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吹散技术的神秘迷雾——评《现代技术的根源》

书评 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

方弦 发表于  2015-08-26 15:13

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

 

全部评论(53)
  • 31楼
    2015-08-27 14:45 猛猫
    引用@方弦 的话:想玩子非鱼的话请便,但这只算是游戏人生的方式,而不是治学之道。当然,你可能也并不需要,这也可以解释为什么你说的都是那种道听途说的夸张解读,没有底本也没有想法。你的想法和做法,与人们对技术的一般看法也非...

    道听途说就算了,我还不至于那地步。

    不过后面那段话,我寻思了会,自个儿还真不是那样人,倒是有点说你自己现在的所做所言…

    [0] 评论
  • 32楼
    2015-08-27 15:11 方弦 科学松鼠会成员,信息学硕士生
    引用@猛猫 的话:道听途说就算了,我还不至于那地步。不过后面那段话,我寻思了会,自个儿还真不是那样人,倒是有点说你自己现在的所做所言…

    呵呵,“寻思”二字,一钱不值。如果没有论证的思考就是空想,并没有什么意义。

    而且你还没有正面回应我在29楼的那些论证。而作为例子,我可以作如下的论证:你对学界对于道德经的态度不清楚,这是你在28楼所说的“官方、学界、出版和教育界,也都是持模糊暧昧态度”,但学界的态度并不模糊,因为很多学界出的校注本都参考了出土的版本,而且有详细的注释和论证,我看到的至少有两种。你没有注意到这一点,证明你应该没有看过学界的专著。没有看过学界的专著,而下“也都是持模糊暧昧态度”的结论,这个结论的来源必定不是亲身的阅读经历,因为没有阅读过的话,无法拥有“模糊暧昧态度”的这个想法。于是这个结论的来源必然是别的论述者。而如果你不能举出包含这个结论的有效参考文献,那就只能归入道听途说的范畴了。

    [0] 评论
  • 33楼
    2015-08-27 15:13 猛猫
    引用@方弦 的话:呵呵,“寻思”二字,一钱不值。如果没有论证的思考就是空想,并没有什么意义。而且你还没有正面回应我在29楼的那些论证。而作为例子,我可以作如下的论证:你对学界对于道德经的态度不清楚,这是你在28楼所说的...

    果然是死脑筋…PHD、MASTER的通病…

    [0] 评论
  • 34楼
    2015-08-27 15:17 方弦 科学松鼠会成员,信息学硕士生
    引用@猛猫 的话:果然是死脑筋…PHD、MASTER的通病…

    如果你对正常的论证也持这样的态度的话,恐怕这本书不适合你。故事也许由温暖的幻想构成,但现实大多是冰冷的逻辑和数据。

    [0] 评论
  • 35楼
    2015-08-27 15:27 猛猫
    引用@方弦 的话:呵呵,“寻思”二字,一钱不值。

    回见33和35楼。

    另你说29楼那个,本就是算是终结了,31楼也够了。

    因为起始的分歧早已加粗说明,有认同的地方也有说明,而在后来其他延伸的关注点(或者说是关注盲区)不同,

    没啥意思,各玩各的扯扯淡就过了得了。

    引用@方弦 的话:如果你对正常的论证也持这样的态度的话,恐怕这本书不适合你。故事也许由温暖的幻想构成,但现实大多是冰冷的逻辑和数据。

    我的态度?我的态度就是宁可慢点,少随大流,就算错过也不要紧,总能有别的方法和道路,不忘初心。

    科普书什么的我都看,论证过程繁琐看不懂的部分,至少当做一个游戏解谜去欣赏。

    [0] 评论
  • 36楼
    2015-08-27 15:31 猛猫

    春秋战国时期百家争鸣,在今天看来,其中的墨家可谓独树一帜:除了自己一套“兼爱”、“非攻”的政治理念之外,他们也是诸子百家中唯一重视探索自然与技术的流派,与后世流行的儒家道家形成鲜明对比。墨家的创始人墨子,不仅是一位哲学家,也可以说是中国最早的工程师之一,而收集了墨子言行的《墨经》中也早已有现代科技的萌芽,比如“一尺之棰,日取其半,万世不竭”的极限思想。

    ——这段原话,可惜被编辑没了。我就是不认同这个过于片面和表面的简单陈述,并不是“唯一”。

    [0] 评论
  • 37楼
    2015-08-27 15:40 方弦 科学松鼠会成员,信息学硕士生
    引用@猛猫 的话:回见33和35楼。另你说29楼那个,本就是算是终结了,31楼也够了。因为起始的分歧早已加粗说明,有认同的地方也有说明,而在后来其他延伸的关注点(或者说是关注盲区)不同,没啥意思,各玩各的扯扯淡就过了得...

    “没啥意思,各玩各的扯扯淡就过了”,这种不打算寻根问底的想法,正是人们不愿意理解技术的想法之一。

    至于原话,原话是“后世流行的儒家道家”。那么,你如果不认同,就请指出后世流行的儒家道家在哲学思想上曾重视探索自然与技术的确切的带有证据的论证。没有论证的观点等于空无一物。

    [1] 评论
  • 38楼
    2015-08-27 15:54 猛猫
    引用@方弦 的话:“没啥意思,各玩各的扯扯淡就过了”,这种不打算寻根问底的想法,正是人们不愿意理解技术的想法之一。至于原话,原话是“后世流行的儒家道家”。那么,你如果不认同,就请指出后世流行的儒家道家在哲学思想上曾重视...

    我觉得你最好从数学上最简单的交集、并集、无交集去理解这话。

    如果这样要是还理解不了,甚至扣帽子认为“不打算寻根问底的想法,正是是不愿意理解技术的想法之一”。

    那我可就作壁上观了呵呵哒了。

    至于提出论据,算了,就当我认输,麻烦,我嫌麻烦,本来就够多了。

    [0] 评论
  • 39楼
    2015-08-27 16:08 方弦 科学松鼠会成员,信息学硕士生
    引用@猛猫 的话:我觉得你最好从数学上最简单的交集、并集、无交集去理解这话。如果这样要是还理解不了,甚至扣帽子认为“不打算寻根问底的想法,正是是不愿意理解技术的想法之一”。那我可就作壁上观了呵呵哒了。至于提出论据,算了...

    如果道家的观点与技术真的毫无关系,那起码说明道家并不注重技术;而如果有关系的话,根据现有证据来看,也能说明不重视技术。这个二分是有效的,无论取何种解读,必然在其中一类中。

    我并不关心你的世界观之类的问题。你认为我的论述有问题,那么就应该给出论据,否则就只是空谈。模糊的观点没有太大的意义。

    当然,如果你持道家的观点的话,复习一下《庄子·齐物论》就知道大体想法了。某些场合可能适合这样的观点,但并非对于严肃的讨论,除非你根本不想论证。

    [2] 评论
  • 40楼
    2015-08-27 18:06 西泽.贝叶斯

    大学整整学了一个学期的模拟电路,但是直到现在我也都没有搞懂“模拟电路”o(一︿一+)o

    [1] 评论
  • 41楼
    2015-08-28 19:11 猪了个去 智能科学专业

    坐等kindle版

    还好大致知道电饭锅、移动蜂窝、kindle的原理噗。。。。虽然给我材料我也造不出来就是了

    [0] 评论
  • 42楼
    2015-08-29 01:43 举报狂魔blindmouse 生物物理博士生
    引用@窗敲雨 的话:

    下面那个"me"要是改成大象的形状是不是更合适?

    [0] 评论
  • 43楼
    2015-08-29 16:34 markbal

    很有必要被传播的科普书。

    [0] 评论
  • 44楼
    2015-09-05 21:22 狐狸42

    请问哪里能买到中文版,我搜了当当京东淘宝,没有。@方弦

    [0] 评论
  • 45楼
    2015-09-05 21:58 方弦 科学松鼠会成员,信息学硕士生
    引用@狐狸42 的话:请问哪里能买到中文版,我搜了当当京东淘宝,没有。@方弦

    还没有中文版……

    [0] 评论
  • 46楼
    2015-09-06 11:57 渐明

    其实你太小看古人了。牛顿也好,墨子也好,同属于创建规则的人,在他们的眼里根本没有神,因为神是他们造出来的,用来说服帝王、教化门人。中国古代把这类人称为圣人,用现在客观的话来讲,他们是求知欲极其旺盛但又无法进入完整科学体系的人,孔子的伦语里有一句用来表达其心态的话:朝闻道,夕死可矣!

    所以把现代科技带入古代并不难,难的是你真的带得回去吗。

    其实技术早就存在,即使没有人类的时代也有技术,它是根殖于生命和非生命粒子演化的基础信息中的。古代有个故事说鲁班发明了锯,是因为上山时手被一种草的边缘割伤了,锯的技术实际就是来源于这种草的生物信息中,草的思维体现在一代又一代为了成长不断进化的外形,而人又通过与草的接触一次性获得了较为完整的切断技术。现代的机械理论中很多公理来源于这类基础信息,只是有待于被发现被使用被修正,可以说一个文明就是为了传承技术,这是一种很玄妙的循环,只有正确的获取和使用技术才不会被淘汰。

    [1] 评论
  • 47楼
    2015-09-09 17:05 赵明毅
    引用@渐明 的话:其实你太小看古人了。牛顿也好,墨子也好,同属于创建规则的人,在他们的眼里根本没有神,因为神是他们造出来的,用来说服帝王、教化门人。中国古代把这类人称为圣人,用现在客观的话来讲,他们是求知欲极其旺盛但又...

    又是这种恭候多时论调23333333333333

    [0] 评论
  • 48楼
    2015-10-02 14:06 樱桃纳米粉
    引用文章内容: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。

    #TIL#

    吐槽:还是杀虫剂,还是。。。。233

    引用文章内容:而不是将孩子和洗澡水一起倒掉。

    233

    这叫“因噎废食”

    [0] 评论
  • 49楼
    2015-11-05 12:08 蓝的海_2934

    平实的文字,很好的文章,值得一读,最重要的是引起我深深地思考。

    [0] 评论
  • 50楼
    2016-02-04 17:13 晕晕主2016

    在网上找不到中文版的啊!本来打算下个英文版的,没想到有病毒,唉~

    来自 果壳的壳
    [0] 评论
  • 51楼
    2017-02-17 19:56 音噪

    有这样的书吗?电子版或纸质。

    [0] 评论
  • 52楼
    2017-02-17 20:01 音噪

    有电子书或纸质书吗?

    [0] 评论
  • 53楼
    2017-02-17 20:02 音噪

    有电子书或纸质书吗?

    [0] 评论

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