被毕达哥拉斯赶出家门。
欧几里德 写的《几何原理》也遭受批判,这种形式逻辑训练价值何在?


数学真的没用吗?当然不是,只是它的用处 穿越历史时空


❶两千多年前,阿波罗尼乌斯总结出了 圆锥曲线理论 ,一千八百年后,开普勒应用它揭示出 行星按椭圆轨道环绕太阳运行的事实 。由此,才有了开普勒第一定律,人造地球卫星才成了可能。



❷公元1831年,20岁的伽罗瓦创立 群论 ,一百余年后, 伽罗瓦理论获得物理应用 。晶体结构和氢原子结构可以用群论方法进行建模,相对论和量子力学都应用到群论的知识。


❸十九世纪, 非欧几何 诞生经历了无数谩骂、批评与嘲讽,但60年后却 为爱因斯坦发展广义相对论提供了思想基础和有力工具 ,使得人们对客观世界的认识有了质的飞跃。



和数学一样,这些科研成果 不是线性的 而是 跳跃式 的, 它们需要很长时间的等待和验证。
这样的例子很多,人类文明的进步,正是因为这些 “没用”的东西 在推动。




4

无用之用,方为大用


老祖宗庄子早就明白了这个道理,所以留下了“ 无用之用,方为大用 ”的名句。
“无用”知识可能无法立即产生价值,但等到 时机成熟 ,就可以创造巨大价值。

例如麦克斯韦和赫兹从不关心自己的研究有何用处,而马可尼却利用他们的理论发明了 无线电, 这“无用”的理论改天换地。

1917年数学家拉顿在积分几何研究中引入 拉顿变换 ,几十年后柯尔马和洪斯菲尔德巧妙利用它设计出 X射线断层扫描仪——CT ,为医学诊断作出巨大贡献。

现代的的 5G标准 是源于十多年前土耳其Arikan教授的一篇 数学论文


古希腊人很早就意识到了科学“无用”这个问题,从一开始就强调 科学的无功利性特征—— 任何知识都不是 为了“用”而存在 ,它不是 工具 手段 ,它自己就是目的,它的存在是因为它自身的 美好和纯粹

近代以蒸汽机、电等为科技标志的工业革命能在西方世界产生,与这种精神有高度联系。

中国自古讲究 “实用主义” ,这并没有错,但过于追求“有用”, 将“有用”作为人生选择的标准 导致现在很多底层技术被“卡脖子”

人类文明史反复证明: 无用之用,方为大用




5

我们在“有用”的路上越陷越深


中国学生一直以“ 科学基础比美国学生扎实 ”而骄傲。

任何一个在中国上过学的小商贩都可以在找零钱时迅速算出结果,可很多美国学生没有计算器就算不出来。


可是,一个典型的“ 怪现象 ”却令国人对本国数学教育产生很大怀疑。

一方面, 国内的中学生选手不断在国际比赛上摘金夺银
另一方面, 科学领域却少有大师出现


有一个原因非常重要:中国学生追求的是 【就业】 ,而不是 【真理】, 很少有人愿意把科学研究当成自己的终身职业。


在热门专业上,数学完全没有上榜


这个社会,在无形中给我们注入了一种 固若金汤的实用主义思想

❶大多数考研深造的学生,只是利用学历为自己的 简历加上一个筹码
❷大学反复强调 找工作的重要性 课题经费 成为所谓超一流大学关注的中心……
❸清华大学70%至80%的高考状元都读了经济管理学院,计划毕业后进入 金融行业


“无用”是一种 长期主义 的东西,需要耐心守护和等待。
但浮躁的社会让太多人想着去“ 割韭菜 ”,没有谁愿意潜心基础科学,在这样的思潮和环境下,怎么可能诞生伟大的科学家?

不过,好在这个社会仍有一群人 在昏暗中追逐光

尽管社会浮躁,仍有一群人在 坚持做“无用”的事 ,希望中国能够关注更有想象力的未来;

仍然有一些科技工作者,他们在 做“无用”的科学研究




6

全在异想天开,好像没有落地应用


2020年11月, 腾讯科学周 如约而至。

科学WE大会 作为腾讯科学周的首场活动,七位科学家跨越4大洲,漂洋过海来到中国。
1990年,“旅行者一号”在即将飞出太阳系时拍下了“ 暗淡蓝点 ”照片。今年,六个国家的科学家 跨越时差、跨越距离 共同来纪念。



这好像是一个没什么用的会议,它关注的是前沿创想、以及 人类未来

仔细看这些科学家研究的东西,好像也没有什么用?


1

外星生命迹象或许来自金星


英国卡迪夫大学教授 Jane Greaves 亮相演讲,揭开金星生命之谜。金星与地球十分相似,但遗憾的是,这颗星球是无法供生命生存的。不过Jane Greaves及其团队却在金星强酸性的云层中探测到磷化氢,而这种气体被认为是一种潜在的“ 生命迹象 ”。


2

跨越物种边界以求长生不老


日本生物学家 中内启光 与人们分享,在未来如何点亮更多人的生命之光。他一直探求在动物体内培育 人类靶向器官 的可能性,为器官移植开辟新的供给通道。
通过 跨越物种边界 ,来实现长生不老的梦想。



3

用一个方程式解释宇宙


大物理学家 斯蒂芬·温伯格 这次也来了,这位成功完成了弱力和电磁力的统一,以此获得了诺贝尔物理学奖的科学泰斗,演讲的主题是:科学家们真正朝着“ 用一个方程式解释宇宙 ”进发。他向人们分享,为什么要用一个方程式解释宇宙。


4

解读“太空来信”,解密宇宙信号


天体物理学家 Victoria Kaspi 是加拿大CHIME团队重要成员,利用创新技术追踪快速射电暴,目前“ 快速射电暴 ”被视为是暂时无法理解的一大宇宙谜题,破解它的密码,或许能为人类揭开宇宙中的“ 太空来信 ”。


研究金星生命 有什么意义呢?难道想去上面“文明播种”?
长生不老 虽然是人类的梦想,但作为一个科学人是不是有点异想天开。
宇宙可以用 一个方程式 来解释吗?爱因斯坦叔叔都解决不了问题,还在折腾。

华人女科学家在研究“ 电子皮肤 ”,中国科学家在研究“ 量子通讯 ”。


这些真的没用?不,非常有用,超级有用。
就以 大物理学家温伯格 的主题来讲,他说要找到一个方程式解释整个世界,如果统一了四种力,人类就有能力操纵时空。电力和磁力的统一给人类带来巨大改变,人类真正进入电气时代,如果 四力能够统一,那一定是文明的整体性跃迁




7

谁来支持这些“没用”的理想


这些 “没用”的研究 ,都有着 无限的潜力
问题在于,这种“没用”的研究,费时又费力,很难坚持到最后。
太多“无用”的科学理想,都倒在了半路上。
不得不说, 理想是丰睨的 现实却是干瘪的

怎么办?


一直说中国的科学研究非常短视,科研人员缺乏对真理的信仰。
这种说法不公平,因为在这个 14亿人口 的国家, 竞争压力极大,生存压力更大 。为了生活,不得不放弃理想。


作为工程师出身,见过太多这样的例子。


毕业时呆在一国家级技术中心,部门主任, 全行业知名的高级工程师 离开了。
虽然他对本专业有着极致爱好,一系列专利在手,但最后还是离开 去一家外资公司当质检员 。听到这个消息有点傻眼,这样的人离开可是 国家重大损失







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