吴军：为什么每个学生都应懂点科技史
【留美学子】 第1521期
教育精华 篇篇出彩
净土与纯粹！仰望星空、脚踏实地！
知名的自然语言处理和搜索专家、硅谷风险投资人吴军博士在自己的新书《全球科技通史》里写到，科技在人类历史发展进程中的不可或缺，希望通识教育的部分能做好，每个初高中生都能懂点科技史。
的确，谈到历史，多数人会关注国家兴衰、王朝更替，而往往忽视了科技的力量。但在发明数量骤增、人工智能爆发的近几年，科技及其从业者又重回多数人的视野。身处一个快速挺进又难以把握的时代，往往也伴随着个人的无力感。但“太阳底下没有新鲜事”，不管“996运动”还是“技术泡沫”，回望几十上百年，历史上这样的轮回早已有之。
我们处在什么位置？
这是吴军老师希望看完《全球科技通史》所能得到的收获。更具体一点，科技史可以让我们消除由于对周围世界缺乏了解、对未来缺乏把控而产生的焦虑，做出更好的决策和投资。
在他眼中历史进程的两种结果：一类就是像《人类简史》书中所写到的整个人类文明进步的过程，另外一类就是科技产生的持续性结果。虽然我们看到的政治、军事在当时产生的影响很大，但持续性较短，比如说甲午中日战争，中国的战败对当时产生了巨大的影响，可放到一百多年后的今天，中国又回到了它在世界文明中该有的地位；但科技不一样，当我们有了计算机、有了手机我们就再也回不去了，这就是科技的叠加效应。
所以读科技史能让我们很好的了解我们现在处在什么位置，在这个位置上做什么事。如果对比历史发展，可以说我们正处于当年瓦特刚发明蒸汽机的（历史）位置。也就是相当于处在1776年瓦特刚发明蒸汽机、爱迪生发明电灯又或者1965年摩尔定律提出的位置。人工智能的发展是建立在过去40年的技术积累之上，未来的20年，人工智能很难再有重大的理论突破，更多的还是人工智能在落地应用上的发展。目前中国的AI市场竞争还是很激烈的，在接下来的两三年可能会有一些洗牌，各家应该也会找到各自关注的重点，集中在自己擅长的点。
我们该做什么事儿？
吴军觉得可沿着两个方面去思考，一方面可以围绕两个领域去思考，也就是信息和能量。比如和信息有关的人工智能，和能量相关的新能源汽车、环保、低碳减排等，将来这些的产业规模会很大；另一方面可以寻找最大的市场，也体现在两个方面，IT技术在医疗的应用和基于IoT和5G带来的通信革命，我们可以看到全球的通信市场几乎是互联网是十倍，体量还是很大的。
物联网已经慢慢开始应用于包括智能汽车、智能家居等领域。但目前的应用过几年看，还是“有点蠢”的。“我们所说的万物互联是所有的东西自己能够相连，但问题是现在大多数的技术仍是基于手机的移动互联网。”即将到来的5G时代会将物联网的潜能大大激发。有报告显示，到2020年全世界的物联网设备差不多可以达到200亿，而目前的智能手机才30多亿，很显然4G是很难满足这种需求的，在这个背景下5G就显得非常有必要。
物联网的发展是设备先于了基础架构的，但是随着5G的发展，基础架构和网络会渐渐满足需求，这个过程大概还需要10年的发展完善周期。因此，在这个行业，早半年也不一定是一个优势，但大家要看好这个机会，发展的趋势是存在的。
“我当年在谷歌也很少12点前下班”
众所周知，吴军一直是业内非常质量与产量双高的作家。从最早的“谷歌黑板报”，到后来的《浪潮之巅》、《数学之美》、《文明之光》、《大学之路》、《硅谷之谜》、《智能时代》，再到《见识》、《态度》和最近出版的《全球科技通史》，在日常工作之余，他几乎是每年一本的速度迅速完成了知识的积累和输出，并且出版物的质量颇高。
如此自律且对时间高度把控的吴军，在年轻的时候也常常加班，几乎也是很少晚上12点前下班的，而那时候谷歌还是个小公司。对待996的问题，吴军分享了自己的两个观点。
关于加班我们需要区分看待， 一类是你自己主动工作到很晚。比如一些创业小公司为了生存没有办法。之所以很多人愿意工作很长时间， 是因为他们每做一份工作都可以看到回报，这个回报也许不是现金的回报，有可能是能力的提高，未来职业发展道路，或者公司上市会给你带来的巨大经济利益；另一类是有一些公司强制性工作到很晚，其实既没有必要也违反劳动法。这就像大学读书，你花时间复习了就可以提高成绩，如果996没有回报，大家都在耗时间，那其实对个人是一件很伤的事儿。不仅占用了时间，也没有时间去思考，对长期的职业发展其实是有害的。
比如开会，其实四五个人可以商量的事情，根本不需要拉个20人的群，开个会大家也是干坐着，无形中增加了大家的工作时间。如果企业和个人都利用好这些时间，其实我们还可以干很多事！
每个学生都应该懂点科技史
作为一名父亲，吴军对于教育问题也一直非常关心。
随着人工智能等技术的发展，拿少儿编程来说，得到了很多人的关注，也逐渐获得了中国家长的认可，并很快成为他/她们的“教育刚需”。少儿编程其实只是一种科学思维的培养方式，学到什么可能不是最重要的。在孩子的成长过程中，需要有通识教育，如传统的数理化政史地等课程。但到了信息革命以后，就增加了另一种基础教育，有一个名词叫“STEM”（Science、Technology、Engineering、Math）。
我们上小学学习的那些东西， 到了初中你可能一年就学完了， 但这个过程重要是的从小培养一个科学思维和思考问题的态度，做事情严谨的素养和基本的数学头脑。在时间和精力比较充裕的情况下，是可以进行科学思维的培养。”
就今天的环境下，科学与科技是经常被混为一谈的两个词，科学也就是说在短期内你可能看不到结果，但多年后你需要用到一项技术，可能就需要以前的一个科学成就。
大概在十几年前，中国开始提高对科学本身的重视程度，可从今天来讲，大众对科学的理解还是很少的。吴老师相信往后的中国，继续发展不仅仅需要技术，也需要科学。这正是通识教育里缺失的一部分，也正是吴老师认为每个初高中生都应该懂一点科技史的原因。
纵观当下，当我们的5G、物联网、人工智能等技术都处在同一起跑线时，接下来怎么做，就比谁有更多的基础科学底蕴，谁就会更长久地处于一个有利的位置了。
全球科技通史
吴军博士2019重磅作品。高文、钱颖一作序推荐。俯瞰一整部人类科技文明史，真正洞察世界变化趋势。
吴军博士简介
“文津图书奖”得主
硅谷风险投资人
约翰·霍普金斯大学工学院董事
毕业于清华大学、美国约翰·霍普金斯大学，计算机科学博士。于2002年加入谷歌，是当前谷歌中日韩算法的主要设计者。2010年加盟腾讯，担任搜索业务副总裁。后回到谷歌负责计算机问答项目。2014年，作为创始合伙人创立丰元创投。吴军博士既有深厚的学科背景，又兼具丰富的中美高科技企业工作及投资经验。
著有《智能时代》《浪潮之巅》《数学之美》《文明之光》《见识》《态度》等多部畅销书，并多次获得包括“文津图书奖”“中国好书”“中华优秀出版物奖”在内的国家级图书大奖。
【读科技史的三个原因】
一是看懂整个科技变革的逻辑，判断清楚我们今天所处的位置，把握住未来科技演化的方向。
二是掌握解决问题的能力，通过科学发明以及技术发明之间的逻辑关系，我们知道我们自己怎么能够有创造性地去做一些当下的事情。
三是分清楚必然性和偶然性之间的关系。很多人失败，他都把自己失败的原因归成偶然性；而很多人成功，他反而变得比较谦虚，他只是觉得自己运气好。其实我们发现，科技进步从大概笛卡尔这个时代也就是近代开始突然加速，这里面有必然性的原因。那么就有一套科学方法，大家遵从这套科学方法，就获得一个可重复性的、可叠加性的进步。
内容简介
大部分人谈到历史的时候，关注的是国家的兴衰、王朝的更替，往往忽视了科技的力量。“文津图书奖”得主吴军博士，首次从科技视角串联历史，以能量和信息两条主线，系统阐述了自智人以来人类文明的演进。
全书从远古科技、古代科技、近代科技和现代科技四个部分，详细描述了几万年来农业、工业、天文、地理、生物、数学等各个领域关键性的人物、事件及意义，绘制了一幅科技驱动历史的恢宏画卷。
本书既从不同角度对人们熟知的常识进行解读和剖析，又挖掘出许多新的观点，让读者见微知著，感受科技叠加式进步的魅力。
通过阅读本书，你将俯瞰一整部人类科技文明史，真正洞察世界变化的趋势，进而消除由于对周围世界缺乏了解、对未来缺乏把控而产生的焦虑。
前言
科技的本质
我们正身处技术爆炸的时代。2017年全世界专利申请的数量超过800万件。1虽然这里面有不少水分，但是总数依然相当惊人。如果再看专利的增长速度，则更为惊人。以世界上最难获取的美国专利为例，2003—2015年的13年间，美国专利商标局批准了300万项专利，这个数量超过了美国专利商标局自1802年成立到2002年底近200年间所批准专利的总和。2如果专利的数量过于抽象不好理解，我们不妨看几个实例：
⦁ 1838年4月世界上第一条跨洋航行的商业航线开通后，蒸汽动力的天狼星号机帆船花了19天时间完成了从英国到美国的商业航行。今天，民航飞机完成同样的旅行仅需要不到6个小时，将横跨大西洋的时间缩短了98%，而空中客车公司的超音速概念飞机可以将这个时间再缩短80%。
⦁ 1961年，苏联在新地岛试爆了一颗5000万吨TNT当量的氢弹，它在一瞬间释放的能量（5×1013千卡）相当于罗马帝国全部5700万人口在公元元年一个月所产生的全部能量。
⦁ 1858年，美国企业家菲尔德用4艘巨轮将上万吨电报铜缆铺设到大西洋底，实现了人类第一次洲际通信，当时的传输速率每秒不到1个比特，而且传输极不稳定。2017年，由微软、脸书合作铺设，西班牙电话公司旗下电信基建企业Telxius管理的跨大西洋高速海底光缆，每秒可以稳定地传输160Tbit（太比特），比一个半世纪之前快了万亿倍。
⦁ 1946年，世界上第一台电子计算机“埃尼亚克”（ENIAC，全称为electronic numerical integrator and computer，电子数学积分计算机）的运算速度为每秒5000次，今天（截至2018年6月），世界上最快的超级计算机“顶点”（Summit）的运算速度高达每秒20亿亿次，比埃尼亚克大约提高了40万亿倍。事实上，今天的苹果手机计算能力已经超过了阿波罗登月时主控计算机的能力。
除了专利申请量惊人，今天科技的另一个特点是让我们感觉眼花缭乱。虚拟现实、人工智能、无人驾驶汽车、基因编辑、大数据医疗、区块链和虚拟货币等，我们在媒体上每天都能看到这些概念，但是它们意味着什么？为什么会一夜之间冒出来？对我们的生活将产生什么影响？今后还会出现什么新的技术名词？
科技进步日新月异，不仅给我们带来了好的生活，也让当下的人们产生了很多焦虑和恐惧。通常，人们的焦虑和恐惧源于对周围的世界缺乏了解，对未来缺乏把控。
要想缓解和消除这种焦虑和恐惧，需要搞清楚下面三件事情。
首先，科技在大宇宙时空中的地位和作用，即它在经济和社会生活中的角色，以及它在历史上对文明进程的推动作用。前者是从空间维度上看，后者是从时间维度上看。
从空间维度上看，科技在文明过程中的作用是独一无二的，是一种进步的力量，这是毋庸置疑的。工业革命堪称人类历史上最伟大的事件。在工业革命之前，无论是东方还是西方，人均GDP都没有本质的变化。但工业革命发生后，人均GDP就突飞猛进，在欧洲，200年间增加了50倍；而在中国，短短40年就增加了10多倍。因此，古今中外任何王侯将相的功绩和工业革命相比都不值一提。而工业革命的发生，就是科学推动技术，再转化为生产力的结果。这是科技在经济和社会生活中的重要体现。
从时间维度上看，科技几乎是世界上唯一能够获得叠加性进步的力量，因此，它的发展是不断加速的。世界文明的成就体现在很多方面，从政治、法律到文学、艺术、音乐等，都有体现。虽然总体上讲，文明是不断进步的，但是在很多方面，过去的成就并不能给未来带来叠加性的进步。
比如在艺术方面，历史上有很多高峰，后面的未必能超越前面的。今天没有人敢说自己作曲超越贝多芬或者莫扎特，写诗超越李白或者莎士比亚，绘画超越米开朗基罗（Michelangelo di Lodovico Buonarroti Simoni，1475—1564），甚至世界上很多采用民主政治的国家，在政体上依然没有超越古希腊。
但是，今天任何一个三甲医院的主治医生都敢说他的医术超过了50年前世界上最好的名医。因为医学的进步是积累的，现在的医生不仅学到了50年前名医的医术精髓，而且掌握了过去名医未知的治疗手段。今天，一个大学生学会微积分中的牛顿–莱布尼茨公式只需要两个小时，但是当初牛顿与莱布尼茨（Gottfried Wilhelm Leibniz，1646—1716）花了10多年时间才确立了该定理。由于科技具有叠加式进步的特点，我们对它的未来更加有把握。
其次，世界达到今天这样的文明程度并非巧合，而是有着很多的历史必然性。19世纪出现大量和机械、电力相关的技术，20世纪出现大量和信息相关的技术，接下来会出现很多和生物相关的技术，这些都是有内在逻辑性的。当我们全面了解了科技在人类文明发展的进程中是怎样一环扣一环地发展的，我们就能够把握科技发展的内在逻辑，做到自觉地、有效地发展科技。
最后，我们需要找到一条或者几条主线，从空间维度了解科技的众多领域及众多分支之间的相互关系，从而了解科技的全貌，同时从时间维度理解科技发展的过程和规律。虽然不同的历史学家、科技史学家和技术专家会给出不同的主线，但最本质也最便于使用的两条主线是能量和信息。这两条主线也是组织本书内容的线索。
采用能量和信息作为科技发展史的主线有两个主要原因：其一，我们的世界本身就是由能量和信息构成的；其二，它们可以量化科技发展水平，解释清楚各种科技之间的关系。
宇宙的本源是能量，这已经是现代物理学的常识。我们过去说世界是物质的，这种说法没有错，因为从本质上讲物质是由能量构成的。我们在中学物理中学过，宇宙万物是由上百种不同的原子（和它们的同位素）构成的，那么原子又是由什么构成的呢？它是由更小、更基本的粒子构成的。那些最基本、无法进一步分割的粒子（物理学标准模型中的61个基本粒子），比如光子、电子，以及构成原子核中质子和中子的夸克，最终都是纯能量，它们里面不再有其他物质，因此才有了爱因斯坦（Albert Einstein，1879—1955）著名的E=mc2质能关系式。世界的物质性，比如形状、体积和质量，不过是能量的各种性质而已，特别是在希格斯的理论被证实之后，大家对此更是确信无疑。因此，我们说世界的本源就是能量。
那么，看不见摸不着的能量，又是如何构成世界的呢？这就要靠物理学、化学、生物学、信息科学的能量法则了，它们都是信息。科学的本质就是通过一套有效的方法发现这样一些特殊的信息，它们就是宇宙、自然和生命构成及演变的奥秘。
自从出现了现代智人，地球的面貌就因为人类的活动而改变。人类的实践从本质上讲就是获取能量并利用能量改变周围的环境，而技术则是科学与实践之间的桥梁和工具。在科学和技术中，能量和信息如此重要，以至它们在人类历次重大的文明进步中都扮演了主角。同时，它们也是定量衡量科技发展水平的尺度。
10000年前开始的农业革命，其本质是通过农耕有效地获得能量，为我们的祖先创造文明提供可能性。当时，伴随着文字和数字的诞生，人类可以将以前的知识和信息传承下来，人类的发展进程得到第一次加速。
18世纪中后期开始的工业革命，其核心是新动力的使用，主要包括水能和蒸汽动力。从那一刻起，人类产生和利用能量的水平有了巨大的飞跃。在工业革命之前的一个世纪里，欧洲迎来了一次科学大发现，其成果在工业革命中被转换成技术，使得许多改变世界的重大发明在短期内涌现出来。这说明在工业革命前，人类创造信息的能力有一次飞跃。
进入20世纪之后，科技的发展也是如此。一方面是能源的进步，从原子能到各种清洁能源；另一方面是信息技术的发展，它是整个20世纪科技发展的主旋律。此外，人类在20世纪发现了DNA（脱氧核糖核酸）的螺旋结构以及宇宙诞生的时间和方式。这两项重大发现，本质上是人类对宇宙形成信息和生命形成信息的破解。我们在本书中会清晰地看到，整个科技史，从过去到未来，都与能量和信息直接或者间接相关。
把上面三件事情讲清楚，让读者全面了解科技发展史，消除焦虑，是我写这本书的第一个动机。
我对写科技史感兴趣的第二个原因，是它本身如此重要，但又恰恰被大部分人忽视了。今天大部分人谈到历史的时候，主要关注的是国家的兴衰、王朝的更替。大家了解的历史人物，大多是王侯将相，了解的历史事件，大多是英雄故事。其实，把这些人物和故事放在一个较长的历史跨度下考察，其重要性比科技进步要小得多。因此，在完成四卷本《文明之光》的写作之后，我酝酿了很长时间，决定写一本科技通史。
当然，我研究科技史还有一个很现实，甚至有些功利的原因，就是在今天这个发明数量过多的时代，我想知道什么技术真正对未来世界的发展有帮助，以便我能及早地投资那些技术。了解科技的发展历史，就能知道我们今天所处的位置，然后看清我们将要去的方向。
生活在今天的人是非常幸运的，因为在这个时代，人类首次知道了宇宙时间的起点、地球生命的起点，以及人类文明的起点。当然，历史的很多进程还需要我们不断了解，接下来就让我们围绕能源和信息这两根主线，看看人类是如何开启文明，发展科学技术，并利用它们改变世界的。
《全球科技通史》
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目录
推荐序一 没有科技就没有真正的人类文明 / VII
推荐序二 从科技视角俯瞰历史，从历史视角理解科技 / XI
前 言 科技的本质 / XVI
第一篇 远古科技
第一章 黎明之前
从用石头砸开坚果开始_005
告别茹毛饮血_008
从山洞到茅屋_010
虱子和衣服_013
最早的武器_015
善于说话者胜_017
第二章 文明曙光
储存太阳能_024
驯化水稻_026
陶器的出现_029
美索不达米亚的水渠_032
轮子与帆船_034
从1到10_037
开始记录一切_046
星辰的轨迹_049
第二篇 古代科技
第三章 农耕文明
青铜与铁_060
解决粮食问题_066
纺织、瓷器与玻璃_074
城市的胜利_082
第四章 文明复兴
古希腊人的贡献_092
纸张与文明_103
从雕版印刷到活字印刷_109
阿拉伯文明的黄金时代_115
大学的诞生_121
漫长的中世纪_125
美第奇与佛罗伦萨的穹顶_127
日心说：冲破教会束缚_131
第三篇 近代科技
第五章 科学启蒙
科学方法论_140
近代医学的诞生_144
开启大航海时代_152
神说，让牛顿去吧！_158
炼金术士还是化学家_167
第六章 工业革命
月光社与工业革命_178
蒸汽船与火车_185
机械思维的胜利_190
永动机不存在_194
细胞学说与进化论_199
电的发现与存储_208
直流电与交流电_214
通信以光速进行_220
第七章 新工业
石油：工业的血液_234
化学工业助力农业_244
给轮子加上内燃机_248
飞上蓝天_256
杀伤力跃迁_266
洪堡与教育改革_277
第四篇 现代科技
第八章 原子时代
突破物理学危机_288
了不起的原子能_306
雷达的本质_315
制药业突飞猛进_318
第九章 信息时代
新数学和新方法论_337
从算盘到机械计算机_346
电子计算机的诞生_352
摩尔定律的动力_356
“便民设施”互联网_364
前赴后继的移动通信之路_367
太空竞赛_372
从豌豆杂交开始的基因技术_381
第十章 未来世界
癌症的预测性检测_391
基因编辑的成就与争议_396
可控核聚变还要多久_402
“新生产关系”区块链_407
利用量子通信实现数据安全_410
可想象的未来科技_412
【留美学子】已发1520期精选、近期发表
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