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吹散技术的神秘迷雾——评《现代技术的根源》

在科幻小说《牛顿的礼物》里,一位牛顿的仰慕者觉得当年牛爵爷的工作条件太艰苦了,于是乘坐时间机器回到过去要给他送一台计算器,简化劳动。然而牛顿对这位不速之客表示了深深的怀疑。为了证明自己,他说,“让我给你展示一下它的运作吧。”然后再上面随机输入了一个算式:81918除以123。

不料牛顿一看结果,立刻跪下祈祷,然后抽起火炉里的铁叉就朝着这位可怜的仰慕者冲过来。他差点丢了小命,计算器也毁了。

为什么呢?因为很不幸,他输入的这个算式结果碰巧是666。对于牛顿这样一位虔诚教徒来说,这是《新约·启示录》里记载的魔鬼的数字,当然不能接受。

好了,现在轮到你。如果你拿一台计算器穿越——不要去见牛顿了,换个人,比如到春秋时代去见墨子,你要怎么说服他这不是鬼神所为呢?

科幻作家阿瑟·克拉克曾经说,“任何足够先进的技术看起来与魔法无异”。就算是墨子这样,开启了诸子百家中唯一重视探索自然与技术的流派,甚至可以说是中国最早的工程师的人物,理解现代技术恐怕也不是容易的事情吧。也许内燃机还能通过演示来展现,但你要怎么给他讲解手机、互联网和微波炉呢?到最后他可能会习惯于使用这样的技术,但永远觉得它是某种不可知的魔法。

别笑。你和墨子在这一点上没有任何区别。

我们用着技术,却对技术一无所知

我们每天用电饭锅做饭,但有多少人知道电饭锅如何控制沸腾和保温的时间呢?我们每天用手机相互联系,但有多少人知道移动网络是如何工作的呢?我们感冒了会吃药,但有多少人知道为什么吃感冒药能缓解症状?

对大部分人来说,现代技术同样是一种魔法。墨子与我们之间的唯一差异,就是我们身边一直围绕着现代技术的结晶,自出生之日起,我们就蒙受技术的恩惠,以至于我们不再想起任何疑问。

但有一件连墨子都知道的事情,我们反而却忘记了:现代技术的存在并不是理所当然的,它也是数百年来人类智慧的结晶。而这种忘却,有时候会带来无法补救的结果。

因为技术像是魔法,所以我们觉得,无论在任何情况下,它都能无条件地完成我们交托的任务。但这往往只是我们的一厢情愿。平时,我们拿起手机就能与远方的亲友通讯,完全不知道,也不需要知道这样的通讯需要经过基站完成,更不知道基站和网络的容量是有限的。于是,在汶川地震后,每个人都拿起手机向远方的亲友报平安,而不是选择对通讯网络负担更小的短信息。这样的行动在瞬间就耗尽了网络有限的容量,所有电话都拨不出去,这耽误了多少本来能救命的电话!又比如,医生常常给细菌感染的病人开抗生素,对细菌引起的炎症往往药到病除,抗生素在我们眼中就成为了万试万灵的“消炎药”。于是,平时即使有些小病小痛,本来不需要药物也能自然痊愈,我们也会有事没事来两颗“消炎药”。对抗生素的如此滥用酿成了现在的细菌耐药危机,受害的还是我们自己。毕竟,技术是工具,就算工程师已经竭尽所能将它“封装”起来,最后使用的还是我们;不理解技术本身,将技术盲目地应用在适用范围以外,就会酿成这样的恶果。

如何让墨子或者牛顿或者苏格拉底或者你我理解,技术究竟是个什么东西?齐格弗里德·文特(Siegfried Wendt)教授的著作《现代技术的根源:基础数学与科学概念的精致纵览》(The Roots of Modern Technology: An Elegant Survey of the Basic Mathematical and Scientific Concepts),要面对的就是这样的问题。

但是一个人怎么可能理解如此庞大的技术体系呢?

可是技术这两个字看起来就令人望而生畏。学高中数学都已经很吃力了,又怎么可能弄清楚千百年间积累下来的技术是什么东西呢?

幸而,我们并不需要理解每项技术的每个细枝末节,大局意义上的理解足以避免绝大部分技术的误用。但即使如此,现代技术与本能直觉是如此地背离,要理解现代技术,我们必须从技术发展的根源开始,一步步吃透现代技术数百年发展的脉络,才能真正理解现代技术,哪怕这只是非常粗略的理解。

文特教授的这本书将技术划分为三个层级:数学、自然科学与工程。打个比方,当我们看电视时,电视本身是工程的结晶,用以将电视信号尽可能清晰地转化为图像;电视信号也是工程的结晶,工程师利用数学设计出合适的编码,通过调制电磁波的方式将编码后的电视信号传送到千家万户;而电磁波则是自然科学的研究对象,只有当科学家对电磁波的性质进行充分的研究后,我们才知道它能应用在信号的传播上;最后,描述电磁波、信号和编码的语言,就是数学本身,只有通过合适的数学,才能进行自然科学的研究与具体工程的设计。数学、自然科学与工程,三者层层递进,缺一不可。要理解现代科技,就要从低到高,逐步理解这三个层次。

这远非易事。数学的抽象性让依赖于形象思维的我们敬而远之,难怪许多学生都对数学恨之入骨;自然科学与我们的本能直觉更有着空前绝后的差距,“物体需要持续的力才能一直运动”,从亚里士多德开始人类文明就错了上千年;而工程的系统思维更令人无所适从,它面对的系统是如此复杂,一切环环相扣,没有相应的训练,根本无从下手。但这些障碍并非无法逾越,毕竟一代代的数学家、科学家、工程师都是这样走过来的。如果我们将数学的每一个定理、自然科学的每一个结论和工程的每一个原则比作需要攀登的高原,那么,对于日常使用的现代技术涉及的领域,前人早已为我们铺好了路插好了路标,我们只需要一步步沿着前人的足迹,顺着最省力的路径,就必定能攀登上一个个高峰。文特教授的这本书,就是这趟冒险的好向导。它并非完美,也不能告诉我们所有答案,但这起码是个好开端。

就是不懂也不想懂,又能怎样呢?

当然,即使铺好了路,面对现代技术这道险峻的山脉,有的人仍然会望而生畏。个人的不懂本也无所谓,许多人不理解技术一样活得很好——但是这样常常会引向一个场景:将一切由于滥用技术导致的灾难怪罪到技术身上,进而否定技术以及它的一切应用。

面对一场有关技术的灾难,他们不会去研究具体的证据与问题,而是呼吁将涉及的技术一禁了事。对他们来说,如果技术不是绝对安全,那就不应该应用。这种观点,因为它比技术本身容易理解得多,也比完善技术容易执行得多,往往会得到我们当中大部分人的支持。

但“绝对安全”是不存在的。生火——人类的第一个技术——它带来了无数的伤亡,直到今天还能不时听到厨房火灾导致的伤亡;但如果没有火,很难想象人类如何发展出文明。每一种技术都伴随着或多或少的风险,而面对这些风险,正确的态度应该是直面技术的缺陷,进行改良,而不是将孩子和洗澡水一起倒掉。人类文明正是在这样不断的技术改良之中发展壮大的。

我们希望有一天,对每个人而言,现代技术不再是一种无需思考的魔法,而是一道大家都乐于去攀登的山脉,每个人都能在山顶上领略美妙的风光。但群山不止于此,无论在数学、自然科学还是工程领域,还有很多前人未蹈的胜地。我们希望,在已知的山顶上看到的风光,能吸引有活力的年轻人冲击未知的领域,扩大技术的版图,为每个人带来更好的生活。这样,我们离各自心中的理想国,也许就更近了一步。如果墨子来到现代,领略了现代技术的便利,明白了现代技术的本质,他大概也会怀抱着相同的想法,就像其他成千上万的数学家、科学家和工程师一样,像这些日夜奋战为大家带来更美好生活的人们一样。(编辑:Ent、游识猷)

齐格弗里德·文特,《现代技术的根源:基础数学与科学概念的精致纵览》(The Roots of Modern Technology: An Elegant Survey of the Basic Mathematical and Scientific Concepts),原版德文标题为 "Was Sokrates nicht wissen konnte".图片来源:amazon.com

 

The End

发布于2015-08-26, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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方弦

科学松鼠会成员,信息学硕士生

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