为什么不叫第四次工业革命?计算机与通信技术原理(简单版)


为什么不叫第四次工业革命?计算机与通信技术原理(简单版)

现代科技文明进程来看,每一次工业革命都是基础理论突破的结果。牛顿统一了力与运动,麦克斯韦了统一电场与磁场,爱因斯坦统一了质量与能量。

第一次工业革命:也称蒸汽时代(约1760-1840,基础理论是牛顿的经典力学(1687年自然哲学的数学原理),统一了力与运动,解释了宏观运动的本质。蒸汽机代替传统手工业,进入机械化生产时代。生产力与生产关系的变化改变了国际格局,英国率先完成资产阶级革命(1640-1689)为工业革命奠定了政治基础。英国开始走向日不落帝国,替代西班牙成为全球霸主。

第二次工业革命:也称电气时代(约1860-1940,基础理论就是法拉第电磁感应(1831)和麦克斯韦方程组(1865),统一了电磁光,解释了微观世界运动本质。法拉第理论起主要作用,发现变化的磁场可以产生电流,实现了机械能大规模转化成电能,奠定了发电机和变压器的基石底座,人类进入电气时代。爱迪生、贝尔、西门子等应用端代表出世。生产力与生产关系变化:电气时代生产力大幅提升,垄断开始形成,为了原材料、劳动力、外部市场,资本主义开始走向帝国主义,全球殖民体系形成。两次世界大战就是德日美新兴资本主义国家向传统势力格局的挑战。

第三次工业革命:也称信息时代(约1950-至今。基础理论还是基于电气时代的麦克斯韦方程组,新的基础理论是量子力学出世,解释了微观世界与宏观世界的差异。信息化时代,最重要的是计算机技术和通信技术的出现。基础理论还是电气时代的成果,1831年电的发现(包括后续的电子)是数字电路(计算机)的基础,1865年麦克斯韦方程组统一了“电、磁、光”,是信息传输的基础。麦克斯韦伟大在于预言了电磁波的存在(宇宙中一种基本存在形式,就跟空气、水等一样,是一个真实存在的物质),因为变化的磁场会产生电场、而变化的电场又会产生磁场,所以电磁波的传送过程是不需要补充新的能量的,可以不依靠任何介质进行传播(不像传统的物理运动都有载体而且有能量损耗),而且断言“光本身是一种电磁波”,解释了光热为什么从能这么快到地球。1887年赫兹用实验证明了电磁波的存在。值得关注的是“0-1”的二进制逻辑代数是所有计算和信息传输的基础。电子计算和光通信都是通过“0-1”的与、或、非逻辑转化实现。

现在所谓的互联网时代,其实底层逻辑就两个。一是算、二是传。“算的根基”是二进制的逻辑基础加电子时代的数字电路。“传的根基”是光作为电磁波能复刻并携带二进制逻辑进行“光速”传播。计算机最核心的是CPU,通信最核心的是光纤。目前全球信息物理传送都是通过光纤实现,基本流程就是计算机出来的电子信号转化为光波信号,通过光纤进行“光传播”,到达基站之后,再把光信号转化成可识别的电子信号,最终到达我们手机的是编译后的无线电波。

今天所谓的第四次工业革命其实算不上真正意义的革命,因为基础理论尚未突破,仍然没有脱离“电子与光子”的研究基础。量子力学还处于理论假设框架,哥本哈根诠释虽是主流但仍难证实,关于最小粒子的物理实验仍存在客观壁垒。至于当前的AI,本质上仍然是计算机和通信技术的延伸,不算是真正意义的革命,只能说是应用层面的革新。


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