坐在人类历史的滩头，窥探宇宙的边缘

作者：田涛

来源：华夏时报

发布时间：2023-05-11 11:51:29

摘要：《追求精确》是一部250年精密制造的沧桑巨变史，是一部恢宏的机械交响史和一首激荡人心的智能制造交响曲，是关于人类不断逼近精确极限的创造史、创新史。

坐在人类历史的滩头，窥探宇宙的边缘

田涛/文

“牛顿这冷冰冰的妖怪将宇宙描绘成一部机器，使人愈发觉得科学本质上是机械的。”这是我在《理念：卓越组织的原动力》一书中引用的一句话^①。在阅读《追求精确》这部译著时，我看到了另一段话：“在精确度的历史上，晶体管的发明标志着运动的机械部件让位于静止的电子器件，牛顿将衣钵传给了爱因斯坦。”

在我少年至今的几十年阅读史上，《追求精确》属于1%那一类让我用心至深、用功最多、用时最长的一部书。我花了将近一个月的时间泛读了一遍，又精读了一遍，然后又抽读了一些精华章节，在做了3000多字批注的基础上，又做了1.2万字的内容摘要，同时又给书中的16位人物做了每人百字左右的小传。

《追求精确》是一部250年精密制造的沧桑巨变史，是一部恢宏的机械交响史和一首激荡人心的智能制造交响曲，是关于人类不断逼近精确极限的创造史、创新史。

而牛顿与爱因斯坦则是这部宏大史剧的隐身编剧和导演。牛顿主宰了上半场，爱因斯坦主导了下半场。

“少了一个铁钉，失去了一个国家”

一切精确的起点，来源于一种对完美的信仰。质量还能更好吗？缺陷还能更小吗？功能还能更优吗？效率还能更高吗？250年以来，一个叫做“公差”的概念如黑色幽灵般，偏执而狂热地左右着一代代的天才与狂徒、工匠与技师、架构师与程序员，他们用“公差主义”重构世界，将人类带入现代性。

我19岁才知道什么是公差和量块，那时我是一家国营造纸厂的工人。在阅读《追求精确》这部书稿时，我曾几次和华为总裁任正非电话交流书中一些故事与观点，在讲到“公差”^②于工业革命、信息技术、人工智能的影响时，任正非告诉我：“我高中时读过作家草明的小说《乘风破浪》，那时就知道了公差，这本书给我的印象很深。”华为有今天之成就，追求“极小公差”应该是成功要素之一。

公差绝对刚性，就像射出去的子弹，射手极微的一下抖动，将有可能决定一轮比赛、一场战争、一支军队的命运。战场赢在公差，市场赢在公差，国家间的竞争、企业间的竞争也在绝大程度上取决于公差，取决于公差所定义的武器的精良度、产品的精良度，取决于企业、军队和国家管理的精确性、系统性、通用性、可预测性、可检测性。

从0.1到 0.000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 01，在这不断叠加的 0 的公差世界的背后，是开放与封闭、创新与停滞、理想主义与功利主义的竞跑，同时，也是企业与企业在管理文化上的较量。追求极致精确、极致精益，不仅是一种产品质量观，更是一种关乎企业存亡乃至国家兴衰的哲学观。

以芯片制造为例，精确度已经达到不可思议的程度。比如，制造芯片的光刻机的运行环境，其清洁度几乎是不真实的，每立方米空气中仅仅允许含有10个大小不超过0.1微米的微粒。而“相比之下，生活在正常环境下的人类就像是游走在由空气和蒸汽构成的瘴气中，而这种瘴气的清洁度只是阿斯麦(ASML)工厂内的房间清洁度的1/5 000 000。”——倘若不如此，一粒极微小的灰尘瞬间会毁掉数百块即将制成的芯片。

哈勃望远镜在被送入距地球380英里的轨道时，却由于主镜头上只有人类头发粗细的1/50的误差，使得它“经历了1300天毫无意义的漂泊”，其原因仅仅是技术人员极微小的一个疏忽所致：矫正用的金属棒的盖子上少了一小块油漆。

1814年8月24日，英国军队将正在建设中的美国白宫付之一炬。美军的惨败，是因为那个年代，“美军的枪支是出了名的不可靠”，而英军的枪械依靠精密制造，实现了可互换零部件。

2015年，日本一家主流移动通信运营商在对华为产品进行认证时，一个微小细节给华为员工留下了深刻印象：质量认证专家在华为的制造车间，踩着梯子，戴着雪白的手套，检测几米高的门窗顶上是否有灰尘……

阿拉伯谚云：“少了一个铁钉，失去了一个国家。”多了一粒灰尘，也许会毁掉一家企业。

新的世界秩序，是由追求精确性塑造的

自由经济学家们欠失公平地把过去两百多年的人类经济发展大半归功于亚当·斯密，就像把工业革命的桂冠赐予瓦特一样，殊不知，瓦特改进和发明了蒸汽机，但瓦特早期的蒸汽机基本上是靠另一个人非凡的技术能力才得以诞生的。这个人叫约翰·威尔金森（John Wilkinson），他是一位工匠，也是公认的“精密工程之父”。发明家瓦特的赫赫威名遮蔽了工匠威尔金森的伟大。

谁定义了现代世界？在一定意义上，自18世纪下半叶以来的世界秩序，是由精密制造塑造的。“精密制造是一个被刻意发明的概念，源于人类非常实际的需求”，同时亦源于人类征服世界、征服宇宙的野心。瓦特说：“大自然是有弱点的，只要我们能够找到它，便能对其加以应用。”瓦特与威尔金森，两颗睿智的大脑和两个热忱的灵魂，再加上两双灵敏的手，共同“让工业革命诞生了”。

生活在现代的人们，应该把对牛顿和爱因斯坦、亚当·斯密和凯恩斯同一殿堂的那些伟大科学家和思想家的至高崇敬，匀一部分出来给威尔金森、给约瑟夫·布拉马（Joseph Bramah）、给亨利·莫兹利（Henry Maudslay）、给亨利·罗伊斯（Henry Royce）、给亨利·福特（Henry Ford）、给威廉·肖克利（William Shockley）……正是威尔金森这位“可爱的疯子”，将公差控制到了0.01英寸，从此“精密制造的精灵从瓶子中钻出来了”，于是，250年波澜壮阔的技术创新史诗、工程进步史诗展开了，从蒸汽机到可互换零部件，从汽车到喷气式飞机，从哈勃望远镜到韦伯望远镜，到GPS，到芯片，到激光干涉引力波天文台，到时间和空间的度量、物体质量的度量……公差在200多年间，从0.01迈入0.000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 01，并且还在持续缩小中。

精密制造和智能制造的一部辉煌史，背后是一部英雄史。莫玆利发明了车床，制造出了“一台推动历史前进的发动机”，是“工业时代的工具之母”，拿破仑是他一生中的“理想英雄”；伊莱·惠特尼（Eli Whitney），一个自大狂，奸商，欺诈者，江湖骗子，后来却成为美国精密制造的先驱者，与华盛顿、爱迪生、富兰克林等杰出人物并列出现在美国邮票中；亨利·罗伊斯与亨利·福特，前者在他所制造的劳斯莱斯汽车上，实现了对机械之美的极致追求，时至今日，劳斯莱斯仍然是完美和超越一流的代名词。而后者，则以他所推动的全流程、全产业链的生产线，不仅改变了汽车工业，最终“改变了整个工业世界”，他是精密制造领域的“高效的革命家”；弗兰克·惠特尔（Frank Whittle），喷气式发动机的发明者和喷气式飞机的奠基者之一，他以13年的寂寞与坚韧，将人类思维从纯粹的机械世界转移到了超越时空的超凡世界，使得精密设计与精密工程，在航空领域发展至今，基本达到了人们能力的极限。威廉·肖克利，在76年前的1947年，首次公开了最早可用的晶体管，70多年后，可以毫不夸张地讲，晶体管几乎统治了现代世界，现在，地球上正在运行的晶体管数量“比地球上所有树上的叶子还要多”，人类“从纯粹的机械和物理的世界进入了一个静止无声的宇宙”……

极小的会变成微观的，微观的会变成亚微观的，亚微观的可能会变成原子级的。精密制造大踏步地朝两极推进，宏观至宇宙，微观至原子。精密制造领域250年的“军备竞赛”，既是企业层面的，更是国家层面的。在很大程度上，在当代，哪家企业在精密制造、智能制造上领先，它就进入了全球产业的执牛耳者序列；哪个国家在精密制造、智能制造上领先，它就拥有了关于前沿技术标准的定义权和前沿产业方向上的话语权，以及世界科技、经济、军事上的制高点地位^③。

历史上，大部分的技术创新是军事需求推动的

军事是智能制造的引擎之一。当今世界的技术创新大部分是军事需求推动的，是少数人的“战争妄想症”推动的，是国家之间的军备竞赛推动的。这实在是人类世界的悲哀：我们今天所享有的一切舒适便捷，包括电子设备、医疗器械、跨时空旅行、跨时空信息交流，以及现代文明的方方面面，皆源于过往300年左右层出不穷的技术发明、技术创新，源于智能制造的加速度演进，源于公差的指数级缩小。然而，这些发明和创新背后的元驱动力之一却主要是国家之间的军事对抗。好无奈的悖论！

1776年，铁匠大师约翰·威尔金森从一个硕大的实心金属块上钻出了一个空心圆柱体，从而开启了工业革命的新时代。但这种技术起因于制造枪炮，威尔金森发明的大炮参与了18世纪中叶英国的所有战争，包括美国的独立战争。威尔金森将他的火炮技术与瓦特的蒸汽机结合起来，军事发明才得以第一次大规模商业化，造福于人类。

从枪械开始，零部件实现了通用，“这是构成现代制造业的基石之一”。亨利·莫兹利在“精密机械制造”“批量生产”和“实现完美平整度”方面的一系列发明，使得英国皇家海军在将近一个世纪拥有了“统治世界各大洋的能力”，并最终推动了全球航运业和贸易的蓬勃发展。美国第二次独立战争期间，英军放火烧毁美国白宫的那一天，却注定了英美技术实力的转移和美国精密制造的崛起。落后就要挨打，善于自我批判和自我反思的美国精英阶层，以足够的自信和足够的谦卑，足够的激情和足够的忍耐，开始了向一切先进者、一切优秀的对手学习的漫长过程。37年之后的1851年，英国在伦敦举办“万国工业博览会”，机械的澎湃动力和移山倒海的力量，无比夸张地张扬着“日不落帝国”无人比肩的技术和工业实力。但正是在浮华喧闹的宏大叙事中，一位来自美国的年轻人，花了51个小时，打开了英国锁匠约瑟夫·布拉马设计的一把锁。

布拉马曾经向全世界的工匠发出公开挑战书：“谁要是能制造出撬开或打开这把锁的工具，他将得到200几尼的奖赏。”整整60年之后，大洋彼岸的一位美国人打开了这把“那个年代英国人极为痴迷的东西”。

这样一个象征性的细节，恐怕不仅仅具有象征性。

现代喷气式发动机的研究来自英国人弗兰克·惠特尔，他的身高约1.52米，“颇有卓别林的气质”，战争加速了他的发明从实验室走向天空，梦想与坚韧将他的“身高”拉长成了“巨人”。而当今引领航空制造的却是美国波音公司。

第一次和第二次世界大战，是传统精密制造与现代精密制造的分水岭，美国取代英国、法国和德国后来居上。

1973年5月初的一个周末，一群美国空军军官讨论了GPS的架构轮廓，5年后正式启用，最初是美国军方的最高机密之一。现在，全球经济社会运行的大部分都要依赖美国的GPS、中国的北斗卫星导航系统、欧洲的伽利略系统和俄罗斯的格洛纳斯系统。

互联网、手机、传感器等最早的技术发明和应用都源于军事需求。今日的全球技术中心硅谷，之前被称为“国防谷”（Defense Valley），从20世纪50年代到80年代，硅谷的最大雇主是军工巨头洛克希德·马丁公司，著名的仙童半导体公司的第一个合同是为美国军队和美国国家航空航天局（NASA）制造芯片。

为什么大部分的技术创新、精密制造来自军事和军队需求？要言之：军队是与死亡对抗的组织，军事是与已知和未知的生死危机对抗的特殊领域，军队对精确性的要求是绝对刚性的。因此，军事和军队在技术创新和精密制造上的资本投入、人才投入以及其他投入从来是不计成本的。虽然军事技术研发在一定意义上并不适用于常规的“资产负债表”概念，然而，军事技术成果、精密制造向商业的大规模扩散所产生的经济社会晕轮效应，却具有无法估量的巨大价值。

一个人的灵光一闪，也许就是一个改变世界的时刻

危机，或者军事需求并非技术创新和智能制造的唯一驱动力。仰望星空是人类最古典的精神本能。人类来自丛林，恐惧如影随形地永远困扰着人类。但人类也是梦游者，梦想与想象力是人类区别于其他一切种群的文明胎记。危机是创新的胎盘，而关于自然与人、宇宙与人、不确定性与人的人类想象力则是科学发现、技术创新、智能制造的产婆。

坐在人类历史的滩头，窥探宇宙的边缘。天才的梦想家爱因斯坦曾经想象：遥远的浩瀚宇宙中所发生的事件会在时空结构的“湖面”引发涟漪，如果这些“涟漪”经过或穿过地球，就会使地球的形状发生改变，这即是著名的引力波理论。它既是爱因斯坦那硕大的脑瓜推理出来的，也是他那天马行空的大脑的奇幻想象。

他的推理和想象确定吗？宇宙真的像一座神奇的湖面，时而有一片片的石子掠过，并荡起由远而近、由强到弱的一簇簇“美丽的”涟漪吗？

激光干涉引力波天文台诞生了，它与战争无关，与军事和军队无关，在某种意义上，它只关乎人类的好奇心、想象力。

“科学是发现上帝密码的，技术发明是改写上帝密码的，精密制造是重构上帝密码的。”在我和一位智者交流《追求精确》一书中关于哈勃望远镜、韦伯望远镜，尤其是激光干涉引力波天文台这一部分的内容时，他冒出了上面这一段哲语。

激光干涉引力波天文台的建造，是为了观测宇宙“涟漪”是否真的存在，观察这种“涟漪”对地球的“冲击”是否会引起地球形状的微小改变。它做到了。

它不仅是对“爱因斯坦想象”的有力应答，也成功挑战了精密工程的最高精度极限，它同时是迄今为止人类多门类的科学发现、多学科的技术发明、多层面的精密设计和精密制造方法的集成，当然，也是人类那些仰望星空的精英群体的想象力的系统性展现。

一个人的灵光一闪，也许就是一个改变世界的时刻。

《追求精确》这本令人着迷的关于精密制造的“史书”的作者西蒙·温切斯特，还出版过另外一本令人着迷的书：《天才与狂徒》。两本书共同的特点是其严谨的专业水准，对技术发明史、精密制造工程史从宏观至微观的通透把握，而贯穿两本书始与终的主旋律则是人：奇奇怪怪的人，奇奇怪怪的天才，奇奇怪怪的疯子，奇奇怪怪的狂徒，奇奇怪怪的妄想症“患者”。作者还曾写过另一本书：《教授与疯子》。

普遍而言，那些影响和改变世界的科学家、发明家、一流的教授和一流的工匠，大多是异常者：异常的个性，异端的思维，异类的行为，异于常人的想象力。任正非称其为“歪瓜裂枣”。

梦想家奠定世界历史的基调，“歪瓜裂枣”者总是在创造人类“物理和精神上的双重巅峰”。

摩尔定律：智能制造时代的“魔笛”

“天体的运行由诸神决定”，人类的创造逻辑与创新进程是否人类自己能够掌控？

1965 年，36 岁的“仙童”工程师戈登·摩尔预言：关键电子元器件的尺寸每年会缩小一半，而计算速度和功率则会翻倍。“每年”后来修改为“每两年”。从此，摩尔定律成为集成电路领域的“圣经”:“不仅因为其正确性得到了验证，而且惊人的准确”。

戈登·摩尔是智能制造时代的“魔笛手”。

1947年，晶体管相当于小孩手掌那么大。1971年，英特尔4004芯片上的晶体管间距为10微米，这块处理器上的2300个晶体管之间的距离仅相当于雾滴大小。1985年，英特尔80386芯片上的节点已经缩小到1微米，处理器上有超过100万个晶体管。随着芯片不断按照摩尔定律的魔笛跳舞，晶体管数量越来越多，节点距离也越来越小，纳米开始替代微米走上舞台，纳米是微米的1/1 000。

在电子技术领域，纳米的数字越小，工艺和产品的精密度和精确度越先进。2016年的布罗德威尔系列芯片，节点大小已相当于最小病毒的大小，每块硅片上包含不小于70亿个晶体管。2020年推出的5纳米芯片居然容纳了多达153亿个晶体管，超过了人类大脑中的神经元数量（120亿 ——140 亿）。5 纳米相当于头发的万分之一，一根头发大约有6万纳米宽。晶体管之间的间距正在迅速接近单个原子的直径。

芯片狂们的口头禅是：再来一次，再试一次！功率再增加一倍，尺寸再缩小一半。让“不可能”这个词“在芯片设计和制造这个行业变得无人提及，无人听闻，无人理睬”。英特尔的研究人员在2022年的IEEE电子设备协会上宣布最新的研究成果：通过改进芯片封装技术，在2030年前，芯片性能将达到当前最先进芯片的10倍。

在科学发现、技术发明和精密制造的世界里，追求精确已经成为一种信仰。精确是对不确定性的探索与征服。信仰是什么？相信了并仰望之。环绕精密制造上下左右的科学疯子、技术狂人、工匠“傻子”们对“摩尔定律”信而仰之，摩尔定律就成了一种“亚宗教”。《圣经》里的上帝耶和华，就是一位热衷创造的设计师、痴迷创新的建筑师和“宇宙第一”的程序员。

摩尔定律出现后，人类社会似乎已很难产生牛顿、爱因斯坦这类“半神半人”“半人半神”的孤胆英雄了，科学发现、技术发明越来越走向群体协作，每个“恒星”的周围都环聚着一群璀璨的“行星”，而精密制造从一开始就是一种天才、疯子与“呆子”的群体合作，始终呈现出的是一种系统力量。

当今人类的科技与经济，不仅徜徉于摩尔定律支配下的集成电路时代，隐约可见的是，“集成”已成为一种前所未见的大趋势。大规模的思想集成、大规模的创意集成、大规模的想象力集成、大规模的数据集成、大规模的算力集成、大规模的资本集成，将会使“摩尔定律”泛在化——人类的创造活动、创新活动将变得越来越可预期、可实现、可“想象力变现”。

20世纪下半叶以来，为什么世界上最富有的人大多集中于信息技术产业？资本与人才的集成效应使然。从21世纪10年始，资本瀑布与人才瀑布开始大规模朝着人工智能的方向集成和奔泻。几乎在与威廉·肖克利发明晶体管的同一时间，又一位“半人半神”的科学家艾伦·图灵提出了图灵实验，用于判定机器是否拥有智能，因之，他被公认为“人工智能之父”。将近80年以来，人工智能的发展先是如小河小溪，接着大江奔腾，到如今已进入江河湖海大合唱的时代。

当集成电路到达一种普遍公认的极限时，摩尔定律会否在人工智能这个既令人无比激动又无比恐惧的领域成为统治者？或许，摩尔定律在集成电路领域既能突破原子极限，为人工智能提供更加不可思议的算力，同时在人工智能领域吹响“魔笛”，成为集成电路和人工智能的“双统治者”，那么，它会将人类引向何方？置于何地？

细思极恐的也许真正是：在摩尔定律这部“圣经”中，谁将是未来“统治者的统治者”？谁将是未来社会的“新上帝”？是 AI 吗？还是人类？

大海深处，正在喷发的火山口，挤满了沸腾喧嚣的力量。

关于追求精确、关于人工智能的悖论思考

威尔金森、布拉马、莫兹利、肖克利等历史人物赋予我们要不断提高精确度的观念，我们是否应该毫无保留地崇敬和感谢他们？“在更广阔的世界里，人们是不是过于看重精确度了？”

科学技术与精密制造给现代人类带来了巨大福祉，但我们是否意识到，它背后的驱动力之一源自军事需求？源自少数国家和少数人的战争妄想症？人们追求确定性，但人类今天和未来的命运却越来越处于一种不确定的“悬湖”状态。

现代性的二元性：今天的人们对极致精确和极致完美有着近乎病态的追求，另一方面却是“对不完美的挥之不去的喜爱”。我们有否能够从这种两极分裂的精神和物质需求之中找到一种均衡状态？找到第三种生存方式？

当类似 ChatGPT 这种通用人工智能被摩尔定律所定义、所牵引、所控制时，对人类而言，福兮祸兮？人类是否在能力上、道德上、意志上、心理上，以及整个精神上对这种“一半天使，一半魔鬼”的“新物种”有足够充分而坚厚的准备？

……

注释：

①原文出自《银河系简史》，作者蒂莫西 · 费瑞斯，湖南科学技术出版社。

②“公差”指“机器工艺中允许的误差范围”。预先设定的可接受变量，便是公差。