比利时小长假，宅在家里。已是深秋，窗外的黄叶纷纷飘落，金色的阳光洒在书桌上。打开音乐，泡杯茶，来继续写大趋势下篇，科技篇。
发展尖端科技，已经成为国家头等大事，尤其是中美科技战后，对先进技术的渴望成了国民共同心声。
几年前，有次跟一个院士吃饭，院士说：「你们有什么好的创新想法都可以来找我。国家高层对于新科技的渴望是超出你们的想象的，而且没有太多经费方面的约束。」
最近新闻界又开始炒作6G话题了，5G才被应用，6G又开始热闹了。最近还出了一个科技新名词，元宇宙，小扎铁了心要投入进去，亲自做了一个视频，成了热搜，而且还把公司名称改成了Meta。
这个世界每年都会出现几个科技新名词，总是要热闹一阵的。比如物联网，AR/VR，机器人, 区块链，云计算，量子计算，车联网，人工智能，自动驾驶，现在的元宇宙。大量的风险投资奋不顾身的冲进去，然后成批的死掉。我们对未来总是充满期望，富有理想，但现实却又是那么骨感。
未来的科技会如何发展？什么是决定科技发展成败的关键？中国在未来的科技战中能不能赢？
这几年我一直在思考这些问题，也经常找周边的领导、同事讨论，得到很多启发，今天我把自己观点整理出来，供大家拍砖。
1
对于科技的未来，这些年我看过不少书籍，其中印象最深刻的主要是以下几本。
首先是K.K. 的科技三部曲，【必然】、【科技想要什么】、【失控】。尤其2010年首次出版的【科技想要什么】是个神作，他抛出了一个很重要的观点，科技可能是跟人类一样的一种生命体，也就是第七种生命形态，而且科技正在跟人类融合，促进人类的进化。这本书对科技的分析已经上升到哲学角度了，打开了另外一种视野，非常值得读读。
另外一本就是日本人加来道雄在2012年出版的【物理学的未来】，他预测了物理学未来一百年可能的变化，非常开脑洞。从超级计算机、人工智能、未来医学、纳米机器人、未来能源、太空旅行、职位财富、行星文明、未来生活等九个方面描述未来。看完后， 我第一个反应就是人类最终会创造出人类 ，那么从这个逻辑上来讲，人类真的是可能是被创造出来的，而不是进化来的。
再就是Ray Kurzweil 2005年出版的【奇点临近】。库兹维尔认为，科技大爆炸，科技正在以指数速度发展，人机融合的时代将很快来临。他将这一时期称为奇点，届时技术变革的速度之快、影响之深，将使人类的生活发生不可思议的转变。并且，人类社会已经处于这种转变的早期阶段，几十年内，人们的生活将完全不同。但他的两个预判，现在看来很难实现，一是，他认为人工智能将在2029年通过图灵测试，也就是赶上人类的智能；二是，他将2045年定为最终实现奇点的日子，那时，技术的飞速增长将导致人类文明发生前所未有的巨大变化，那时候人类可能出现某种意义上的永生。
还有一本书，就是前几年资水东流（原名方承志，南京大学通信博士、南邮副教授）在网上连载的【技术大停滞】，他认为人类技术的突破已经停滞了30 年，科技大爆炸并不存在 ，科技近年的快速发展只发生在ICT领域，并不是人类文明的主干道。他抨击了过去几十年忽悠了大量投资的技术，比如纳米材料，量子计算，石墨烯，光伏，可控核聚变等。而期待已久的生物革命并没有发生，科技发展已经面临范式停滞，将进入黑暗期。这个观点非常新颖，估且不论观点对错，作者并没有人云亦云，根据当今科技发展的现状给出了自己观点，值得敬佩。
上面这些书我都仔细读过，我标上出版日期主要方便大家了解出书的时间背景，给出判断。比如库兹维尔发表【奇点临近】10年后，世界出现了AlphaGo，下围棋战败了人类，印证了书中的一些想法。坦率的说，我刚读到【奇点临近】的时候很兴奋，因为这本书给我描绘了一个非常美好的未来。而且是可触摸到的未来，2029年和2045年，不像【物理学的未来】那本书跨度那么长。书上描述的某种程度上的永生，对我有魔幻般的吸引力。当这两年我8岁的孩子开始表现出对家人死亡的恐惧的时候，我就告诉他，2045年人就可以永生了，我跟你妈妈能够坚持到那一天。现在他是坚信2045年人类可以永生的。
而且「奇点」这个词我很喜欢，被我反复应用在其他领域。
但这些年我参与了很多人工智能的研究，也了解到脑科学方面的实际进展，比如欧洲的人脑计划（HBP），他们都遇到了瓶颈，理论突破比想象的更难。脑神经工作的机理不清晰，神经网络的不可解释性困扰着科研工作者。【奇点临近】里面的一些科技预测并没有如期出现。
资水东流给出了一个截然相反的观点，他给出了大量的科技停滞的证明，这些观点深深打动了我，或者让我产生了某种程度的共鸣。我是今年才看到他的文章的，我认同他70%的观点，因为之前我也写过几篇类似的博文。但我认为他还是有一些局限性，只是看到了现象，没有看到现象后面的本质。他的观点如果跟KK的观点结合在一起，可能会迸发出别样的火花。这两年科技的进展也给他过于悲观的预测打了脸，比如新能源的发展比他想象的乐观。
K.K.关于科技生命体的观点让我们去思考科技到底是什么，是不是真的有其自身规律在里面，我花了一些时间去审视自然科学的发展历史，我确实发现其中有一些不可名状的规律，尤其自然科学的发展并没有因为进入信息时代而发生指数变化，进一步佐证了KK的部分观点。
这些观点交织在一起，让我有种顿悟的感觉。 就是科技从来不是单线条发展的。科技有快速的爬坡过程，然后进入平台期，等待下一次快速发展的契机到来。而影响科技发展是多个因素共同作用的。 在后面的篇幅里面会做详细介绍。
在这里，说明一下，如果你有好的书推荐，也请在留言区推荐给我，感谢。
2
技术创新在很多领域里面确实在放缓。
前两天跟一个搞航天的朋友感叹那个神奇的12年。人类的第一颗人造卫星是1957年10月由苏联送上天的，史普尼克1號。美国人在1967年制造出了人类历史上最大推动力的火箭，土星五号。并在1969年7月通过阿波罗11号将人类送上了月球。从首颗卫星上天到人类登月总共花了12年。
这个记录到今天来看也是不可思议的，我一度怀疑他的真实性。中国的东方红一号卫星是1970年上天的，现在计划2030年将人类送上月球，前后60年。即便按当今的科技水平，美国原计划的2024年重返月球，现在来看已经不太现实了。
航天技术虽然说不上退步，但在过去的50年里确实没有发生范式变化，还停留在原有的范式里面修修补补。iPhone 的计算能力是阿波罗11号登月导航计算机计算能力的1.2亿倍，所以互联网和大型计算机对于登月这个事情帮助不太大。
汽车发动机最后一次大的变革发生在1967年，博世推出由电子计算机控制的汽油喷射系统（Electronic Fuel Injection，EFI），成为内燃机发展史上第四次重大突破。也是最后一次重大突破，停滞了将近50年，直到这两年的新能源车出来，彻底摒弃了发动机。而汽车的形态自从福特的T型车1908年诞生后，就一直没有发生过大的改变，只是把壳子换来换去，飞行汽车一直停留在模型机里面。
飞机工业也差不多，大型客机的高点是1969年首飞的超音速客机协和号，50年来一直没有再被超越。航空发动机方面自从英国劳斯莱斯公司在1959年推出涡轮风扇发动机「康维」后一直没有发生过大的范式变化。
上面这些现象实际在造船业、能源、纺织、造纸等很多传统产业上都能体现出来。
科学理论上的突破也有明显的放缓现象。
很多理论提出都超过70年了，比如通信领域的几个关键定理，奈奎斯特采样定理是1927年提出的，香农定理是1948年提出的，冯诺依曼计算架构是1946年提出的。
自1948年以后，在通信领域缺乏具有里程碑意义的论文作为指导，业界感到有些失落。在2011年的IEEE Wireless Communication Magazine上面有篇著名的文章【Is the PHY Layer Dead? 】，描述了通信物理层技术陷入停滞期，在过去的10年，有不少非常优秀的信息论大教授离开了通信领域，投身大数据和AI，比较痛心，这也从某种意义上代表了在信息论的突破上面临非常大的困难，他们失去了信心。
从历史的角度来看，1948年是ICT领域的关键一年，因为出现了许多基础贡献。比如Wiener的工作「控制论，动物和机器中的控制和通信」开创了信号处理领域的许多应用，涉及通信系统的检测，估算和控制。J. Von Neumann和O. Morgenstern的「游戏与经济行为理论」一书开启了博弈论领域，更广泛地开启了SON（自组织网络）系统的学习代理。这些只是第二次世界大战后发布的重要里程碑论文的一个子集，并开创了许多理论。所有这些贡献为多年的算法研究提供了关键输入。
我跟法国著名教授Mérouane Debbah（华为数学家）交流时，他说：「人们认为信息论已经死亡的事实并不新鲜，正如1998年获得著名的IEEE控制系统奖的Jan Willem教授提出的那样：「我一直听说这个、那个领域已经死了。「电路理论已死」，「信息论已死」，「编码理论已死」，「控制理论已死」，「系统论已死」。然而，良好的科学永远活着「。
因为有如许多的技术理论、以及技术创新是在二战后集中出现的，以至于我们两个开玩笑，说战争驱动了科技的发展。教授还给了一些其他一些战争产生科技突破的案例，比如美国伊拉克战争中诞生的一些生物医药技术。
3
这就引起了一个新的思考，为何在二战和冷战期间，科技能够快速发展呢？
一方面极端的环境产生了很多新的需求，另外一方面战争和冷战期间，国家能以举国之力投入到武器相关的研发中去，使得大规模的协作成为可能，很多技术因此而诞生。
技术复杂度提升，对大规模协作依赖提升是制约科技发展的一个关键因素。这也是为什么，大型的客机、新型的战斗机、航母、光刻机等创新越来越难，能够参与的国家和企业越来越少的原因。
「复杂度发展到现今这个阶段后，技术进步所涉及的理论太复杂，技术实施复杂度或者超出了人类能力范围，或者所要耗费的成本太高，预期回报时间太长，人类暂时已经无力再前进。」实际上5G技术也体现在这个复杂度上。有很多朋友跟我讨论5G的时候都是基于信息论的突破受阻，认为华为的5G技术不会有大的突破。其实5G哪里只是信息论的进步啊。5G的突破也体现在摩尔定理上，因为更先进的芯片工艺使用，使得复杂算法成为可能，这也是为什么大规模天线技术能够在5G时代得到商用。这是一个非常复杂的系统突破，需要在系统、算法、材料、器件上形成集体突破。因为5G过于复杂，有大量的黑科技应用在信道控制、散热、天线等技术上。使得华为一再受美国制裁下，依然能够保持领先。在这个领域，小公司就基本没有参与游戏的资格了。
技术对于产业生态的依赖提升也 是 制约科技发展的一个关键因素，技术的成功不再只是技术的突破了，是整个生态的突破。很多技术，你原本想象的产品路径很简单，技术本身可能也没有那么复杂，但最终商业落地却很难。
最简单的例子就是可见光无线通信Li-Fi，是一种利用可见光波谱(如灯泡发出的光)进行数据传输的无线传输技术，由英国爱丁堡大学Harald Hass教授在2011年发明。
其实哈斯教授只是创造了Li-Fi这个词汇，真正可见光通信最早是2000年日本学者论证了家里照明用LED做可见光通信的可行性。
我是2012年见到哈斯教授的，我在德国杜塞尔多夫组织了一次通信类的workshop，请哈斯教授过来做了一次演讲。从那以后，我基本上每年年末都能够看到他出现在一些新闻的头条里面，给大家描绘Li-Fi的美好愿景。10年过去了，Li-Fi还是停留在愿景里面，何时能够真正规模商用还完全看不到时间表。华为在2013年左右也做过这个技术的原型机。但这个技术之所以迟迟得不到商用，固然有一些技术的挑战，比如上行问题不好解决。关键还是产业链成熟度问题，产品商业价值问题，以及跟同类技术竞争是否有优势的问题。已经不再是教授所能够左右的了。
车联网技术也是一样，创新热潮出现过三波，我都参与过。第一波出现在2006年左右，第二波的高潮发生在2010年左右是由802.11p，也就是DSRC技术，以及美国政府主导的相关技术测试带来的。而第三波从2017年左右开始，是由5G、自动驾驶技术带来的，政府是主要推手。
对于车联网技术，前几年我遇到Orange的CTO，聊起到车联网，他提到的几个问题比较有代表性：
1、哪个运营商来建这个网络，用什么频谱，频谱如何分配，如何协作？
2、5G网络覆盖不好的区域，车祸责任如何界定。
3、车子10年的更换周期，联网的车跟不联网的车如何协作？
4、建这么复杂的网络，运营商怎么挣钱？跟谁收？
他的这几个问题都不是技术问题，我跟他讨论后，得出一个结论，车联网这种「大事」，未来只有可能在中国成功，其他区域都很难。
这些不是孤立的案例。这几年，新技术产业化的风险越来越大，很多技术热闹一阵后就沉寂了。一些技术虽然最终商用了，也经历过漫长的磨难。比如多年前的认知无线电技术，以及相关的白频谱技术。整个行业，包括华为都投入了大量的资金进行研究，却一直没有被商用化。还有很多技术，这个列表很长，就不一一举例了。早早投入到这些新技术方向上的创新公司都纷纷阵亡了，领先三步最终都成了先烈。
关于技术创新， Gartner每年都会定期发布新技术的炒作曲线，它将技术的生命周期分成5个阶段，认为大部分技术都是遵循这个阶段发展的，研究的资金投入围绕着这5个阶段进行取舍。
很多商业公司实际上都是采用浅滩捡鱼的策略，就是不做先烈，等技术幻灭后来收拾残局。
技术投资真的只是遵循这么一个简单的理论图形发展吗？我在以前的文章里面放过一些有趣的图，大家可以看看，感受一下。
很多新技术从概念到产业化并不是一个简单的过程，可能是一个长期的、波浪式的发展过程，我称其为一波三折。如果没能看清楚这一点，很多的投资都将会失败。最近有朋友问我，从Gartner曲线来看，XX已经度过幻灭期，进入复苏期了，是不是意味着大的商业机会马上就要来了？我拍拍他的肩膀开玩笑说：「You are too young too naive」，很多技术都是经历过几次幻灭才可能真正走向规模商用的。Gartner的炒作曲线只告诉了你故事的前半部分，没有告诉你后半部分。
所以，因为技术的链条太长，技术成功的难度越来越大。Google的未来实验室在过去的十几年做了很多尝试，最终基本都是以失败为结局。
最近Facebook据说要改名Meta了，小扎要大搞元宇宙了，我听到这个新闻，就笑了。我不清楚Facebook在过去几年做过哪些成功的创新，但我不得不佩服小扎的勇气，他挣了这么多钱，也应该为人类的科技创新做一些贡献了。据说Meta在希伯来语中的意思是死亡，让我们祝福小扎吧。我真的期待他能够成功，希望他能够改变这个世界，这样就又出了一个马斯克了。
4
上面写了这么多现象，是哪些要素决定科技发展呢？
在人类历史上影响技术发展的因素很多，我个人认为主要包括以下几个，
首先是信息的交互，人类出现语言后，加快了进化，以及技术发展的速度。后面出现了文字，出现了舟船，以及信件等通信手段，使得信息交互的手段进一步提升。直到互联网的出现，抹平了信息交互的距离概念，使得信息交互到达峰值。促进了科技的进展。
交通的发展让大规模协作的能力提升，使得复杂的科技创造成为可能，诞生出曼哈顿计划，阿波罗计划，也使得大型飞机、航母等创造成为可能。
电脑的出现，对科技的创新带来很大的助力，他延续了了人脑的能力，使得一些复杂的工作成为可能。
信息交互、交通发展、电脑的普及，推动了科技的快速发展。
但你会发现，一个领域的技术快速发展30-50年后，就会放缓速度，进入平台期。即便进入信息化时代，有了非常先进的计算能力，也无法带来一些领域技术的快速突破，就如前文所描述的，1970年后，很多领域的技术都进入范式停滞，陷入发展平台。那是什么制约了技术的快速发展呢?
除了前文所提及的技术复杂度，以及对产业生态的要求外。我在梳理基础理论突破历史的时候，发现一个有趣的现象，就是理论突破的发展，好像有一定的偶然性和自有规律，它受通信和大规模协作的影响较小，并没有出现类似指数的爆发性发展。理论突破是脉冲式的，一波接着一波，中间也会有一些平台期，但过去几百年一直稳步发展。这可能跟 KK 说的一样，技术仿佛是一种生命，他们有自己的进化节奏。
这就产生了一个速度差，理论突破的速度，跟不上技术发明的速度，会逐渐拉大差距，最终影响了技术发明的速度。这有点象投资圈里面说的背离指数，指数太大，就需要等待修正。
这个因素跟技术复杂度，产业生态复杂度提升共同作用下技术发展会出现一个拐点，过了拐点，技术创造速度会明显放缓，进入平台期，等待另外一次刺激的到来。这就是以前常说的，技术一进入4代、5代就会放缓。电脑、发动机、通信都一样。
如果是语言、文字、交通、通信、电脑等促进了科技快速发展，那么下一个关键的促进因素，也就是新动力是什么呢？
都说21世纪是生物科技的时代，但是人类在生物科技突破上遇到了瓶颈，目前还看不到突破的迹象。所以生物科技还不能成为发动机。
我自己有一个感觉，在当前的创新活动中，人脑自身已经成为创新的短木板，在过去几十年里面，人脑通过电脑的辅助，使得创造效率达到一个高点，但是人脑自身的缓慢进化特点决定了人脑不可能出现大幅度的飞跃，而人工智能很有可能加强人脑的不足。但AI是否能够刺激下一轮创新，目前还有待观察，不能轻易下结论。因为AI技术本身已经遇到瓶颈，很可能在未来的几年里进入平台期。
过去的三十年，只有ICT技术获得快速增长。ICT技术发展目前有一些放缓的迹象，但还没有明显的证据进入转折点。而且ICT技术正驱动各个传统行业发生深度转变，比如上面提及的汽车工业，最近因为新能源车和自动驾驶的出现，即将发生翻天覆地的变化。从这个角度来看，跟 ICT技术的深度融合很可能是驱动科技创新的一个关键。也就是ICT技术自身可能临近平台期，但溢出到各行各业可能远没有到平台期。
新物种（革命） = 老物种 + ICT
这个现象已经在很多领域出现了，比如智能手机、电动车、新家电等。
以上的讨论还给我们带来一些启示:
- 技术的复杂度和难度加大，技术投资风险加大，有些技术可能永远不会被商用，所以更需要关注创新的商业价值。
- 理论突破的滞后，跨学科的系统创新能力，大规模协作的能力成为决定成败的关键。
- 国家要积极支持学术界搞理论突破，帮助打开上限。并组织科研力量，加强材料、器件、工艺等研究，深挖科技潜力。
- 企业在理论创新的投资要谨慎，尤其不能搞大跃进。很多领域的理论创新停滞多年，并不是一个企业简单的投入人力、物力就可以改变的。
- 企业考虑加强系统创新，加强垂直整合的能力，通过ICT融合去革传统技术的命。
对技术生态的控制力越强，技术的成功可能性越大。当年爱立信5G芯片依赖Intel 10nm工艺的设计，硬生生的把自己的竞争力滞后了两年。随后的爱立信收购德国凯仕林（Kathrein）天线和滤波器业务就是典型的加强垂直整合能力。大的科技公司都在做垂直整合，苹果、三星、华为在搞。阿里、腾讯等互联网公司也想构建自己的垂直能力。
未来的科技创新是有利于大型科技公司的，大公司要有勇气通过跨学科的系统突破，构建复杂的技术壁垒，拉开跟其他公司的差距，进入无人区。
5
2021年的诺贝尔奖刚颁发过，在自然科学奖项里面，4个美国人，2个德国人，1个意大利人，1个日本人（美国籍）获奖，这个结果基本符合现状，在基础研究这块，美欧分庭抗礼，美国领先，亚洲尤其日本快速跟进。
中国再次缺席诺贝尔奖，网上有很多抨击中国科研能力的文章，其实也没有必要。
看看这次获奖的日本人真锅淑郎已经90岁了，诺贝尔奖表彰的是1960年代的工作「为当前气候模型的发展奠定了基础」，都是50多年前的事了。再看看2015年获得诺贝尔医学奖的中国的屠呦呦，表彰的是她在1972发现的青蒿素，时间跨度43年。
那个时候我们在干啥? 在文化大革命。将我国非常薄弱的科研和教育体系破坏殆尽，一片废墟。直到八十年代逐渐重新构建教育和科研体系，九十年代才真正有资金开展科研活动。很多国家科学实验室的历史非常短，起点非常低，机制也落后。跟西方发达国家的一些著名实验室，动辄百年连续发展历史来看，差距非常大。如果中国现在能够有很多诺贝尔奖的诞生，那反而是不可思议的事情了。中国近十年的科技蓬勃发展暂时还不可能体现在诺贝尔奖里面，还要最少等20年。
我提诺贝尔奖，是因为一个非常有趣的现象。西方的学术领先，如果计算诺贝尔奖数目，中国连一些北欧小国都比不上。但这些年这些国家并没有产生非常强的科技竞争力，也没有产生大的商业价值。他们眼瞅着没有多少诺贝尔奖的中国一步步的赶上来。
有个朋友开玩笑说，「你看这些年的物理学创新都是在分子、光子这些微观世界里的了，这些技术何时产生商业价值，没有人知道。」这些年大量的科技公司将资金投入到量子计算里面去，何时能够产生商业价值还是一个未知数。还有量子通信，如果只能解决一个保密信息传输问题，那么代价也就太高了。我真的不知道这些领域的创新公司如何熬过寒冬。
所以对于中国和西方的科技差距和关系，资水东流有一个描述，我感觉挺直观的：
对于中国人来说，过去30年是消化吸收了西方300年的科技成果。30多年前的中国，大部分地区依旧是延续了几千年的农耕社会，当中国融入世界，对世界技术成果的吸收是采用鲸吞方式。对于西方国家来说，阿波罗登月后半个世纪，除了IT技术外，其它技术领域都没有革命性改变。技术大停滞可解释为什么中国可能是发达国家粉碎机。一块水泥平地，中央放一个圆形漏斗，漏斗中灌了一些水，很显然，漏斗中的水会从下面流出来，向四周扩散，漏斗中的水越多，扩散得越快。要想保持漏斗中的水位不变，上头必须不停的有足够流量的活水注入，否则，漏斗中的水最终都会扩散出去，导致水泥地上各点的水位相同。西方要想保持技术优势，就必须不停的能够实现技术创新，保证「漏斗中有活水注入」。如果技术创新的脚步停下来，漏斗中的水位就会下降。而新世纪以来，美日欧撞上了技术台阶，面对中国的紧逼，日趋趋于窘迫。当然，就中长期来看，中国也会面临这个台阶。
我挺欣赏这段的描述的，所以直接引用过来。这个也是为何西方国家一再考虑联手遏制中国的科技发展，想搞小院高墙的原因。技术跟进速度和理论突破的速度差会很快抹平技术差距。中国用了30年就赶上并超过了很多国家。
对于未来的科技竞争，跨学科的系统创新，大规模协作的能力成为决定成败的关键。资本是推动因素，也是制约因素。
从这个角度来看，中国的国家资本主义有一定的优势，能够整合整个国家的力量，弱化一些短期功利心理，开展高复杂度的创造。比如现在的新航母、航天计划、第五代战机等，包括未来的光刻机、6G、大型医疗设备等。中国这些优势将会在未来逐渐体现出来。
中国可以通过推动传统行业跟ICT技术深度融合，实现对西方国家的弯道超车，将电动车的故事在各个行业里面复制。
总体来看，科技发展的当前局势，是有利于中国。
比尔盖茨有一句名言：
「 Most people overestimate what they can achieve in a year and underestimate what they can achieve in ten years .」。我们对于未来的判断都是偏悲观的，所以也不用太担心科技会停滞，创新原本就需要有一些非理性和疯狂的思想。人类会有大量类似马斯克的疯子站出来进行范式创新，改变这个世界。期待中国能够接过西方的棒子，帮助人类再向前迈一大步。
2021.10.31 于比利时鲁汶
