《全球科技通史》吴军老师-读书摘录

引言

吴军博士的《全球科技通史》一书从科技视角俯瞰历史，从历史视角理解科技，便于我们更加深刻的理解科技的发展史和其本质。
《全球科技通史》一书从钱颖一教授的推荐序——从科技视角俯瞰历史，从历史视角理解科技，本书的前言——科技的本质。以人类发展的历史为主线，从远古科技，到古代科技，再到近代科技，最后到现代科技，用十章的内容讲述了全人类全球范围内的科技发展通史，让读者从另一个维度来认识和思考科技的发展和其本质。

前言

科技的地位和作用

从空间维度看，在文明过程中独一无二，是一种进步的力量。
从时间维度看，是世界上唯一能获得叠加性进步的力量。

科技发展的历史必然性

从能量角度看，宇宙的本源就是能量，物质就是由能量构成的。
从信息角度看，人类的实践本质上就是获取能量并利用能量改变周围的环境。

远古科技

人类和其他动物的一个本质区别就是前者有能力主动改变周围的环境，这通常归结为智力因素。
人类让自己的活动产生多余的能量(除去维持自身生长和生存所需的)，从根本上只有两个方法：开源和节流。
文化和文明是不一样的概念

文明(civilization)——城市、文字记载和金属工具
文化(culture)——人类定居、农业和畜牧业

气候的骤变对很多物种来说都是灭顶之灾，太阳的活动映射地球获取能量的变化，从而使得地球的生物随着能量而演变，人类也就随之进化，逐步定居，开始出现了文明的曙光。而这时的科技主要围绕两个核心：

获取更多的能量便于生存
总结、记录并传授经验便于有效改变生存环境

黎明之前

没有文字记载的史前时期和有了文字记载的文明时期。
历史研究在一定程度上就是解码遗留下来的历史痕迹信息。
文明的程度可以根据人类自身获取能量的水平和在生活中使用能量的水准来衡量。
在人类史上，火的使用不仅在使用能量上的一次巨大飞跃，也是人类进化和开启文明不可或缺的环节。
形成大规模部落是人类从史前文明向早期文明过度的必要条件。
史前人类是非常野蛮的，随着文明的开始，人类渐渐将自身暴力基因的作用压制了下去。
人类区别于其他物种的根本之处在于大脑的结构略有不同，主要表现在两个方面。第一，人脑有多个思维中枢；第二，人脑的沟通能力。
语言既可以被认为是人类（主动）发明的，也可以视为人类（被动)进化的必然结果。

斯坦福大学教授伊恩·莫里斯(Lan Morris)在他的《文明的度量》书中指出，只有当人类活动所创造的能量是他每天所消耗能量的两倍以上时，才有可能制作日用品，修建房屋，驯养动物，然后才能进一步发展，否则只能勉强维持生存和繁衍后代。
我们现在的生活不也是一样的嘛，唯有更加的努力，唯有每一天所创造的价值超过自己所消费的价值时，才可能谈进一步的发展，否则也只能勉强地生存下去。

文明曙光

人类历史上第一次重大的科技革命源于农业，因为农业是早期文明地区赖以生存的基础。
农业阶段是早期人类发展的必经阶段，人类无法越过农业阶段，从游牧状态直接进入工业文明。
狩猎的谋生方式虽然在单位时间里获取能量的效率较高，但是在一个地区能过获得的总能量有限；而农耕则相反，它能获得更高的总能量，从而养活更多的人口。
阳光和水是农业的基础，这就是为什么早期文明均诞生在亚热带或者温带的大河流域。
定居下来的人不得不每日辛勤地耕作，以保证每年在收获时获得足够多的能量，来维持部落的生存和发展。从这个意义上说，人类被自己驯化的农作物拴在了那片土地上。
通常，发明的过程可以简单地分为两个阶段——发现阶段和发明阶段，现象（或者原理）被发现和利用原理发明出新方法、新工具。
从0到1的时间有时比我们想象的更加漫长。
远古的文明都源于便于灌溉的大河流域。最古老的文明中心——古埃及的尼罗河流域和美索不达米亚。
农业的发展是文明的基础，人类只有在获得稳定的农业收成之后，才有足够的剩余能量供应给非农业人口，进而建立城市，创造文明。
早期文明

以古埃及和中华文明为代表的单纯的农耕文明，在文明中心有大一统的王朝。
以美索不达米亚和古希腊文明为代表的城邦文明，商业发达。

抽象的数字和进制的发明是人类科学史上的第一次重大发明，折射出人类在科学上的重要成就。
信息编码的本质就是将自然界中的实体和我们大脑中的一个概念或者符号对应起来。
为了方便记录，图画被逐渐简化为象形的符号，这便是文字的雏形。简化的过程是漫长的，因为从形象思维到抽象思维不是一件容易的事情。文字的传播包括横向传播和纵向传播。
天文学，几何学起源于古埃及和美索不达米亚(古巴比伦)。
人类在谋生技艺上的积累和进步，逐渐使得一部分人可以从事获取食物之外的工作，并让少数人从体力劳动中解放出来，专门从事于艺术、科学和宗教活动。

古代科技

一个先有鸡还是先有蛋的问题，唯一的破局方法就是经历一个较长的积累过程，然后就会得到时间的答案。

农耕文明

冶金时代——青铜时代。冶金水平是早期文明程度的标尺。
很多时候，文明水平不能看开始时间的早晚，而要看鼎盛时期的水平。
作为农业革命的副产品，手工业就随之发展起来了。
发明的本质不在于是否第一个发现了现象，而是找到一套行之有效的、确定的方法，保证成功率。
城市出现的意义很重大，因为伴随城市出现的是社会等级的划分，以及随后出现的政府。初始化是文明的标志，也是结果。

文明复兴

纵观人类文明史，科学、文化的发展与信息源的丰富、传播方式的进步息息相关。
在某种意义上说，科学的诞生始于泰勒斯和毕达哥拉斯。
毕达哥拉斯将世界上的规律分为可感知的和可理喻的。所谓可感知就是实验科学得到的结果，而可理喻的则是数学中通过推理得到的结论。
人的思维很难摆脱直接经验的束缚。人类的认识受到时代的局限。
科学的突破常常需要很长的时间积累，然后才能完成这样一次爆发。
人类文明进步不仅取决于科技发明本身，还取于对这些发明的传承和广泛的传播，而无论是传承还是传播，都有依赖于对科技成就的完整记录。
大学的诞生，巴黎大学——牛津大学——剑桥大学。
文艺复兴时代和随后的启蒙时代。
科学对于技术发展的作用是非常明显的，信息对科学发展的作用是巨大的。

近代科技

文艺复兴之后，世界科技的中心从阿拉伯回到了欧洲。人类历史上的科学启蒙时代，笛卡尔总结的科学方法论。
知识精英阶层和民众在掌握信息方面的差距依然很大。
人类的发明从一种自发状态进入一种自觉状态。工业革命之前，人类的发明是靠长期的经验积累，这个过程十分漫长。在科学启蒙时代之后，以瓦特为代表的发明家主动利用科学原理进行发明，从而改变人类生活的发明在短时间内不断涌现。

科学启蒙

科学方法论——法国数学家、哲学家笛卡尔。

第一，不盲从，不接受任何自己不清楚的真理。
第二，对于复杂的问题，尽量分解为对个简单的小问题来研究，一个个分开解决。
第三，解决这些小问题时，应该按照先易后难的次序，逐步解决。
第四，解决每一个小问题之后，再综合起来，看看是否彻底解决了原来的问题。

笛卡尔将科学发展的规律总结为：

1、提出问题
2、进行试验
3、从实验中得到结论并解释
4、将结论推广并且普遍化
5、在实践中找出新的问题

哈维的《心血运动论》、哥白尼的《天体运行论》、牛顿的《自然哲学的数学原理》、达尔文的《物种起源》，并称为改变历史的科学巨著。

荷兰科学家华伦海特提出的“华氏温度”，瑞典天文学家安德斯·摄尔修斯提出了“摄氏温度”。
牛顿构建了近代三大科学体系，即以微积分为核心的近代数学、以牛顿三大定律为基础的经典物理学、以万有引力定律为基础的天文学。
在牛顿之后，人类才有意识地利用科学知识指导实践，这才使得自近代以来的科技进步不断加速。

工业革命

瓦特后来改进蒸汽机的想法不是来自实验，而是来自理论。
瓦特的成功树立了榜样——通过自己的发明创造，在改变世界的同时，也改变了自己的命运。
十九世纪后，生物学的突然加速，主要有两个原因：一个是仪器的进步，特别是显微镜的进步和普及；另一个则是学术界此时普遍开始自觉运用科学方法论。
能量守恒定律、细胞学说和进化论被恩格斯成为十九世纪的三大科学发现，不仅仅是对物理学、生物学和医学本身的重大意义，同时也确立了唯物论的科学基础。
对于一项发明来说，最后那个把发明变成产品的人，远比最早想到发明雏形的人重要的多。

新工业

石油——有机化学的发展——橡胶发展——内燃机和发动机——飞机发展——武器发展——通识教育改革
世界上很多的重大发明都是时代的产物。

美国教育家艾略特成功将哈佛大学从一个以教授拉丁文为主的近代私塾，变成了世界一流的综合性大学。

现代科技

随着对微观世界以及遥远宇宙认识的不断加深，人类发现过去所了解的关于世界的规律不过是更广泛、更具有普遍意义的规律的特例而已。

原子时代

1905年——爱因斯坦的奇迹年，近代物理学。
1666年——牛顿的奇迹年，经典物理学。

迈特纳和弗里施在《自然》杂志上发表了他们的发现，并提出了“核裂变”的概念。这篇论文一共只有两页，却有划时代的意义，因为它找到了自然界存在的巨大的力量。

核反应证明了爱因斯坦的质能转换，包括核裂变和核聚变。
核裂变的本质是将大质量数的原子通过裂变损失质量、释放能量。
核聚变的本事是通过将多个氢、氦和锂这样的小质量数的原子聚合成一个大质量数的原子，更有效地释放能量。

信息时代

世界科技常常呈现出平稳快速发展和相对停滞交替的状态。
系统论研究的是复杂系统内部的关系。
控制论研究的是在一个动态的系统中，如何在很多内外部的不确定因素下，保存平衡状态的方法。
信息论研究的是信息的处理和通信理论，人类可以准确的度量信息的多少。

摩尔定律和安迪-比尔定律
摩尔定律：1965年，摩尔预测集成电路的性能每年翻一番。1975年，摩尔将预测修改为每两年翻一番。后来人们把翻番的时间改为18个月。
安迪-比尔定律：大概意思就是微软等软件公司的新软件总是要比从前的软件耗费更多的硬件资源，以至于完全覆盖了因特尔等硬件公司带来的硬件性能的提升。

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