基礎(chǔ)科學(xué)幾乎停滯，誰(shuí)限制了人類(lèi)的發(fā)展？科學(xué)家的猜測(cè)應(yīng)該是對(duì)的

在過(guò)去的數(shù)百年里，人類(lèi)文明經(jīng)歷了前所未有的高速發(fā)展，尤其是進(jìn)入工業(yè)時(shí)代之后，科技進(jìn)步幾乎以指數(shù)級(jí)的速度向前推進(jìn)，到了20世紀(jì)，人類(lèi)完成了從蒸汽機(jī)到核能、從螺旋槳飛機(jī)到噴氣式飛機(jī)、從最初的計(jì)算機(jī)到信息網(wǎng)絡(luò)的跨越，甚至還進(jìn)入了太空里探索。

因此在那個(gè)時(shí)候，人們普遍相信，等到21世紀(jì)來(lái)臨，人類(lèi)文明將邁入一個(gè)在當(dāng)時(shí)看來(lái)極具科幻色彩的時(shí)代，但以現(xiàn)在的情況來(lái)看，很多曾經(jīng)被視為“即將實(shí)現(xiàn)”的技術(shù)，依舊停留在實(shí)驗(yàn)甚至是概念階段。

而這一切的背后，有一個(gè)重要的原因就是，近幾十年來(lái)，人類(lèi)的基礎(chǔ)科學(xué)幾乎停滯，我們今天的許多技術(shù)成果，本質(zhì)上仍然建立在20世紀(jì)中葉所奠定的理論框架之上——無(wú)論是經(jīng)典量子力學(xué)、相對(duì)論，還是半導(dǎo)體物理與火箭工程。

那么問(wèn)題就來(lái)了，到底是誰(shuí)限制了人類(lèi)的發(fā)展呢？對(duì)于這種情況，科學(xué)家也提出了合理的猜測(cè)，下面我們就來(lái)具體了解一下。

在科學(xué)史中，有一個(gè)廣為流傳的比喻——“低垂的果實(shí)”，它指的是那些在認(rèn)知工具尚不復(fù)雜、實(shí)驗(yàn)條件相對(duì)簡(jiǎn)陋的情況下，仍然可以被人類(lèi)較為容易發(fā)現(xiàn)的自然規(guī)律，就像是果園里的那些低垂的果實(shí)總是最容易獲取一樣。

牛頓時(shí)代的經(jīng)典力學(xué)、麥克斯韋的電磁理論、早期熱力學(xué)與化學(xué)定律，都可以說(shuō)是這樣的“果實(shí)”，它們隱藏在宏觀(guān)世界之中，只要足夠敏銳、足夠聰明，就能通過(guò)觀(guān)察與數(shù)學(xué)抽象將其捕捉。

然而經(jīng)過(guò)幾百年的持續(xù)探索，這類(lèi)“顯而易見(jiàn)卻尚未被發(fā)現(xiàn)”的基礎(chǔ)規(guī)律，已經(jīng)被系統(tǒng)性地挖掘殆盡。

也就是說(shuō)，宇宙中容易理解的那一部分，已經(jīng)基本被我們理解完了，而剩下的，都是高懸在樹(shù)冠之上的“果實(shí)”，它們難以觸及，甚至還讓科學(xué)家難以確定其是否真的存在。為什么這樣說(shuō)呢？答案就是，理論與實(shí)踐的脫節(jié)。

基礎(chǔ)科學(xué)想要發(fā)展和完善，是需要理論結(jié)合實(shí)踐的，在過(guò)去的日子里，從經(jīng)典力學(xué)到電磁學(xué)，從相對(duì)論到量子力學(xué)，幾乎所有真正改變?nèi)祟?lèi)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的理論，最終都通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到了驗(yàn)證，或至少在可觀(guān)測(cè)層面給出了明確、可重復(fù)的預(yù)測(cè)。

然而在現(xiàn)代基礎(chǔ)科學(xué)中，理論結(jié)合實(shí)踐正在變得越來(lái)越困難。

這是因?yàn)楝F(xiàn)代實(shí)驗(yàn)物理所面臨的現(xiàn)實(shí)約束在不斷抬高，想要驗(yàn)證一個(gè)新的理論，往往需要極端能量、極高精度或超大尺度的實(shí)驗(yàn)裝置，即使是投入巨量資源，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也未必能夠?qū)δ骋焕碚摻o出明確結(jié)果——往往只能排除部分參數(shù)空間，而非驗(yàn)證理論本身。

而一些前沿理論本身的復(fù)雜度，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了直觀(guān)理解的范疇，諸如弦論、量子引力以及多種高能物理統(tǒng)一模型，其核心內(nèi)容往往存在于高維空間、極端能標(biāo)或極端初始條件之下。這些理論在數(shù)學(xué)上高度自洽、結(jié)構(gòu)優(yōu)美，但它們所預(yù)測(cè)的現(xiàn)象，往往發(fā)生在當(dāng)前乃至可預(yù)見(jiàn)未來(lái)的實(shí)驗(yàn)條件完全無(wú)法觸及的尺度上。

除了以上所述的這些原因之外，我們?nèi)祟?lèi)自身?xiàng)l件的限制，正在成為科學(xué)基礎(chǔ)進(jìn)步的另一道“枷鎖”。

科學(xué)家指出，人類(lèi)的大腦并非為理解宇宙本質(zhì)而進(jìn)化，它的核心功能，其實(shí)是在中等尺度、不確定但可快速反饋的環(huán)境中做出決策，通俗點(diǎn)講就是為了生存，而不是探索世間萬(wàn)物的本質(zhì)。

這樣的情況就使得我們?cè)谥庇X(jué)上，天然擅長(zhǎng)處理線(xiàn)性關(guān)系、低維空間和因果明確的問(wèn)題，卻極度不擅長(zhǎng)理解高維空間、非線(xiàn)性系統(tǒng)以及反直覺(jué)的物理現(xiàn)象。

實(shí)際上，當(dāng)今的前沿科學(xué)之所以顯得有點(diǎn)“詭異”，并不是因?yàn)樗鼈儽旧砘靵y，而是因?yàn)樗鼈儑?yán)重違背了人類(lèi)進(jìn)化過(guò)程中形成的直覺(jué)結(jié)構(gòu)。

所以我們只能依賴(lài)高度抽象的數(shù)學(xué)語(yǔ)言，才能勉強(qiáng)描述這些現(xiàn)象，但“會(huì)算”并不等于“真正理解”，而這也導(dǎo)致了，基礎(chǔ)科學(xué)在某種程度上已經(jīng)演變?yōu)樯贁?shù)人才能真正參與的高度專(zhuān)業(yè)化活動(dòng)。

想要在基礎(chǔ)科學(xué)研究中有所突破，首先就得學(xué)習(xí)大量的知識(shí)，而人類(lèi)現(xiàn)在的知識(shí)庫(kù)已經(jīng)極為龐大，想要精通任意一個(gè)小分支，都需要大量的時(shí)間，但人類(lèi)個(gè)體壽命卻是非常有限的，往往一個(gè)人終其一生，都只能參與到某個(gè)研究領(lǐng)域的一小部分。

如此一來(lái)，就使得基礎(chǔ)科學(xué)的發(fā)展越來(lái)越依賴(lài)復(fù)雜的學(xué)術(shù)體系，而這樣的體系卻往往趨于穩(wěn)定甚至保守，想要有突破性的進(jìn)展可以說(shuō)是非常困難。

可以看到，科學(xué)家的猜測(cè)應(yīng)該是對(duì)的，因?yàn)檫@很符合實(shí)際上的情況。總而言之，并沒(méi)有誰(shuí)在刻意限制人類(lèi)的發(fā)展，我們之所以感覺(jué)基礎(chǔ)科學(xué)幾乎停滯，其實(shí)是因?yàn)槿祟?lèi)的科學(xué)探索，已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)的瓶頸期。

但這并不意味著人類(lèi)文明已經(jīng)走到了盡頭，更不意味著科學(xué)的道路正在封閉，因?yàn)樵谌祟?lèi)科學(xué)發(fā)展的歷史中，看似停滯的階段，往往都是下一次躍遷的前夜，相信這一次也不例外。