魔鬼物理学2
[美] 詹姆斯·卡卡里奥斯
献给托马斯,劳拉,戴维
——未来真正的创造者 前言 量子物理学?你正置身其中!
进入21世纪,我们仍然在期待能飞的汽车、喷气飞行背包、圆顶水下城市和机器人私人助理。对此,你可能和我一样沮丧。自20世纪30年代起,那些通俗科幻杂志和漫画书就向我们许诺:至2000年,人类将摆脱日常琐事和地球引力的束缚,迎来一个“乌托邦”式的闪亮新世界。跟今日的现实相比,我们发现,50年前的那些预言真是把我们骗得不轻。
不过……也不尽然。2010年,我们可以和地球另一端的人即时无线通信;笔记本电脑的计算能力远超科幻小说中房屋大小的计算机;我们可以利用核磁共振成像做出医学诊断,而不是靠开刀一窥究竟;从自动提款机到苹果手机,触摸屏随处可见。每天,我们接触到的自动化设备数量惊人,尽管它们当中没有哪个跟机器人罗比相似。
这些美好的预测错在哪里呢?简单来说,他们预测了一场能源革命,而我们的革命却发生在信息领域。科幻小说中的喷气飞行背包和死光(death rays),需要以可储存巨大能量的轻型设备为前提。而作为常用储电设备的电池,其性能则受限于电池内部原子的化学和电学性质。尽管科学家和工程师们在研发新型储能系统方面足智多谋,却终究无法改变原子的属性。相对而言,信息只需要一个存储媒介和相应的智能解析。
此外,信息可以保存数千年。苏美尔人成功地实现了数据的长效存储,他们刻于泥板之上的楔形文字使我们得以了解6 000年前的会计制度和《吉尔伽美什史诗》。这些非常笨重的泥板现存于伊拉克,为了传递信息,古苏美尔人不得不将它们来回运送。今天,你无须再亲赴伊拉克阅读泥板上的文字,登录互联网,或者通过其他人发送到你的手机照片,便可浏览。
这些内容存储与传输方面的进步,得益于半导体装置(如晶体管和二极管)的发展。而在通俗科幻杂志初现的年代,数据则存储于笨重的电子管中。首批计算机采用了数千个这样的电子管,以及由装满水银的…