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2020年代仍然值得期待

2022-02-01 09:18:06 来源：凤凰网

纵观历史，生产力的飞跃才是社会重新走向繁荣的关键。有人把现在跟1920年代进行了对比，认为咆哮十年有望重现。但新十年的第一年即将过去，疫情仍未走出阴影，远程办公的发展未如预期，供应链紧张，社会动荡，这些似乎都不是走向繁荣的迹象。预测错了吗？一位对技术发展充满乐观的博主不这么认为，文章来自编译，篇幅关系，我们分两部分刊出，此为第一部分。

划重点：

能源是一切实体技术的基础

风能和太阳能发展势头迅猛

半个多世纪以来电力成本将首次出现大幅的持续下降

一年前开始的这个博客初衷是要表现出对技术明确的乐观主义态度，不过我觉得现在已经有一点点走偏了。倒不是因为我对技术不太乐观，而是因为议题很容易被经济政策、社会动荡、新冠病毒等因素分心。但现在是时候回到我的本源了。

当然，现在判断我们会不会像某些人预测那样进入又一个咆哮的二十年代还为时过早。当然有怀疑的理由。在经历了表现出色的第一季度之后，美国的劳动生产率其实正在下降，这主要是因为供应链混乱破坏了生产，但也可能是因为 Covid 出现变种，部分员工回到公司办公带来的不确定和过程的混乱。作为重返咆哮的二十年代理论的早期支持者之一，高盛现在预测未来一年将增长乏力。

此外，最乐观的技术趋势之一，也就是朝着远程办公的转变，可能并不如像预期。部分人依然希望远程办公能够以积极的方式重塑经济，但一些新的研究表明，员工分开会减少信息的共享，很多公司现在正要求员工回到办公桌前。所以，对于远程办公能否带来生产力的繁荣，我们仍然无法确定。

不过，尽管有着种种的挫折、绊脚石以及逆风，我对未来十年仍然非常乐观。

能源革命

能源是一切实体技术的基础——要想在现实空间中移动原子，你需要能量。到了 1970 年代初期，能源消耗越来越多的趋势戛然而止，令物质领域的创新变得更加困难：

我们用数字技术（“bits”）的创新来弥补了这一点，但这些技术不太有利于生产力的快速增长，所以生产力出现了停滞不前（这就是那个著名的问题——“1971到底发生了什么？”的答案；实际上，确切的时间是1973 年，发生了石油危机）。

石油危机是政治问题，但从根本上说，能源停滞是技术问题。工业革命的动力是从木材与畜力到煤炭，然后到石油，但向核能的转变因大家过于害怕风险而受阻。我们可以为这是不是一个错误决定吵个不停（我认为可能是），但这个问题现在已经被抛在脑后了。

幸运的是，在核能受阻之后，我们的科学家和工程师们经过了很长一段时间的艰苦努力，找到了新的能源技术：风能和太阳能，这两种安全、环保的技术在大多数方面都比核能更好。经过几十年的发展，它们的成本已经有了惊人的下降——先是靠政府资助的研究，然后在政府资助下私营部门得以扩大规模——这意味着可再生能源现在已经为迎接黄金时代做好了准备。为了将这些成本下降转化为更便宜的能源，我们必须建设发电的能力，而现在，我们正在建设住。

彭博新能源财经有数据支持。2020 年，大多数的发电来源都在缩减——尤其是煤炭和天然气——但太阳能和风能却在增长。

在预测可再生能源的兴起方面，国际能源署历来都过于保守，但现在它预测这一趋势未来十年内都会保持强劲：

到 2026 年，全球可再生能源发电容量预计将比 2020 年的水平增加 60% 以上，达到 4800 吉瓦以上——相当于目前全球化石燃料和核能发电容量的总和。此外，根据预测，到 2026 年时，可再生能源将占全球电力容量增长的近 95%，仅太阳能光伏就占一半以上。2021 年至 2026 年期间新增的可再生能源装机量预计将比 2015 年至 2020 年期间的数字高出 50%。

而这个故事里面真正的奇迹技术，太阳能，在可再生能源的占比将超过一半。

现在，众所周知的是，可再生能源是间歇性的；太阳不总是在闪耀，风也不是老刮个不停。电池可以在夜间储能，为了过冬可以超规模建设太阳能，但这并不能解决所有问题。间歇性意味着在边际处，我们可以通过用太阳能代替化石燃料来获得更便宜的电力，但是一旦更大比例的电网换成太阳能和风能，其成本优势就将消失。因此，为了让能源革命真正可持续，我们需要大量的能储，企业与研究机构现在正在研究这些能储技术。用于廉价快速大规模储能的技术当中，最有前途的包括铁液流电池、热能存储与氢。各国也在建造更多的核反应堆——尽管这些反应堆很昂贵，但可以帮助巩固发电量。

廉价的太阳能、风能以及储能意味着什么？意味着半个多世纪以来电力成本将首次出现大幅的持续下降。大家终于开始意识到这一点，并猜想廉价充足的电力可以用来做些什么。我之前也曾经提出过我的想法：

海水淡化、廉价子弹头列车、廉价空中旅行、更多循环利用、脱碳、有毒废物处理、环境友好开采、下一代材料的大规模制造

在对 Jason Crawford 的帖子的回复里面还可以找到更多的好想法。以下是 Tyler Cowen 的一些想法：

用来加热和制冷如何？说不定控制室外温度成为可能，这样一来， 1 月的丹麦和 8 月的迪拜将不再会那么的难以忍受……到头来，更多的飞行会实现自动化。机器人会变多......廉价能源也会让超级计算变得更可用，加密更方便，纳米技术更有可能......用技术......从空气当中去除甲烷（以及碳）......也可能会变得更可行、更可承受。

廉价电力的实现不是要等到未来 30 年或 50 年，而是在未来十年内实现，大家开始慢慢理解这一点。

令人惊讶的是，太阳能/风能/储能可能不是唯一的廉价发电技术。研究核聚变能领域的资金与初创企业均出现了大规模爆炸式的增长：

虽然在商业上尚不可行，但这个领域正在突飞猛进，在多种类型的核聚变技术上均取得了显著突破。距离实现核聚变永远只有30年的老笑话又要再讲一遍了。

似乎这还不够，地热发电也有望大规模扩张。看看 Daniel Oberhaus 与 Caleb Watney 发布的关于地热潜力的新政策文件就知道了，尤其是美国西部的。

所以廉价电力已经在路上。以詹姆斯·瓦特 (James Watt) 为起点的化石燃料时代即将让步给某种——也许是几种——更便宜、更丰富的东西。

不过关键字这里。廉价电力只是目前正在发生的两场能源革命当中的一个。

另一场革命是储存和运输能源方式的革命。电池技术发展迅速，过去十年成本下降了 90%：

尽管供应紧张，但预计未来几年还会进一步下降。跟往常一样，彭博新能源财经是最好的数据来源，不妨看看 Nat Bullard 的这个帖子：

锂离子电池组价格同比下降了 6%，至每千瓦时 132 美元（2021年的实际价格）。这比 2010 年的 1240 美元/千瓦时下降了 90%！但是，除了标题的数字之外，还有更多的东西可讲。

这显然将导致电动汽车取代燃油汽车，这对环境是有益的，而且从很多方面来说性能也更高（电动车加速更快，更安静，需要维修的运动件少得多，并产生的颗粒物污染也很少）。但电池革命的意义远不只有乘用车。它还改变了人类整个携带能量的方式。

有些人嘲笑电池，因为电池的能量密度低于化石燃料的能量密度。这种嘲笑反映出对能源便于储存性的运作方式存在着根本性的误解。运输化石燃料能源的系统的重量和体量还涉及到析取能源所需的各种机械——燃烧室、活塞、曲轴、阀门等等。电池的能量密度可能没有汽油那么高，但为了从中提取能量，你只需要几条细小的金属条即可。这就是为什么你的手机里面装的是电池而不是油箱的重要原因。

这也意味着我们正在进入到小型、轻便、便携的机器可以随身携带大量能量的时代。无人机就是最明显的应用；小型电池供电的四轴飞行器可能会改变战争的面貌，并可提供各种配送服务。大容量电池也将为机器人革命提供动力，让机器人可以在工厂车间、医院等众多其他环境下自由移动，并赋予它们执行各种任务的能力。更好的电池还可以为创造各种廉价、轻便的便携式设备创造条件—— 2020 年，我在波特兰就看到有人用电动吹叶机对抗催泪瓦斯。

最后，便宜的电池已经令新的交通方式成为可能，这会从根本上改变城市的运作方式。电动自行车将是最有前途的技术，政府正准备在未来几年在这方面投入巨资。电动滑板车以及私人空中出租车是另外两个重要例子，这些可能会在十年内彻底改变我们的出行方式。

换句话说，电池不仅可用于存储能量，对于非常轻松有效地移动少量能量也很有用。这会改变我们的物理世界。这是廉价电力的重要补充——不管我们的电力是来自太阳能、核聚变还是地热，电池都将是我们对这些能源使用方式的重要组成部分。

这两次能源革命并不遥远；它们已经近在眼前，将定义当前的这个十年。

生物技术（或奇迹时代）

在能源革命准备重塑我们与物理世界的关系的同时，生物技术的爆发式发展也准备重塑人类生命的本质。我们的这个十年正是从 mRNA 疫苗的问世开始的，这种疫苗让数百万人免受一场全球性疫情的侵袭。mRNA 有望为从疟疾到各种癌症乃至于众多的其他疾病提供疫苗。但令人惊讶的是，这只是众多刚刚取得成果的生物突破之一！以下是最近几个月出现在我屏幕上的奇迹的简短列表：

1) 脑机接口：

这是一位瘫痪病人用脑机接口编写出来的东西。尽管他的手一动不动，但他的脑子在动，然后就有了这些文字。一分钟18 个单词的BCI（脑机接口）元宇宙实在是太疯狂了

2）基因治疗：

基因组编辑与基因治疗是我们这个时代最重要的生命科学突破。@sciam这张新的信息图很好地说明了癌症、视觉、镰状红细胞的区别与初步成功

3) 神经技术：

这是一个令人难以置信的科学进步。这实际上相当于为盲人提供视力。这是一个神迹。大脑植入物首次在科学上为盲人提供了人工视觉，直接植入大脑的“视觉假体”令盲人女性 16 年来首次能够感知二维形状与字母

4) 动物器官移植到人体：

外科医生首次将猪肾移植到人身上，并且成功了，这也许会为急需器官打开可再生来源之门

5）基因合成：

很好地解释了为什么生物科学/合成生物学可能是仍然年轻的第四次工业革命当中最具变革性的一项创新。基因合成革命：研究人员现在可以设计和批量制造遗传材料（一种帮助制作 mRNA 疫苗的技术）。

这些进步是由基础科学的几项突破共同推动的：合成生物学的进步、Crispr 及其他基因编辑技术的发现、mRNA 的突破、干细胞等。反过来，这在一定程度上也是由于计算的进步——一场技术革命为另一场技术革命奠定了基础。

至于这会如何影响到经济，目前还不清楚。为了利用所有这些进步，大量初创企业已经涌现，但目前尚不清楚最成功的企业是制药等资本密集型项目，还是可以在地下室就能完成的开销很低的合成生物项目。莫德纳与 BioNTech 确实展示了一条致富之路，但这条路实际上可能也是个例外——慢慢地，药物发现会变得越来越昂贵，即便是 mRNA 等新的神奇技术可能也没法扭转这一趋势。任何进入医疗体系的东西都必须通过严格的监管和试验。现在还不清楚有多少技术能够完全绕开这个体系，并最终进入消费市场。当局会不会大力推动监管改革，让企业利用新技术也还不清楚；这场疫情无疑让大家看得一清二楚， FDA 需要进行深入的改革，但这并不意味就能改得了。

同样还不清楚的是，生物技术会对总体生产力造成何种影响。廉价能源很可能会出现在生产力的统计数据当中，因为过去就一直是这样，但生物的结局可能更像社交媒体——以深刻而有意义的方式改变了人类生活方式的某种东西，但却很难推动生产力的发展。

但很明显，人类生活的形态将会发生改变，而且很快就会。残疾的性质将会改变。死亡风险将会改变。衰老的性质可能会改变。人类能力的自然极限会开始扭曲，这会让我们质疑消除残疾与增加超能力之间的区别在哪里。

换句话说，我们终于开始接触到人类的源代码——去获得破解和重写自己的能力。2020 年代这十年，我们将要努力应对这种令人生畏的力量所造成的影响。

人工智能、纳米技术、太空……

在本文中，我把重点放在个人对未来十年最乐观的两个东西上：能源以及生物技术。科技领域发生的大事远不止这些！

我们还有持续的人工智能革命，这场革命可能最终开始在总体生产力方面取得成果，取代各种服务业的任务，大大提高机器人与机械工具的能力，并促进很多研究领域的进步。

受益于数十年的政府投资，纳米技术现在开始改变化学工程和材料科学：

利用纳米级末梢大规模并行阵列工具，现在被用来构建组合型“大库”（megalibraries），大库由数百万个纳米结构组成，每个纳米结构的尺寸、成分与形状都略有不同……事实上，一个大库所包含的新型无机材料就已经比科学家迄今为止共同合成与描述出来的都要多了。

因此，在筛选新材料时，科学家们已经确定了为清洁能源、汽车以及化学工业过程提供燃料的催化剂……科学家们还利用大库来确定具有重要物理特性（如磁性、发光和高温超导性）的结构。

然后就是太空。跟中国新的太空竞赛，加上 SpaceX 的壮举与惊人进步，突然将太空时代从梦想破灭与科幻小说的领域拉了回来。Casey Handmer 写过一篇很棒的博客文章，里面介绍了 SpaceX 的星舰（Starship）火箭平台是如何的具备革命性：

星舰很重要。这不仅仅是一款非常巨大的火箭，还是实现火箭技术“圣杯”的一项持续而专注的尝试，目标是大规模制造完全可快速重复使用的轨道级火箭……

从历史上看，任务/系统设计一直受到极其苛刻的质量约束的折磨……所以，在星舰之前建造的航天器有点像在工业革命之前制造钢铁武器…… 星舰抹去了大量约束，以及深深印在航天器设计师脑海中的每一个文化包袱遗存……