2076年的世界:再見電流,你好超導(dǎo)
對(duì)于一條大新聞來說,三十年的等待已經(jīng)算得上是很長(zhǎng)的時(shí)間了。但是,在《新科學(xué)家》雜志的半生歲月里,已經(jīng)有一小群研究人員非常確定,一個(gè)能夠改變世界的發(fā)現(xiàn)即將到來。中國吉林大學(xué)的馬彥明說,這一發(fā)現(xiàn)將給“我們的日常生活帶來革命性變化”。
我們到底說的是什么突破?能夠在室溫和標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下工作的超導(dǎo)體。我明白,這樣的表達(dá)聽起來很繞口,但是我會(huì)詳細(xì)解釋。
所謂超導(dǎo)體,是沒有電阻的導(dǎo)電材料。這種現(xiàn)象最初是由荷蘭物理學(xué)家??丝ā?BR>莫林昂內(nèi)斯(Heike Kamerlingh Onnes)發(fā)現(xiàn)的。他在1911年,發(fā)現(xiàn)汞在絕對(duì)零度以上4.2攝氏度時(shí),其電阻下降到零。隨后科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)其他材料可以在稍高的溫度下實(shí)現(xiàn)超導(dǎo),但由于離不開極端制冷的環(huán)境,該現(xiàn)象的應(yīng)用受到了很大的局限。
這一難題直到1986年才得以攻克。那一年我們發(fā)現(xiàn)了高溫超導(dǎo)體,其在大約100開爾文(這是-170°C:術(shù)語“高溫”是相對(duì)的)的溫度下實(shí)現(xiàn)了超導(dǎo)。猛然間,創(chuàng)造室溫超導(dǎo)體似乎沒有看起來得那么遙遠(yuǎn)。
但是,到目前為止,第二次巨大的飛躍還沒有到來。英國愛丁堡大學(xué)的保羅·艾菲特說,與30年前相比,我們并沒有取得什么太大的進(jìn)展?,F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)部分材料會(huì)在稍高的溫度下超導(dǎo),但前提是得施加非常高的壓力。
目前而言,對(duì)于那些殺手級(jí)應(yīng)用而言,超導(dǎo)仍然不是一個(gè)完全可行選項(xiàng),盡管實(shí)現(xiàn)室溫超導(dǎo),將允許我們改變世界:包括運(yùn)輸和電力傳輸。
超導(dǎo)體是磁場(chǎng)的強(qiáng)勢(shì)壘,意味著磁體將在它們上方懸浮。這使得他們非常適合用于打造高效和非??焖俚拇艖腋×熊嚕灰蚴艿侥Σ猎斐赡芰繐p失。
能量損失——或者不存在能量損失——對(duì)于電力供應(yīng)而言至關(guān)重要。當(dāng)我們從發(fā)電站向消費(fèi)者供電時(shí),電流需要通過電纜傳輸,而電纜的電阻卻阻礙這樣的流動(dòng)。其結(jié)果是,我們生產(chǎn)出的功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我們真正所需。
使用超導(dǎo)電纜,我們就都不會(huì)損失了。這也意味著使用超導(dǎo)材料的電池可以永久地充電。這兩種技術(shù)將幫助我們解決世界上許多能源問題,而不必依賴于另一個(gè)偉大的未來能源革命——核聚變。
德國美因茨馬克斯普朗克化學(xué)研究所的米凱海爾恩里梅茨(Mikhail Eremets)說:“人類將生活在一個(gè)超導(dǎo)的世界?!?BR>
恩里梅茨說,室溫超導(dǎo)不存在基礎(chǔ)的理論障礙。8月,由位于紐約恩普頓的布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室的伊萬波茲維奇(Ivan Božović)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組在《自然》雜志上發(fā)表了一篇開創(chuàng)性的論文,可能指出了新的方向。 波茲維奇說道,“這表明,我們的追求中出現(xiàn)了一個(gè)戰(zhàn)略性的變革,我對(duì)此感到很樂觀。”
2076年的世界:人口崩潰
人口爆炸是否會(huì)以最意想不到的方式被觸發(fā)?與馬爾薩斯人口爆炸論相反,我們是否有可能正站在人口崩潰的懸崖邊?
為了理解這是如何發(fā)生,以及為什么會(huì)發(fā)生,我們可以去日本看一看。最近的一項(xiàng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),那里的人們正在逐步放棄了性生活。盡管人們的預(yù)期壽命為85歲而且這個(gè)數(shù)字仍然在不斷增加,日本的人數(shù)正在下降,這主要應(yīng)歸因?yàn)榱嗣總€(gè)婦女只有1.4個(gè)孩子的生育率,以及據(jù)報(bào)道日益增長(zhǎng)的童貞數(shù)量。人們似乎太忙了(也太害羞),而顧不上生育。
這個(gè)結(jié)果引人注意。歐洲和遠(yuǎn)東的國家也正在徘徊在人口懸崖上,生育率低于1.5。根據(jù)最近的趨勢(shì),在未來60年內(nèi),德國和意大利的人口數(shù)量將減半。
世界已經(jīng)達(dá)到其兒童數(shù)量的峰值,在瑞典斯德哥爾摩卡洛琳卡學(xué)院(Karolinska Institute)的漢斯·羅斯林(Hans Rosling)說。人口的高峰也即將到來。
當(dāng)下而言,世界人口繼續(xù)攀升。由于非洲的高生育率,我們的人口可能會(huì)從今天的74億人,增長(zhǎng)到90億左右。聯(lián)合國預(yù)測(cè)人口將持續(xù)上升,并在2100年,人口數(shù)量達(dá)到約112億。但這似乎不太可能發(fā)生。在人口低迷之后,沒有一個(gè)國家的生育力能夠得以恢復(fù)。許多人口學(xué)家預(yù)計(jì),到2076年全球?qū)?huì)崩潰。
政府可能在試圖阻止這樣的下降趨勢(shì)——雖然在新加坡,人們已經(jīng)嘗試了整整一代人,但是新加坡僅為0.8的生育率仍然為世界上最低。一旦能夠生育的婦女人數(shù)開始下降,扭轉(zhuǎn)這一趨勢(shì)將非常困難。人口增長(zhǎng)將變成衰落。
這對(duì)人類的未來而言,意味著什么? 到2076年,孩子們將成為稀罕物。在歷史上第一次,絕大多數(shù)人口都是老年人。而20世紀(jì)那樣瘋狂的、激素驅(qū)動(dòng)的文化似乎注定要衰敗了,創(chuàng)新也因此而可能會(huì)枯竭。
它也可能會(huì)破壞我們的經(jīng)濟(jì)。一些經(jīng)濟(jì)學(xué)家說,自從1990年代以來,日本一再的經(jīng)濟(jì)衰退是因?yàn)樵絹碓蕉嗟睦先似教砹素?fù)擔(dān)。也許歐洲也是這樣。中國可能會(huì)是下一個(gè),因?yàn)槠淙丝趯⒃?030年達(dá)到頂峰。人口決定論者擔(dān)憂我們的物種處于一個(gè)緩慢的下降螺旋。人類滅絕的原因可能不是因?yàn)槿丝诒?,而是失禁后的嗚咽?BR>
當(dāng)然,也許可能現(xiàn)實(shí)并不會(huì)這樣糟糕。銀發(fā)社會(huì)肯定會(huì)有所不同。但也許,像那些上了年紀(jì)的搖滾明星那樣,我們會(huì)發(fā)現(xiàn),老了也并不是那么壞,老人也可以重新變得年輕。而且老年社會(huì)不容易拿起武器。一個(gè)擁有更少人類的社會(huì)也會(huì)給地球的生態(tài)系統(tǒng)一個(gè)喘息的機(jī)會(huì)。
或許,馬爾薩斯的觀點(diǎn)將不會(huì)再被提及。相反,生態(tài)學(xué)家愛德華·威爾遜呼吁,長(zhǎng)達(dá)一個(gè)世紀(jì)的生態(tài)恢復(fù)可能會(huì)到來。至少,大自然也許會(huì)享受好的這一面。
2076年的世界:文明比我們想象的更脆弱
現(xiàn)在這個(gè)星球上有74億人——這幾乎是60年前的三倍。 聯(lián)合國估計(jì),在接下來的一個(gè)60年時(shí)間里,我們的人口將接近110億。但也有人指出,受資源限制,地球人口數(shù)量將達(dá)到峰值,然后逐漸下降。
其實(shí)還有另一種可能性:面臨資源的限制,會(huì)使我們脆弱到令人驚訝的文明崩潰,并引發(fā)全球性的滅絕。
文明可能看起來很強(qiáng)大,但它實(shí)際上更像是一個(gè)雜耍行為。我們使用密切聯(lián)系網(wǎng)絡(luò),將制造、貿(mào)易、金錢、就業(yè)、食品、水、運(yùn)輸、能源、技術(shù)、醫(yī)療保健、地緣政治和法律和秩序等聯(lián)系在一起,就像是把所有的球都扔在空中。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)借由許多反饋回路,與所有其他網(wǎng)絡(luò)彼此依賴。
換句話說,文明是一個(gè)適應(yīng)性的、復(fù)雜的系統(tǒng)——這種系統(tǒng)容易遭受災(zāi)難性的失效。在馬薩諸塞州劍橋的新英格蘭綜合系統(tǒng)研究所的亞尼爾巴亞姆(Yaneer Bar-Yam)說,任何重要的子系統(tǒng)的失效都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)大樓崩潰。即使是小故障也可能造成很大的麻煩。正如我們?cè)?008年看到的那樣,當(dāng)?shù)胤截?cái)務(wù)失敗通過耦合系統(tǒng)級(jí)聯(lián),導(dǎo)致了全球金融危機(jī),而我們現(xiàn)在仍然能感受到這次危機(jī)的余波。
就文明本身而言,我們不清楚哪個(gè)子系統(tǒng)失效,或者多嚴(yán)重的失效,將使我們陷入嚴(yán)重的麻煩。但我們可能知道一些會(huì)引發(fā)崩潰的因素。
舉個(gè)例子來說,如果全球變暖,導(dǎo)致甲烷從凍結(jié)的沉積物釋放,我們將面臨正反饋:進(jìn)一步升溫,導(dǎo)致進(jìn)一步的氣體釋放,最終導(dǎo)致溫度升高完全失控。面對(duì)天氣,病蟲害以及疾病等的快速變化,農(nóng)業(yè)系統(tǒng)將會(huì)崩潰。數(shù)百萬人會(huì)餓死。而其他的主要風(fēng)險(xiǎn)還有核戰(zhàn)爭(zhēng)和全球流行病。
除了奪走數(shù)以百萬計(jì)的生命之外,這些情形還可能觸發(fā)社會(huì)的總崩潰。經(jīng)濟(jì)體系對(duì)于失去那些起到“樞紐”作用的關(guān)鍵工人非常敏感,如卡車司機(jī)和煉油廠操作員。
舉例而言,與1918年那場(chǎng)流感具有相近死亡率的流行疾病將使得許多對(duì)食物供應(yīng)、民事秩序、運(yùn)輸、電力和許多其他支持系統(tǒng)至關(guān)重要的關(guān)鍵人物退出工作崗位。隨著事態(tài)的進(jìn)一步失控,越來越多的人死于越來越多的原因,導(dǎo)致越來越多的子系統(tǒng)失效,并最終進(jìn)一步地加速了崩潰的發(fā)生。
難道我們不能只是暫時(shí)偃旗息鼓,當(dāng)風(fēng)暴結(jié)束時(shí)像往常一樣回去工作? 問題是,一旦復(fù)雜的系統(tǒng)崩潰,它將保持著崩潰的狀態(tài)。歷史的進(jìn)程告訴我們,我們之前的一個(gè)不那么復(fù)雜而可替代的穩(wěn)定狀態(tài)將重新出現(xiàn)。它可能是小型的、專制的城市國家,或甚至重新回到狩獵和群居時(shí)代。
這個(gè)故事的意義究竟何在?我們需要為大型流行病、溫室氣體排放、核擴(kuò)散等做好準(zhǔn)備。最重要的是,我們要認(rèn)識(shí)到,一個(gè)緊密耦合的全球社會(huì)其實(shí)很脆弱。
2076年的世界:反科學(xué)的反彈已經(jīng)開始
在1957年約翰·馮·諾伊曼逝世后,他的朋友和合作者斯坦尼斯瓦夫·烏蘭姆(Stanislaw Ulam)寫過一篇悼文,向在戰(zhàn)后在世界上推動(dòng)科學(xué)和技術(shù)進(jìn)步做出了最大貢獻(xiàn)的這個(gè)人致敬。
烏拉姆回憶說,馮諾依曼擔(dān)心科學(xué)失去公眾支持:“人類的利益可能改變,而大眾對(duì)科學(xué)的好奇心可能停止,并且未來人類的思想可能被完全不同的事情所占據(jù)?!?BR>
馮·諾依曼太過于悲觀了:過去60年來,科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步令人震驚。但時(shí)代在變化,公眾的態(tài)度也充滿變數(shù)。他的預(yù)測(cè)會(huì)在將來成真嗎?
研究科技政策影響與觀點(diǎn)的倫敦大學(xué)學(xué)院的杰克·斯蒂爾格(Jack Stilgoe)說,“我確實(shí)擔(dān)心公眾輿論有可能會(huì)轉(zhuǎn)向。 “如果人們認(rèn)為創(chuàng)新會(huì)逐漸遠(yuǎn)離其本質(zhì),讓富人更加富有,而其他社會(huì)需求卻被忽視,那么他們很可能就會(huì)失去興趣。
當(dāng)機(jī)器人接手我們的工作,或者當(dāng)保險(xiǎn)公司因?yàn)槿祟愐呀?jīng)成了最危險(xiǎn)的馬路殺手,而索求巨額保費(fèi)時(shí),我們?nèi)匀粫?huì)喜歡技術(shù)嗎? 人們會(huì)砸爛自助駕駛的出租車嗎?就像盧德成員攻擊自動(dòng)織布機(jī)那樣?
在一些小的、充滿憤怒的角落,這樣的反彈思潮已經(jīng)羽翼漸豐。前數(shù)學(xué)家泰德卡茲尼斯基(Ted Kaczynski,又名炸彈客)剛剛出版了一本名為《反科技革命》的書。
英國華威大學(xué)的社會(huì)學(xué)家史蒂夫·富勒說:“他似乎認(rèn)為,唯一的辦法就是大幅度縮減我們的科學(xué)和技術(shù)野心,即使這可能導(dǎo)致人類生活方式的急劇倒退。這本書寫得合情合理。這本書寫得就像他在指示一個(gè)充滿革命斗志的細(xì)胞如何阻止科學(xué)和技術(shù)破壞地球?!?BR>
斯蒂爾格則對(duì)此持懷疑態(tài)度。他認(rèn)為, 富國的社會(huì)已經(jīng)變得非常依賴科學(xué)和技術(shù),所以真的不太可能發(fā)生。 但如果確實(shí)發(fā)生,后果將是可怕的。哈佛大學(xué)歷史學(xué)家馬修·赫施(Matthew Hersch)表示,公眾情緒的改變會(huì)阻礙一切形式的科學(xué)研究,這將導(dǎo)致技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的停滯,而我們將面臨技術(shù)和金融的破壞。
2024-10-08 11:01
2024-10-08 09:55
2024-09-29 10:07
2024-09-29 09:59
2024-09-25 09:38
2024-09-23 08:27
2024-09-23 08:23
2024-09-23 08:17
2024-09-18 09:16
2024-09-15 09:32